LI-COR辐射传感器

LI-6400系列便携式光合作用测量系统由美国LI-COR公司生产,是国内外研究植物光合生理生态的权威仪器，广泛应用于植物生理学、农学、林学、生态学等领域的研究中。

下面以LI-6400P型便携式光合作用测量系统为例对其功能、构造、使用等内容作一简单介绍。

一、功能LI-6400系列便携式光合作用测量系统最基本的功能是研究植物光合作用，同时还具有呼吸、蒸腾、荧光等多项测量功能。

可以测量的光合与水分生理指标主要有：净光合（呼吸）速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度等。

二、构造LI-6400P型便携式光合作用测量系统主要由IRGA分析器即红外线气体分析器、操作控制台和两者之间的连接电缆三部分组成。

红外线气体分析器包括标准叶室、有效光合辐射传感器、叶片温度热电偶、发光二极管（LED）红/蓝光源、H2O/CO2分析器等构件。

其中标准叶室为长方形，长宽分别为3和2cm，也有其他规格叶室可替换。

叶室上面装有外置光量子传感器，下面可根据需要连接野外用支架。

操作控制台主要由系统控制器组成，系统控制器硬件配置为512K RAM（随机存储器）,6M硬盘，4行/每行40字符的显示屏，66键的键盘；软件为LI-6400的操作系统，操作系统有多个版本,本机为4.03版本。

另外，控制台电池仓内装有两节可充电蓄电池，边上装有一个水分干燥管,内装硅胶用于吸收水分、一个碱石灰管,用于吸收CO2,及一个CO2注入系统，底下有支架。

连接电缆由25针和9针RS-232C线缆组成。

三、使用LI-6400P型便携式光合作用测量系统的使用大致包括仪器连接、程序加载、仪器校正、数据测量、数据传输、关闭仪器等六个步骤，下面分别来做一个介绍。

第一个步骤：仪器连接测量之前首先要看一看仪器是否连接好，要将仪器连接好后再进入后面的步骤。

仪器的连接主要包括连接电缆与操作控制台之间、连接电缆与IRGA之间的连接，但这些步骤最好由对仪器比较熟悉的人员来完成，一般操作人员最好不随意拆卸和连接。

实验六植物冠层分析仪测量原理与使用方法【实验目的】通过本实验使学生了解叶面积指数这一重要生态系统结构与功能参数，掌握目前国际上流行的叶面积指数测定仪器——植物冠层分析仪的使用方法，并以灌木林为例，在老师的指导下分组具体测定灌木林地叶面积指数。

【实验原理】叶面积指数（Leaf Area Index，LAI）是一个重要的生态系统结构参数，定义为某一树木或林分的叶片在地面上投影的总面积。

叶面积指数不仅直接反映植物的生长状况，而且影响着植物的许多生物、物理过程，如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、碳氮循环和降水截获等。

由于叶面积的指数是一个很好反映植物对于环境变化响应的指标，又与植被的光合作用、蒸腾作用、水分利用及净初级生产力、碳氮循环直接相关，特别是在研究植被生产力与遥感数据的关系模型方面，叶面积指数显示了巨大的应用前景，因此，叶面积指数的快速和准确测定显得十分重要。

