利用直接法和间接法测定针阔混交林叶面积指数的季节动态

利用光学仪器法能够快速、高效地测定森林生态系统的叶面积指数(leaf area index,LAI)。然而,评估该方法测定针阔混交林LAI季节动态准确性的研究较少。该研究基于凋落物法测定了小兴安岭地区阔叶红松(Pinus koraiensis)林LAI的季节动态,其结果可代表真实的LAI。参考真实的LAI,对半球摄影法(digital hemispherical photography,DHP)和LAI-2000植物冠层分析仪测定的有效叶面积指数(effective LAI,Le)进行了评估。首先对DHP测定LAI过程中采用的不合理曝光模式(自动曝光)进行了系统校正。同时,测定了光学仪器法估测LAI的主要影响因素(包括木质比例(woody-to-total area ratio,α)、集聚指数(clumping index,E)和针簇比(needle-to-shoot area ratio,γE))的季节变化。结果表明:3种不同方法测定的LAI均表现为单峰型的季节变化,8月初达到峰值。从5月至11月,DHP测定的Le比真实的LAI低估50%–59%,平均低估55%;而LAI-2000植物冠层分析仪测定的Le比真实的LAI低估19%–35%,平均低估27%。DHP测定的Le经过自动曝光,α、E和γE校正后,精度明显提高,但仍比真实的LAI低估6%–15%,平均低估9%;相对而言,LAI-2000植物冠层分析仪测定的Le经过α、E和γE校正后,精度明显提高,各时期与真实的LAI的差异均小于9%。研究结果表明,考虑木质部和集聚效应对光学仪器法的影响后,DHP和LAI-2000植物冠层分析仪均能相对准确地测定针阔混交林LAI的季节动态,其中,DHP的测定精度高于85%,而LAI-2000植物冠层分析仪的测定精度高于91%。