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北京市城乡结合部17种常用绿化植物固碳释氧功能研究熊向艳;韩永伟;高馨婷;尚洪磊;郑烨;王宝良【摘要】Carbon fixation and oxygen release ( CFOR ) is an important ecological service of the plants .Li-6400 portable photosynthesis test system and Li-2000 plant canopy test system were employed to observe the physiological velocity and leaf area index of 17 widely used afforestation plants in the rural-urban fringe of Chaoyang District , Beijing .The cluster analysis was adopted to classify their CFOR capacities , and the CFOR benefits evaluated quantitatively .The results indicated that the diurnal change curve of net photosynthesis rates of 17 experimental species has one or two peaks .The daily carbon fixation and oxygen release per unit leaf area was respectively 2 .92-13.81 g/(m2· d) and 2.12-10.05g/(m2· d).The daily carbon fixation and oxygen release per unit land area was respectively 11.00-92.71 g/( m2· d) and 8.00-67.42g/( m2· d).According to cluster analysis results , the CFOR capabilities per unit leaf area of 9 arbors are divided into two levels , 5 shrubs divided into two levels , and 3 herbs divided into two levels .The CFOR capabilities per unit land area of 9 arbors are divided into two levels , 5 shrubs divided into three levels , and 3 herbs divided into two levels .Therefore , in order to enhance the CFOR capabilities of the vegetation system in the rural-urban fringe , not only should the plants which have higher capabilities of CFOR be chosen , but also they should be configured properly through composite model .%固碳释氧是植物的一项重要生态服务功能。
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。
成片桑园综合管理技术引言桑园是人们培育桑树的地方，种植桑树对于蚕丝的生产起着重要的作用。
然而，传统的桑园管理方式存在着效率低下、劳动强度大等问题。
为了解决这些问题，成片桑园综合管理技术应运而生。
本文将介绍成片桑园综合管理技术的原理、特点以及应用前景。
一、成片桑园综合管理技术原理成片桑园综合管理技术基于先进的信息技术和现代化的管理方法，旨在提高桑园的经济效益和劳动生产率。
其原理主要包括以下几个方面：1. 桑园信息化管理采用信息化系统进行桑园管理，通过传感器和监控设备对桑树生长环境进行实时监测和数据采集，包括土壤湿度、光照强度、温度等指标。
同时，利用云计算和大数据技术对采集的数据进行分析和处理，为桑园管理者提供科学决策支持。
2. 智能化桑园作业通过引入机械化和自动化设备，实现桑园作业的智能化。
例如，利用无人机进行桑树勤务巡查，利用机械化设备进行桑树修剪和灌溉等作业。
智能化的作业方式能够减少人力投入，提高作业效率和精度。
3. 桑园数据分析与预测结合数据分析和人工智能技术，对桑园的历史数据和实时监测数据进行分析，了解桑树的生长规律和变化趋势。
基于这些数据，可以进行精确的桑树生长预测，以提前做好桑园管理的准备工作。
此外，数据分析还可用于优化桑园管理策略，提高经济效益。
4. 桑园生态循环利用通过合理规划和布局，将桑园与畜禽养殖、农田种植等相结合，实现资源的循环利用。
例如，将桑叶用作蚕食料，蚕吐丝用于丝绸生产，蚕粪可作为有机肥料等。
这种循环利用的方式能够提高桑园的综合效益并减少资源浪费。
二、成片桑园综合管理技术特点成片桑园综合管理技术具有以下特点：1. 高效节约采用智能化设备和信息化系统进行桑园管理，能够减少人力投入和物力消耗，提高工作效率。
同时，利用数据分析和预测技术，可以根据桑树的实际需求进行精准管理，避免资源的浪费。
2. 提质增效成片桑园综合管理技术能够提供科学决策支持，帮助管理者制定合理的管理策略和计划。
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。
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。
