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

1、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（1120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 Monthly Dynamics of Leaf Area Index of Rubber Plantation in Danzhou， Hainan Island， China CHEN Bangqia

2、n1，2） WU Zhixiang1） YANG Chuan1） QI Dongling1） LI Xiangping2） LAN Guoyu11） XIE Guishui1） TAO Zhongliang1） SUN Rui1） XIAO Xiangming2） （1 Rubber Research Institute / Tropical Cops Investigation & Experiment Danzhou Station of Ministry of Agriculture， CATAS， Danzhou， Hainan 571737， P. R. China 2 Instit

3、ute of Biodiversity Science， Fudan University， Shanghai 200438， P. R. China） Abstract Leaf area index （LAI） is an important parameter in description of the vegetation canopy structure， and is of vital importance for photosynthetic potential analyzing， yield prediction and disaster assessment in rubb

4、er plantations. In this study， LAI-2000 was used to measure the monthly LAI of 30 rubber plantations in Danzhou City， Hainan Island， China for more than two years. The results show that the minimum LAI （0.540.14） was found in late January and February， when most rubber trees had shed their leaves du

5、e to the cold temperature and dry weather. Subsequently， the LAI of rubber plantations increased significantly in March and April， then slowly increasing until reached the maximum value in late September， which had a value of （5.270.79） in 2013. By the end of April， the average LAI increased to thre

6、e or more， and accounts for about 80% of the total annual maximum LAI. However， the average LAI is differing largely among different years， mainly due to the inter-annual phenological difference and natural disasters such typhoons. In addition， the mean LAI differs at different age groups. The order

7、 of mean LAI in March and April is aged rubber plantations （20 years） young rubber plantations （10 years）mid-aged （1120 years） rubber plantations. However， the LAI of young rubber plantations would exceed the aged rubber plantations after April because they are seldom bearing latex tapping and almos

8、t of their nutrient are used for biomass accumulation. Keywords leaf area index ； monthly dynamic ； rubber plantation ； Hainan 植被叶面积指数（Leaf Area Index， 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

9、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（Hevea brasiliensis）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

10、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24 m2/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），

11、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67 m2/m2。陈帮乾等16研究了从HJ-1A/1B CCD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

12、“试验场”），地理坐标为1930N，10929E，位于儋州市境内（图 1）。试验场海拔130200 m，属热带海洋性季风气候，全年温暖湿润，年平均气温2327；年平均降雨量1 800 mm，每年510月为雨季，约占全年总降水量的80%。该试验场拥有土地面积3 299 hm2，其中橡胶种植面积1 529 hm216。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1.1614.48 hm2。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

13、热研7-20-59。1.2 LAI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2436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

14、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15 min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5 m。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。1.3 LAI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

15、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（4758和6174）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Excel 2013中进行，图形绘制在Origin Pro 9.0中完成。2 结果与分析 2.1 橡胶林LAI月动态 图2