LAI是研究从叶片水平推移到森林冠层的重要参数，是一个无量纲、随着叶子数量的变化而变化的参数。

LAI值变化范围：针叶林的为0.6～16.9；落叶林为6～8；年收获的作物为2～4；绝大部分生物群系为3～19。

LAI测量方法包括直接测量法和间接测量法。

直接测量法通过先测定所有叶片的叶面积，再计算LAI，叶面积测量方法有求积仪测定法、称重法、方格计算法、排水法、经验公式计算法、异速生长法等。

其中常用的有利用叶片形状的标准形状法、根据叶面积与叶重之间关系的称重法以及利用叶面积与胸径的回归关系推算叶面积的易速生长法。

因要剪下全部待测叶片，直接测量多数属于毁坏性测量，或至少会干扰冠层，叶片角度的分布，从而影响数据的质量，直接测量法费时、费力。

间接测量法，利用冠层结构与冠层内辐射与环境的相互作用这一可定量耦合关系，通过测定辐射的相关数据推断冠层的结构特征，具体有顶视法和底视法。

间接测量法可以避免直接测量法所造成的大规模破坏植被的缺点，不受时间的限制，获取数据量大，仪器容易操作，方便快捷，还可以测定一年中森林冠层LAI的季节变化。

弱光对大豆生长、光合特性及产量的影响范元芳;杨峰;王锐;黄山;雍太文;刘卫国;杨文钰【摘要】为了探究弱光对大豆生长、光合及产量的影响,选用南豆、乌豆和永胜黑豆3个大豆材料,分析在正常光照(100％)和弱光条件(20％)下大豆形态特征、光合参数、叶片结构特征的变化规律以及对产量的影响.结果表明,与正常光照相比,弱光条件下大豆各材料株高增加显著,分别比正常光照增加了0.98、2.27、1.39倍,以乌豆增加幅度最大,为69.83cm,而茎粗、地上地下生物量及根冠比则显著低于正常光照;大豆叶片、栅栏组织及海绵组织厚度均减少,细胞排列疏松;叶片上表皮厚度差异不明显,而下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度及叶片厚度均达到差异显著水平;弱光下南豆12栅栏组织厚度与海绵组织厚度之比增加.弱光条件下各材料光合速率(Pn)均低于正常光照,但南豆12和永胜黑豆的叶绿素a、总叶绿素等含量增加,乌豆则降低.各大豆材料单株产量在弱光条件下显著低于正常光照(P＜0.05),表现为南豆12＞乌豆＞永胜黑豆,分别比正常光照降低了17％、63％、76％.正常光照条件下南豆12的单株产量低于乌豆和永胜黑豆,表明南豆12耐荫性强于乌豆和永胜黑豆.因此,大豆对弱光的响应是一个综合性状,在间套作中选择适宜的耐荫性材料对提高产量是关键.【期刊名称】《中国油料作物学报》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】6页(P71-76)【关键词】大豆;套作;弱光;光合;叶片结构;产量【作者】范元芳;杨峰;王锐;黄山;雍太文;刘卫国;杨文钰【作者单位】四川农业大学农学院,农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,四川成都,611130;四川农业大学农学院,农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,四川成都,611130;四川农业大学农学院,农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,四川成都,611130;四川农业大学农学院,农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,四川成都,611130;四川农业大学农学院,农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,四川成都,611130;四川农业大学农学院,农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,四川成都,611130;四川农业大学农学院,农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,四川成都,611130【正文语种】中文【中图分类】S565.103杨文钰(1958-)，男，四川大英人，教授，从事大豆栽培生理研究，E-mail：********************.cn光合作用是作物生长和产量形成的基础，光作为光合作用的驱动力，同时也影响光合器官的结构和功能[1,2]。

LI-250A光照计LI-250A光照计可以对LI-COR的各种辐射传感器直接进行数字读取。

重要特性●实时输出或15 s平均输出，显示多种传感器读数，单位有µmol·m-2·s-1、lux、klux或W/m2等●性能可靠，坚固耐用●可根据传感器类型自动选择量程●外壳有“O”型密封圈，密封性好，防风雨●20 min无操作时仪器将自动关闭●耗电少，1节9 V电池可连续使用150 h技术指标精度25 ℃: 一般为“读数±3”的±0.4% （满量程）0~55 ℃: 一般为“读数±3”的±0.6%（满量程）量程3种量程，可自动选择线性度±0.05%传感器LI-COR带BNC接口的"SA" 、"SB"、“SL”传感器传感器校准每个传感器有1个校准系数，可通过键盘输入信号平均传感器可显示或输出15 s的平均值（约60个读数）量程/分辨率传感器量程分辨率光量子（µmol·m-2·s-1）199 0.011999 0.119999 1日辐射强度（W/m2）19 0.001199 0.011999 0.1光照（lux）199 0.011999 0.119999 1显示数字液晶显示，瞬时模式时0.5 s数字更新键盘密封、5键触摸式电池寿命一般可连续工作150 h电源1节9 V碱性电池低电检测当剩余约20 h电池电量时，低电指示器告警工作环境0~55℃，0~95 %RH（非冷凝）存储条件-55~60℃，0~95 %RH（非冷凝）尺寸14×7.7×3.8 cm重量0.26 kg订货指南LI-250A光照计（传感器需要单独订货）产地与厂家：美国LI-COR公司•多种多样的辐射传感器•LI-COR的辐射传感器分为光量子传感器、日辐射强度传感器和光照传感器三类。