植物冠层分析仪测植物冠层相关参数的方法植物冠层分析仪采用近红外光反射光谱技术和多通道光谱信息扫描技术，可以测定植被表面参数、植物冠层信息、植物养分信息、土壤养分信息、环境参数、植物病虫害程度等，获取作物生长信息，并诊断作物氮素匮缺情况。
近年来，为了研究和测量作物生长的限制因素等有价值的信息，进一步提高农作物的生长潜力，取得增产增效的目标，农业研究中应用了很多新的科学仪器和技术，而植物冠层分析仪就是其中一种重要的农业仪器。
该仪器的应用大大的减少了研究人员获取数据的时间，使冠层的结构分析过程更加的准确、高效。
目前，托普云农研发生产的TOP-1200植物冠层分析仪已经广泛的应用于农业、园艺、林业领域有关栽培、育种、植物群体对比与发展的教学、研究工作当中，能有效帮助人们进行科学种植、施肥，使作物处于更有利的生长态势，以达到优质高产目的。
拥有众多功能特点及作用的植物冠层分析仪在使用时当然也不能马虎，因为正确的使用方法是保证仪器测量准确度的基础，那么，如何使用植物冠层仪呢？我们一起来看看吧！
托普TOP-1200植物冠层分析仪使用方法：
1、先安装传感器，将插针紧紧插入低下，再将立杆1和立杆2旋转锁紧，接着连接直杆和插针；
2、将调节块放入直杆，并调节到合适的高度，拧紧螺丝锁紧；
3、将传感器放入调节块，拧紧螺丝锁紧，即安装完成；
4、接着连接主机和传感器，长按开机键开机，调节传感器高度进行采集数据；
5、按菜单键进入采集设置自动采集，也可手动采集，传感器也可手持使用采集。
以上就是植物冠层分析仪测植物冠层相关参数的方法，需要提醒大家的是，在使用过程中应该注意两个事项：一是传感器要保持水平状态，传感器tan头垂直向下；二是传感器通电后应预热2分钟以上，防止测量有误差或者不稳定。
蚕 业 科 学 CAN Y E KEXUE 2008;34(3) 收稿日期:2007-10-22作者简介:杨伟春(1982-),男,江西,硕士研究生。
通讯作者:谢特新,推广教授。
Tel:020*********,E 2mail:xietexin@scau .edu .cn采用LA I 22000植物冠层分析仪观察桑树生长变化及测算桑叶产量杨伟春 谢特新(华南农业大学动物科学学院,广州 510642)摘 要 利用LA I 22000植物冠层分析仪对田间生长桑树进行生长过程观察及桑叶产量测定,结果显示:桑树收获条桑后的2个月内,当叶面积指数(LA I )<110时桑树的生长非常缓慢,当LA I >110之后,桑树的生长速度大大加快,直至LA I 达到最大值610,LA I 值越大桑园透光率(D I F N )越小,但两者不呈简单的线性关系;随着桑树的生长,叶片的倾斜角度基本保持36°～45°,绝大多数集中在42°左右。
于桑园LA I 不同的3个时期测算的桑叶产量与实际产量相比,误差分别为-816%、-815%和+115%,认为采用该分析仪测算桑叶产量具有方便、快速且无损桑树生长的特点。
关键词 桑树;叶面积指数;桑树生长;桑叶产量;植物冠层分析仪中图分类号 S88813+21 文献标识码 B 文章编号 0257-4799(2008)03-0506-04Ap p lica tio n o f P lan t Can op y A n a lyze r LA I 22000o n In ves tig a tin gG row th S itu a tio n o f M u lb e rry an d Es ti m a tin gYie ld o f M u lb e rry LeavesY AN G W e i 2C hun XIE Te 2Xin3(C o lle g e of A n i m a l S c i e nc e,S ou th C h i na A g ric u ltu ra l U n ive rs ity,G ua ng zhou 510642,C h ina )A b s tra c t W e us e d P l a n t C a nop y A na lyze r LA I 22000to inve s tig a te the g row th p roc e s s of m u lb e rry a nd e s ti 2m a te the yi e l d of m u l b e rry le a ve s.The re s u lts s how e d tha t w he n the le a f a re a i nd e x (LA I )w a s b e low 110,the g row th sp e e d of m u lb e rry w a s ve ry s low d u ring 2m on ths a fte r b runc h 2ha rve s ting.W he n the LA I s u rp a s s e d 110,the g row th sp e e d of m u lb e rry inc re a s e d q u ic kly .H ow e ve r,w he n the LA I re a c he d to 610,the sp e e d d e 2c re a s e d ins te a d.It a ls o s how e d tha t the h i g he r the d i ffus e non 2i n te rc ep tion (D IFN )of m u l b e rry fie ld w a s,the l ow e r the LA I ,b u t w ith no t s i m p le li ne a r re l a ti ons h i p .The m e a n tilt a ng le (M T A )of m u lb e rry kep t b e t w e e n 36°245°,a nd m os tl y a round 42°d u ring g row th s ta g e.W e a ls o found tha t the e