便攜式植物冠層分析儀是一種用于快速、無(wú)損測(cè)定植物冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)的高精度農(nóng)業(yè)與生態(tài)科研儀器。該設(shè)備主要用于評(píng)估植被覆蓋度、葉面積指數(shù)(LAI)、冠層空隙率、太陽(yáng)輻射截獲率等關(guān)鍵指標(biāo),廣泛應(yīng)用于農(nóng)林科學(xué)、生態(tài)監(jiān)測(cè)、作物管理及氣候變化研究等領(lǐng)域。其核心原理通?;诠鈱W(xué)成像或半球攝影技術(shù),通過(guò)采集冠層上方和下方的光合有效輻射(PAR)數(shù)據(jù),結(jié)合專業(yè)算法計(jì)算出冠層相關(guān)參數(shù)。
多數(shù)型號(hào)配備高靈敏度傳感器、內(nèi)置GPS定位模塊、可充電電池及防水外殼,適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境條件。部分高d機(jī)型還支持藍(lán)牙或Wi-Fi無(wú)線傳輸,可將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步至智能手機(jī)或平板電腦,并通過(guò)配套軟件進(jìn)行可視化分析與報(bào)告生成。
一、測(cè)量前準(zhǔn)備
1、設(shè)備檢查:
確保儀器完好無(wú)損,電池充足,避免因電力不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或中斷。
檢查光傳感器的靈敏度,清潔傳感器表面,防止灰塵或污垢影響測(cè)量精度。
確認(rèn)三腳架、數(shù)據(jù)線等配件齊全,并根據(jù)測(cè)量需求選擇合適的傳感器(如魚眼鏡頭、PAR傳感器等)。
2、場(chǎng)地選擇:
選擇無(wú)風(fēng)或微風(fēng)天氣進(jìn)行測(cè)量,避免強(qiáng)風(fēng)干擾。
確保測(cè)量區(qū)域無(wú)遮擋物,冠層覆蓋均勻。
記錄測(cè)量點(diǎn)的經(jīng)緯度、海拔等環(huán)境參數(shù),以便后續(xù)分析。
3、儀器設(shè)置:
根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置光傳感器的測(cè)量模式(如PAR模式或光透射率模式)。
選擇測(cè)量參數(shù),如天頂角分區(qū)、測(cè)量間隔等。
設(shè)置測(cè)量時(shí)間、重復(fù)次數(shù)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑。
輸入葉片分布參數(shù)(如葉片傾角分布函數(shù))和冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)(如枝干密度)。
二、測(cè)量過(guò)程
1、儀器擺放:
將傳感器固定在三腳架上,調(diào)整至冠層中心高度(通常為冠層高度的1/2~2/3)。
啟動(dòng)儀器,進(jìn)行水平校準(zhǔn)和零點(diǎn)校準(zhǔn)(部分儀器需手動(dòng)輸入太陽(yáng)高度角和方位角)。
2、數(shù)據(jù)采集:
將傳感器置于冠層上方空曠處,記錄上方光合有效輻射(PARup)或天空輻射數(shù)據(jù)。若使用魚眼鏡頭,需覆蓋遮光罩以消除太陽(yáng)直射影響。
將傳感器移至冠層內(nèi)部,記錄下方光合有效輻射(PARdown)或冠層內(nèi)輻射數(shù)據(jù)。
按預(yù)設(shè)的天頂角分區(qū)(如7°、23°、38°等)逐點(diǎn)測(cè)量,確保覆蓋整個(gè)冠層空間。
對(duì)同一測(cè)點(diǎn)進(jìn)行3~5次重復(fù)測(cè)量,取平均值以減少誤差。
在不同方位角(如0°、90°、180°、270°)設(shè)置測(cè)點(diǎn),獲取冠層空間異質(zhì)性數(shù)據(jù)。
3、注意事項(xiàng):
測(cè)量時(shí)保持傳感器穩(wěn)定,避免晃動(dòng)或遮擋。
定期清潔傳感器鏡頭,防止灰塵或水汽影響測(cè)量。
避免在雨天、大風(fēng)或強(qiáng)光直射下測(cè)量。
對(duì)于高密度冠層,需適當(dāng)增加測(cè)點(diǎn)數(shù)量以提高代表性。
三、數(shù)據(jù)記錄與分析
1、數(shù)據(jù)記錄:
將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)USB或藍(lán)牙傳輸至計(jì)算機(jī),保存為CSV或Excel格式。
檢查數(shù)據(jù)完整性,剔除異常值(如PAR值超出儀器量程)。
2、數(shù)據(jù)分析:
使用專用軟件(如LAI-2200、AccuPAR等)計(jì)算葉面積指數(shù)(LAI)、冠層開度(Gap Fraction)、平均葉傾角(MTA)等參數(shù)。
公式示例:LAI=-ln(PARdown/PARup)/K(K為消光系數(shù),通常取0.5)。
對(duì)比不同測(cè)點(diǎn)的LAI值,檢查空間一致性。
結(jié)合地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(如毀株法LAI)驗(yàn)證儀器精度。
四、后續(xù)維護(hù)
1、清潔儀器:
測(cè)量結(jié)束后,用軟布擦拭傳感器鏡頭和機(jī)身,避免用尖銳物體刮擦。
2、存放要求:
將儀器放入干燥的收納盒,避免潮濕、高溫環(huán)境存放。
3、定期校準(zhǔn):
建議每3~6個(gè)月進(jìn)行一次儀器校準(zhǔn),確保測(cè)量精度。