ＬＡＩ－２２００Ｃ冠层分析仪简易操作手册　原理：利用“鱼眼”光学传感器（垂直视野范围１４８°，水平视野范围３６０°）测量树冠上、下５个不同天顶角度（７°，２３°，３８°，５３°，６８°）的投射光强，利用植被冠层的辐射转移模型计算叶面积指数、空隙比等冠层结构参数。

也就是说一个正常的冠层数据应至少包括１０个信号值，即冠层上方的５个信号值和冠层下方的５个信号值，根据５个不同天顶角度对应的冠层上下信号值，计算出冠层的叶面积指数等指标。

我们将冠层上方的５个信号值看做Ａ值（Ａｂｏｖｅ），冠层下方的５个信号值看做Ｂ值（Ｂｅｌｏｗ），本手册主要目的是如何使用ＬＡＩ－２２００冠层分析仪测定Ａ值与Ｂ值、如何得到可靠的冠层数据。

　仪器组成：主机（ＬＡＩ－２２７０Ｃ，内置ＧＰＳ）、连接线、光学传感器（ＬＡＩ－２２５０）、ＬＩ－ＣＯＲ辐射传感器（可选）　操作方式：由于１个ＬＡＩ－２２７０Ｃ可同时连接２个ＬＡＩ－２２５０和２个辐射传感器，所以用户在购买或进行试验时，可另外添加１个ＬＡＩ－２２５０光学传感器。

　操作方式１：１个ＬＡＩ－２２７０Ｃ和１个ＬＡＩ－２２５０（光学感应传感器可独立使用） 特点：常用操作方式，将仪器连接后，可先测Ａ值，再测Ｂ值。

　操作方式２：１个ＬＡＩ－２２７０Ｃ和２个ＬＡＩ－２２５０（必须将２个ＬＡＩ－２２５０进行匹配） 特点：可同时测定Ａ值和Ｂ值，其中一个ＬＡＩ－２２５０测Ａ值，另一个测Ｂ值。

目前，用户多使用１个ＬＡＩ－２２７０Ｃ和１个ＬＡＩ－２２５０来测定冠层数据，因此本手册主要针对的是操作方式１。

　操作步骤：　１、将电池装入主机和光学传感器，连接仪器。

　将ＬＡＩ－２２５０连接到主机的Ｘ通道。

可连接辐射　传感器，但必须将对应校准值输入主机。

　２、按开机，等待屏幕进入实时显示界面　（如图１）３、将ＬＡＩ－２２５０“鱼眼”镜头上的全遮盖帽　取下，通过按四个方向键，　在实时显示界面检查Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４和Ｘ５五个天顶角检测器有无响应（查看有无数值显示），若五个天顶角检测器有数值响应，则说明连接正确，可以开始测定。

实验六植物冠层分析仪测量原理与使用方法【实验目的】通过本实验使学生了解叶面积指数这一重要生态系统结构与功能参数，掌握目前国际上流行的叶面积指数测定仪器——植物冠层分析仪的使用方法，并以灌木林为例，在老师的指导下分组具体测定灌木林地叶面积指数。

