我們已經(jīng)知道葉面積指數(shù)測(cè)定對(duì)于植物生長(zhǎng)的重要性，因此，如何測(cè)定葉面積指數(shù)就是一個(gè)重要的課題。葉面積指數(shù)測(cè)定的方法可以分為直接方法和間接方法，其中直接方法是一種傳統(tǒng)的測(cè)定方式，有一定破壞性。而間接方法又可以分為點(diǎn)接觸法、消光系數(shù)法、經(jīng)驗(yàn)公式法、遙感方法、光學(xué)儀器法。主要是用一些測(cè)量參數(shù)或用光學(xué)儀器得到葉面積指數(shù)，測(cè)量方便快捷，但仍需要用直接方法所得結(jié)果進(jìn)行校正。

 

    1、傳統(tǒng)的格點(diǎn)法和方格法。

    2、描形稱重法：在一種特定的坐標(biāo)紙上，用鉛筆將待測(cè)葉片的輪廓描出并依葉形剪下坐標(biāo)紙，稱取葉形坐標(biāo)紙重量，按公式計(jì)算葉面積.

    3、儀器測(cè)定法： 葉面積測(cè)定儀可以分成兩種類型，分別通過(guò)掃描和拍攝圖像獲取葉面積。掃描型葉面積儀主要由掃描器（掃描相機(jī)） 、數(shù)據(jù)處理器、處理軟件等組成，可以獲得葉片的面積、長(zhǎng)度、寬度、周長(zhǎng)、葉片長(zhǎng)度比和形狀因子以及累積葉片面積等數(shù)據(jù)。此外，還有使用臺(tái)式掃描儀和專業(yè)圖像分析軟件測(cè)定的方法. 圖像處理型葉面積儀由數(shù)碼相機(jī)、數(shù)據(jù)處理器、處理分析軟件和計(jì)算機(jī)等組成，可以獲取葉片面積、形狀等數(shù)據(jù)。

 

    1、點(diǎn)接觸法

    點(diǎn)接觸法是用細(xì)探針以不同的高度角和方位角刺入冠層，然后記錄細(xì)探針從冠層頂部到達(dá)底部的過(guò)程中針尖所接觸的葉片數(shù)目，用以下公式計(jì)算：

    式中，LA I為葉面積指數(shù)，n為探針接觸到的葉片數(shù)，G （θ） 為投影函數(shù)，θ為天頂角.

當(dāng)天頂角為57.5°時(shí)，假設(shè)葉片隨機(jī)分布和葉傾角橢圓分布，則冠層葉片的傾角對(duì)消光系數(shù)K的影響最小，此時(shí)采用32.5°傾角刺入冠層，會(huì)得出較準(zhǔn)確的結(jié)果，用以下公式計(jì)算：

    點(diǎn)接觸法是由測(cè)定群落蓋度的方法演進(jìn)而來(lái)的,在小作物L(fēng)A I的測(cè)量中較準(zhǔn)確，但在森林中應(yīng)用比較困難，主要是由于森林植物樹(shù)體高大以及針葉樹(shù)種中高密度的針葉影響了測(cè)定。

    2、消光系數(shù)法

    該法通過(guò)測(cè)定冠層上下輻射以及與消光系數(shù)該法通過(guò)測(cè)定冠層上下輻射以及與消光系數(shù)相關(guān)的參數(shù)來(lái)計(jì)算葉面積指數(shù)，前提條件是假設(shè)葉片。隨機(jī)分布和葉傾角呈橢圓分布，由Beer - Lambert定律知：

    

    式中： LA I為葉面積指數(shù)，Q0 和Q 分別為冠層上下部的太陽(yáng)輻射，k為特定植物冠層的消光系數(shù)，一般在0.13～1.15變化，其計(jì)算公式為：

   

    其中x為葉傾角分布參數(shù)，θ為天頂角. 消光系數(shù)k與植物種類、天頂角、葉片傾角以及非葉生物量有關(guān)，在確定時(shí)常需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式獲得，如關(guān)德新等在研究長(zhǎng)白山針闊葉混交林時(shí)，利用觀測(cè)結(jié)果反推消光系數(shù)k值. 該方法中消光系數(shù)如果能夠準(zhǔn)確地加以測(cè)量，那么得出的葉面積指數(shù)也較準(zhǔn)確 .

