Dokładne oszacowanie wskaźnika powierzchni liści (LAI) jest kluczowe dla wielu modeli przepływów materiałów i energii w ekosystemach roślinnych oraz między ekosystemem a atmosferyczną warstwą graniczną. W związku z tym w przedstawionym protokole znalazły się trzy metody (pułapki na śmieci, technika igłowa i PCA) wykonywania precyzyjnych pomiarów LAI.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Szacowanie wskaźnika powierzchni liści przy użyciu trzech różnych metod w drzewostanach czystych liściastych
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Dokładne oszacowanie wskaźnika powierzchni liści (LAI), zdefiniowanego jako połowa całkowitej powierzchni liści na jednostkę poziomej powierzchni gruntu, jest kluczowe dla opisu struktury roślinności w dziedzinach ekologii, leśnictwa i rolnictwa. W związku z tym krok po kroku przedstawiono procedury trzech komercyjnie stosowanych metod (pułapki na śmieci, technika igłowa i analizator koron roślin) do wykonywania oceny LAI. Porównano konkretne podejścia metodologiczne, a w niniejszym protokole omówiono ich obecne zalety, kontrowersje, wyzwania i perspektywy na przyszłość. Pułapki na śmieci są zwykle uważane za poziom odniesienia. Zarówno technika igłowa, jak i analizator baldachimu roślin (np. LAI-2000) często zaniżają wartości LAI w porównaniu z wartością referencyjną. Technika igłowa jest łatwa do zastosowania w drzewostanach liściastych, w których ściółka ulega całkowitemu rozkładowi każdego roku (np. drzewostany dębowe i bukowe). Konieczna jest jednak kalibracja oparta na pułapkach na śmieci lub metodach bezpośredniego niszczenia. Analizator koron roślin jest powszechnie stosowanym urządzeniem do szacowania LAI w ekologii, leśnictwie i rolnictwie, ale jest podatny na potencjalne błędy ze względu na zbrylanie się liści i udział elementów drzewnych w polu widzenia (FOV) czujnika. Omówiono eliminację tych potencjalnych źródeł błędów. Analizator baldachimu roślin jest bardzo odpowiednim urządzeniem do wykonywania szacunków LAI na wysokim poziomie przestrzennym, obserwacji sezonowej dynamiki LAI oraz do długoterminowego monitorowania LAI.
Wprowadzenie
LAI, zdefiniowany jako połowa całkowitej powierzchni liścia na jednostkę poziomej powierzchni gruntu1, jest kluczową zmienną używaną w wielu modelach wymiany biogeofizycznej i chemicznej skoncentrowanych na przepływach węgla i wody2,3,4. LAI jest wprost proporcjonalny do aktywnej powierzchni liści, gdzie napędza produkcję pierwotną (fotosyntezę), transpirację, wymianę energii i inne atrybuty fizjologiczne związane z szeregiem procesów ekosystemowych w zbiorowiskach roślinnych5.
Opracowano liczne podej....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. LAI szacowany przy użyciu pułapek na ściółkę
- W pierwszej kolejności należy przeprowadzić badanie terenowe, analizując warunki stanowiska oraz strukturę badanych drzewostanów (tzn., nachylenie i ekspozycja stoku, typ lasu lub roślinności, gęstość lasu lub roślinności, jednorodność zwarcia koron, rozmiar korony oraz wysokość podstawy korony).
