植物冠层分析仪如何应用
植物的冠层分析在生产和研究中有着很广泛的应用，最直接的方法就是全株收获法，但由于实际应用中工作量过大和对植物会造成破坏的原因，存在一定的局限性。

尽管使用扫描仪提高了工作效率，但每片叶子的扫描过程仍较繁琐。

全株收获法是规范的叶面积测定方法，公认最准确，因而被用来校正其它简便LAI 测定方法并评判其它方法的准确性。

卫星遥感法能够确定植被的叶面积系数LAI，但小面积的斑块景观植被在遥感图像中难以区分，且其测量精度不高，如对水稻冠层遥感测定LAI与现场实测相关系数仅为0.6859；对城市森林遥感与实测LAI相关系数最大为0.66 。

法国airphen植物冠层分析仪有较可靠的分析模型研究基础，在农林植物均匀冠层分析中得到了广泛的应用。

它可以很好地测得叶面积指数LAI、平均叶倾角MTA、DIFN等参数。

这些参数能很好地描述均匀植物冠层的状态，并应用于农田、作物冠层、人工林木、种苗、苗圃等生产和研究中。

但不利于均匀植物冠层，如防护林带、果农间作以及植物个体态演替研究等领域。

太阳辐射的测定
先选取一个荆条丛样株，在测试点水平安装一个传感器，并在附近的开阔地面安装另一个传感器，同时测定透过荆条冠层前后的太阳辐射强度，计算冠层透射率。

传感器是通过数据采集器自动采集数据的，将数据采集器设置每分钟采样一次，每株荆条灌丛样株采样5min，然后选下一荆条灌丛样株，重复以上测点的传感器布置和采样。

直至所有的样株全部采样完成。

从数据采集器上下载辐射测定数据，进行冠层透光率计算。

LAI、DIFN测定
根据事先量得的荆条灌丛株高和影响中的株高计算出图像与灌丛实体尺度的比例，然后根据此比例计算出荆条灌丛冠层轮廓上其他各点坐标。

灌丛轮廓线上的点的数量和位置也不一定均匀分布。

冠层轮廓按近似半球面，对冠层表面参数不齐的枝叶可取其平均位置作为冠层轮廓的表面。

设置好采样方式后，对每一株荆条的测点位置，将镜头放置于冠层上面对准天空，测定一个数值后在将镜头放置于冠层下所选的测点，做4次重复测定，植物冠层分析仪计算给出冠层的LAI和DIFN。

植物冠层分析仪测量叶面积指数与叶倾角分布关系
叶面积指数和叶倾角分布都是表征植被冠层结构的重要参数，用来反映植物叶面数量、叶子角度分布、植被群落生命活力及其环境效应，为植物冠层表面物质和质量交换的描述提供结构化的定量信息，是植被定量遥感研究中的关键问题。

LAI是一个无量纲度量的参数，其大小与植被种类、生长期、LAD、叶簇和非生物量等因素有关。

LAI的测量
LAI测量分为直接测量和间接测量，直接测量对叶片具有破坏性，如格点法、方格法、落叶收集法和分层收割法等。

间接测量方法主要是通过光学仪器测量相关参数直接或间接推算得到LAI。

应用比较多的就是间接测量方法。

间接测量方法按照测量原理可分为两种，一种是基于冠层空隙大小的分布来确定的，如植物冠层分析仪和鱼眼镜头等。

一种是基于冠层空隙率来确定的，如植被冠层分析仪。

测量原理基于贝尔定律，结合Norman和Campbell线性最小二乘理论，可以反演
出对应LAD区间的LAI分布，定量确定LAI和LAD的关系。

Campbell椭球分布函数则可以拟合出不同树种分布参数，以LAD为纽带，对比分析两种理论可判断测量的准确性。

Norman和Campbell线性最小二乘理论所需要的已知参数包括：太阳天顶角、冠层下的透光率和叶片的聚集指数，计算出冠层的有效LAI，结合聚集指数推算出真正的有效LAI。

太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。

反演的过程其实就是求解多元方程组，因太阳天顶角的个数必须大于叶倾角在0°到90°内所分的区间个数，方程组才能解。

最后根据反演得到的各个叶倾角区间内的有效LAI，可以得出对应区间的叶倾角概率密度分布情况，当叶倾角区间的个数越多叶倾角概率密度曲线就越平滑，但还需要通过线性回归分析来确定叶倾角区间个数是多少时，反演是最优的。

事实上叶倾角概率密度分布曲线属于单峰型曲线，无论区间个数多少，实测结果的叶倾角概率分布曲线介于线性最小二乘理论反演结果和Campbell函数拟合结果曲线之间。

Campbell函数拟合的概率密度要比实测的要偏小，线性最小二乘理论由于得到的是对应叶倾角区间中值的离散结果，反演结果偏大在其他叶倾角区间时，两者存在一种互补关系。

如何运用植物冠层分析仪测量苹果园的叶面积指数
叶面积指数是果树冠层生物学特征的一个重要参数，它可以影响果园的产量、品质以及光能的截获，在一定程度上决定了果园的生产效率。

测量叶面积指数的方法有直接测量法和间接测量法，直接测量法具有破坏性，且费时费力、不能重复，操作困难难以测量叶面积的动态变化等。

间接测量法分为相对生长法和光学法，应用比较广泛。

植物冠层分析仪就是属于光学法的，特点是携带方便，不需要进行额外的资料处理，可以直接给出叶面积指数值，原理是在假定植物冠层内的各元素随机分布，依据冠层间隙度或光学特性反演叶面积指数。

缺点是测量所得叶面积指数有着较大的偏差。

叶片的聚集效应越强，偏差越大。

因此在测量时，一般需要用直接法校正。

测量时根据果园的大小。

分别设置3-5个测量点，在每个测量点再分别用方框取样法和冠层分析法测量叶面积指数。

方框取样法是将方框随机放在树冠上，将方框内的的叶片全部摘下，用叶面积仪测量框内的叶面积，然后根据树冠体积和栽植密度计算叶面积指数。

测点的选择与冠层分析仪方法相同。

冠层分析仪是分别对应测量天空5个范围的散射辐射，这5个范围的中心视天顶角分别为7°、23°、38°、53°和68°，分别与冠层上部和下部测量辐射通透密度，并根据转换模型估算叶面积指数。

在每一个测点的冠层顶部测一次，下部重复测量6-10次，冠层下方的测量在同一水平面上，且在无直接辐射的条件下进行。

为了避免光环境迅速的变化对测量结果的影响，最好选择无直接辐射的条件下进行，然后用冠层分析仪附带的软件对测量的资料进一步加工以校正估值叶面积指数。

不同植园中直接测量与间接测量的对比
在密植园中，用方框取样法测得的叶面积指数范围在3.2-5.8之间，其平均值5.0±0.2；校正前用冠层分析仪估计叶面积指数在2.3-4.8之间，其平均值为3.3±0.2，冠层分析法低估了32.0%。

校正后，冠层分析仪估计的叶面积指数范围在2.5-5.2之间，其平均值为4.4±0.1，比校正前提高了33.3%，且通过校正冠层分析仪的估计值减少到了12.0%。

在间伐园，用方框取样法测得的叶面积
指数在2.3-4.6之间，其平均值为3.6±0.2，而校正前用冠层分析仪估计叶面积指数在1.2-3.3，其平均值为2.0±0.2，冠层分析仪低估了35.5%。

与密植园相比，间伐园的叶面积指数较小，通过校正后冠层分析仪的叶面积指数在1.4-3.9之间，其平均值为2.7±0.2，比校正前提高了35.0%,通过校正后减少到了12.9%。