August 29th, 2019
Een nauwkeurige schatting van de Leaf Area index (LAI) is cruciaal voor veel modellen van materiaal-en energiestromen in planten ecosystemen en tussen een ecosysteem en de atmosferische grenslaag. Daarom waren drie methoden (strooisel vallen, naald techniek en PCA) voor het nemen van precieze LAI-metingen in het gepresenteerde protocol.
De bladgebiedindex dient als interface tussen bladeren en de atmosfeer waarin veel fysiologische processen worden geïmplementeerd, met name fotosynthetische opname. De belangrijkste voordelen van deze methode voor bladgebied index schatting zijn de eenvoudige toepasbaarheid, korte meettijd eisen, en de precisie van de verkregen gegevens. Gezien het feit dat deze methoden al zijn gebruikt voor ecofysiologische studies in gewassen, graslanden, naaldbomen en bosopstanden van hardhout, moeten ze op grote schaal van toepassing zijn op de meeste andere plantenecosystemen.
Alle beschreven methoden voor bladgebied index schatting zijn eenvoudig en eenvoudig te gebruiken. Onderzoekers die nieuw zijn op de methoden mogen geen problemen ondervinden bij de uitvoering van de metingen. Visuele demonstratie van deze blad gebiedsindex schattingsmethoden is essentieel voor hun begrip, ontwerp en uitvoering.
Het aantonen van de procedure zal Pavel Haninec, een promovendus van de afdeling Bos-Botany, Dendrologie, en Geobiocoenology. Voor bladgebied index schatting met behulp van nest vallen, plaats 15 tot 25 vallen per onderzochte stand met een vastleggen gebied variërend van 0,18 meter kwadraat tot 0,5 meter kwadraat of meer aan het begin van het groeiseizoen. Plaats de vallen op regelmatige afstand over de bestudeerde stand binnen een of twee onderling loodrechte transecten of een regulier rooster, een minimum van 0,1 meter boven het grondoppervlak om lucht te blazen onder het verzamelgedeelte van de vallen.
Bevestig elk van de vallen stevig boven het grondoppervlak en onder de standluifel, zodat er geen veranderingen zijn in het opnamegebied. Plaats op elk meetpunt het verzamelde zwerfvuil van elk van de vallen in de juiste papieren zakken voor transport naar het lab. Terug in het lab, scheid het assimilatieapparaat van de andere strooiselcomponenten.
Om een specifieke bladgebiedschatting uit te voeren, meng het monster grondig van elke val voordat u een submonster van ten minste 100 tot 200 bladeren scheidt van alle gebruikte vallen. Na kort weken alle gedroogde bladeren in 60 tot 70 graden Celsius water om de bladeren te houden van vouwen of krullen, plaats de bladeren van de substeekple in een platte, rechte manier op een scanbord zonder overlappen. Droog het subsamp gedurende 48 uur bij 80 of 105 graden Celsius om een constant gewicht te bereiken in een geventileerde oven met een thermostaat om de interne temperatuur te homogeniseren en te handhaven.
Weeg aan het einde van de droogperiode de droge massa van de substeekple op een laboratoriumschaal met een minimale nauwkeurigheid van één gram en bereken het specifieke bladoppervlak als het nieuwe geprojecteerde gebied van bladeren uit het substeekmodel dat is aangewezen voor de specifieke bladgebiedschatting gedeeld door het droge massagewicht. Vervolgens droog de oven de rest van het monster van elke val gedurende 48 uur op dezelfde temperatuur die werd gebruikt voor de specifieke bladgebiedschatting en vermenigvuldig het droge massagewicht van de rest van het monster voor elke specifieke nestvanger met de juiste specifieke bladareaalwaarde om de totale geprojecteerde bladoppervlakteindex per val te bereiken. Om de bladgebiedindex te schatten met behulp van de naaldtechniek, gebruik onmiddellijk na een volledige bladval een voldoende lange, scherpe, metalen naald met niet meer dan een diameter van twee millimeter om bladeren in een min of meer vergelijkbare hoek door de laag vers gevallen bladeren die op het grondoppervlak liggen op elk van ten minste 100 gesonde bemonsteringspunten te doorboren.
Controleer of er alleen vers gevallen bladeren op de naald aanwezig zijn, waarbij gedeeltelijk ontbonden bladeren uit het voorgaande jaar worden verwijderd indien nodig. Tel vervolgens het aantal bladeren dat door de naald wordt doorboord van elke steek op elk bemonsteringspunt voordat u de bladverzameling van de naaldtechniek bij de volgende bemonsteringspunten herhaalt. Voor bladgebied index schatting met behulp van een plant luifel analyzer optische apparaat, zoek een geschikte open clearing met identieke hemel voorwaarden zoals boven de waargenomen perceel, een maximale afstand van een kilometer.
