冠層分析系統的組成及其使用注意事項

    浙江托普云農科技股份有限公司研發生產的冠層分析系統可廣泛應用于農業生產和農業科研，為進行冠層光能資源調查，測量植物冠層中光線的攔截，研究作物的生長發育、產量品質與光能利用間的關系。

    一 冠層分析系統組成：

    000由LAI-2070控制器和LAI-2050傳感器兩部分構成。LAI-2050傳感器主要的構成部分包括：魚眼鏡頭：半球型市場（74°）；反射鏡：反射魚眼鏡頭接收的光；濾光鏡：zui小化樹葉散射光的貢獻；系列透鏡；硅光敏圓環：從中心向外分為5個環形，張開的角度分別為7°、23°、38°、53°、68°；LAI-2070控制器包含了測量和計算結果必要的電子元件和64kB的文件存儲空間，以及一個可顯示兩個數據的液晶顯示屏控制器有5個接口，其中有2個LAI-2050傳感器接口（X,Y）、2個BNC接口（1,2）和1個與計算機通訊用的RS-232接口。LAI-2070控制器由6個電池驅動，可持續工作260小時。除此之外，000還有一系列的觀察帽，用于在一定情況下限制傳感器的視域。

    工具軟件：基于Windows平臺的FV2000軟件和基于DOS的1000-90和2000-90，用于從LAI-2070控制器下載、瀏覽、分析數據，并計算結果。

    二 冠層分析系統測量原理：

    當光線透過植物冠層時，由于受到葉片和枝干的阻攔，輻射強度會迅速消減。根據其消減程度就可推算出植物的葉量。000便是依據此原理，通過測量植被冠層以上（A）和植被冠層以下（B）5個角度的透射光線，利用植被樹冠的輻射轉移模型, 計算LAI。000測量一次至少包括10個數據：傳感器置于冠層上方的5個數據和傳感器置于冠層下方的5個數據。這兩組數據測量時，傳感器都要水平朝上放置。通過這兩組相應數據相除就可計算出5個冠層透射率值。

    三 冠層分析系統測量的假設條件：

    1 葉片不透光，且無反射：假設冠層下的讀值不包括任何葉片反射或透射的光線。LAI-2050探頭波長范圍320-490nm，過濾了波長大于490nm的光線。因為在低于490nm區域的光線受葉片反射及透射射作用zui小。這使得葉簇在天空背景下是黑色的，從而滿足了前題假設。

    2 葉片排列是隨機的：不同的冠層有不同的形狀，可能是條狀（條播作物）、橢圓體（單一植株）、巨大的正方體（草地）或者是有孔的大正方體（充滿林隙的落葉林）。在這些不同形狀的空間中葉片分布是隨機的。

    3 葉片面積相對每環的觀測范圍是很小的：即探頭與zui近葉片的距離應至少為葉片寬度的4倍。

    4 葉片的位置分布是隨機的：不管葉片如何傾斜，只要所有葉片不是朝向同一角度即可。用廣視角進行測量時這種假設基本是得到滿足的。

    四 冠層分析系統使用時的注意事項；

    1 遮蓋帽的用途

    從傳感器的視野中去除太陽；從視野中去除操作者的影響；天空亮度不均勻；冠層內有明顯的空隙；減小對測量樣地尺寸的需要；減小了森林內必需的空地尺寸。

    2 斜坡的影響

    應該使傳感器保持與斜坡相匹配，而不是實際的水平。

    3 樣地尺寸的影響

    如果樣地尺寸太小，要注意保證傳感器的視野范圍是冠層高度的3倍，可以采用去除第5個環的數據來解決這個問題，也可以采用觀察帽的方法。

    4 光線的需求

    直射的陽光：應盡可能避免直射的陽光，盡量在日出日落時或多云的天氣進行測量，如果避免不了，那么需要注意：使用270度的遮蓋帽或更小的視野遮蓋帽；背對陽光進行測量，遮擋住日光和操作者本身；對植物冠層進行遮陰處理；天空云分布不均勻導致光線不均勻的天氣條件：等待云彩飄過并遮擋了陽光時再進行測量。適宜光線條件：均勻的陰天或者散射光照下才能測量。zui易找到合適的測量時間往往是黎明之前和日落之后的瞬間。作為一般原則，如果可以看到地上的影子或者林冠上有陽光照射的葉子，這時的天空的光照條件就沒有滿足。

    5 葉片與傳感器的距離限制

    一個葉片與傳感器的距離是重要的，太近將導致測量的誤差。簡單的計算方法是根據采用的遮蓋帽的角度來得到距離因子參數，再除以B值的重復次數，再乘以葉片的寬度，即得到zui小需要的距離了。如果距離無法縮小，可以考慮增加重復次數來解決這個問題。    6 冠層內的空隙（林窗）

    由于LAI是空隙比例的對數，那么zuihao的情況是取對數后進行平均，而不是平均后取對數。如果一個視野內既有稠密的冠層又有稀疏的冠層，那么zuihao采用遮蓋帽來減少其同時出現在同一視野的可能（這樣將導致對葉面積指數的低估）。

    植物生理其他儀器：植物營養測定儀、葉綠素測定儀、根系分析系統、葉面積測定儀、光合作用測定儀、果蔬呼吸測定儀、植物冠層數字圖像分析儀、莖稈強度測定儀、植物病害檢測儀、植物水勢儀、樹木無損檢測探傷儀