A estimativa rápida e precisa do índice de área de folha (LAI) nos ecossistemas terrestres é crucial para uma ampla gama de estudos ecológicos e calibração de produtos de sensoriamento remoto. Apresentado aqui é o protocolo para o uso do novo dispositivo óptico LP 110 para tomar medidas terrestres in situ LAI.
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Artigo de método
Medição de campo do índice efetivo da área da folha usando dispositivo óptico em vela de vegetação
Neste artigo
Resumo
Resumo
O índice da área de folha (LAI) é uma variável essencial do dossel que descreve a quantidade de folhagens em um ecossistema. O parâmetro serve como interface entre componentes verdes das plantas e da atmosfera, e muitos processos fisiológicos ocorrem lá, principalmente captação fotossintética, respiração e transpiração. LAI também é um parâmetro de entrada para muitos modelos que envolvem carbono, água e o ciclo de energia. Além disso, as medições in situ baseadas no solo servem como o método de calibração para LAI obtido a partir de produtos de sensoriamento remoto. Portanto, métodos ópticos indiretos simples são necessários para fazer estimativas LAI precisas e rápidas. A abordagem metodológica, vantagens, controvérsias e perspectivas futuras do recém-desenvolvido dispositivo óptico LP 110 com base na relação entre radiação transmitida através do dossel de vegetação e lacunas de dossel foram discutidas no protocolo. Além disso, o instrumento foi comparado com o LAI-2200 Plant Canopy Analyzer padrão mundial. O LP 110 permite um processamento mais rápido e mais direto de dados adquiridos no campo, e é mais acessível do que o Analisador de Dossel de Plantas. O novo instrumento é caracterizado por sua facilidade de uso para leituras acima e abaixo do dossel devido à sua maior sensibilidade sensorial, inclinômetro digital embutido e registro automático de leituras na posição correta. Portanto, o dispositivo LP 110 portátil é um dispositivo adequado para a realização da estimativa LAI em silvicultura, ecologia, horticultura e agricultura com base nos resultados representativos. Além disso, o mesmo dispositivo também permite que o usuário faça medições precisas da intensidade de radiação fotosíntese (PAR) incidente.
Introdução
As copas são loci de numerosos processos biológicos, físicos, químicos e ecológicos. A maioria deles é afetada pelas estruturas do dossel1. Portanto, a quantificação precisa, rápida, não destrutiva e confiável do dossel de vegetação in situ é crucial para uma ampla gama de estudos envolvendo hidrologia, ciclismo de carbono e nutrientes e mudança climática global2,3. Uma vez que as folhas ou agulhas representam uma interface ativa entre a atmosfera e a vegetação4, uma das características estruturais críticas do dossel é o índice de área de folha (LAI)
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Protocolo
NOTA: Antes de começar a tomar medições de campo planejadas, carregue suficientemente a bateria do dispositivo LP 110. Conecte o instrumento (conector USB, veja a Figura 1) e o computador através do cabo conectado. O estado da bateria é mostrado no canto superior esquerdo do display do dispositivo.
1. Calibração antes da medição
NOTA: Para o LP 110, realize uma calibração escura do sensor LAI e calibrações do inclinômetro embutido antes de iniciar cada campanha de medição de campo.
- Calibração escura do sensor LAI
- Ligue o instrumento pressionando e segurando a tecla ....
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Resultados
A estrutura espacial obtida de ambos os dispositivos testados obviamente diferia em todas as parcelas estudadas, ou seja, diluídas de cima (A), diluídas a partir de baixo (B) e um controle sem qualquer intervenção silvicultural (C; ver Tabela 2 para mais detalhes). No nível de suporte, diferenças semelhantes nos valores LAI obtidos do LP 110 e do Analisador de Dossel de Plantas foram confirmadas entre parcelas finas com várias densidades (A vs.B) usando o teste de ANOVA e Tukey. Para o Analisador de Doss.......
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Discussão
Quais são as diferenças entre o LP 110 como um dispositivo recém-apresentado para estimar LAI (ou tomar medidas de intensidade PAR) e o LAI-2200 PCA como uma versão melhorada do PCA padrão anterior LAI-2000 para estimar LAI através de um método indireto? Além do preço ser cerca de quatro vezes maior para o Analisador de Dossel de Plantas em comparação com o LP 110, o número de parâmetros de saída, condições de medição, abordagens metodológicas e possibilidades de estimar LAI para diferentes copas, precisão de resultados,.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar. Os resultados representativos foram utilizados a partir do artigo Černý, J., Krejza, J., Pokorný, R., Bednář, P. LaiPen LP 100 - um novo dispositivo para estimar o índice de área de folha do ecossistema florestal em comparação com o etalon: Um estudo de caso metológico. Revista de Ciência florestal. 64 (11), 455-468 (2018). DOI: 10.17221/112/2018-JFS com base na permissão gentil do conselho editorial do Journal of Forest Science.
Agradecimentos
Os autores estão em dívida com o conselho editorial do Journal of Forest Science por incentivar e autorizar a utilização dos resultados representativos neste protocolo do artigo publicado ali.
A pesquisa foi apoiada financeiramente pelo Ministério da Agricultura da República Tcheca, apoio institucional MZE-RO0118, Agência Nacional de Pesquisa Agropecuária (Projeto Nº. QK21020307), e o programa de pesquisa e inovação Horizon 2020 da União Europeia (acordo de subvenção nº 952314).
Os autores também agradecem gentilmente a três revisores anônimos por suas críticas construtivas, que melhoraram o manuscrito. Além diss....
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| AccuPAR | METER Group, Inc., Pullman, WA, EUA | AccuPaR LP-80 | https://www.metergroup.com/environment/products/accupar-lp-80-leaf-area-index/ |
| DEMON | CSIRO, Canberra, Austrália | Visualizador | |
| LI-COR Biosciences Inc., NE, EUA | FV2200C Software | https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LAI-2200C/software.html | |
| FluorPen | Photon System Instruments Ltd. (PSI), República Tcheca | FluorPen 1.1.2.3 Sofware | https://handheld.psi.cz/products/laipen/#download |
| Dispositivo GPS portátil | Garmin Ltd., República Tcheca | Garmin eTrex 32x Europe46 | https://www.garmin.cz/garmin-etrex-32x-europe46/80117 |
| Dispositivo portátil para estimativa do índice de área foliar (LP 110) | Photon System Instruments Ltd. (PSI) República Tcheca | LaiPen LP 110 | https://handheld.psi.cz/products/laipen/#info |
| Plant Canopy Analyser | LI-COR Biosciences Inc., NE, EUA | LAI-2000 PCA | LAI-2200 PCA ou LAI-2200C como versões melhoradas do LAI-2000 PCA podem ser usadas, consulte: https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LAI-2200C/ |
| Software estatístico | Systat Software Inc., CA, EUA | SigmaPlot 13.0 | https://systatsoftware.com/products/sigmaplot/sigmaplot-version-13/?gclid=Cj0KCQjwzYGGBhCTARIs AHdMTQzgfb42vv0mWmcbVcflNO UvrLl802Lrhkfh23Qie2mIZfw4O8kp 7p0aAsoiEALw_wcB |
| Software estatístico | StatSoft Inc., OK, USA | STATISTICA 10.0 | Para visualização do IAF, foram empregados gráficos de wafer no STATISTICA 10.0 |
| SunScan | Delta-T Devices, Ltd., Cambridge, Reino Unido | SS1 SunScan | https://www.delta-t.co.uk/product/sunscan |
| TRAC | 3rd Wave Engineering, Ontarion Canada | Rastreamento de radiação e arquitetura de coberturas | http://faculty.geog.utoronto.ca/Chen/Chen's%20homepage/res_trac.htm |
| Tripé | Qualquer | tripé NA com porca padrão | |
| Nível de água | Qualquer | NA |
Referências
- Muiruri, E. W., et al. Forest diversity effects on insect herbivores: Do leaf traits matter. New Phytologist. 221 (4), 2250-2260 (2018).
- Macfarlane, C., et al. Estimation of leaf area index in eucalypt forest using digital photog....
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Reimpressões e permissões
