Lai, definida como metade da área de superfície foliar total por unidade da área de superfície terrestre^{horizontal 1}, é uma variável chave utilizada em muitos modelos de câmbio biofísicos e químicos focados em fluxos de carbono e água^{2,3, 4}. Lai é diretamente proporcional à superfície ativa das folhas onde conduz a produção preliminar (fotossíntese), a transpiração, a troca de energia, e outros atributos fisiológicos conectados com uma escala de processos do ecossistema na planta Comunidades Europeias⁵.

Foram desenvolvidas inúmeras abordagens e instrumentos para a realização da estimativa de Lai, estando atualmente disponíveis no mercado^6,7,8,9. Métodos baseados no solo para a realização de estimativa de LAI podem ser agrupados em duas categorias principais: (i) diretos e (II) métodos indiretos^10,11,12. O primeiro grupo inclui métodos que medem a área foliar diretamente, enquanto os métodos indiretos inferem o IAF a partir de medições de parâmetros mais prontamente mensuráveis, utilizando a teoria da transferência radiativa (em termos de tempo, Intensividade do trabalho e tecnologia)^{13 ,14}.

Este protocolo trata do uso prático de armadilhas de serapilheira e da técnica da agulha, como métodos semidiretos não destrutivos¹⁰; e o analisador do dossel da planta do dispositivo ótico como um método indireto^{6,7para executar} a estimativa de Lai em uma amostra escolhida da floresta decídua temperada está em Europa Central (veja suas características estruturais e dendrométricas em Apêndice A e Apêndice B).

Em florestas e cultivos decídua, é possível realizar a estimativa não destrutiva de LAI semidireta por meio de armadilhas de serapilheira¹¹ distribuídas abaixo da camada de dossel¹⁵. As armadilhas da maca fornecem valores precisos de LAI para as espécies deciduous em que o LAI alcança um platô dentro da estação de crescimento. No entanto, para espécies que podem substituir as folhas durante a época de cultivo, como o Álamo, o método superestima o LAI¹¹. Este método assume que o conteúdo das armadilhas representa a quantidade média de folhas que caem durante um período de queda foliar no estande¹⁶, especialmente durante os meses de outono. As armadilhas são caixas ou redes abertas (Figura 1) com um tamanho suficiente predeterminado (mínimo 0,18 m², mas preferivelmente sobre 0,25 m²)^10,17, lados laterais que impedem o vento das folhas de sopro em/fora de as armadilhas, e com uma parte inferior perfurada que evita a decomposição das folhas; que estão localizados abaixo da camada de dossel do estande estudado, no entanto, acima da superfície do solo¹¹. A distribuição das armadilhas pode ser aleatória¹⁸ ou sistemática em transectos¹⁹ ou uma grade de espaçamento regular²⁰. O número e a distribuição de armadilhas são um passo metodológico crucial para a realização de uma estimativa de LAI precisa, refletindo a estrutura de suporte única, homogeneidade espacial, velocidade e direção do vento esperada, especialmente no caso de estandes esparsos (ou becos e e a capacidade de trabalho para avaliar os dados. A precisão da estimativa de Lai aumenta com a frequência crescente de armadilhas dentro dos stands estudados^11,12( ver Figura 2).

A frequência recomendada de coleta de amostras da serapilheira-queda de cada armadilha é pelo menos mensalmente¹⁰ e mesmo duas vezes por semana em períodos de queda pesada, que pode coincidir com chuvas pesadas. É necessário evitar a decomposição da serapilheira nas armadilhas e a lixiviação de nutrientes do material durante episódios de chuva no caso de análise química. Após a coleta de folhas em um campo, uma subamostra mista é utilizada para estimar a área foliar específica (SLA, cm² g^-1)²², definida como a área projetada fresca das folhas para sua relação peso-massa seca. O restante da serapilheira coletada é seco a um peso constante e usado para calcular a massa seca da serapilheira como g cm^-2 no laboratório. A massa seca foliar em cada data de coleta é convertida na área foliar multiplicando a biomassa coletada por SLA ou massa seca foliar por área (LMA, g cm^-2) como parâmetro inverso ao SLA^23,24. Uma área projetada fresca de folhas particulares pode ser determinada usando uma aproximação planimetric. O método planimétrico baseia-se na dependência entre a área de uma folha específica e a área coberta pela folha na superfície horizontal. A folha é fixada horizontalmente à tela da varredura, e sua média é medida usando um medidor da área de folha. Em seguida, sua área é calculada. Muitos medidores de área foliar com base em diferentes princípios de medição estão disponíveis no mercado. Alguns deles incluem, por exemplo, o medidor de área foliar portátil LI-3000C, que usa o método de projeção ortogonal, e o medidor de área LI-3100C, que mede a média da folha usando uma fonte de luz fluorescente e uma câmera de digitalização semiconduzida. O dispositivo seguinte, o medidor portátil da área da folha do laser CI-202, codifica um comprimento da folha usando um leitor de código. Além deles, os medidores portáteis da área de folha AM350 e BSLM101 são usados igualmente para executar a estimativa exata da área de folha.

