海南儋州地区橡胶林叶面积指数月动态研究Word格式文档下载.docx

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0.79）m2/m2。

（2）LAI年际差异较大，平均LAI相差可达1以上，影响因素主要有年际物候差和台风灾害等；

（3）不同年龄的橡胶林之间LAI存在差异，在第一篷叶期间，平均LAI为老龄橡胶林（>

20龄）>

幼龄及初开割林（≤10龄）>

中龄橡胶林（11～20龄），而在之后至落叶前期，平均LAI次序为幼龄及初开割林>

老龄橡胶林>

中龄橡胶林。

　　关键词叶面积指数；

月动态；

橡胶林；

海南

　　分类号S794.1

　　MonthlyDynamicsofLeafAreaIndexofRubberPlantation

　　inDanzhou，HainanIsland，China

　　CHENBangqian1，2）WUZhixiang1）YANGChuan1）QIDongling1）

　　LIXiangping2）LANGuoyu11）XIEGuishui1）TAOZhongliang1）

　　SUNRui1）XIAOXiangming2）

　　（1RubberResearchInstitute/TropicalCopsInvestigation&

ExperimentDanzhouStation

　　ofMinistryofAgriculture，CATAS，Danzhou，Hainan571737，P.R.China

　　2InstituteofBiodiversityScience，FudanUniversity，Shanghai200438，P.R.China）

　　AbstractLeafareaindex（LAI）isanimportantparameterindescriptionofthevegetationcanopystructure，andisofvitalimportanceforphotosyntheticpotentialanalyzing，yieldpredictionanddisasterassessmentinrubberplantations.Inthisstudy，LAI-2000wasusedtomeasurethemonthlyLAIof30rubberplantationsinDanzhouCity，HainanIsland，Chinaformorethantwoyears.TheresultsshowthattheminimumLAI（0.54±

0.14）wasfoundinlateJanuaryandFebruary，whenmostrubbertreeshadshedtheirleavesduetothecoldtemperatureanddryweather.Subsequently，theLAIofrubberplantationsincreasedsignificantlyinMarchandApril，thenslowlyincreasinguntilreachedthemaximumvalueinlateSeptember，whichhadavalueof（5.27±

0.79）in2013.BytheendofApril，theaverageLAIincreasedtothreeormore，andaccountsforabout80%ofthetotalannualmaximumLAI.However，theaverageLAIisdifferinglargelyamongdifferentyears，mainlyduetotheinter-annualphenologicaldifferenceandnaturaldisasterssuchtyphoons.Inaddition，themeanLAIdiffersatdifferentagegroups.TheorderofmeanLAIinMarchandAprilisagedrubberplantations（>

20years）>

youngrubberplantations（≤10years）>

mid-aged（11～20years）rubberplantations.However，theLAIofyoungrubberplantationswouldexceedtheagedrubberplantationsafterAprilbecausetheyareseldombearinglatextappingandalmostoftheirnutrientareusedforbiomassaccumulation.　　Keywordsleafareaindex；

monthlydynamic；

rubberplantation；

Hainan

　　植被叶面积指数（LeafAreaIndex，LAI）通常指单位土地面积上所有叶片表面积的总和，或单位面积上植物叶片的垂直投影面积的总和[1]。

LAI是植被冠层结构的一个重要参数，叶面积的大小及其分布直接影响着植被的许多生物物理过程，如光合呼吸、蒸腾和降水的截获、碳能量等[1-4]，同时它也是确定陆地生态系统物质和能量交换大小的一个重要参数。

LAI还影响冠层小气候，包括风、温度和湿度等，小气候不仅影响着植被本身状况而且还影响其它生物体，例如害虫和病原体等，因而对病虫害监测也非常有意义[5-9]。

此外，森林的LAI也是表征林分长势和预测森林产量的重要林学指标之一[10]。

　　巴西橡胶树（Heveabrasiliensis）是大规模种植的产胶树种，在中国总面积超过110万hm2。

因此，开展橡胶林LAI动态研究，对分析橡胶林光合潜力，产量预测和灾害评估等都具有非常重要的意义。

国内外学者很早就涉及橡胶林LAI的研究。

胡耀华等[11]采用分层采叶样的方法计算LAI，并以此为参数研究橡胶林的群体光合作用模型；

Leong等[12]采用半球摄影法研究橡胶林的LAI和透光性，并以地面测量数据进行结果验证，表明二者具有良好的相关性，建议利用该方法估算橡胶林LAI和冠层透光性；

