Baldakin er loci af mange biologiske, fysiske, kemiske og økologiske processer. De fleste af dem er påvirket af baldakin strukturer¹. Derfor er nøjagtig, hurtig, ikke-destruktiv og pålidelig in situ vegetation baldakin kvantificering afgørende for en lang række undersøgelser, der involverer hydrologi, kulstof- og næringsstofcykling og globale klimaændringer^2,3. Da blade eller nåle repræsenterer en aktiv grænseflade mellem atmosfæren og vegetationen⁴, er en af de kritiske baldakin strukturelle egenskaber bladarealindeks (LAI)⁵, defineret som halvdelen af det samlede grønne bladoverfladeareal pr. enhed vandret jordareal eller kroneprojektion for enkeltpersoner, udtrykt i m² pr. m² som en dimensionløs variabel^{6, 7}.

Forskellige instrumenter og metodiske metoder til vurdering af jordbaseret LAI og deres fordele og ulemper i forskellige økosystemer er allerede blevet præsenteret^8,9,10^{,11,12,13,14,15}. Der findes to hovedkategorier af LAI-estimeringsmetoder: direkte og indirekte (se omfattende gennemgange^8,9,10,11,12 for yderligere oplysninger). Hovedsageligt anvendes i skovstande, jordbaserede LAI skøn er rutinemæssigt opnås ved hjælp af indirekte optiske metoder på grund af manglen på direkte LAI bestemmelse, men de repræsenterede normalt en tidskrævende, arbejdskrævende og destruktiv metode^9,10,12,16. Desuden stammer indirekte optiske metoder fra lettere at måle relaterede parametre (set ud fra dets tidskrævende og arbejdskrævende karakter)¹⁷, såsom forholdet mellem hændelsesbestråling over og under baldakinen og kvantificeringen af baldakingab¹⁴. Det er indlysende, at Plant Canopy Analyzers også har været meget udbredt til at validere satellit LAI hentninger^18; Det er derfor blevet betragtet som en standard for LP 110-sammenligning (se materialetabel for at få flere oplysninger om anvendte instrumenter).

LP 110, som en opdateret version af oprindeligt self-made simple instrument ALAI-02D¹⁹ og senere LP 100²⁰, blev udviklet som en tæt konkurrent til Plant Canopy Analyzers. Som repræsentant for indirekte optiske metoder er enheden håndholdt, let, batteridrevet uden behov for en kabelforbindelse mellem sensoren og dataloggeren, der bruger et digitalt inclinometer i stedet for et bobleniveau og muliggør hurtigere og mere præcis positionering og værdiaflæsning. Derudover er enheden designet til at notere øjeblikkelige udlæsninger. Således er det tidsestimat, der er nødvendigt for at indsamle data i marken, kortere for LP 110 end Plant Canopy Analyzer med ca. 1/3. Efter eksport af udlæsninger til en computer er dataene tilgængelige til efterfølgende behandling. Enheden registrerer bestråling i de blå lys bølgelængder (dvs. 380-490 nm)^21,22 ved hjælp af en LAI sensor til at foretage en LAI beregning. LAI-sensoren er maskeret med et uigennemsigtigt begrænsningsloft med 16° (Z-akse) og 112° (X-akse) synsfelter (Figur 1). Således kan let transmission bemærkes ved hjælp af den enhed, der holdes enten vinkelret på jordoverfladen (dvs. zennit vinkel 0 °), eller i fem forskellige vinkler på 0 °, 16 °, 32 °, 48° og 64 ° for også at kunne udlede baldakin elementer hældning.

Figur 1: De fysiske træk ved LP 110. MENU-tasten gør det muligt for brugeren at skifte op og ned i hele displayet, og set-knappen fungerer som Enter-tasten(A). Zenith view under forskellige hældningsvinkler (±8 på grund af sidevisningen) og den vandrette visning er fastgjort til LP 110 til 112 ° (B) på samme måde som Plant Canopy Analyzer (ændret af begrænsere). Klik her for at se en større version af dette tal.

