Yaprak alan indeksi - Leaf area index

Yaprak alan indeksi ( LAI ), bitki kanopilerini karakterize eden boyutsuz bir niceliktir . Geniş yapraklı saçaklarda birim zemin yüzey alanı başına tek taraflı yeşil yaprak alanı ( LAI = yaprak alanı/zemin alanı, m 2 /m 2 ) olarak tanımlanır . Gelen kozalaklı , LAI için üç tanım kullanılmıştır:

  • Birim zemin yüzey alanı başına toplam iğne yüzey alanının yarısı
  • Birim zemin alanı başına öngörülen (veya geniş yapraklı kanopiler tanımına göre tek taraflı) iğne alanı
  • Birim zemin alanı başına toplam iğne yüzey alanı

"Toplam yaprak alanının yarısı" tanımı, gaz değişimi gibi biyolojik süreçlerle ilgilidir, oysa "öngörülen yaprak alanı" tanımı, yapraklar düz olmadığında belirli bir alanın bir yöndeki izdüşümü başka bir yönde farklılık gösterebileceği için dikkate alınmamıştır, kalın veya 3D şekilli. Ayrıca, "zemin yüzey alanı", eğimli bir yüzeyde LAI'yi netleştirmek için özel olarak "yatay zemin yüzey alanı" olarak tanımlanır. “Birim yatay zemin yüzey alanı başına toplam yaprak alanının yarısı” tanımı, her türlü yaprak ve düz veya eğimli yüzeyler için uygundur.

Bir yaprak alanı indeksi (LAI), bir bitkinin birim zemin veya gövde yüzey alanı başına yaprak alanını ifade eder ve genellikle bir bitkinin büyüme hızının bir göstergesi olarak kullanılır. LAI, yalnızca gölgeliğin boyutuyla değil, yoğunluğuyla ve yaprakların birbirlerine ve ışık kaynaklarına göre yönlendirildiği açıyla da ilgili olan karmaşık bir değişkendir. Ek olarak, LAI, bitki aktivitesindeki mevsimsel değişikliklere göre değişir ve tipik olarak, yeni yaprakların üretildiği ilkbaharda en yüksek ve yaz sonu veya yapraklar yaşlandığında (ve dökülebildiğinde) erken sonbaharda en düşük seviyededir. LAI çalışmasına "filometri" denir.

Yorum ve uygulama

LAI Solunum.gif

LAI, birim zemin alanı başına toplam yaprak alanı için bir ölçüdür ve bitkiler tarafından yakalanabilen ışık miktarı ile doğrudan ilişkilidir. Fotosentetik birincil üretimi , evapotranspirasyonun tahmin edilmesinde ve mahsul büyümesi için bir referans aracı olarak kullanılan önemli bir değişkendir . Bu nedenle, LAI teorik üretim ekolojisinde önemli bir rol oynar . LAI ile ışığın kesilmesi arasında, birincil üretim hızıyla doğrusal orantılı olan ters bir üstel ilişki kurulmuştur:

burada P maks maksimum belirtmektedir birincil üretim ve bir bitki spesifik büyüme belirtmektedir katsayısı . Bu ters üstel fonksiyona birincil üretim fonksiyonu denir .

LAI, 0 (çıplak zemin) ile 10'un üzerinde (yoğun kozalaklı ormanlar) arasında değişir.

LAI'yi belirleme

LAI, bir bitki kanopisinden istatistiksel olarak anlamlı bir yeşillik numunesi alarak , numune parseli başına yaprak alanını ölçerek ve bunu parsel arazi yüzey alanına bölerek doğrudan belirlenebilir . Dolaylı yöntemler, gölgelik geometrisini veya ışık sönmesini ölçer ve bunu LAI ile ilişkilendirir.