【实验原理】叶面积指数（LeafAreaIndex，LAI）是一个重要的生态系统结构参数，定义为某一树木或林分的叶片在地面上投影的总面积。

叶面积指数不仅直接反映植物的生长状况，而且影响着植物的许多生物、物理过程，如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、碳氮循环和降水截获等。

由于叶面积的指数是一个很好反映植物对于环境变化响应的指标，又与植被的光合作用、蒸腾作用、水分利用及净初级生产力、碳氮循环直接相关，特别是在研究植被生产力与遥感数据的关系模型方面，叶面积指数显示了巨大的应用前景，因此，叶面积指数的快速和准确测定显得十分重要。

LAI是研究从叶片水平推移到森林冠层的重要参数，是一个无量纲、随着叶子数量的变化而变化的参数。

LAI值变化范围：针叶林的为0.6～16.9；落叶林为6～8；年收获的作物为2～4；绝大部分生物群系为3～19。

LAI测量方法包括直接测量法和间接测量法。

直接测量法通过先测定所有叶片的叶面积，再计算LAI，叶面积测量方法有求积仪测定法、称重法、方格计算法、排水法、经验公式计算法、异速生长法等。

其中常用的有利用叶片形状的标准形状法、根据叶面积与叶重之间关系的称重法以及利用叶面积与胸径的回归关系推算叶面积的易速生长法。

因要剪下全部待测叶片，直接测量多数属于毁坏性测量，或至少会干扰冠层，叶片角度的分布，从而影响数据的质量，直接测量法费时、费力。

间接测量法，利用冠层结构与冠层内辐射与环境的相互作用这一可定量耦合关系，通过测定辐射的相关数据推断冠层的结构特征，具体有顶视法和底视法。

间接测量法可以避免直接测量法所造成的大规模破坏植被的缺点，不受时间的限制，获取数据量大，仪器容易操作，方便快捷，还可以测定一年中森林冠层LAI的季节变化。

光合有效辐射表灵敏度校准方法研究孔诗媛;沙奕卓;杨云;张国玉;丁蕾;边泽强【摘要】为了保证光合有效辐射观测数据的准确可靠,需要对光合有效辐射表的灵敏度值进行校准.根据光合有效辐射表的技术特点,给出了两种灵敏度校准溯源体系,详细介绍了利用光谱辐射计和标准光合有效辐射表两种校准方法的技术原理、实验流程和数据处理方法,并对两种校准方法的结果进行了比较.结果表明:用标准光合有效辐射表的校准结果与用光谱辐射计校准的结果相差在5％以内,满足光合有效辐射地基观测的精度要求.【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2013(030)004【总页数】4页(P4-7)【关键词】光合有效辐射表;灵敏度;校准【作者】孔诗媛;沙奕卓;杨云;张国玉;丁蕾;边泽强【作者单位】长春理工大学,长春130000;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;长春理工大学,长春130000;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TP290 引言太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量(光谱范围400～700nm)称为光合有效辐射，简称PAR。

