第38卷第3期2011年9月福建林业科技Jour of Fujian Forestry Sci and TechVol.38No.3Sep.，2011doi：10．3969/j．issn．1002－7351．2011．03．20城市绿地园林树种叶面积指数测定方法研究———以小叶榕为例柯峰1，2，翁殊斐2，苏志尧2（1.广州民航职业技术学院，广东广州510403；2.华南农业大学林学院，广东广州510642）摘要：分别采用半球面影像技术和LAI－2000冠层分析仪对华南地区最常用园林树种小叶榕（Ficus microcarpa）的叶面积指数（Leaf Area Index，LAI）进行测定、比较和分析。
研究表明，2种测量仪器所测LAI值存在极显著正相关（P＜0.001）；用半球面影像技术测量的LAI值与冠幅、胸径和树高之间也存在极显著一元线性关系，构建回归模型分别为：LAI= 0.0444Cw+1.6526，LAI=0.0088D+1.8327，LAI=0.0543H+1.6404；通过模型可估测小叶榕单株的叶面积指数，达到95%的置信区间的估测值范围。
关键词：小叶榕；叶面积指数LAI；回归模型；半球面影像技术；冠层分析仪中图分类号：S718.43文献标识码：A文章编号：1002－7351（2011）03－0088－04Methods for Measuring Leaf Area Index of Landscape Trees in Urban Greenland—A Case Study of Ficus microcarpaKE Feng1，2，WENG Shu-fei2，SU Zhi-yao2（1.Capital Construction Department，Guangzhou Civil Aviation College，Guangzhou510403，China；2.College of Forestry，South China Agricultural University，Guangzhou510642，Guangdong，China）Abstract：Leaf area index（LAI）was measured，compared，analyzed for the LAI of Ficus microcarpa，the most common landscape trees in southern China with hemispherical photography and LAI-2000canopy analyzer.The results showed that both LAI was signifi-cantly positive correlation（P＜0.001）.The LAI measured with hemispherical photographs and crown width，DBH and tree height exist the significant correlation.Regression model constructed were respectively：LAI=0.0444Cw+1.6526，LAI=0.0088D+ 1.8327，LAI=0.0543H+1.6404，the LAI of Ficus microcarpa could be estimated by the model，which reached95%of confidence interval estimation range.Key words：Ficus microcarpa；Leaf Area Index（LAI）；regression model；hemispherical photography；canopy analyzer城市绿地是由不同的园林树种、不同的植物个体所组成的，建立园林树种叶面积指数（Leaf Area In-dex，LAI）与冠幅、胸径、树高之间的回归模型，进而估算其绿量，是定量研究城市园林生态效益的基础［1］。
叶面积指数，即一片林分或一株植物叶的表面积与土地表面积的比率，是衡量绿地生态效益及其绿化水平的指标［2－4］。
研究叶面积指数对于改善植物的空间布局，增加城市绿量，提高城市园林绿化水平具有重要指导意义。
目前，测量叶面积指数的方法有多种，分为直接测量法和间接测量法［5－7］，根据不同测量仪器，间接测量法大致又可分为顶视法和底视法2种。
顶视法即用传感器从上向下测量，如遥感方法［8－9］。
底视法是用传感器从下向上测量，所用的仪器主要是一些基于光学原理获取植物冠层参数的仪器，其原理均是由穿透林冠的孔隙率或比较林内及林外辐射量比率的差异来推导估算叶面积。
如AccuPAR－80冠层分析仪、LAI－2000冠层分析仪等［10－12］。
但这些仪器价格昂贵，操作步骤繁琐，不易推广应用。
收稿日期：2011－02－25；修回日期：2011－04－20基金项目：华南农业大学校长基金（2008K019）作者简介：柯峰（1983—），男，广东茂名人，广州民航职业技术学院助理工程师，硕士，从事园林规划设计、园林绿化工作与研究。
通讯作者：翁殊斐（1969—），女，华南农业大学副教授，硕士。
Email：shufeiweng@。