- Wybierz odpowiedni typ pułapki na opad, przeznaczonej do umieszczenia pod koronami drzew, dobierając rozmiar oczek siatki w zależności od wielkości aparatu asymilacyjnego badanych drzewostanów (tj., (rozmiar oczek musi być mniejszy niż rozmiar urządzenia do przechwytywania asymilacji), nas....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Średnie wartości LAI na poziomie drzewostanu dla wszystkich badanych drzewostanów w sezonie wegetacyjnym 2013 r. przedstawiono na Ryc. 8. Na wszystkich powierzchniach próbnych z wyjątkiem A najwyższe wartości zmierzono za pomocą pułapek na ściółkę, które służyły jako poziom odniesienia. Przeciwnie, najwyższą średnią wartość LAI oszacowano metodą igieł na powierzchni A. Wszystkie różnice między wartościami LAI oszacowanymi za pomocą pułapek na ściółkę a analizatora korony roślin nie były isto.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Pułapki na śmieci są uważane za jedną z najdokładniejszych metod szacowania LAI8, ale są bardziej pracochłonne i czasochłonne niż metody pośrednie35,64, które zostały włączone do tego protokołu. W ramach całej procedury szacowania LAI przy użyciu pułapek na śmieci, precyzyjne oszacowanie SLA jest najbardziej krytycznym punktem10, ponieważ SLA może się różnić w zależności od gatunku roślin65, .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia. Reprezentatywne wyniki wykorzystano z artykułu Černý J, Haninec P, Pokorný R (2018) Wskaźnik powierzchni liści szacowany metodami bezpośrednimi, półbezpośrednimi i pośrednimi w europejskich drzewostanach buka i klonu jaworowego. Dziennik Badań Leśnych. doi: 10.1007/s11676-018-0809-0 (wersja online) na podstawie uprzejmej zgody redakcji Journal of Forestry Research.
Podziękowania
Jesteśmy wdzięczni redakcji Journal of Forestry Research za zachęcenie i upoważnienie nas do wykorzystania reprezentatywnych wyników w tym protokole z opublikowanego tam artykułu. Dziękujemy również dwóm anonimowym recenzentom za cenne uwagi, które przyczyniły się do znacznego ulepszenia manuskryptu. Badania zostały sfinansowane przez Ministerstwo Rolnictwa Republiki Czeskiej, wsparcie instytucjonalne MZE-RO0118 oraz Narodową Agencję Badań Rolniczych (nr projektu QK1810126).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Miernik powierzchni | LI-COR Biosciences Inc., NE, USA | LI-3100C | https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LI-3100C/ |
| komputerowy system analizy obrazu | Regent Instruments Inc., CA | Przeglądarka plików WinFOLIA | |
| http://www.regentinstruments.com/assets/images_winfolia2/WinFOLIA2018-s.pdf LI-COR Biosciences Inc., NE, USA | FV2200C Oprogramowanie | https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LAI-2200C/software.html | |
| Piec laboratoryjny | Amerex Instruments Inc., CA, USA | CV150 | https://www.labcompare.com/4-Drying-Ovens/2887-IncuMax-Convection-Oven-250L/?pda=4|2887_2_0||| |
| System analizy obrazu liści | Urządzenia Delta-T, Wielka Brytania | WD3 WinDIAS | https://www.delta-t.co.uk/product/wd3/ |
| Pułapki na śmieci | Dowolna | NA | Zobacz rys. 2 |
| Igła | Dowolna | NA | Maksymalna średnica 2 mm |
| Analizator baldachimu | roślin LI-COR Biosciences Inc., NE, USA | LAI-2000 PCA | LAI-2200 PCA lub LAI-2200C jako ulepszone wersje LAI-2000 PCA mogą być używane, patrz: https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LAI-2200C/ |
| Przenośny laserowy miernik powierzchni liści | CID Bio-Science, WA, USA | CI-202 | https://cid-inc.com/plant-science-tools/leaf-area-measurement/ci-202-portable-laser-leaf-area-meter/ |
| Przenośny miernik powierzchni liści | ADC, BioScientic Ltd., Wielka Brytania | AM350 | https://www.adc.co.uk/products/am350-portable-leaf-area-meter/ |
| Przenośny miernik powierzchni liści | Bionics Scientific Technogies (P.) Ltd., Indie | BSLM101 | http://www.bionicsscientific.com/measuring-meters/leaf-area-index-meter.html |
| Przenośny miernik powierzchni liści | LI-COR Biosciences Inc., NE, USA | LI-3000C | https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LI-3000C/ |
Bibliografia
- Chen, J. M., Black, T. A. Defining leaf area index for non-flat leaves. Plant, Cell and Environment. 15 (4), 421-429 (1992).
- Sellers, J. P., et al. Modelling the exchanges of energy, water, and carbon between continents and the atmosphere. Science
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