På grund af LAI-sensorens højere følsomhed, dens begrænsede synsfelt, indbygget digitalt inklinometer, automatisk logning af læseværdier i den korrekte position angivet med lyd uden et knaptryk, er det nye instrument også velegnet til over-baldakinaflæsninger i smalle dale eller endda på bredere skovveje for at måle en bred vifte af himmelforhold. Derudover muliggør det kvantificering af modne stand baldakiner over den relativt høje regenerering, og det opnår højere nøjagtighed af bestrålingsværdier end Plant Canopy Analyzer. Desuden er prisen på LP 110 lig med ca. 1/4 af Plant Canopy Analyzer. Tværtimod er udnyttelsen af LP 110 i tæt (dvs. LAIe på stand niveau over 7,88)²³ eller meget lave baldakin, da græsarealer er begrænsede.

LP 110 kan arbejde inden for to driftstilstande: (i) en enkelt sensortilstand, der tager både målinger under baldakin og referenceaflæsninger (over det undersøgte baldakin eller i en tilstrækkelig udbredt clearing placeret i nærheden af den analyserede vegetation), der udføres før, efter eller under målinger under baldakin, der er taget med samme instrument og (ii) en dual sensor-tilstand ved hjælp af det første instrument til at tage under baldakinaflæsninger der henviser til, at den anden anvendes til automatisk logning af referenceaflæsninger inden for et normalt foruddefineret tidsinterval (fra 10 til 600 s). LP 110 kan matches med en kompatibel GPS-enhed (se Materialetabel) for at registrere hvert enkelt målepunkts koordinater under baldakin for begge de ovennævnte tilstande.

Det effektive bladarealindeks (LAIe)²⁴ indeholder klumpindekseffekten og kan udledes af målinger af solstrålebestråling, der er taget over og under den undersøgte vegetation baldakin²⁵. For følgende LAIe-beregning skal transmission (t) således beregnes ud fra bestråling, der både overføres under baldakinen (I) og hændelsen over vegetationen (I_o) målt ved LP 110-enheden.

t = I / I₀ (1)

Da bestråling intensitet eksponentielt falder, da den passerer gennem en vegetation baldakin, LAIe kan beregnes i henhold til Beer-Lambert udryddelse lov modificeret af Monsi og Saeki^9,26

LAIe = – i (I / I₀) x k^-1 (2),

Hvor, k er udryddelseskoefficienten. Udryddelseskoefficienten afspejler hvert elements form, orientering og position i vegetations baldakinen med den kendte baldakinelementhældning og visningsretning^9,12. K-koefficienten (se ligning 2) afhænger af absorptionen af bestråling ved løv, og den adskiller sig mellem plantearter baseret på de morfologiske parametre for baldakinelementer, deres rumlige arrangement og optiske egenskaber. Da udryddelseskoefficienten normalt svinger omkring^0,59,²⁷, kan ligning 2 forenkles som præsenteret af Lang et al.²⁸ på en lidt anden måde for heterogene og homogene baldakiner:

I en heterogen baldakin

LAIe = 2 x | I t| (3),

eller

I en homogen baldakin

LAIe = 2 x |ln T| (4),

Hvor, t: er transmission på hvert målepunkt under baldakin, og T: er den gennemsnitlige transmission af alle t-værdier pr. målt transect eller stand.

I skovstande skal LAIe korrigeres yderligere på grund af en klumpeffekt af assimileringsapparatet inden for^{skuddene 29,30,31,32,33,34} for at opnå den faktiske LAI-værdi.

Protokollen er helliget den praktiske anvendelse af lp 110 optisk udstyr til estimering af LAIe i et udvalgt eksempel på centraleuropæiske nåletræsskovstande (se tabel 2 og tabel 3 for lokalitets-, struktur- og dendrometriske egenskaber). LAIe skøn i en vegetation baldakin ved hjælp af denne enhed er baseret på en meget anvendt optisk metode relateret til transmission af fotosyntetisk aktiv stråling og baldakin hul fraktion. Papiret har til formål at give en omfattende protokol til udførelse AF LAIe skøn ved hjælp af den nye LP 110 optisk enhed.