当前位置:首页 >> 农林牧渔 >>

阔叶树叶面积测量方法的比较和评价


96

广 东 林 业 科 技  2006 年第 22 卷第 4 期

阔叶树叶面积测量方法的比较和评价
柯娴氡    古丽红    周艳玲
(华南农业大学林学院   广州  510642)

摘要   采用方格纸法 、 纸样称重法 、 直接测定法 (用 L iCor 6400 叶面积测定仪直接测定

) 及扫描测定法 (用 W inFolia 软件扫描图像进行测定 ) , 分别测定木荷和白兰的叶面积 , 并用统计方法对结果进行了分析 。 结果表明 : 采用这四种方法的测定结果差异不显著 。但综合耗时长短 、 信息量 、 先进性等因素进行比较 ,得出 扫描法为最优测定方法的结论 ,这对于确立一种科学合理和高效的阔叶树叶面积测定方法有重要的意义 。 关键词   木荷   白兰   叶面积   测定方法 中图分类号 : S718. 43    文献标识码 : A    文章编号 : 1006 - 4427 ( 2006 ) 04 - 0096 - 04 叶片是植物进行光合作用 ,制造养分的主要器官 。植物体内约 90%的干物质是通过叶片合成的 。在 植物生产和科学研究中 ,叶面积的大小 、 叶片的结构和功能是制定栽培模式 、 整形修剪方法及施肥方案等的 [2] [ 32 ] 4 重要依据之一 。同时 ,叶面积也是影响植物生长 、 果实发育和品质的重要生理和形态指标 。所以 , 叶 [5] 面积的测定对研究植物的生物学特性和指导生产均具有重要意义 。而叶面积指数 ( LA I, leaf area index) 又称叶面积系数 ,可以定义为单位面积上所有叶子向下投影的面积总和 (单面 LA I) ,它是群体的绿叶总面积 与其覆盖土地面积的比值 ,是生态系统研究中最重要的结构参数之一 , 是估计多种植冠功能过程的重要参 [ 62 ] 8 数 。它控制着植被的许多生物 、 物理过程 ,如光合 、 呼吸 、 蒸腾 、 碳循环和降水截获等 ,与经济作物的产量 [ 62 ] 11 有着密切的关系 。因此测定叶面积是测算 LA I的必要前提 , 准确快速经济地测定叶面积有着重要的意 义 。另外 ,群落的叶面积指数是植物群落的重要生物物理指标 ,群落叶面积指数的测定对于全球环境变化的 [ 12 ] 监测和研究有着重要的作用 。尽管目前常规的叶面积测定方法已有多种 ,但对于这些测定方法的优劣尚 未有全面的比较和评价 。本实验主要通过采用方格纸法 、 纸样称重法 、 直接测定法及扫描测定法 ,分别测定 木荷和白兰的叶面积 ,以找出一种最准确 、 最简便的方法 ,为科学研究工作服务 。
[1]

1  材料与方法

1. 1   试验材料

本项研究以白兰 (M ichelia a lba )和木荷 ( S ch im a superba ) 两个树种为测定对象 , 于 2005 年 11 月从华南 农业大学树木园和校园里用高枝剪以一定高度从冠幅长轴的外沿 — 中心 — 外沿采样 ,采样水平距离为 1 m , 以同一采样方向重复 3 株白兰和 3 株木荷 ,采集新鲜叶片共 275 片 。为了防止叶片失水 ,采样完毕后将叶子 从小到大排列 ,编号后装在已编号的采样袋里 ,并带回实验室 。将上述处理过的叶子用四种方法测定叶面积 和记录测定所需时间 。由于考虑到网格法及纸模称重法耗时又耗力 ,故只取每袋样品中的第三片叶子用于 两种方法测量 。 1. 2   测定方法 [ 13 ] 1. 2. 1   方格纸法  将采集的叶片压在方格纸上 , 用铅笔把叶片轮廓细心而准确地描在网格纸上 (最小 ) ,然后统计叶轮廓所占的小方格数 (叶轮廓边缘占 1 /2 以上的小方格按 1 格计 , 不足 方格为 1 mm × mm 1 1 /2的舍去不计 ) 。把叶轮廓的小方格数相加 ,即为该叶片用方格法估测的面积 。 [ 14 ] 1. 2. 2   纸样称重法  使用上述的方格纸 ,剪取一定面积 ( S0 ) ,烘干后称质量 ( G0 ) ,则可求得这种纸的单 位质量面积 D = S0 /G0 。然后将上述已描好的网格纸按叶片轮廓小心地剪下来 ,烘干后称质量 ( G ) ,根据叶 面积 S = DG 可求出叶片的面积 。 1. 2. 3   直接测定法 (用 L iCor 6400 叶面积测定仪直接测定 )  按照叶片的排列顺序用 L iCor 6400 叶面积测 定仪测量叶面积 ,整理好数据 ,一一对应 ,并记录在相应的表格上 。 1. 2. 4   扫描测定法 (用 W inFolia 软件扫描图像进行测定 )  按照叶片的排列顺序用 W inFolia 软件扫描图
3 本项目得到华南农业大学大学生科技创新项目资助 ,林学院苏志尧教授自始至终指导了本项研究 ,在此谨致谢意 !