    3、經(jīng)驗(yàn)公式法

    經(jīng)驗(yàn)公式法利用植物的胸徑、樹(shù)高、邊材面積、冠幅等容易測(cè)量的參數(shù)與葉面積或葉面積指數(shù)的相關(guān)關(guān)系建立經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算. 研究表明：葉面積指數(shù)與胸徑平方和樹(shù)高的乘積有顯著的指數(shù)相關(guān)性，邊材面積與葉面積具有很高的相關(guān)性，林冠開(kāi)闊度與葉面積指數(shù)呈較好的指數(shù)關(guān)系 . 經(jīng)驗(yàn)公式法的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量參數(shù)容易獲取，對(duì)植物破壞性小，效率較高，然而經(jīng)驗(yàn)公式具有特定性，并不適合于任何樹(shù)種，因而該法的應(yīng)用具有一定的局限性.

    4、遙感方法

    衛(wèi)星遙感方法為大范圍研究LA I提供了有效的途徑 . 主要有2種遙感方法可用來(lái)估算葉面積指數(shù)，一種是統(tǒng)計(jì)模型法，主要是將遙感圖像數(shù)據(jù)如歸一化植被指數(shù)NDV I、比植被指數(shù)RV I和垂直植被指數(shù)PV I與實(shí)測(cè)LA I建立模型.這種方法輸入?yún)?shù)單一，不需要復(fù)雜的計(jì)算，因此成為遙感估算LA I的常用方法. 但不同植被類型的LA I與植被指數(shù)的函數(shù)關(guān)系會(huì)有所差異，在使用時(shí)需要重新調(diào)整、擬合. 另一種是光學(xué)模型法，它基于植被的雙向反射率分布函數(shù)是一種建立在輻射傳輸模型基礎(chǔ)上的模型，它把LA I作為輸入變量，采用迭代的方法來(lái)推算LA I.這種方法的優(yōu)點(diǎn)是有物理模型基礎(chǔ)，不受植被類型的影響，然而由于模型過(guò)于復(fù)雜，反演非常耗時(shí),且反演估算LA I過(guò)程中有些函數(shù)并不總是收斂的 .

    5、光學(xué)儀器法

    光學(xué)儀器法按測(cè)量原理分為基于輻射測(cè)量的方法和基于圖像測(cè)量的方法.

    ⑴基于輻射測(cè)量的方法. 該方法是通過(guò)測(cè)量輻射透過(guò)率來(lái)計(jì)算葉面積指數(shù)，主要儀器有： LA I -2000、AccuPAR、Sunscan、Sunfleck cep tometer Demon和TRAC (Tracing Radiation and Architecture of Cano2p ies）等. 這些儀器主要由輻射傳感器和微處理器組成，它們通過(guò)輻射傳感器獲取太陽(yáng)輻射透過(guò)率、冠層空隙率、冠層空隙大小或冠層空隙大小分布等參數(shù)來(lái)計(jì)算葉面積指數(shù). 前5種儀器都假設(shè)均一冠層、葉片隨機(jī)分布和橢圓葉角分布，在測(cè)量葉簇生冠層時(shí)有困難. 而TRAC通過(guò)測(cè)量集聚指數(shù)，能有效地解決集聚效應(yīng)的問(wèn)題，使得葉面積指數(shù)計(jì)算可以不用假設(shè)葉片在空間隨機(jī)分布，減小了有效葉面積指數(shù)與現(xiàn)實(shí)葉面積指數(shù)之間計(jì)算的誤差. 基于輻射測(cè)量?jī)x器的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量簡(jiǎn)便快速，但容易受天氣影響，常需要在晴天下工作.

    ⑵基于圖像測(cè)量的方法. 該方法是通過(guò)獲取和分析植物冠層的半球數(shù)字圖像來(lái)計(jì)算葉面積指數(shù)，儀器主要有CI - 100、W INSCANOPY、HemiView、HCP (Hemispherical Canopy Photography）等，這些圖像分析系統(tǒng)通常由魚(yú)眼鏡頭、數(shù)碼相機(jī)、冠層圖像分析軟件和數(shù)據(jù)處理器組成. 其原理是通過(guò)魚(yú)眼鏡頭和數(shù)碼相機(jī)獲取冠層圖像，利用軟件對(duì)冠層圖像進(jìn)行分析，計(jì)算太陽(yáng)輻射透過(guò)系數(shù)、冠層空隙大小、間隙率參數(shù)等，進(jìn)而推算有效葉面積指數(shù).基于圖像測(cè)量的儀器和方法測(cè)量精度較高，速度則較基于輻射測(cè)量的儀器慢，且常需要對(duì)圖像進(jìn)行后期處理. 此外，測(cè)量時(shí)需要均一的光環(huán)境，如黎明、黃昏、陰天等，晴天會(huì)使魚(yú)眼鏡頭低估或者高估太陽(yáng)輻射或散射。