六盘山叠叠沟华北落叶松人工林叶面积指数的时空变化特征

在具有半干旱气候的宁夏固原六盘山区叠叠沟小流域,于2009年整个生长季内(5-10月)监测了典型阴坡坡面上的华北落叶松人工林不同坡位的7个样地的林冠层、林下灌木层和草本层的叶面积指数(LAI)的数量变化和季节动态.结果表明:(1)华北落叶松不同样地的林冠层LAI随坡位升高的变化趋势基本上是逐渐减小,从坡下部的1.52～...     

株型对冬小麦冠层叶面积指数与植被指数关系的影响研究

利用PROSAIL模型和地面实测数据分别探讨了冠层株型特征对建立VIs-LAI拟合模型的影响,并基于Beer定律分析了消光系数KVI随株型的变化特征,其中共考虑了3种株型品种(披散型、中间型、紧凑型),VIs则选用了增强型植被指数(EVI)、归一化植被指数(NDVI)以及比值植被指数(RVI)。结果表明,不同VIs与LAI间的相关性程度会受到株型特征的影响,而同一株型内部VIs与LAI的相关性较混合株型好。不同植被指数比较,EVI-LAI相关关系受株型的影响较大,划分株型后其复相关系数R2可提高30%以上;而NDVI-LAI相关关系受株型的影响较小,并且这种影响仅在LAI<3时略有表现,可能与NDVI在较高LAI时的饱和有关;RVI-LAI相关关系对株型变化的反映则稍强于NDVI,且当株型趋于紧凑型时,其拟合模型有从指数型向直线型转化的趋势。此外消光系数KVI会随株型趋于紧凑而降低,3种植被指数的消光系数符合:KNDVI>KEVI>KRVI。     

基于3-PG模型的杉木人工林各器官生物量和LAI估算

【目的】利用3-PG模型估算江苏南部地区杉木人工林各器官生物量和叶面积指数(LAI),为杉木人工林可持续经营提供参考。【方法】以苏南丘陵地区杉木人工林为研究对象,结合当地气候和林分观测历史数据确定3-PG模型参数并运行模型,估算杉木人工林的LAI和林分不同器官生物量随林龄的变化趋势,并对预测值和观测值进行显著性分析。【结果】初始林分密度为4 600株/hm2的杉木人工林在5年时林分达到郁闭,LAI为5.5;干生物量在23年达到最大值,为74.5t/hm2;根和叶的生物量均随着林龄的增加而先增后减,根生物量在第10年达到最大值(17.5t/hm2),叶生物量在第6年达到最大值(10.25t/hm2)。【结论】3-PG模型预测结果较好,除叶生物量外,LAI、干和根生物量预测值均与观测值无显著差异。     

高产水稻群体茎蘖组成和叶面积指数及其关系的研究

 试验以源库类型不同的中籼稻汕优63（库限制型）和中粳稻香粳3017（源限制型）为材料,研究高产水稻茎蘖和叶面积指数组成及其关系结果表明:（1）高产水稻茎蘖组成特点:有效分蘖临界叶龄期和拔节期3叶以上大分蘖多,小分蘖少。（2）高产水稻叶面积指数组成特点:有效分蘖临界叶龄期和拔节期3叶以下小分蘖的叶面积指数占总叶面积指数的比例小,与总叶面积指数相关不密切:4叶以上大分蘖的叶面积指数占总叶面积指数比例大,是群体的主要组成部分。（3）叶面积指数与茎蘖组成关系:有效分蘖临界叶龄期3叶以下分蘖数和4叶以上分蘖数与总叶面积指数关系不密切,而拔节期4叶以上分蘖数与总叶面积指数相关显著。     

水分胁迫对不同基因型夏大豆冠层发育及耗水量的影响

在防雨棚条件下研究了不同阶段水分胁迫对4个夏大豆品种五星3号、冀豆15、冀豆16和冀豆17冠层发育和耗水特性影响.结果表明:大豆耗水规律为出苗后20 d内日耗水强度较低,初花期～鼓粒初期较高,最高峰出现在初花期前后,鼓粒中后期较低.最大叶面积指数(LAI)出现在盛花期,不同阶段水分胁迫使多数品种的LAI明显下降.从冠层发育角度,冀豆16苗期抗旱性较强,五星3号花期和鼓粒期抗旱性较强,冀豆15鼓粒期抗旱性较强.五星3号、冀豆15和冀豆16的LAI相近,但五星3号的耗水量较低,冀豆17 LAI和耗水量均较高.大豆主要耗水层在0～100 cm,尤其0～50 cm土层土壤水分状况对大豆的生长发育影响效应更大.     