它是形成生物量的基本能源，直接影响着植物的生长、发育、产量和产品质量[1]。

光合有效辐射的测量，对于农业生产、生态研究、气候评估等具有重要的意义。

光合有效辐射表是测量光合有效辐射的仪器，它与专用记录仪或电测仪表相连，可以测量太阳光合光子通量密度(光子照度)。

灵敏度是光合有效辐射表最重要的一个技术参数，由于仪器的输出是电压值，电压值除以灵敏度才能计算出辐照度值。

因此，为了保证观测数据的准确可靠，需要对光合有效辐射表的灵敏度值进行校准。

国内外的一些光合有效辐射表生产厂家和研究机构，根据自身的生产和科研需求，建立了各自的灵敏度校准方法和量值溯源流程。

5种光合有效辐射表性能测试丁蕾;杨云;边泽强;权继梅;王冬【摘要】为认识和提高光合有效辐射(波长为400～700 nm)的测量精度,对国内外5种常用的光合有效辐射表的灵敏度、余弦响应、非线性、温度依赖性、光谱响应等性能进行了测试和分析.结果表明:5种光合有效辐射表(简称光合表)的非线性误差均在1％以内;3种光合表(PAR LITE,LI-190和FS-PR)的余弦误差均小于10％,温度系数均小于0.3％/℃,2种光合表(TRT-5和HSC-FPH-1)的余弦误差明显偏大,温度系数小于0.5％/℃.2种光合表(PAR LITE和LI-190)的光谱响应曲线接近于理想光谱,而其余3种光合表与理想光谱曲线偏离较大.在自然光下的一致性比对测量结果显示,5种光合表测量的辐射量与标准值的误差均在5％以内,但综合评价后认为,3种光合表(PAR LITE,LI-190和FS-PR)的性能明显优于其他2种光合表(TRT-5和HSC-FPH-1).该结果可为气象观测业务选型提供参考.【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2013(024)005【总页数】8页(P617-624)【关键词】光合有效辐射表;余弦响应;光谱响应;性能测试【作者】丁蕾;杨云;边泽强;权继梅;王冬【作者单位】中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081【正文语种】中文为认识和提高光合有效辐射（波长为400～700 nm）的测量精度，对国内外5种常用的光合有效辐射表的灵敏度、余弦响应、非线性、温度依赖性、光谱响应等性能进行了测试和分析。

结果表明：5种光合有效辐射表（简称光合表）的非线性误差均在1%以内；3种光合表（PAR LITE，LI-190和FS-PR）的余弦误差均小于10%，温度系数均小于0.3%／℃，2种光合表（TRT-5和HSC-FPH-1）的余弦误差明显偏大，温度系数小于0.5%／℃。

功能：1.主要用于从事植物叶片光合作用、蒸腾作用、呼吸作用等相关研究。

2.测量参数包括CO2浓度、H2O浓度、空气温度、叶片温度、相对湿度、蒸汽压亏缺、露点温度、大气压、内置光强、外置光强、净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度、Ci/Ca等。

光合部分指标：1.*分析器原理：红外分析器位于叶室头部，实现参比室和样品室测量的同步性；分析仪为四通道绝对开路式、非扩散红外分析器；2.*CO2分析器：最佳量程范围0~3000µmol mol-1，带宽10Hz；4秒信躁小于0.2µmol mol-1；3.*H2O分析器：最佳量程范围0~75mmol mol-1或40℃露点（40℃时相对湿度测量范围为100%），带宽10Hz，4秒信躁小于0.03µmol mol-1；4.气流流速：150~1000 µmol s-1。

5.*系统控制器：128MB 内存，64MB硬盘存储空间；可以直接联入局域网，在光合仪主机和计算机之间拖放文件；8行X40个字符显示(240×64点)，LED图形和背景光显示；完整的ASCII键盘，密封、防尘、防水；输出信号：RS-232输出接口和USB转接口；6.*扩展槽支持即插即用闪存卡和以太网卡(主机标配有512MB闪存卡和10/100M以太网卡)；7.光合有效辐射传感器：量程0 ~大于3000 µmol mol-1；绝对校准：± 5%。

8.*教学模拟软件与Internet远程操控软件。

*为必符指标产地及厂家：美国LI-COR功能：1.主要用于从事植物叶片光合作用、蒸腾作用、呼吸作用等相关研究。

2.测量参数包括CO2浓度、H2O浓度、空气温度、叶片温度、相对湿度、蒸汽压亏缺、露点温度、大气压、内置光强、外置光强、净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度、Ci/Ca等。

光合部分指标：3.分析器原理：红外分析器位于叶室头部，实现参比室和样品室测量的同步性；分析仪为四通道绝对开路式、非扩散红外分析器；4.*CO2分析器：最佳量程范围0～3000µmol mol-1，带宽10Hz；4秒信躁小于0.2µmol mol-1；5.*H2O分析器：最佳量程范围0～75mmol mol-1或40℃露点（40℃时相对湿度测量范围为100%），带宽10Hz，4秒信躁小于0.03µmol mol-1；6.气流流速：0～1000 µmol s-1。