rro r b e t w e e n e s ti m a ti on a nd a c tua l yie ld a t 3d iffe re n t p e ri od s w e re -816%,-815%a nd +115%,re sp e c tive l y .The a b ove re s u lts i nd ic a te d tha t the ap p li c a tion of P la n t C a nop y A na l yze r on e s ti m a ti ng yi e l d of m u l b e rry l e a ve s ha d c ha ra c te ris ti c s of c onve n 2i e nc e,h ig h sp e e d a nd fre e of i n j u ry .Ke y w o rd s M o rus L.;Le af a re a i nde x (LA I );M u l b e rry g row th;Yi e l d of m u l be rry l ea ves;P l an t c anop y ana l yze r 定时测量条长、条数、芽数、开叶数、叶片的大小等是目前对桑树田间生长过程观察及桑叶产量测定常用的方法,但采用这种方法测算的桑叶产量最终仍需依据采摘桑叶产量作实际测算[1]。
测定桑树叶面积指数一般也是采用量测法、质量比例法、分层收割法和斜点样方法[2]等直接测量。
以上方法所用的工具大多数是“一把尺、一杆秤”,且通常会中断桑树的生长,且抽样工作量也大。
我国广东蚕区 605 桑园种植密度大,为无干养成,多为收获条桑,因此在对这一地区桑树田间生长的研究和产量测算中,我们采用了LA I22000植物冠层分析仪。
该分析仪可准确、快速地测量植物冠层叶面积指数(LA I),并可根据LA I数据确定植物叶片产量、反映植物的生长状态,且在田间测量时既节省劳力和时间,也不影响植物的生长,已应用于如水稻的营养需求和生长情况的研究[3]、玉米、大豆和林木群体(遒树、白蜡、栾树)的LA I测定[4]。
本试验着重探讨了LA I22000植物冠层分析仪用于桑园产量测算及观察桑树田间生长状态的可行性。
1 材料与方法111 试验田选择试验田位于华南农业大学蚕桑教学实验园,长815m,宽810m,总面积68m2。
桑树行间距110m,株间距约012m,共8行桑树,7个行间从西向东分别为第1～7行间。
112 供试桑品种桑品种为“沙2×伦109”杂交桑,采用全年条桑收获法进行收获。
113 试验仪器LA I22000植物冠层分析仪、L I23100叶面积仪,均为美国拉哥(L I2COR0)公司产品。
114 试验方法11411 LA I22000植物冠层分析仪的操作 LA I2 2000植物冠层分析仪经调试后在选定行的冠层顶部测定1个冠层上方数值(A),然后在冠层下方取4个数值(B),其测量位置分别在选定行的株间、1/4行距、1/2行距、3/4行距处,4点位于一条直线上。
每次测量分别在第2、4、6行间进行。
每行测量3组数据,每次共测量9组数据。
11412 桑树生长调查 在桑树旺盛生长期的7月25日至9月27日共2个月的时间内,每周测量1次桑树叶面积指数。
利用F V20002110软件处理试验相关数据,包括叶面积指数与生长时间的关系、叶面积指数与桑园透光率的关系、叶片平均倾斜角度与生长时间的关系等。
通过以上数据处理结果,揭示桑树不同时间的生长变化。
11413 桑园产量的测算 在收获条桑的当天,先分别测量第2、4、6行间的LA I数据,把9组数据的平均值作为整块试验田桑树的LA I平均值;然后收获条桑,并随机抽取几株桑树的所有条桑(约1kg),立即将枝、叶分离,并分别进行称量,获得桑叶和枝条质量,重复3次,算出平均条叶比(叶片占条桑的百分率);用L I23100叶面积仪测量抽样叶片的总面积,根据桑叶质量和总面积数据计算出单位面积桑叶的质量。
测算桑叶产量=单位面积桑叶质量×试验田总面积×LA I平均值;实际桑叶产量=收获条桑量×条叶比。
2 结果与分析211 桑树生长时间与叶面积指数的变化7月25日至9月27日,试验田桑树各生长时期的平均叶面积指数见图1,各生长时期的实测面积指数见图2。
图1 桑树各生长时期的叶面积指数变化Fig.1 Relati onshi p bet w een gr o wth stage and the LA I ofmulberry图2 桑树不同生长时期实测叶面积指数Fig.2 Actual LA I of mulberry at different gr owth stages在收获条桑后的1周内,桑树的生长非常缓慢, LA I<110;其后桑树生长速度开始加快,LA I>11075 第3期杨伟春等:采用LA I22000植物冠层分析仪观察桑树生长变化及测算桑叶产量并逐渐增加,直到收获后的第7周,LA I 达最大值610左右;以后LA I 不增加反而减少,可能与新梢基部出现黄落叶,使桑叶面积减少有关(图1)。
从图2也可以看出,桑树在8月20日前的生长期间,各测量行之间的LA I 差别非常小,说明桑树个体间生长较整齐;但在以后的生长时期中,同一时间测量的LA I 数值差距不断增大,说明桑树个体间的生长速度出现差异,有些生长快,有些生长慢。
212 桑树叶面积指数与桑园透光率的变化桑园透光率(D I F N )是指无截取散射或探头可视天空的部分的比率。
从图3可见:当LA I 数值较小的时候,D I F N 数值相当大,达到80%;随着LA I 的增大,D I F N 逐渐减少,即表明桑树叶片越多阳光投射进入到桑树底部的量就越少。
当LA I 为3左右时,D I F N 为8%左右,LA I 接近6时,D I F N 为0。
当投射阳光强度小于桑叶补偿点时,底部桑叶变黄脱落,如果脱落的叶片比生长开叶的叶片多,则造成试验田桑树的LA I 数值降低,因此,本试验调查的9月27日的桑园LA I 数值反而小于9月20日的LA I 数值。