Breng dezelfde dop en oriëntatie voor zowel boven-en onder-luifel lezingen en langzaam bewegen met de sensor onder de luifel in transect, kijken naar de variabiliteit van de meeste bovenste ring lezingen. Het gebruik van dezelfde view cap voor de zowel boven-en onder-luifel lezingen is noodzakelijk voor een juiste blad gebied index schatting met behulp van een plant luifel analyzer. Het aantal en de afstand van de transecten is afhankelijk van de specifieke luifelstructuur van de standaard.
Voer de metingen boven de luifel uit als de eerste meting van elke standaardtransect of raster in een voldoende open gebied en voer de metingen onder de luifel uit in één tot drie transecten en tussen vijf tot 36 bemonsteringspunten van 0,5 tot twee meter boven de grond. Gebruik de beperkingslimieten als de sensor onder de twee meter wordt gehouden om de bediener uit te sluiten van het gezichtsveld en gebruik een minimale afstand tussen de sensor en het dichtstbijzijnde element van de bovengrondse delen van de installatie van ten minste vier keer de diameter of breedte van het onderdeel. Schat de houtachtige gebiedsindex tijdens de blad-off periode, zowel vóór knop breken in het vroege voorjaar en na volledige bladval in de late herfst.
Als u de indexwaarden van het bosrijke gebied wilt berekenen op basis van de met het veld gemeten ruwe gegevens, gebruikt u de freeware 2200 File Viewer-index en schat u de index van het plantgebied met dezelfde procedure als voor het maken van de houtachtige indexinschatting. Bereken vervolgens de werkelijke bladgebiedindexwaarde op standniveau als het verschil tussen de gemiddelde index van het plantengebied en de indexwaarden van het houtachtige gebied. In dit representatieve experiment, op percelen B, C en D, onderschatte de naaldtechniek de bladgebiedindex die uit de nestvallen is verkregen aanzienlijk.
Omgekeerd overschatte deze techniek op perceel A de bladgebiedindex gemeten met behulp van de nestvallen op een niet significant niveau. Verder werden in alle gevallen significante verschillen gevonden tussen de indexwaarden van het bladgebied die door de plant canopy analyzer en de naaldtechniek werden geschat. De houtachtige gebiedsindex kan gemakkelijk worden gemeten met behulp van een plantluifel analyzer na de volledige bladval en voor knop breken.
In dit representatieve experiment werd de ontwikkeling van de meest snelle bladgebiedindex waargenomen tijdens de periode van bud break die plaatsvond in april tot begin mei. Van mei tot eind juni werd een voortzetting van de ontwikkeling van de snelle bladgebiedindex van bladeren waargenomen, zij het met een lagere intensiteit in vergelijking met de vorige periode. Van de tweede helft van juni tot eind juli daalde de bladoppervlakteindexwaarde in perceel B en de stagnatie van de bladoppervlakteindex was in deze periode op Perceel A.In alle bestudeerde bosstands, begonnen de bladeren eind september te dalen, zoals blijkt uit de daling van de bladindexcurve.
Het meest kritieke deel van de methode van de nestvanger is de nauwkeurige schatting van het specifieke bladgebied van een voldoende grote substeek van bladeren. Voor de plant canopy analyzer is het essentieel om de metingen uit te voeren onder standaard bewolkte en windstille omstandigheden. Digitale hemisferische foto's en laserscantechnologie kunnen ook worden gebruikt om de bladgebiedindex en de ruimtelijke verdeling van de bladeren binnen de luifel te bepalen.
Momenteel is de belangrijkste uitdaging in blad gebied index schatting is het gebruik van remote sensing om de bladkwaliteit te bepalen.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
De bladoppervlakte-index (LAI) is essentieel voor het begrijpen van materiaal- en energiestromen in plantenecosystemen. Dit artikel presenteert drie methoden voor nauwkeurige LAI-meting, met nadruk op hun toepasbaarheid en gebruiksgemak.
Accurate leaf area index (LAI) estimation supports predictive modeling of plant-atmosphere interactions, which is relevant for bio-based material development and agricultural biotechnology R&D. Standardized, reproducible methods enable cross-functional teams to assess vegetation dynamics and inform target validation in plant systems. These techniques provide quantitative, scalable outputs that support mechanistic de-risking in early discovery workflows involving photosynthetic efficiency or biomass yield traits.
LAI estimation methods integrate into discovery biology for phenotypic screening, screening for assay readiness, analytics for quantitative trait measurement, and translational research for preclinical continuity.