Kanopiler çok sayıda biyolojik, fiziksel, kimyasal ve ekolojik süreçlerden oluşan bir locidir. Çoğu gölgelik yapılarından etkilenir¹. Bu nedenle, hidroloji, karbon ve besin döngüsü ve küresel iklim değişikliği^2,3içeren çok çeşitli çalışmalar için doğru, hızlı, tahribatsız ve güvenilir yerinde bitki örtüsü gölgelik nicelemesi çok önemlidir. Yapraklar veya iğneler atmosfer ve bitki örtüsü arasında aktif bir arayüzü temsil ettiği için⁴, kritik gölgelik yapısal özelliklerinden biri yaprak alanı indeksi (LAI)⁵, yatay zemin yüzey alanı birimi başına toplam yeşil yaprak yüzey alanının yarısı veya bireyler için taç projeksiyonu olarak tanımlanır, m² başına m² boyutsuz değişken olarak ifade edilir^{6, 7}.

Karasal LAI’yi ve bunların farklı ekosistemlerdeki artılarını ve eksilerini tahmin etmek için çeşitli araçlar ve metodolojik yaklaşımlar zaten 8 ,^9,10,11,12^,13,^14,15. LAI tahmin yöntemlerinin iki ana kategorisi vardır: doğrudan ve dolaylı (daha fazla ayrıntı için kapsamlı incelemeler^{8,9,10,11,12).} Esas olarak orman standlarında kullanılan, zemin tabanlı LAI tahminleri, doğrudan LAI tayininin olmaması nedeniyle dolaylı optik yöntemler kullanılarak rutin olarak elde edilir, ancak genellikle zaman alıcı, emek yoğun ve yıkıcı bir yöntem^{olan 9}, 10^,12,16‘yı temsil eder. Dahası, dolaylı optik yöntemler LAI’yi ilgili parametreleri daha kolay ölçmekten (zaman gerektiren ve emek yoğun doğası açısından)^{türetir 17}, gölgelik üstünde ve altında olay ışınlama ve gölgelik boşluklarının niceliği arasındaki oran¹⁴. Bitki Gölgelik Analizörlerinin uydu LAI alma^18’idoğrulamak için de yaygın olarak kullanıldığı açıktır; bu nedenle, LP 110 karşılaştırması için bir standart olarak kabul edilmiştir (kullanılan araçlar hakkında daha fazla ayrıntı için Malzeme Tablosu’na bakın).

LP 110, başlangıçta kendi kendine yapılan basit enstrüman ALAI-02D¹⁹ ve daha sonra LP 100^20’ningüncellenmiş bir sürümü olarak, Bitki Gölgelik Analizörleri için yakın bir rakip olarak geliştirilmiştir. Dolaylı optik yöntemlerin bir temsilcisi olarak, cihaz, kabarcık seviyesi yerine dijital bir eğim ölçer kullanan ve daha hızlı ve daha doğru konumlandırma ve değer okuma sağlayan sensör ve veri kaydedici arasında kablo bağlantısına gerek kalmadan el yapımı, hafif, pille çalışır. Buna ek olarak, cihaz hemen okumaları not etmek için tasarlanmıştır. Bu nedenle, LP 110 için sahada veri toplamak için gereken zaman tahmini, Bitki Gölgelik Analizörü’ne göre yaklaşık 1/3 oranında daha kısadır. Okumaların bir bilgisayara verilmesinden sonra, veriler sonraki işlemler için kullanılabilir. Cihaz, LAI hesaplaması yapmak için bir LAI sensörü kullanarak mavi ışık dalga boyları (yani, 380-490 nm)^21,22 içindeki ışınlanmayı kaydeder. LAI sensörü, 16° (Z ekseni) ve 112° (X ekseni) görüş alanlarına sahip opak bir kısıtlama kapağı ile maskelenmiştir (Şekil 1). Bu nedenle, ışık geçirgenliği, gölgelik elemanlarının eğimini de çıkarabilmek için zemin yüzeyine dik olarak (yani, zenith açısı 0°) veya 0°, 16°, 32°, 48° ve 64° beş farklı açıda tutulan cihaz kullanılarak not edilebilir.