Righi等[13]通过LAI-2000测量LAI的变化来观察橡胶林的物候行为，结果表明，LAI受胶园的设计如种植密度、树龄、是否间种等因素影响。

此外，无论是间种豆类植物还是单一栽培，橡胶产量与LAI严格正相关，但间种豆类的橡胶林LAI明显高于单一栽培，测量值在2～4m2/m2，并建议把LAI作为管理割胶强度的一个指标，以此达到高产的目的。

Rodrigo等[14]在幼龄胶园开展间种不同密度的香蕉对比实验中，应用LI3050叶面积测量仪测量橡胶树LAI，发现随着香蕉种植密度的增加（从1行增到3行），橡胶树LAI、总干物质量逐渐增加，增加种植密度对橡胶和香蕉的生长都没有不利影响。

Balsiger等[15]的研究也表明，开割胶园最大LAI可达6～7m2/m2。

陈帮乾等[16]研究了从HJ-1A/1BCCD多光谱遥感影像中反演橡胶林LAI的方法，表明自回归神经网络NARX模型在LAI时间序列预测方面具有不错的预测效果。

本研究拟以海南最大的植胶基地――儋州地区的橡胶林为例，基于长期定点观测的LAI数据，分析海南橡胶林LAI的动态变化规律，为今后橡胶林长势监测、产量预测和灾害评估等提供基础数据，促进天然橡胶产业的健康可持续发展。

　　1材料与方法

　　1.1试验地概况

　　试验地选择在中国热带农业科学院试验农场（简称“试验场”），地理坐标为19°

30′N，109°

29′E，位于儋州市境内（图1）。

试验场海拔130～200m，属热带海洋性季风气候，全年温暖湿润，年平均气温23～27℃；

年平均降雨量1800mm，每年5～10月为雨季，约占全年总降水量的80%。

该试验场拥有土地面积3299hm2，其中橡胶种植面积1529hm2[16]。

于2012年在试验场随机布置30个橡胶林段，空间分布如图1所示。

林段面积在1.16～14.48hm2。

林段树龄最小为7龄，最大30龄，平均16.2龄，其中25龄的林段个数分别为7、8、7、3和5个。

橡胶品系主要为热研7-33-97（18个林段），其余部分为PR107、RRIM600和热研7-20-59。

　　1.2LAI数据测量

　　LAI-2000冠层分析仪被用于测量橡胶林LAI。

LAI-2000测量的结果实为有效叶面积指数，此处简称为LAI。

野外数据测量从2012年3月开始，以月为步长测量至2014年3月（2年整），随后在2014年5月和7月各测量1次，之后因仪器故障中断。

测量时间为每月25号左右，选择无云的早上（8：

30以前）和下午（4：

30以后）或全阴天进行测量。

每次测量时，在林段外的开阔地（离水平面30度视角范围内无高大遮挡物）连续测量8个A值代替冠层上方辐射值，然后在待测林段根据面积大小测量24～36个B值（冠层下方辐射值），结束后快速返回开阔地再次测量8个A值，保证每个实验林段拥有2个A值，尽量控制每个林段的测量时间在15min以内。

测量B值时，沿橡胶林行对角线进行测量，至少2个重复，每2个B值采样距离不低于5m。

为防止边界效应，确保测量方向内离边界有2倍树高的最小距离。

若有太阳光，应利用身体阴影挡住鱼眼镜头。

　　1.3LAI数据处理与分析

　　测量原始数据采用FV-2200分析软件进行处理。

FV-2200能够同时处理LAI-2000和LAI-2200的数据。

理想情况是同时使用2台仪器测量，1台用于在林段外空旷地连续测量A值，另1台在林段内同步测量B值，这样保证每个B值拥有一个相应的A值。

由于本实验过程只有1台仪器，因此假定在每个林段的测量时间内冠层上空的辐射（A值）呈线性变化[17]，通过首尾A值插值的方法来为每个B值生成一个A值，这样可以提高测量精度。

数据处理前，将每个林段测量的2次A值分别进行平均，以平均值代表测量前后的A值。

已有研究表明，去掉LAI-2000最后2个环（47～58°

和61～74°

）测量数据后计算的LAI更适合阔叶物种[17-19]，因此，本研究也只使用前3个环的观测数据来计算橡胶林LAI。

　　使用FV-2200完成LAI计算后，统计全部试验样地林段LAI的平均值和标准差，分析橡胶林LAI月动态；

以10年为步长，分析不同年龄段橡胶林LAI月动态。

统计分析在Excel2013中进行，图形绘制在OriginPro9.0中完成。

　　2结果与分析　　2.1橡胶林LAI月动态

　　图2