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瓜子黄杨

瓜子黄杨叶面积指数分析

摘要

通过对华中农业大学校区内树池及广场上的瓜子黄杨进行调查测算，得出瓜子黄杨叶面积指数，并建立瓜子黄杨叶面积指数的回归模型。

结果表明：

瓜子黄杨是一种绿量较高的植物,有较强生态效应；各回归方程均呈现显著的线性关系，为瓜子黄杨叶面积指数的测定提供一个简单、可靠的方法。

。

关键词

绿量叶面积指数LAI模型瓜子黄杨

缩略语表

表1文中缩略语一览表

缩写

全名

LAI

LeafAreaIndex

CAD

Computer-AidDesign

SPSS

statisticalpackageforthesocialscience

1.前言:

叶面积指数（LAI）有很多不同的定义和解释，但最常用的是指单位水平土地面积上的植物叶子单面的总面积[1]。

园林绿地中的物流和能流数量的大小，决定于植物叶面积总量的大小。

以叶面积为主要标志的绿量，是决定园林绿地生态效应大小的最具实质性的因素，改善植物的空间分布状况，增加城市绿量，这是提高现代城市园林绿化水平的有效途径和重要标准（陈自新.1989）。

因此，在城市不同绿地植物配置及组合状况千差万别的条件下，绿量的合理计算是衡量不同绿地生态效应及绿化水平的重要参数[2]。

LAI的提出首先开始于作物学,1917年作物生理作为一门学科由Balls提出时,主要目的是明确作物产量发展的动态学[3]。

LAI是认识和掌握植物冠层空隙的动态和平衡的重要指标。

另外，LAI与生物累计之间有着密切的关系，与多尺度生态系统的生产力密切相关[1]。

LAI还是定量分析地球生态能量交换特性的重要参数，也有研究者建议把它作为森林压力的参考值[4]。

在农业遥感研究中，LAI是作物产量估测和病害评价的有效参数[9]。

研究林分LAI可以为合理栽培和丰产林培育提供理论依据，并成为衡量林分质量的重要指标[5]。

LAI作为进行植物群体和群落生长分析的一个参数自1947年提出以来，已成为一个重要的植物学参数和评价指标，并在农业、果树业、林业、以及生物学、生态学等领域得到广泛运用[5]。

LAI对常见的园林植物也具重要的评价指导意义。

植物绿色叶片的大小对光能利用、干物质积累、收获量及经济效益都有显著的影响,20世纪40年代中期英国农业生态学家Watson在英格兰Rothamsted田间工作基础上提出叶面积指数（leafareaindex,LAI）的概念并采用LAI来反映植物叶面的数量变化,即一片林分或一株植物叶的表面积与土地表面积的比率,来定量描述群体水平上叶子的生长和叶子密度的变化,作为群体生长分析的参数,为植物群体和群落生长的定量分析提供了途径,因此,LAI是叶覆盖量的无量纲度量,受植物大小、年龄、株行距和其它因子的影响[6,7,8,10,11,12]。

LAI对常见的园林植物也具重要的评价指导意义。

通过调查瓜子黄杨的多个生境，以样地形式了解瓜子黄杨在群落中和其他植物的比例关系;取代表性的样方记录瓜子黄杨的高度、盖度以及枝叶量来建立叶面积指数的模型。

将所得数据整理得出平均高度和样方盖度，再在SPSS软件中统计建立回归模型，根据四种不同的函数，以平均高度、盖度为影响因子，分别研究出LAI与二者的函数图像走向关系，分析比较最接近的函数；建立出两因子函数图形和LAI散点图的拟合性，找出对LAI相关性较大的因子，提出更好的种植方法。

这些结果和结论可为瓜子黄杨在人工群落中的应用时，怎样提高叶面积指数，提供参考和依据。

2.研究方法

2.1数据采集工具

卷尺记录板数码相机带绿色1cm×1cm小方块纸的白纸塑料板

40cm×40cm选样框透明塑料盖板

2.2样地选择

根据实验代表性和系统性需要，用多地点试验的形式在学校5个地点分别选取了不同生境的样地，其大小为10m×10m。

研究各不同生境的瓜子黄杨的盖度和高度。

通过调查可知，在这5个样地中，瓜子黄杨的运用方式主要有两种。

第一种是搭配树形优美的高大乔木而配植在树池中,以达到涵养树池水土作用；第二种是片植在广场及马路周边绿地中，作绿篱。

2.3样方选择

在选取好的样地中，根据面积大小以40cm×40cm的取样框选取适宜数量的小样方。

取小样方时应选择具代表性的位置，其判断依据为样地中瓜子黄杨面积的大小、盖度、高度等。

做到盖度大，盖度小，盖度相对均匀的位置都取到样方，同时盖度相近的点不能重复太多，盖度丰富的样地则多取样方，植株的高低也要丰富并具代表性。

这5个样地一共取样方52个。

2.4数据采集

为了保持植被自然状态，在测量之前先将框好的小样方拍照并记录照片号；在样方内以4×5的方法均匀的取20点，看每个点的垂直上方有无枝叶覆盖，并做好盖度记录；由于灌木的特性，在样方内植株数量通常较少，故常在样方内测枝髙，尽量做到6个数值，即两个最高枝，两个高度枝，两个最低高度枝，以便高度更均匀；选取一个适当大小的枝作为标准枝，按其标准在样方内数出相近枝的数量并做好记录；将标准枝的叶片全部取出，再选取一相近枝，也将叶片全部采集下来。

将采下来的两标准枝的叶子均匀摆在贴有坐标纸的塑料板上，确定片之间无重叠，再用透明塑料板盖紧夹稳；将摆好的叶子放在光线适宜的地方，以1m以上的焦距拍照，并且不开闪光灯，记录好照片号码。

2.5数据处理

R2V矢量化

在R2V软件中打开数据照片，单张矢量化操作过程如下：

image--classification二值化；image--conversion--8-bitpaletteGray-scale变为灰度图；image--setimagethresholds；vector--autovector自动矢量化；同时勾选boundaryline（边缘线），imagesource勾选CADdrawing；选菜单View--overlay--image查看所形成矢量图形；最后，选菜单File--export–vector导出矢量图；然后保存为*dxf格式。

CAD计算叶面积

其操作过程为：

在CAD中打开*dxf格式的矢量化图片；缩放为实际比例——沿绿色方块的一边画一条等长的直线,缩放命令（sc）--选定缩放区域--以1

线段的左端为基点，在命令后输入R（参照）--确定；点线段的左端和右端来指定参照长度--确定;命令栏输入z--确定--e确定，照片即按线段标准缩放到原始大小；输入命令di（距离）--确定，再点击线段的两端，若命令框出现“X增量=1.0000，Y增量=0.0000，Z增量=0.0000”则检验成功，可以开始算面积；输入命令aa（面积）--a（add）加模式—o（对象）--确定即可逐一点击各个图形，其面积会自动叠加，最后将每个小叶形状的面积相加所得的总的面积，将所得数字记录在Excel中。

excel整理数据

在Excel中，先将记录好的样方数据做成工作表形式，并求出平均枝髙；将保存的CAD中得到的两标准枝的叶面积求平均值，再用株数和平均值求出样方总的叶面积，最后用公式：

LAI=样方总叶面积／样方面积求出叶面积指数并做好记录。

数据结果见附表1。

2.6回归模型的建立

取附表1中的“实际LAI”、“平均高度”和“样方盖度”三组数据，用SPSS软件进行建模。

具体步骤如下：

图表法相关分析：

图形——图表构建程序；库——散点图；LAI移入y轴，盖度、株高分别移入x轴；确定。