第3期柯峰，等：城市绿地园林树种叶面积指数测定方法研究———以小叶榕为例北京、上海、沈阳等地采用多种方法［2－3，9］测定了城市绿地园林树种的叶面积指数，并建立回归方程。
然而，针对华南地区园林树种叶面积指数的研究则较少报道，本研究以华南地区最常用树种小叶榕（Ficus microcarpa ）为目标树种，用2种不同的方法测定园林树种的LAI 值，对比两者的差异，构建LAI 值与冠幅、胸径、树高的回归模型，以期寻找准确、便携、易于推广应用的测量园林树木LAI 的方法。
1材料与方法1.1研究方法和测定仪器采用LAI －2000植物冠层分析仪（简称冠层分析仪）和半球面影像技术测定小叶榕叶面积指数。
1）冠层分析仪测量的原理是植被冠层的叶片数量通过测量光线透过冠层时被削弱的程度推导出来。
LAI －2000光学探头将近半球的影像提供给位于同心环上的5个探测器上。
操作时，让探头始终保持水平朝上，5个探测器将对应5个天顶角。
根据这5个天顶角的透射率，LAI －2000可自动计算出LAI 值和其它参数。
2）基于半球面影像技术的测量装置为Nikon CoolPix 4500数码相机外接183ʎ广角的Nikon FC －E8鱼眼镜头，结合Gap Light Analyzer v2软件分析平台获取小叶榕样本的叶面积指数［13］。
外业影像获取时，选定相机内置的“鱼眼1”模式。
拍照时，在选点上把相机固定在三脚架上，三脚架保持水平，相机离地面1.6m ，镜头朝上，拍照的水平方向为磁北极。
对每株小叶榕样本，在东南西北4个方向上选取该树冠投影线至树干中心连线的1/2处分别拍摄2 3张照片（图1）。
图1半球面影像技术获取的小叶榕样本影像图2Gap Light Analyzer v2处理和分析小叶榕样本影像1.2样本选择和数据处理于2009年2—3月选取了广州越秀公园、流花湖公园、广州起义烈士陵园、华南植物园等9个城市公园的31株小叶榕进行采样测定，用鱼眼镜头拍摄了248个影像，用Gap Light Analyzer v2进行影像处理和数据分析（图2），得LAI 值（以下简记LAI 球面影像）和LAI －2000植物冠层分析仪测得的LAI 值（以下简记为LAI －2000）进行相关分析比较，然后建立LAI 值与冠幅、胸径、树高的回归模型［14］。
2结果与分析2.12种仪器测量叶面积指数的比较LAI －2000冠层分析仪和半球面影像技术测量的LAI 值见表1。
从表1可以看出LAI －2000比LAI球面影像值略大。
为确定2种仪器所测叶面积指数是否有联系，半球面影像技术所测值是否与LAI －2000所测变化一致，对其2组LAI 值进行相关分析。
分析得到其相关系数R =0.79533，经相关关系显著性检验得到概率P （F ）＜0.001，表明二者呈极显著正相关关系，两者所测值整体变化一致。
·98·福建林业科技第38卷2.2小叶榕LAI 与其冠层参数的回归分析因2种仪器测得的LAI 值极显著正相关，本文只用其一组LAI 值（LAI 球面影像）建立小叶榕LAI 与其冠层参数的回归模型。
经运算得到，LAI =0.0444Cw +1.6526，其中，Cw 为冠幅；相关系数R 2冠幅=0.7123。
经回归关系的显著性测验F 检验和t 检验，得到P （F ）＜0.001，P （t ）＜0.001，表明二者呈极显著一元线性关系。
同理可得，LAI =0.0088D +1.8327，其中，D 为胸径；R 2胸径=0.6638，P （F ）＜0.001，P （t ）＜0.001。
LAI =0.0543H +1.6404，其中，H 为树高；R 2树高=0.6627，P （F ）＜0.001，P （t ）＜0.001。
表明小叶榕LAI 与其冠层参数均呈极显著一元线性关系，方程回归关系显著。
根据以上方程绘制散点图（图3 图5），可以明显地看出随着冠幅、胸径、树高的增大，其叶面积指数基本呈上升趋势，小叶榕LAI 与冠幅、树高、胸径之间的一元线性关系呈极显著水平，小叶榕叶面积指数可图3小叶榕LAI 与冠幅的回归关系由冠幅、胸径或树高来估测。
2.3小叶榕叶面积指数的估测通过小叶榕叶面积指数回归模型可以估算当小叶榕冠幅、树高或胸径在某一值时的LAI 值，如当冠幅（Cw ）=12.3时，根据叶面积指数对冠幅的回归模型LAI =0.0444Cw +1.6526，可估测LAI =2.20，同时也可估测LAI 的变动范围。
本文用小叶榕样本所测的冠幅、胸径、树高对其叶面积指数进行了估测，得到95%的置信区间的估测图4小叶榕LAI 与胸径的回归关系值范围，见表1。
3讨论与结论1）LAI －2000植物冠层分析仪和半球面影像技术都是基于光线辐射模型，通过光线穿透的程度进行测量的，都需要尽量避开阳光直射条件的影响，在阴天日出和日落时分进行测量最适宜。
但实际操作时，往往无法避免采集到光线不均匀或出现直射光的影像或观测值，这样的影像图5小叶榕LAI 与树高的回归关系或观测值分析得到的LAI 值会略为偏大。
在使用半球面影像技术测量时，由于可以在电脑上剔除不良的影像后再经软件分析，分析得到的LAI 值较为稳定且更接近真实值。
而使用LAI －2000植物冠层分析仪采集到观测值是记录到主机中的存贮器中并自动计算得出LAI 值，无法排除个别不良观测值给计算带来一定的影响，故LAI 值会略为偏大。