3

? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

http://www.cnki.net

柯娴氡等 :   阔叶树叶面积测量方法的比较和评价

97

像进行叶面积测定 ,整理好数据 ,一一对应 ,并记录在相应的表格上 。 1. 3   数据统计分析   用 Statistica统计软件 (Version5. 5; 美国 Statsoft公司出版 )对两树种四种测定方法所获得的数据进行方 差分析 (ANOVA , Analysis of Variance ) 。

2   结果与分析
2. 1   叶面积测定结果

对四种测定方法进行统计分析 ,得四种方法测定的两树种总体特征值 (表 1 ) 。 表 1  白兰与木荷叶子的总体统计特征
平均值 M ean ( cm2 ) 扫描测定法 29. 980 直接测定法 29. 780 方格纸法 纸模称重法  
30. 832 30. 810

测定方法

木荷 S ch im a superba 白兰 M ichelia a lba 标准差 SD 变异系数 CV ( % ) 平均值 M ean ( cm2 ) 标准差 SD 变异系数 CV ( % ) 10. 912 36. 398 133. 582 30. 268 22. 659 10. 815 36. 317 134. 725 30. 381 22. 550
11. 679 11. 545 37. 880 37. 470
2

136. 745 131. 843

30. 564 30. 337

22. 351 23. 010

   由表 1 可以看出 ,白兰的叶面积平均值在 131 ~136 cm 的范围内 ,比木荷的叶面积要大得多 。另外 ,可 以看出 ,由于木荷的标准差相对较小 ,故可以知道木荷的叶面积在相对集中的范围内变动 ,而白兰的叶面积 变动范围相对来说则更广 。但是 ,由变异系数 CV 值可以看出 ,随着环境因素的变化 ,木荷的叶子变异更大 。 2. 2   不同测定方法的测定结果比较 用 Statistica Version5. 5 软件对两树种四种测定方法得出的叶面积数据进行统计分析比较 ,结果见图 1。 其中 ,图 1A 表示白兰叶面积四种测定方法的比较 ; 图 1B 表示木荷叶面积四种测定方法的比较 。由图 1 中 F 检验结果及数值分布的离散情况表明 : A. 白兰的 F ( 3, 100) = 0. 119, p = 0. 949,差异不显著 ; B. 木荷的 F ( 3, 112) = 0. 069, p = 0. 976,差异不显著 。这反映了所采用的四种方法对这两树种叶面积的测定结果都相当可靠 , 单从测定结果的准确性来分析 ,这四种方法不存在显著的差别 ,都可供需要准确测定叶面积时选用 。

图 1  4 种叶面积测定方法的比较 . A. 白兰 ; B. 木荷

3  结论与讨论
3. 1   白兰的叶面积比木荷的叶面积要大 。由表 1 还可以看出 ,由于木荷的标准差相对较小 ,说明木荷的叶

面积在很小的范围内变动 ,而白兰的叶面积变动范围较之则更广 。但由变异系数 CV 值可以看出 ,木荷的叶 子具有更大的变异能力 。 3. 2   方格纸法 、 纸样称重法 、 直接测定法 (用 L iCor 6400 叶面积测定仪直接测定 )及扫描测定法 (用 W inFolia 软件扫描图像进行测定 )这四种方法测定叶面积的结果差异并不显著 ,都能比较准确地测出两树种的叶面 积 。这表明 ,上述四种方法若只从其测量结果的准确性来看 ,都是可靠的 。 3. 3   四种测定方法的耗时差异很大 。直接测定法 (用 L iCor 6400 叶面积测定仪直接测定 ) 耗时最少 , 全部
? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

