使用葉面積儀進(jìn)行濕地松林葉面積指數(shù)測定的方法

     光合、呼吸和蒸騰作用是綠色植物生存和生長重要的生理過程,這些生理過程的絕大部分要經(jīng)過葉表面而發(fā)生。葉面積指數(shù)作為單位面積上綠色植物葉面積的大小是反映生態(tài)系統(tǒng)光合、呼吸和蒸騰過程總作用面積的重要指標(biāo)。葉面積指數(shù)可以使用葉面積檢測儀檢測出來，葉面積指數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)蒸散量、總初級生產(chǎn)力、冠層光量的截獲等多個重要的生態(tài)學(xué)參數(shù)都有直接的關(guān)系,因此在一些生產(chǎn)力和蒸發(fā)散模型中葉面積指數(shù)都是一個重要的輸入?yún)��?shù)。森林葉面積指數(shù)的測量方法有直接收獲測量法和光學(xué)儀器測量法等。闊葉樹的單葉葉面積不論直接測量還是利用儀器測量都相對容易,與葉面積指數(shù)有關(guān)的報道也較多,而針葉樹葉片相對難于直接測量,所以直接測量的方法在早期的葉面積指數(shù)研究中應(yīng)用較多。隨著研究的深入和各種測量儀器的出現(xiàn),也陸續(xù)有利用儀器(冠層分析儀等)進(jìn)行針葉樹葉面積指數(shù)測量的報道。但用儀器測量葉面積指數(shù)大部分都有一個前提,就是假定葉片在冠層空間隨機(jī)分布,這個條件對于松柏科植物只有在林分密度很大時才有可能成立。而且常綠針葉樹的葉齡不止1年,因葉齡不同,其光合特性和比葉面積等參數(shù)也存在一定的差異,可是利用儀器方法不能區(qū)分多年生葉和當(dāng)年生葉。在利用直接測量方法研究松科植物葉面積指數(shù)的報道中,大都把每束針葉近似假設(shè)成圓柱體,但是其是否為圓柱體尚待研究。
     濕地松(Pinus elliotii)雖然不是我國的本土樹種,但因其適應(yīng)性強(qiáng)、耐貧瘠、能生產(chǎn)樹脂等特性而在我國普遍引種。濕地松屬于常綠樹種,據(jù)筆者觀察葉齡最大可達(dá)4a,葉片有兩針一束和三針一束兩種類型。本文擬利用傳統(tǒng)的測量方法,探討把每束濕地松葉看成圓柱體計(jì)算葉面積的可靠性,研究濕地松葉長和葉面積之間的關(guān)系,比較不同類型葉片的比葉面積差異,并利用樣地調(diào)查數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)木數(shù)據(jù)對千煙洲試驗(yàn)站的濕地松林葉面積指數(shù)進(jìn)行計(jì)算,為利用儀器測量結(jié)果提供對比資料,同時為闡明人工林生產(chǎn)力特征提供基礎(chǔ)參數(shù)。
1 樣地概況
     研究地點(diǎn)為中國科學(xué)院千煙洲試驗(yàn)站的核心試驗(yàn)區(qū),位于江西省泰和縣灌溪鄉(xiāng),根據(jù)記錄儀顯示東經(jīng)115b04c13d,北緯26b44c48d。試驗(yàn)區(qū)海拔多在100m左右,相對高度20~50m,屬典型的紅壤丘陵地貌。試驗(yàn)區(qū)年平均氣溫1719e,\0e活動積溫6523e;多年平均降水量1489mm,降水集中在4~6月份,7~8月份高溫少雨,易出現(xiàn)伏秋旱;日照時數(shù)1406h,年日照百分率43%,太陽年總輻射量4349MJPm2;無霜期323d,具有典型亞熱帶季風(fēng)氣候特征;主要土壤類型為紅壤,成土母質(zhì)多為紅色砂巖、砂礫巖或泥巖,以及河流沖積物。土地利用類型以人工林為主,造林時間為1984年前后。主要樹種有濕地松(Pinus elliotii)、馬尾松(P.massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)等。
2 研究方法
     于2003年8月伐濕地松4株,取生長健康的枝條156個,摘取每一枝條的多年生葉和當(dāng)年生葉分別稱重,取樣測含水率后換算成干重,計(jì)算多年生葉和當(dāng)年生葉所占的百分比,并建立枝條基徑和總?cè)~生物量之間的回歸關(guān)系,結(jié)合15株雪壓倒木的枝條基徑測量結(jié)果計(jì)算這些倒木的葉生物量,建立濕地松單木胸徑、樹高和葉生物量之間的函數(shù)關(guān)系。同時對試驗(yàn)站的濕地松林進(jìn)行樣地調(diào)查,做兩個20m@20m樣地進(jìn)行每木檢尺。于2004年8月隨機(jī)抽取部分濕地松多年生葉和當(dāng)年生葉,分別取樣測定含水率,同時取兩針一束多年生葉8束、當(dāng)年生葉9束和三針一束多年生葉12束、當(dāng)年生葉11束,每束針葉利用1P100電子天平稱量鮮重并利用鋼卷尺測各葉片長度(l),利用數(shù)顯游標(biāo)卡尺(精度0101mm)測量葉片長的1P4處、1P2處和3P4處的寬度(d)和厚度(h)各3次,取平均值作為該處的寬度和厚度值,計(jì)算3處平均值的均值作為該葉片的寬度和厚度值。利用滴定管等精密化學(xué)儀器根據(jù)排水的原理測量每束葉片的體積,把每束針葉看成圓柱體計(jì)算其直徑,與直接測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。2005年3月調(diào)查10株樹,每株樹每一輪枝中選擇一個當(dāng)年生枝調(diào)查兩針一束葉和三針一束葉的比例。2005年8月取部分兩針一束和三針一束葉片做徒手切片,用1200dpi分辨率掃描后利用圖像處理軟件測量葉片寬度、厚度、周長、橫切面積等參數(shù),作為確定葉形的佐證。文中所用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法依陶澍編著5應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法6。

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