联合主成分分析与最小二乘支持向量机估测冬小麦叶面积指数

利用单一植被指数估测叶面积指数存在高光谱遥感丰富的波段信息易丢失和外界因素干扰大的缺点,但若将波段信息全部引入模型又会增加建模难度。为解决利用多波段信息估测叶面积指数的问题,利用主成分分析法(PCA)对光谱数据进行降维,之后将提取的主成分与最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型相结合,构建冬小麦叶面积指数的高光谱估测模型,并与以4类植被指数作为LS-SVM输入参数建立的模型进行比较。结果表明,以主成分作为LS-SVM模型的输入参数建立的模型精度最高,模型检验集R2为0.71,检验集RMSE为0.56,估测结果较使用植被指数作为输入参数建立的模型精度高,稳定性好。该方法可为利用多波段信息进行大范围冬小麦叶面积指数的无损测定提供参考。     

遮雨棚模拟黄土旱塬区降水变化对冬小麦生长及产量的影响

为了解降水变化对黄土旱塬区冬小麦生长及产量的影响,通过遮雨棚模拟冬小麦生长季减少30%降水(R-30%)、正常降水(CK)和增加30%降水(R+30%)情景,于2016-2018年研究了黄土旱塬区两季冬小麦土壤相对有效含水量、LAI、NDVI、生物量、产量及其构成的动态变化特征。结果表明,在降水正常的2016-2017年(降水距平百分率位于±15%以内),与CK相比,R-30%处理的土壤相对有效含水量在返青至抽穗期显著下降,冬小麦冠层NDVI显著降低,LAI和干物质增长速率明显变缓,冬小麦的穗数和千粒重显著降低,而R+30%处理下冬小麦LAI和干物质保持稳定增长优势。R+30%、CK和R-30%三种降水条件下冬小麦产量分别为4.66、3.12和2.43 t·hm~(-2),处理间差异显著。在降水偏多的2017-2018年(降水距平百分率超过30%),不同降水处理间土壤相对有效含水量、冬小麦LAI、冠层NDVI、生物量、产量及其构成等指标均未表现出显著差异。R+30%、CK和R-30%三个处理下冬小麦的产量分别为3.70、3.39和3.14t·hm~(-2),处理间差异亦不显著。因此,在正常降水年份,生长季增加30%降水可使冬小麦显著增产44.2%,减少30%降水可使冬小麦显著减产28.4%;在降水偏多年份,生长季降水增加30%或减少30%对冬小麦的生长及产量没有显著影响。     

城市绿地园林树种叶面积指数测定方法研究——以小叶榕为例

分别采用半球面影像技术和LAI-2000冠层分析仪对华南地区最常用园林树种小叶榕(Ficus microcarpa)的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)进行测定、比较和分析。研究表明,2种测量仪器所测LAI值存在极显著正相关(P<0.001);用半球面影像技术测量的LAI值与冠幅、胸径和树高之间也存在极显著一元线性关系,构建回归模型分别为:LAI=0.0444Cw+1.6526,LAI=0.0088D+1.8327,LAI=0.0543H+1.6404;通过模型可估测小叶榕单株的叶面积指数,达到95%的置信区间的估测值范围。     

Estimating the three-dimensional structure of canopy foliage based on the light measurements in a Betula ermanii stand

In order to more accurately evaluate the functional activity of forest stands by canopy production and evapotranspiration, we improved the methods for field measurements and statistical modeling to estimate foliage configuration (spatial distribution of leaves) while simultaneously reconstructing the three-dimensional photosynthetically active photon flux density (PPFD) distribution (PPFD pattern) in a forest canopy. By using a sensor (photodiode) array, a PPFD pattern was observed in summer 2002 under the canopy in an even-aged, pure stand of Japanese mountain birch Betula ermanii Cham. (17-years old) in Hokkaido, northern Japan. A Markov chain Monte Carlo (MCMC) sampling technique is developed such that a set of foliage configurations generated by the model referred to as the Gibbs foliage canopy (GFC) approximates the field-measured PPFD pattern. The posterior distribution of the foliage configurations is generated by the parallel tempering MCMC of eight independent series of foliage configurations. The GFC model generated the posterior distribution of the LAI estimates (mean 4.56) that appeared to be appropriate in comparison to other LAI estimates of the B. ermanii stand based on the indirect and nondestructive methods by LAI-2000 (LAI = 3.43) and litterfall traps (LAI = 5.56) because they could be under- and overestimated, respectively. Our evaluations of the canopy production and evapotranspiration rates suggest that the relationship between LAI and canopy functions was not very simple because it depended on the nonlinear functional forms of the leaf responses of photosynthesis and transpiration to PPFD. The current study demonstrates an application of MCMC techniques that can generate a set of possible structures of unobserved/unobservable objects based on the high-resolution dataset obtained by some indirect (or remote-sensing) methods.     

春大豆叶面积指数的空间结构性分析

为了对春大豆叶面积指数(LAI)的空间结构性进行分析,进一步指导春大豆的精细种植,以晋大74号大豆为研究对象,用DGPS定位系统按7m×7m网格共布54个点,并利用SunScan冠层分析系统采集大豆开花结荚期的叶面积指数;运用地统计学原理对LAI的空间结构性进行分析,并建立其半方差函数模型。结果表明:所测LAI具有中等变异性,变异函数模型为球状模型,且具有中等空间自相关性,相关距离为44.8m,可为后续作物生长性状、土壤特性、产量信息的空间变异性及相关性分析提供了基础和前提。