98

广 东 林 业 科 技  2006 年第 22 卷第 4 期

叶子叶面积的测量短于 1 h; 其次到扫描测定法 (用 W inFolia软件扫描图像进行测定 ) 耗时 3 h 左右 ; 纸模称 重法耗时 3 h,但只是测量每袋的第三片叶子 ,故耗时也较多 ; 耗时最多的是方格纸法 ,仅仅测量每袋的第三 片叶子则需耗费 7 h 多 。按耗时的长短来衡量排列 : 直接测定法 <扫描测定法 <纸模称重法 <方格纸法 。    本项研究表明 ,四种测定方法测定的叶面积结果差异并不显著 ,每一种方法都可以比较准确地测量出叶 子的叶面积 。但是 ,结合各种方法的耗时长短以及信息量获取的多少 ,我们可以从中挑选出较好的叶面积测 量方法 : 3. 4   方格纸法是较传统的一种方法 ,描绘叶片轮廓时 ,一定要准确地把叶型描到方格纸上 ,准确度越高 ,测 出的结果越可靠 。在没有先进仪器的辅助下 ,这是最常用的一种叶面积测定方法 ,适合于野外操作 ,但这方 法耗时又耗力 。
3. 5   纸模称重法相对于方格纸法来说要简便的多 ,但这种方法需要高精度的分析天平 ,而且纸模需要充分

烘干 ,否则纸模水分的含量将直接影响最终的计算结果 ,从而影响测定的精确性 。
3. 6   直接测定法对比前两种方法都更快捷 ,但是由于塑胶薄膜本身的张力及其他因素的影响 ,在测定的时

候叶子并未能完全展平 ,这对测定结果会有一定的影响 。而且仪器价格比较昂贵 ,一定程度上影响了此方法 的推广 。
3. 7   扫描测定法是一种最优的方法 。这种方法耗时较少 ,同时可获得到较多的数据 ,除叶面积之外 ,还有叶

周长 、 、 叶宽 叶柄长等 ,更有利于科研工作的开展 (一次扫描 ,可以同时测量几片叶子 , 大大地提高了工作效 ) 。而且这些数据直接保存在电脑上 ,减少了输入和校对的工作 ,也可以避免录入的错误 。随着便携式电 率 脑和扫描仪的出现 ,扫描测定法也能像便携式叶面积仪一样在外业实测 ,但目前只能测定离体的叶子 ,不能 象扫描测定法便携式叶面积仪可以实现植物叶子的原位无损测定 ,这是扫描测定方法的唯一不足之处 。

参考文献
[1]  张荣贵 ,宋宇 . 大豆叶面积 、 净光合生产率与产量的相关性 [ J ]. 中国农业科学 , 1979 ( 2 ) : 40 2 46. [2]  王光全 ,孟庆杰 . 摘叶可提高核桃座果率及其品质 [ J ]. 林业实用技术 , 2002, 6: 20. 55 2 58. [4]  杜宗绪 ,李绍华 ,张洪 ,等 . 长枝修剪对桃树生育状况的影响 [ J ]. 北方果树 , 1997 (3) : 15 2 16. [5]  Monteith J L. Vegetation and the atmosphere[M ]. London: Academ ic Press, 1975. [ 11 ]   伏军 . 矮秆早籼叶片形状及其与产量关系的研究 [ J ]. 湖南农学院学报 , 1990, 16 ( 1 ) : 1 2 8.

[3]  刘立强 ,廖康 ,徐麟 ,等 . 新疆若干杏品种叶 、 枝和果实品质与叶面积的相关分析 [ J ]. 新疆农业大学学报 , 2005, 28 ( 2 ) :

[ 6 ]  Gardingen P R van, Jackson G E, Hernandez - Daumas S, et al Leaf area index estim ates obtained for clumped canop ies using . [ 7 ]  Jonckheere I, Nackaerts K, M uys B , Copp in P. A ssessment of automatic gap fraction esti ation of forests from digital hem i2 m [8]  王希群 ,马履一 ,贾忠奎 ,等 . 叶面积指数的研究和应用进展 [ J ]. 生态学杂志 , 2005, 24 ( 5 ) : 537 2 541. [ 14 ]   王伯荪 ,余世孝 ,彭少麟 ,等 . 植物群落学实验手册 [M ]. 广州 : 广东高等教育出版社 , 1996: 37 2 40. [9]  张娜 ,于贵瑞 ,于振良 ,等 . 基于景观尺度过程模型的长白山净初级生产力空间分布影响因素分析 [ J ]. 应用生态学报 , [ 10 ]  Nemani A R , Pierce L L , Running S W , et al Forest ecosystem p rocessed at the watershed scale: sensitivity to remotely . sensed leaf area index estim ates[ J ]. International Journal of Remote Sensing 1993, 14 (2) : 2519 2 . 2534. 2003, 14 ( 5 ) : 659 2 664. [ 12 ]   廖宝文 ,郑德璋 ,郑松发 . 海南岛清澜港红树林次生灌丛生物量 [ J ]. 林业科学研究 , 1993, 6 (6) : 680 2 685. [ 13 ]   柏军华 ,王克如 ,初振东 ,等 . 叶面积测定方法的比较研究 [ J ]. 石河子大学学报 , 2005, 23 ( 2 ) : 216 2 218. hem ispherical photography[ J ]. Agricultural and Forest M eteorology, 1999, 94: 243 2 257. spherical photography[ J ]. Agricultural and Forest M eteorology, 2005, 132: 96 2 114.

? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

http://www.cnki.net

柯娴氡等 :   阔叶树叶面积测量方法的比较和评价

99

A Com para tive Eva lua tion of Four M ethods for the D eterm ina tion of L eaf Area
Ke X iandong Gu L ihong Zhou Yanling
( College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou, 510642 )

Abstract Leaf area of S ch im a superba and M ichelia a lba were determ ined using four different methods, i .
ment ( using a scanner and W infolia Softw are to scan and analyze the im age ) . M easurem ent data collected using methods was not significant B ut considering the tim e consum ed for the measurement, parameters measured and the . imp lications for p roviding a scientific, reasonable and efficient leaf area m easurement . e. , grid counting, paper weight, direct m easurement ( using L iCor 6400 Leaf A rea M eter) and scanning measure2 these methods were analyzed using statistical analysis p rogram s The result showed that the difference of the four . etc. state 2 2the 2art, it can be concluded that scanning m easurement is the best method in all This study has i portant of . m

Key words  S ch im a superba , M ichelia a lba , leaf area, ways of m easurem ent

(上接第 95 页 )

Ana lysis on the Na tura l Inva sive Vegeta tion under the Plan ta tion of O il Sha le D um p
Gu J inhan  Feng Guangqin  L iang Yixiao  Luo Zhenjiong Huang Huagao
( Forestry Scientific Research Institute of M aom ing City, M aom ing, 525000 )

After 5years′ grow ing, the invasive vegetation of every species has a big difference. Cassia a la ta forest is the best one w ith the most sufficient vegetation under the trees and also w ith the highest coverage. And O r osia pinna ta , m on shale dump. In addition, the dom inant species under the trees are Eupa torium odora tum and E leusine ind ica,
S yzyg ium Cum in i and A qu ila ria sinensis, w ith high coverage, also are the best species for the vegetation restoration

? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

Abstract  Move than 30 broad 2leaved tree species had been p lanted on the shale dump in M aom ing city . Key words Natural invasive, vegetation, shale dump
http://www.cnki.net


相关文章:
叶片面积测量方法总结
暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 叶片面积测量方法总结_农学_农林牧渔_专业...GCY-200 型叶面积仪每测定面积较小,大叶片需要剪碎,实际工作起来比较慢。...
叶面积测定仪测算阔叶树叶面积的新方法
基于物理的植物叶子形态变... 10页 免费 叶面积测定...暂无评价 4页 免费如要投诉违规内容,请到百度文库投诉...叶面积测定仪测算阔叶树叶面积的方法 浙江托普仪...
叶面积扫描仪测量及操作方法详解
叶面积扫描仪,叶面积测量仪型号区别 型号 YMJ-C ...背景板清晰,叶子在 YMJ-CH 提高产品可用性和准确性...阔叶树叶面积测量方法的... 4页 2下载券 植物叶片...
植物叶面积无损测量方法及手持活体叶面积测量仪开发
植物叶面积无损测量方法及植物叶面积仪的开发一、...型号的区别: 型号 YMJ-A YMJ-B 功能区别 无...枫叶、香樟树叶、葫芦藓叶片各 50 片,共 200 片叶片...
分析叶面积测量仪测量叶面积大小的意义
这些植物常用叶插扦的方式进行繁殖的,因此,叶片的作用...采用先进的图像处理技术,根据叶子特征提取、空间转换...冠层分析仪面积测量... 暂无评价 1页 免费 SunSc...
叶面积计算方法
面积计算方法_农学_农林牧渔_专业资料 暂无评价|...紫光平台扫描仪(LA2000)结合 Image 软件测定面积 ...用“□”将待测叶子选定。 11. Analyze→Analyze ...
校园植物叶片滞尘量的调查方案
暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 校园植物叶片滞尘...(2)叶面积的测算:采用坐标纸描图测定的方法:阔叶...即 使在单位叶面积滞尘量很小时,如果植株叶片较薄,...
叶面积指数LAI测量仪器介绍
暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 叶面积指数LAI...LA I 是一个无量纲、 动态变化的参数, 随着叶子...小的作物(小麦)、草地地区使用了收获测量法比较 ...
常见园林树种固碳释氧能力浅析
通过测定的树种光合效率来估算其固碳释氧量的方法,...不同群落的固碳能力依次为,阔叶林>针阔混交林>针叶...m-2d-1) ;在单位叶面积上,释氧量最低的三种...
阔叶树类
阔叶树类_林学_农林牧渔_专业资料 暂无评价|0人...理论课 授课方法:讲授课 教学时数:2*45ˊ 教学...新课讲授: 阔叶树:叶片一般都有比较大的叶面积和网...
更多相关标签: