что такое индекс листовой поверхности

Определение «половина общей площади листа» относится к биологическим процессам, таким как газообмен, тогда как определение «проецируемая площадь листа» не принималось во внимание, поскольку проекция данной области в одном направлении может отличаться в другом направлении, если листья не плоские, толстые или трехмерные. Более того, «площадь поверхности земли» конкретно определяется как «площадь горизонтальной поверхности земли», чтобы прояснить LAI на наклонной поверхности. Определение «половина общей площади листьев на единицу площади горизонтальной поверхности земли» подходит для всех видов листьев и плоских или наклонных поверхностей.

СОДЕРЖАНИЕ

Толкование и применение

LAI варьируется от 0 (голая земля) до более 10 (густые хвойные леса).

Определение LAI

Прямые методы

Косвенные методы

Косвенные методы оценки LAI на месте можно разделить на две категории:

Недостатки методов

Недостатком прямого метода является то, что он деструктивен, трудоемок и дорог, особенно если площадь исследования очень большая.

Недостатком косвенного метода является то, что в некоторых случаях он может недооценивать значение LAI в очень плотных пологах, поскольку он не учитывает листья, которые лежат друг на друге, и по существу действует как один лист в соответствии с теоретическими моделями LAI. Незнание неслучайности в пределах купола может привести к недооценке LAI до 25%, введение распределения длины пути в косвенный метод может улучшить точность измерения LAI.

Источник

Индексы Растительности для Полного Анализа Вегетации

А вы знали, что NDVI (нормализованный дифференцированный вегетационный индекс ) – не единственный показатель состояния растительности? Как минимум, существует еще сотня других, которые находят широкое применение.

По сути, каждый индекс вегетации – это определенная комбинация (формула) измеряемых сенсорами по двум и более каналам с разными длинами волн отражательных свойств (содержание воды, хлорофилла, пигментов и т.д.), которые определенным образом характеризуют состояние растительности.

По мере совершенствования датчиков, спутники наблюдения Земли подпитывают разработки в области дистанционного зондирования новыми данными, что улучшает уже существующие методы анализа.

Давайте рассмотрим подробнее новые инструменты в LandViewer и узнаем, какой полезной информацией они могут дополнить обычный анализ, основанный на NDVI.

Спектральные свойства растительности и вегетационные индексы (ВИ), которые их учитывают, помогают аграриям оценить состояние полей и прогнозировать урожай.

Тем не менее, возможности каждого из них ограничены. NDVI чувствителен к явлениям в атмосфере и почве, поэтому следует использовать и другие спектральные индексы, позволяющие проанализировать состояние растительности точнее.

Формула вегетационного индекса SAVI:

SAVI = ((NIR – Red) / (NIR + Red + L)) x (1 + L)

Когда используется: для анализа культур на ранних стадиях развития; для мониторинга засушливой местности со скудной вегетацией (менее 15% общей площади) и открытых пространств, где поверхность почвы не защищена растительностью.

Расчет SAVI по изображению оросительных узлов в Саудовской Аравии, полученный с Sentinel 2.

Как подсказывает название, атмосфероустойчивый вегетационный индекс ARVI – это первый инструмент на основе спутниковых данных, на который относительно мало влияют атмосферные факторы (например, аэрозоли).

Индекс ARVI рассчитали Кауфман (Kaufman) и Танре (Tanré). По сути, этот показатель представляет собой NDVI, скорректированный с учетом влияния рассеивательных свойств атмосферы на значения в красном диапазоне спектра отражения. Поэтому для его вычисления берут значения синей области.

ARVI = (NIR – (2 * Red) + Blue) / (NIR + (2 * Red) + Blue)

Ключевые факты: По сравнению с другими инструментами оценки состояния растительности, применяемый в сельском хозяйстве индекс ARVI также мало зависит от топографических особенностей. Благодаря этому он является эффективным инструментом мониторинга тропических горных областей, часто покрытых золой в результате подсечно-огневого земледелия.

Когда используется: для наблюдения за регионами с высокой концентрацией атмосферных аэрозолей (дождей, тумана, пыли, дыма, загрязнения воздуха).

EOS Crop Monitoring

Получите доступ к спутниковым снимкам с высоким разрешением – управляйте полями эффективно!

Формула индекса EVI:

EVI = 2.5 * ((NIR – Red) / ((NIR) + (C1 * Red) – (C2 * Blue) + L))

Ключевые факты : вегетационный индекс EVI имеет коэффициенты C1 и C2 для корректировки аэрозольных рассеиваний, которые присутствуют в атмосфере, и коэффициент L для поправок искажения значений из-за почвенного фона и растительного покрова.

Когда используется : для анализа вегетации в регионах Земли с большим количеством хлорофилла (например, дождевых лесах), и предпочтительно с минимальными топографическими особенностями (не гористых местностях).

Что означает LAI? Индекс листовой поверхности LAI разработан для анализа листовой поверхности нашей планеты и анализирует количество листьев на определенной территории. Его высчитывают как отношение односторонней (освещенной) площади листьев к занимаемой ими поверхности почвы. Индекс LAI – важный показатель в исследованиях, которые изучают состояние сельскохозяйственных культур, лесных насаждений, окружающей среды и климатических условий.

Вегетационный индекс растительности LAI определяется как для отдельных культур, так и целых регионов.

Листья являются важной частью растений и составляют около 90% от их биомассы (сухого вещества). В них происходит процесс фотосинтеза, в результате которого вырабатываются питательные вещества, необходимые для здорового развития растений.

LAI = площадь листьев / площадь почвы

Ключевые факты: Листовой индекс LAI был введен для сенсора NASA MODIS для уточнения данных NDVI. В отличие от последнего, он учитывает топографические особенности, а спектральные зоны, которые используются для его расчетов, проходят атмосферную коррекцию.

Если LAI=3, то листья могут покрыть занимаемую поверхность в три слоя. Индекс LAI считается высоким при цифре 0-3,5. Однако его значения увеличиваются при облачности и наличии ярких объектов.

Когда используется: для анализа состояния культур, а также как вводный параметр для модели прогнозирования продуктивности.

Нормализованный дифференцированный водный индекс разработан для исследования водных поверхностей Земли с помощью спутников. Для получения данных используются ближний инфракрасный диапазон и зеленая область спектра.

Такая комбинация позволяет уменьшить влияние почвенного шума и растительного покрова. NDWI является важным показателем в сельском хозяйстве, а также применяется для оценки мутности вод.

Формула индекса NDWI:

NDWI = (Green-NIR) / (Green+NIR)

Ключевые факты: Средний инфракрасный диапазон показывает количество воды в клетках растений и губчатый слой мезофилла, а ближний инфракрасный спектр дает возможность анализировать внутренние клетки листа и количество в нем сухого вещества.

Индекс NDWI вычисляется путем комбинирования среднего и ближнего ИК каналов. Данная комбинация нейтрализует отражение сухого вещества, что позволяет получить более точную картину содержания воды в растениях.

Когда используется: для обнаружения затопленных сельскохозяйственных угодий, выявления наводнений на полях, мониторинга эффективности ирригации, определения заболоченных территорий.

GNDVI

GNDVI – это нормализованный дифференцированный вегетационный индекс зелени. Для его расчета используется зеленая область спектра с длиной волн 540-570 нм и ближний инфракрасный диапазон.

Формула индекса GNDVI:

GNDVI = (NIR – Green) / (NIR + Green)

Ключевые факты: индекс GNDVI более чувствителен к хлорофиллу, чем NDVI.

Когда используется: для оценки развития культур, выявления растений в состоянии стресса и на стадии увядания, определения содержания азота в листьях растений при отсутствии крайнего красного канала в имеющемся диапазоне.

Высокотехнологичный инструмент сельского хозяйства, обеспечивает надежную аналитику состояния полей для фермеров, агротрейдеров и страховщиков.

Источник

Поборемся за листовой индекс

Олег Войнов, кандидат биологических наук, руководитель отдела Николаевского ПТЦ «Облдержродючисть»

Теперь уточним, почему так должно быть и к чему приводит нарушение этого требования.

1. Такое количество листового аппарата позволяет агроценозу максимально улавливать фотосинтетически активную радиацию (ФАР), используя таким образом энергию солнца для образования и накопления биологических питательных веществ. Биологическая фабрика утилизации солнечной энергии работает с наивысшей продуктивностью. Следовательно, чем меньше листовой индекс, тем меньше будет усвоено энергии, поставляемой солнцем.

Первым в этом ряду стоит посев. Ни для кого не секрет, что чем более равномерно размещены растения по полю, тем лучше растение способно использовать питательные вещества и улавливать солнечную радиацию. Поэтому производители сеялок и предлагают различные агрегаты, способные расположить семена так, как мы только пожелаем. А желать-то мы должны того, что помогает растениям находиться в наиболее комфортных условиях и не тратить энергию на борьбу друг с другом за питательные вещества, а также иметь возможность максимально использовать ФАР. Если с выбором широкой и узкой рядности или сплошного сева у каждого имеется свой опыт и предпочтения, то с нормой высева (густотой стояния) вопрос намного сложнее. Алгоритм расчета нормы высева должен учитывать продуктивность каждого поля. От этого никуда не деться. Чем выше продуктивность поля, тем ниже может быть на нем норма высева. Это связано с тем, что на хороших полях растения растут быстро, начиная с первых этапов, и их листовой аппарат развивается стремительно. Это означает, что почва быстрее будет закрыта под растениями от неблагоприятного солнечного излучения и запасы влаги будут использованы на накопление, а не на выживание. Это первое и очень существенное условие. Следующим фактором является наличие стартовых удобрений. Чем качественнее и в более оптимальном количестве используются стартовые удобрения, тем лучше развиваются растения на начальном этапе.

Это также приводит к более быстрому экранированию почвы и более рациональному использованию запасов влаги.

Весьма существенными в этом алгоритме являются и особенности сорта или гибрида. Чем более разлогое расположение листьев (более тупой угол листьев по отношению к центральному стеблю), тем меньше растений необходимо на единице площади, чтобы экранировать землю от солнечных лучей, тем быстрее агроценоз будет способен защищать себя от негативных проявлений солнечной радиации. И наоборот, чем острее угол расположения листьев по отношению к центральному стеблю, тем меньше они способны экранировать почву. Это автоматически требует большего количества растений на единицу площади и, следовательно, более высокой нормы высева.

Эти примеры частично объясняют причины получения или неполучения положительных результатов при разных нормах высева. Вышеизложенное необходимо автоматически проецировать на посевы озимых культур, которые в этом году вошли в зиму в фазе всходов. Благоприятное совпадение условий весенней погоды и выполнение изложенных в №10 (66) журнала «Зерно» за 2011 год рекомендаций будут способствовать развитию листового аппарата и кущению растений. Это равнозначно увеличению способностей агроценозов противостоять негативным погодным условиям И ВОЗМОЖНОСТИ получить желаемый результат.

И этот опыт полностью подтверждает выводы И. Овсинского, сделанные более ста лет назад в отношении крайне осторожного

использования катков и необходимости постоянно иметь мягкое одеяло над посеянными семенами и почвенными капиллярами. Чтобы подчеркнуть важность и постоянность этого вопроса, могу напомнить, что в Советском Союзе за переуплотнение почвы отвечала инженерная служба. Во всех институтах механизации и их филиалах изучался вопрос почвенного переуплотнения. Для всей новой техники вырабатывались рекомендации по ее использованию с учетом возможного влияния на параметры почвы. Разрабатывалась техника, которая была способна противостоять этому пагубному явлению. Вот и появились щелеватели и глубокорыхлители, рекомендации по борьбе с подплужной подошвой и т.д.

В институтах земледелия все разрабатываемые технологии имели разделы, освещающие вопросы уплотнения почвы.

Поверхностное переуплотнение почв устраняется природным путем при замерзании влажных слоев почвы. Обычно это нормальное состояние в осенний период, поэтому многие и не замечают осеннее переуплотнение. Зачастую почва разуплотняется на глубину промерзания. Замерзание сухой почвы к разуплотнению не приводит.

Источник

Взаимодействие факторов при фотосинтезе

В естественных условиях факторы внешней среды действуют совместно. Поэтому газообмен растения отражает взаимодействие всех внутренних и внешних факторов. Согласно концепции лимитирующих факторов Г. Блэкмана (196_). ИФ лимитируется тем фактором или процессом, который в данных условиях протекает с наименьшей скоростью, однако некоторое влияние оказывают и остальные факторы. Например, с повышением освещенности оптимальная и максимальная температуры видимого фотосинтеза повышаются на несколько градусов. Для растений это выгодно, так как силь­ное освещение всегда связано с нагревом листа. Если оно е конце концов приводит к перегреву (или к затруднению водо­снабжения, то свет уже перестает быть фактором, определяющим фотосинтез, и ИФ снижается. Поэтому в етественных условиях в дневных ходах фотосинтеза получаются не кривые светового насыщения, как в лабораторных опытах, а кривые с оптимумом.

Аналогичным образом взаимолействуют свет н СО₂. При по­вышении концентрации последнего радиация, при которой КПД фотосинтеза достигает максимума, также должна увеличиться, что следует иметь в виду при обогащении воздуха СО₂ в тепли­цах в зимний период. Хотя концепция лимитирующих факторов полезна в качестве первого приближения к решению вопроса, в природе обычно наблюдается взаимодействие факторов среды, не учитываемое этой концепцией. Например, стрессовые факто­ры (засуха, жара или холод) в сочетании с варьирующей кон­центрацией СО₂ и О₂ могут влиять на скорость фотосинтеза при интенсивностях света, сильно лимитирующих фотосинтез. Это явно противоречит теории лимитирующих факторов, так как в данном случае фотосинтез уже сильно ограничен светом. Подоб­ный тип взаимодействия можно понять, принимая во внимание. что ИФ при лимитирующеи освещенности определяется не толь­ко пропускной способностью самого медленного этапа, но и его эффективностью.

Посевы и насаждения как фотосинтезирующие системы

Индекс листовой поверхности (илп)

Различают критическое (минимальное) и оптимальное (при которой поглощается максимально возможное в данных условиях количество (90­-95 %) падающей радиации и достигается наибольшая скорость накопления биомассы) значения ИЛП. После достижения критического значения ИЛП дальнейшее уве­личение площади листьев не приводит к существенному увеличе­нию скорости роста посева (СРП), а в посевах, характеризую­щихся формированием оптимального ИЛП, она даже снижается. Таким образом, зависимость скорости накопления биомассы по­сева от ИЛП в первом случае характеризуется параболой с выхо­дом на плато при критическом значении ИЛП, а во втором ­колоколообразной кривой с максимумом при оптимальном зна­чении ИЛП.

Критическое значение ИЛП, равное 4-7, характерно для по­севов зерновых, зернобобовых культур, сахарной свеклы и дру­гих, причем более высокие значения отмечены для посевов с эректоидным расположением верхних листьев в благоприятных условиях выращивания. Оптимальный ИЛП достигается в посевах капусты кормовой, некоторых трав.

Основной причиной раз­личной зависимости скорости накопления биомассы в посе­ве от ИЛП в указанных слу­чаях являются особенности изменения дыхания посевов по мере увеличения площади листьев. В первом случае оно увеличивается только до оп­ределенного значения ИЛП равного критическому, а затем, как и видимый фото­синтез посева, выходит на плато. Во втором случае ды­хание возрастает по мере уве­личения листового индекса линейно.

При хороших условиях вы­ращивания величина опти­мального ИЛП того или иного сорта определяется его при­способленностью к режиму ФАР данной территории. Если формирование оптимального зна­чения ИЛП совпадает по времени с максимальными значениями приходящей на посев ФАР, дости­гается наивысшая фотосинтети­ческая продуктивность и эффек­тивность использования ФАР. В противном случае значительное количество солнечной энергии расходуется неэффективно (рис.). Поскольку при этом формирование урожая лимитиру­ется каким-либо фактором, во­прос об оптимальном ИЛП дол­жен решаться опытным путем.

Так, для селекции яровой пшеницы в степной части Поволжья В. А. Кумаков (1975) обосновал вывод о бесперспективности увеличения ИЛП в сравнении с районированными сортами.

Для каждого комплекса условий у одного и того же сорта и вида растений может быть свой оптимальный график формирования площади листьев. С площадью листьев у ряда культур наиболее тесно коррелирует урожайность. Однако отмечены случаи отсут­ствия корреляций между указанными параметрами, особенно при сильном загущении посевов и избыточных дозах азотных удобрений. Это объясняется тем, что урожайность растет не всег­да наравне с увеличением площади листьев и биомассы, а только при увеличении их до определенных величин, после чего рост ее прекращается. Вместе с тем высокоинтенсивный сорт Безостая 1 не снижает выхода зерна при накоплении биомассы 16-18 т/та, а у менее продуктивных сортов выход зерна снижается уже при накоплении биомассы около 10 т/га.

Источник

Экологический словарь

Смотреть значение Индекс Листовой Поверхности, Листовой Индекс в других словарях

Листовой — листовая, листовое. Имеющий форму или размер листа. табак (в листах, неразмельченный). Листовое железо (в листах, кровельное). формат книги или тетради (в целый, несложенный.
Толковый словарь Ушакова

Индекс М. — 1. Список, перечень, указатель имен, названий и т.п. 2. Условное обозначение (буквенное, цифровое или комбинированное в системе какой-л. классификации). 3. Цифровой показатель.
Толковый словарь Ефремовой

Индекс — 1) Список, указатель, перечень чего-либо. 2) Цифровой показатель последовательных изменений в развитии какого-либо экономического явления, напр. объема производства.
Политический словарь

Биржевой Индекс, Взвешенный По Стоимости (value-weighted Market Index) — биржевой индекс, в котором вклад конкретной ценной бумаги в формирование индекса представляет собой функцию от рыночной капитализации ценной бумаги.
Экономический словарь

Вейст-индекс — параметр экономической эффективности системы, ее полезности и экологической безопасности, в том числе, и используемых в производстве ресурсов. В.и. представляет собой.
Экономический словарь

Взвешенный По Капитализации Индекс — (capitalization-weighted index) – индекс, рассчитываемый как средневзвешенная цена финансовых инструментов определенной группы, где весами выступают доли рыночной капитализации.
Экономический словарь

Взвешенный По Ценам Рыночный Индекс (price-weighted Market Index) — рыночный индекс, в котором удельный вес акции является функцией их текущих рыночных цен.
Экономический словарь

Взвешенный По Цене Индекс — Индекс, в котором
компоненты-
акции взвешиваются по их цене. Более
дорогие акции, таким образом, будут более значительны (в процентном выражении) при формировании.
Экономический словарь

Досадный Индекс — индекс цен на мелкие группы товаров, которые резко, в большей степени, чем другие
товары, реагируют повышением цен на изменения в состоянии экономики. В связи с этим.
Экономический словарь

Индекс +/- — Базовый
индекс, дающий инвесторам основу для сравнительной оценки результатов
фонда. При всех подобных сравнениях Morningstar использует
индекс S&P 500 как первичный.
Экономический словарь

Индекс 20 Облигаций — Индекс, учитывающий прибыль по 20 муниципальным облигациям, обеспеченным общей гарантией штатных или муниципальных властей с 20-летним сроком погашения и со средним.
Экономический словарь

Индекс All Ordinaries — ведущий
индекс на сиднейской бирже в Австралии.
Экономический словарь

Индекс Apics — Определение:
Индекс, основанный на исследовании промышленных предприятий, и сигнализирующий о
росте экономической активности, если его значение превышает.
Экономический словарь

Индекс Bond Buyer — Индекс цен первоклассных муниципальных облигаций, публикуемый ежедневно в газете «Покупатель акций» (Bond Buyer). индекс является основным критерием, позволяющим оценивать.
Экономический словарь

Индекс Dax-30 — ведущий германский
индекс «голубых фишек» на Франкфуртской фондовой бирже.
Экономический словарь

Индекс Eafe (еадв) — Индекс акций европейских, австралийских и дальневосточных компаний, рассчитываемый компанией Morgan Stanley (Морган Стэнли).
Экономический словарь

Индекс Ftse-100 — ведущий
индекс Британской фондовой
биржи (лондонский биржевой индекс).
Экономический словарь

Индекс Hang Seng — ведущий гонконгский биржевой
индекс.
Экономический словарь

Индекс Nasdaq — ведущий индекс внебиржевой компьютерной системы, имеющей собственные торги.
Экономический словарь

Индекс Nikkei — ведущий специальный фондовый индекс Японии: индекс токийских биржевиков, в частности по «голубым фишкам».
Экономический словарь

Индекс Standard & Poors — Широкобазисное измерение изменений условий фондового рынка, основанное на усредненных показателях 500 широко распространенных акций; известен как индекс Standard & Poors.
Экономический словарь

Индекс Агрегатный — индекс, рассчитываемый как отношение суммы значений индексируемых величин для текущего периода к аналогичной сумме, вычисленной для базисного периода.
Экономический словарь

Индекс Акций — ИНДЕКС, применяемый в биржевой практике для определения эволюции
курса акций.
Экономический словарь

Источник