رابطه انعکاس طیفی برگ گونه های بلوط (quercus brantii) و بنه (pistacia atlantica) با شاخص سطح برگ، کلروفیل و برخی فاکتورهای مورفولوژیکی برگ

اندازه گیری خصوصیات بیوشیمایی گیاهان مانند کلروفیل و نیتروژن در تعیین قدرت تولید گیاه، میزان استرس و شرایط کمی و کیفی گیاه نقش بسزایی دارد. پارامتر های بیوفیزیکی مانند شاخص سطح برگ و بیوماس نیز متغیر کلیدی در چرخه کربن اکوسیستم های زمینی هستند. شاخص سطح برگ، به عنوان یک پیش بینی کننده و ابزار ارزشمند برای توضیح فرایندهای اکولوژی جنگل، مدیریت جنگل و مطالعات سنجش از راه دوری است. اکثر روش های سنجش از دوری که به برآورد lai می پردازند بر پایه نور عبور یافته از میان تاج پوشش درختان و نیز بررسی انعکاس طیف نوری بر داده های ماهواره ای و یا عکس های هوایی می باشند. در واقع این تکنیک ها در فضای سه بعدی تاج و با در نظر گرفتن ساختار هندسی تاج درختان میزان lai را برآورد می کنند. به این منظور، در این مطالعه از تکنیک طیف سنجی زمینی برای بررسی ارتباط شاخص سطح برگ دو بعدی (در سطح تاج پوشش درخت) و سه بعدی (در حجم تاج درخت)، کلروفیل و سایر خصوصیات مورفولوژکی برگ با انعکاس طیفی دو گونه بلوط (quercus persica) و بنه (pistacia atlantica) در جنگل-های استان چهارمحال و بختیاری استفاده شد. برای برآورد lai سه بعدی جعبه ای به ابعاد 5/0 متر مکعب در چهار جهت تاج درخت قرار داده شد و تمامی برگ های داخل جعبه برداشت شد. سپس منحنی انعکاس طیفی برگ ها در محیط طبیعی با دستگاه طیف سنج asd fieldspec اندازه گیری شد. پس از توزین، خشک کردن برگ ها در آزمایشگاه و تعیین سطح برگ ها، شاخص سطح برگ برآورد شد. 40 شاخص طیفی حساس به متغیر های گیاهی اندازه گیری شده، محاسبه شد. برای بررسی رابطه این پارامتر ها با انعکاس طیفی از ضریب همبستگی ساده پیرسون و رگرسیون حداقل مربعات بخشی استفاده شد. نتایج ضریب همبستگی پیرسون بین متغیر های گیاهی و شاخص های طیفی نشان داد در گونه بلوط شاخص datt بیشترین ضریب همبستگی معنی دار (46/0r=) را با ضخامت برگ و در گونه بنه، lai3d بیشترین ضریب همبستگی معنی-دار (66/0-r=) را با شاخص sipi داشت. نتایج رگرسیون حداقل مربعات بخشی نیز نشان داد وقتی تمامی متغیر های گیاهی با انعکاس طیفی وارد مدل شدند، برای گونه بلوط تنها وزن خشک، وزن مرطوب و سطح برگ و برای گونه بنه تمامی متغیر-های گیاهی جز sla رابطه معنی دار داشتند. بیشترین رابطه را در بنه، lai3d (4/0r2=) نشان داد. هنگامیکه lai3d یا lai2d به تنهایی و با هم با انعکاس طیفی وارد مدل شد، در هر دو گونهr2 افزایش یافت (برای بلوط به ترتیب 16/0r2lai2d= ،13/0=r2lai3d و 16/0r2lai2d= ،17/0=r2lai3d، برای بنه به ترتیب 15/0r2lai2d= ،42/0=r2lai3d و 15/0r2lai2d= ،41/0=r2lai3d). طول موج های 555، 699، 764، 1086 و 1367 نانومتر برای بلوط و طول موج های محدوده مادون قرمز نزدیک برای بنه بیشترین ضرایب رگرسیون را با lai3d، lai2d و هر دو با هم نشان دادند. در بنه برای تنها lai2d محدوده مرئی بیشترین ضریب رگرسیون را داشت. شاخص های طیفی نیز با متغیر های گیاهی وارد رگرسیون حداقل مربعات بخشی شدند و نتایج نشان داد برای هر دو گونه از بین 40 شاخص مورد بررسی شاخص wi/ndvi بیشترین ضریب رگرسیون را با اکثر متغیر های گیاهی داشت. هنگامیکه lai3d یا lai2d به تنهایی و با هم با شاخص-های طیفی وارد مدل شد، r2 افزایش یافت (برای بلوط به ترتیب 48/0r2lai2d= ،56/0=r2lai3d و 48/0r2lai2d= ،55/0=r2lai3d، برای بنه به ترتیب 43/0r2lai2d= ،71/0=r2lai3d و 43/0r2lai2d= ،36/0=r2lai3d). همچنین در بلوط دو شاخص vog2 و ndwi بیشترین ضریب رگرسیون را با lai2d، lai3d و هر دو با هم نشان دادند و در بنه برای تنها lai3d شاخص ndwi و برای lai2d و lai3d با هم، شاخص sr5 بیشترین ضریب رگرسیون را داشتند. در گونه بنه نیز از بین تمامی متغیر های گیاهی lai2d و lai3d بیشترین رابطه معنی دار را با شاخص های طیفی داشتند. به طور کلی با توجه به تمامی بررسی ها و آنالیز های انجام شده بر هر دو lai2d و lai3d می توان نتیجه گرفت که برآورد شاخص سطح برگ در واحد حجم تاج معقول تر از برآورد در سطح تاج پوشش می باشد. زیرا در lai3d اثر سایر متغیر ها مانند زاویه برگ، مقدار رطوبت، وزن خشک، وزن مرطوب و ... نیز مد نظر قرار می گیرد.