Além disso, os medidores de área foliar baseados em sistemas que analisam o vídeo existem. Estes medidores de área foliar consistem em uma câmera de vídeo, um quadro de digitalização, uma tela e um PC, incluindo software adequado para fazer a análise de dados, como WD3 WinDIAS folha de análise de imagem do sistema¹¹. Atualmente, os scanners convencionais conectados a um PC podem ser usados para estimar a área foliar. Posteriormente, a área foliar é calculada como um múltiplo do número de pixels pretos e seu tamanho depende da resolução selecionada (pontos por polegada – DPI), ou a área foliar é medida através de software específico, por exemplo, WinFOLIA. Finalmente, a massa seca total das folhas coletadas dentro de uma área de superfície à terra conhecida é convertida no LAI multiplicando pelo SLA e um coeficiente²⁵ do encolhimento que reflita as mudanças na área de folhas frescas e secadas. O encolhimento depende das espécies de árvores, do teor de água e da maciez foliar. O encolhimento das folhas no comprimento e na largura (o que afeta a área projetada) é geralmente até 10%²⁶, por exemplo, ele varia de 2,6 a 6,8% para o carvalho²⁷. A classificação das folhas por espécie para pesagem e o estabelecimento da razão específica da área foliar é necessária para determinar a contribuição de cada espécie para o total de LAI²⁸.

A determinação de Lai pela técnica da agulha é um método barato derivado do método de quadrat de ponto inclinado^29,30,31,32. Em estandes deciduous, é uma alternativa para a realização de estimativa de LAI sem o uso de armadilhas¹⁰ com base na suposição de que o número total de folhas e sua área em uma árvore são iguais ao que é coletado na superfície do solo após uma completa queda foliar²⁰ . Uma agulha afiada fina é perfurada verticalmente na maca que encontra-se na terra imediatamente depois da folha-queda¹⁰. Após a folha-queda completa, as folhas são coletadas da terra em uma agulha de uma ponta de prova vertical, são relacionadas ao número de contato e igualam o valor real de LAI. Uma amostragem intensiva (100-300 pontos de amostragem por suporte estudado por sonda de campo) pela técnica da agulha é necessária para quantificar um número médio de contato e para derivar o valor de Lai corretamente^10,20,33.

OAnalisador do dossel da planta(por exemplo, LAI-2000 ou LAI-2200 PCA) é um instrumento portátil comumente usado para realizar uma estimativa indireta de LAI, tomando uma medida da transmissão de luz em todo o dossel⁷dentro da porção azul filtrada do espectro de luz (320-490 nm)^34,35para minimizar a contribuição da luz que passou através das folhas, foi espalhado pelo dossel e está passando pela folhagem^7,34. Na parte azul do espectro de luz, o contraste máximo entre a folha e o céu é conseguido, e a folhagem aparece preta contra o céu³⁴. Portanto, baseia-se na análise de fração de Gap de dossel⁷. O instrumento tem sido amplamente utilizado para a realização de estudos eco-fisiológicos em comunidades vegetais, como culturas³⁶Pastagens³⁷, estandes de coníferas⁸, e estandes deciduous³⁸. O analisador do dossel da planta usa um sensor ótico do fisheye com um FOV de 148 °³⁵projetar uma imagem hemisférica do dossel sobre detectores de silício para organizá-los em cinco anéis concêntricos³⁹com ângulos centrais do Zenith de 7 °, 23 °, 38 °, 53 °, e 68 °^9,40,41. Cinco tampas de vista (i.e.,270 °, 180 °, 90 °, 45 °, e 10 °) podem ser usados para restringir a vista do azimute do sensor ótico²⁷para evitar o sombreamento por obstáculos em uma área aberta (para a leitura acima mencionada) ou o operador no FOV do sensor durante a estimativa de LAI pode ajustar o sensor FOV para uma área aberta para leituras acima do dossel. Medições utilizando o analisador de dossel da planta são tomadas acima (ou em uma área aberta suficientemente estendida) e abaixo do dossel estudado⁷. Os mesmos tampões da vista devem ser usados para acima e abaixo das leituras para evitar vieses da estimativa da fração da abertura³⁴. O LAI-2000 PCA produz um índice de área foliar efetivo (LAIe) como introduzido por Chen et al.⁴², ou melhor, um índice de área de planta efetivo (PAIe) como elementos lenhosos são incluídos no valor de leitura do sensor. Em carrinhos deciduous com folhas lisas, o LAIe é o mesmo que o LAI da Hemi-superfície. No caso dos carrinhos de floresta Evergreen, o LAIe é necessário corrigir para o efeito de aglutina no nível do tiro (SPAR, estrela)⁴³, o índice de aglomeração em escalas maiores do que a filmagem (Ω_E)⁴⁴, e a contribuição de elementos lenhosos, incluindo hastes e ramos (i.e.,relação Woody-to-total da área),⁴⁵que causam uma subestimação sistemática do LAI²⁰. O índice de aglomeração em uma escala espacial mais elevada do que o tiro ou a folha poderia ser quantificado como um índice de aglomeração aparente (ACF), que possa ser estimado usando o analisador do dossel da planta quando os tampões de vista mais restritivos são usados²⁷. Como esses autores afirmam que este ACF é deduzado a partir de uma proporção de valores de LAI calculados a partir de transmitância por diferentes procedimentos para dosséis homogêneos e não homogêneos de acordo com lang⁴⁶, nós presumimos que este índice de aglomeração descreve rather a homogeneidade do dossel. Além do cálculo de ACF, as tampas novas do difusor que permitem uma aplicação mais extensiva de LAI-2200 PCA no que diz respeito às condições meteorológicas, a um menu do usuário em vez dos códigos de FCT, e a possibilidade tomar muito mais medidas por a sessão de lima estão entre os principais tecnológicas em comparação com o antigo LAI-2000 PCA^34,47. As medições e os cálculos de software internos subsequentes baseiam-se em quatro pressupostos: (1) elementos da planta de bloqueio de luz, incluindo folhas, galhos e hastes, são distribuídos aleatoriamente no dossel, (2) folhagem é um corpo opticamente preto que absorve todos os luz que recebe, (3) todos os elementos da planta são a mesma projeção para a superfície do solo horizontal como uma forma convexa geométrica simples, (4) elementos da planta são pequenos em comparação com a área coberta por cada anel¹¹.