Doğrudan yöntemler

Yaprak döken türler üzerinde , gölgelik altında dağıtılan belirli alanlardaki tuzaklarda yaprak dökümü sırasında yaprak toplanarak doğrudan yöntemler kolaylıkla uygulanabilir . Toplanan yaprakların alanı yaprak alan metresi veya kullanılarak ölçülebilir görüntü tarayıcı ve görüntü analiz yazılımı (ImageJ) ve mobil uygulamaları ( Leafscan , Yaprak sapı , Kolay Yaprak Alanı ). Ölçülen yaprak alanı daha sonra LAI'yi elde etmek için tuzakların alanına bölünebilir. Alternatif olarak, yaprak alanı (örneğin, üzerinden toplanan yaprakların bir alt-numune üzerinde ölçülmektedir ve yaprak kuru kütlesine bağlı olabilir spesifik yaprak alanı , SLA cm 2 / g) eklenmiştir. Bu şekilde tüm yaprakların alanını tek tek ölçmek gerekmez, toplanan yaprakları kuruduktan sonra tartın (48 saat boyunca 60-80 °C'de). Spesifik yaprak alanı ile çarpılarak yaprak kuru kütlesi yaprak alanına dönüştürülür. Yaprak dökmeyen türlerde
doğrudan yöntemler mutlaka yıkıcıdır. Bununla birlikte, bitki örtüsünü hasat ederek ve belirli bir zemin yüzey alanı içindeki yaprak alanını ölçerek ekinlerde ve meralarda yaygın olarak kullanılırlar. Bu tür yıkıcı teknikleri doğal ekosistemlerde, özellikle de yaprak dökmeyen ağaç türlerinin ormanlarında uygulamak çok zordur (ve aynı zamanda etik değildir) . Ormancılar, yaprak dökmeyen ormanlardaki yaprak alanını allometrik ilişkiler yoluyla belirleyen teknikler geliştirmiştir . LAI'yi tahmin etmek için doğrudan yöntemlerin zorlukları ve sınırlamaları nedeniyle, çoğunlukla uygulaması daha kolay ve daha hızlı olan dolaylı yöntemler için referans olarak kullanılırlar.

dolaylı yöntemler

Bir yarım küre fotoğraf ve orman gölgelik . Gölgelik alanının gökyüzüne oranı, LAI'yi tahmin etmek için kullanılır.

LAI'yi yerinde tahmin etmenin dolaylı yöntemleri iki kategoriye ayrılabilir:

  1. çekül hatları ve eğik noktalı kuadratlar gibi dolaylı temas LAI ölçümleri
  2. dolaylı temassız ölçümler

Birinci yöntemle ilgili öznellik ve emek nedeniyle, dolaylı temassız ölçümler tipik olarak tercih edilir. Yarı küresel fotoğrafçılık gibi temassız LAI araçları, Delta-T Devices'dan Hemiview Plant Canopy Analyzer , CID Bio-Science'dan CI-110 Plant Canopy Analyzer [1 ] , LI-COR'dan LAI-2200 Plant Canopy Analyzer [2] Decagon Devices'ın Biosciences ve LP-80 LAI septometresi [3] , LAI'yi tahribatsız bir şekilde ölçer. Yarım küre fotoğraf yöntemleri , bitki gölgeliğinin altında çekilen yukarıya bakan balık gözü fotoğraflarını analiz ederek LAI ve diğer gölgelik yapı özelliklerini tahmin eder. LAI-2200, geniş açılı bir optik sensörle yapılan güneş radyasyonu ölçümlerinden LAI ve diğer gölgelik yapı özelliklerini hesaplar. Kanopinin üstünde ve altında yapılan ölçümler, beş açıda kanopi ışığının kesilmesini belirlemek için kullanılır; bu, LAI'nin vejetatif kanopilerde bir ışıma transferi modeli kullanılarak hesaplanmıştır. LP-80, gölgelik üzerindeki ve zemin seviyesindeki ışık seviyeleri arasındaki farkı ölçerek ve yaprak açısı dağılımını, güneş zenit açısını ve bitki yok olma katsayısını hesaba katarak LAI'yi hesaplar. LAI'nin diğer değişkenlerin (kanopi geometrisi, ışığın kesilmesi, yaprak uzunluğu ve genişliği, vb.) gözlemlerine dayalı olarak hesaplandığı bu tür dolaylı yöntemler genellikle daha hızlıdır, otomasyona uygundur ve böylece daha fazla sayıda uzaysal örneğin elde edilmesine izin verir. . Doğrudan (yıkıcı) yöntemlerle karşılaştırıldığında kolaylık nedeniyle bu araçlar giderek daha önemli hale geliyor.

Yöntemlerin dezavantajları

Doğrudan yöntemin dezavantajı, özellikle çalışma alanı çok büyükse, yıkıcı, zaman alıcı ve pahalı olmasıdır.

Dolaylı yöntemin dezavantajı, bazı durumlarda birbiri üzerinde yatan yaprakları hesaba katmadığı ve teorik LAI modellerine göre esasen tek yaprak gibi davrandığı için çok yoğun kanopilerde LAI'nin değerini olduğundan az tahmin edebilmesidir. Kanopiler içindeki rastgele olmama durumunun göz ardı edilmesi, LAI'nin %25'e kadar düşük tahmin edilmesine neden olabilir, dolaylı yöntemde yol uzunluğu dağılımının dahil edilmesi, LAI'nin ölçüm doğruluğunu iyileştirebilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Notlar