国产精品成人网站,日韩视频二区,亚洲成人手机电影,怡红院国产

原文以“Empirical models for tracing seasonal changes in leaf area index in deciduous broadleaf forests by digital hemispherical photography”為題發(fā)表在Forest Ecology and Management上。

作者：Zhili Liu，Chuankuan Wang，Jing M. Chen，Xingchang Wang，Guangze Jin原文地址：/science/article/abs/pii/S0378112715002741

翻譯|張臨峰

葉面積指數(shù)季節(jié)變化的準(zhǔn)確估計對于估測森林植被的生長至關(guān)重要，但快速且可靠地獲取葉面積指數(shù)的方法卻鮮有報道。

在分享的這篇論文中，作者在中國黑龍江帽兒山的落葉闊葉林里（闊葉混交林），通過一種直接的測定方法：植物展葉時期的觀測和落葉時期凋落物的收集（4個樣地，每個樣地5個凋落物收集框）去直接測定葉面積指數(shù)的季節(jié)變化（圖1）。

圖1.直接法測定的四個樣地在每個凋落物收集日收集的所有物種的總?cè)~質(zhì)量

同時，使用半球攝影法（digital hemispherical photography，DHP，即光學(xué)儀器法）去間接測定葉面積指數(shù)。

實驗的目標(biāo)是探索測定葉面積指數(shù)的直接法和間接法之間的關(guān)系，并提出一種快速、可靠的方法來測定葉面積指數(shù)的季節(jié)變化。

在使用半球攝影法測定葉面積指數(shù)的過程中，木質(zhì)部、集聚效應(yīng)、自動曝光設(shè)置這些關(guān)鍵因素會使測定結(jié)果產(chǎn)生偏差（圖2），為了實現(xiàn)實驗?zāi)繕?biāo)，作者首先評估了這些偏差的季節(jié)變化。

圖2.由木質(zhì)部、集聚效應(yīng)和自動曝光產(chǎn)生的偏差的季節(jié)變化以及直接法、間接法測定的葉面積指數(shù)之間的差異。

方案A:計算使用間接法測定葉面積指數(shù)時木質(zhì)部產(chǎn)生的的偏差，其中忽略了木質(zhì)部對光學(xué)儀器的影響所造成的偏差的季節(jié)變化；方案B:計算使用間接法測定葉面積指數(shù)時木質(zhì)部產(chǎn)生的的偏差，其中考慮了季節(jié)變化。

I:由木質(zhì)部產(chǎn)生的偏差；II:由集聚效應(yīng)產(chǎn)生的偏差；III:由自動曝光產(chǎn)生的偏差；IV:由木質(zhì)部、集聚效應(yīng)和自動曝光產(chǎn)生的總偏差；V:直接法和間接法之間的差異。

結(jié)果顯示，以上三個因素產(chǎn)生偏差的季節(jié)變化有不同的規(guī)律。在生長季，這三個因素可以解釋測定葉面積指數(shù)的直接法和間接法結(jié)果之間差異的72%。

接著，通過線性回歸去擬合直接法、間接法每隔10天（5月12日到10月11日，共15個階段）獲得的葉面積指數(shù)（圖3），此外，進(jìn)一步將不同方法測定的所有時期的數(shù)據(jù)分別歸為一類，然后對這兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸（圖4）。兩次回歸都基于線性模型的三種不同方法構(gòu)建直接法和間接法之間的經(jīng)驗關(guān)系。

圖3.生長季直接法和間接法每隔10天獲得的葉面積指數(shù)之間的線性擬合

圖4.直接法和間接法測定的所有時期的數(shù)據(jù)分別歸類后進(jìn)行的線性回歸

綜合以上兩種方法后，作者又定義了一種聚合模型（aggregatedmodel）：先結(jié)合5月12日和5月21日的數(shù)據(jù)構(gòu)建一個經(jīng)驗?zāi)Ｐ停粚τ谶@兩個時期的數(shù)據(jù)，在95%的顯著性水平上進(jìn)行配對t檢驗，以確定直接測定的葉面積指數(shù)和使用經(jīng)驗?zāi)Ｐ凸烙嫷娜~面積指數(shù)之間是否存在顯著差異；如果5月12日和21日沒有顯著差異，將結(jié)合5月12日、21日和28日的數(shù)據(jù)，再次進(jìn)行配對t檢驗；只要在一個日期(5月12日或5月21日)直接測定的葉面積指數(shù)和使用經(jīng)驗?zāi)Ｐ凸烙嫷娜~面積指數(shù)之間存在顯著差異，表明該模型對這兩個日期不適用，將結(jié)合5月12日和5月28日的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行配對t檢驗。以此類推，不停迭代，直到將沒有顯著差異的數(shù)據(jù)分為一組，并將那些有顯著差異的數(shù)據(jù)分開。經(jīng)驗?zāi)Ｐ透鶕?jù)沒有顯著差異的直接測定的葉面積指數(shù)和使用經(jīng)驗?zāi)Ｐ凸烙嫷娜~面積指數(shù)構(gòu)建。

共有四個聚合模型：聚合模型A，包括5月12日和21日、6月4日、8月1日和16日；聚合模型B，包括5月28日和10月1日這兩個日期；聚合模型C，包括6月12日和22日、9月1日、11日和21日；聚合模型D，包括7月5日、15日和10月11日。對于四個聚合模型，直接法和間接法的結(jié)果顯著相關(guān)(p < 0.01)，聚合模型A、B、C、D的R2和RMSE值分別為0.91和0.22、0.79和0.29、0.81和0.14、0.97和0.14。

直接法測定的葉面積指數(shù)和在每個聚合時期使用4個聚合模型估測的葉面積指數(shù)沒有顯著差異（p<0.01）（圖5）。

圖5.直接法和間接法測定的葉面積指數(shù)的聚合模型。I：聚合模型A；II：聚合模型B；III：聚合模型C；IV:聚合模型D。

因此，可以確定在落葉闊葉林中，4個聚合模型能夠很好地模擬從展葉到落葉期間葉面積指數(shù)的季節(jié)變化。

圖6.落葉闊葉林在整個生長季用不同方法測定的葉面積指數(shù)的季節(jié)動態(tài)。同一日期的不同小寫字母表示在0.01顯著性水平上不同方法測定的葉面積指數(shù)之間存在顯著差異。

致謝：感謝劉志理老師對翻譯的修改

作者簡介：劉志理教授

劉志理，男，理學(xué)博士，東北林業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師；入選中國青年人才托舉工程和黑龍江省頭雁團(tuán)隊；主要從事葉面積指數(shù)的計量研究、植物功能性狀的變異及權(quán)衡、樹木生長機(jī)制等森林生態(tài)學(xué)方面的研究；主持國家自然科學(xué)基金面上及青年項目、黑龍江省博士后特別資助項目、黑龍江省及中國博士后科學(xué)基金一等資助項目、黑龍江省留學(xué)歸國基金項目等，以或通訊作者發(fā)表論文40篇，其中SCI論文20篇；出版專著1部，獲省部級獎項3項；主講生態(tài)學(xué)、科技寫作、修復(fù)生態(tài)學(xué)等課程；截至目前指導(dǎo)畢業(yè)碩士7人，在讀碩博15人，國家獎學(xué)金獲得者5人。