Şekil 1: LP 110’un fiziksel özellikleri. MENU tuşu, kullanıcının ekran boyunca yukarı ve aşağı kayarak geçişini sağlar ve SET düğmesi Enter tuşu (A) olarak hizmet verir. Farklı eğim açıları altında zenith görünümü (yan görünüm nedeniyle ±8) ve yatay görünüm LP 110 ila 112 ° (B) için Tesis Gölgelik Analizörüne benzer şekilde sabitlenir (kısıtlayıcılar tarafından değiştirilmiştir). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

LAI sensörünün daha yüksek hassasiyeti, kısıtlı görüş alanı, dahili dijital eğimölçer, düğmeye basmadan ses ile belirtilen doğru konumda okuma değerlerinin otomatik olarak kaydedilmesi nedeniyle, yeni cihaz çok çeşitli gökyüzü koşullarını ölçmek için dar vadilerde ve hatta daha geniş orman yollarında gölgelik üstü okumalar için de uygundur. Bunun yanı sıra, olgun stand kanopilerinin nispeten yüksek rejenerasyonun üzerinde nicelleştirilmesini sağlar ve bitki gölgelik analizöründen daha yüksek ışınım değerlerinin doğruluğuna sahiptir. Ayrıca, LP 110’un fiyatı Bitki Gölgelik Analizörü’nün yaklaşık 1/4’üne eşittir. Aksine, LP 110’un yoğun kullanımı (yani, 7.88’in üzerinde stand seviyesinde LAIe)²³ veya çok düşük gölgelikler otlak olarak sınırlıdır.

LP 110 iki çalışma modunda çalışabilir: (i) aynı aletle alınan gölgelik altı ölçümlerden önce, sonra veya gölgelik altı ölçümler sırasında gerçekleştirilen hem alt gölgelik hem de referans okumalarını (çalışılan gölgeliklerin üzerinde veya analiz edilen bitki örtüsünün yakınında yeterince yaygın bir açıklıkta) alan tek bir sensör modu ve (ii) alt gölgelik okumaları almak için ilk cihazı kullanan çift sensör modu, ikincisi ise referans okumalarını önceden tanımlanmış düzenli bir zaman aralığında (10 ila 600 s) otomatik olarak günlüğe kaydetmek için kullanılır. LP 110, yukarıda belirtilen her iki mod için de gölgelik altı ölçüm noktasının koordinatlarını kaydetmek için uyumlu bir GPS cihazıyla (bkz. Malzeme Tablosu)eşlenebilir.

Etkili yaprak alanı indeksi (LAIe)^24, topaklanma indeksi etkisini içerir ve çalışılan bitki örtüsü gölgeliği^25’inüstünde ve altında alınan güneş ışını ışınlama ölçümlerinden elde edilebilir. Bu nedenle, aşağıdaki LAIe hesaplaması için, iletim (t) hem gölgeliğin (I) altında iletilen ışınlamadan hem de LP 110 cihazı tarafından ölçülen bitki örtüsünün(I_o)üzerindeki olaydan hesaplanmalıdır.

t = I / I₀ (1)

Işınlama yoğunluğu bir bitki örtüsünden geçerken katlanarak azaldığından, LAIe, Monsi ve Saeki⁹,²⁶ tarafından değiştirilen Bira-Lambert yok olma yasasına göre^{hesaplanabilir.}

LAIe = – ln (I / I₀) x k^-1 (2),

Nerede, k yok olma katsayısı. Yok olma katsayısı, bilinen gölgelik elemanı eğimi ve görünüm yönü⁹,¹²ile bitki örtüsü gölgeliğindeki her elemanın^şeklini,yönünü ve konumunu yansıtır. k katsayısı (bkz. denklem 2) ışınlanmanın yapraklar tarafından emilimine bağlıdır ve gölgelik elementlerinin morfolojik parametrelerine, mekansal düzenlemelerine ve optik özelliklerine göre bitki türleri arasında farklılık gösterir. Yok olma katsayısı genellikle 0.5^9,27civarında dalgalandığından, denklem 2, Lang ve ark.²⁸ tarafından heterojen ve homojen kanopiler için biraz farklı bir şekilde sunulduğu gibi basitleştirilebilir:

Heterojen bir gölgelikte

LAIe = 2 x | Yok | (3),

veya

Homojen bir gölgelikte

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

Burada, t: her bir gölgelik ölçüm noktasında geçirgenliktir ve T: ölçülen transect veya stand başına tüm t değerlerinin ortalama geçirgenliğidir.

Orman standlarında, LAI gerçek LAI değerini elde etmek için 29 , 30 , 31^,32,33,34sürgünlerindeki asimilasyon cihazının topaklanma etkisi nedeniyle LAIe daha fazla düzeltilmelidir.

Protokol, Orta Avrupa kozalaklı orman standlarının seçilmiş bir örneğinde LAIe’yi tahmin etmek için LP 110 optik cihazının pratik kullanımına ayrılmıştır (bkz. saha, yapısal ve dendrometrik özellikler için Tablo 2 ve Tablo 3). Bu cihazı kullanarak bir bitki örtüsü gölgelik laie tahmini fotonitetik aktif radyasyon ve gölgelik boşluk fraksiyonu ile ilgili yaygın olarak kullanılan bir optik yönteme dayanmaktadır. Makale, yeni LP 110 optik cihazını kullanarak LAIe tahminini gerçekleştirmek için kapsamlı bir protokol sağlamayı amaçlamaktadır.