produkční biologie bi8030 · produkční biologie bi8030 podzimní semestr 2011 11.. sluneční...
TRANSCRIPT
![Page 1: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/1.jpg)
Produkční biologie Bi8030Produkční biologie Bi8030Produkční biologie Bi8030Produkční biologie Bi8030podzimní semestr 2011podzimní semestr 2011podzimní semestr 2011podzimní semestr 2011
1.1. Sluneční záření jako energetický Sluneční záření jako energetický 1.1. Sluneční záření jako energetický Sluneční záření jako energetický zdroj produkcezdroj produkce
2.2. Struktura vegetačního krytu, Struktura vegetačního krytu, 2.2. Struktura vegetačního krytu, Struktura vegetačního krytu, intercepce radiace, absorpce, LAIintercepce radiace, absorpce, LAIintercepce radiace, absorpce, LAIintercepce radiace, absorpce, LAI
M. BartákM. BartákOFAR ÚEB PřF MU Brno
![Page 2: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/2.jpg)
Viditelné záření
(světlo) je jen malá (světlo) je jen malá
část spektra zářeníčást spektra záření
![Page 3: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/3.jpg)
Sluneční záření
• Solární konstanta = 1.36 kW/m2 [kJ/m2.s]
![Page 4: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/4.jpg)
Modifikace záření rostlinou
![Page 5: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/6.jpg)
Absorpce PAR chloroplastyAbsorpce PAR chloroplastyAbsorpce PAR chloroplastyAbsorpce PAR chloroplasty
![Page 7: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/7.jpg)
Interakce dopadajícího záření s fotosyntetizujícím objektem (listem):
• odraz, absorpce, průnik
![Page 8: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/9.jpg)
Modifikace záření porostem
• relativní ozářenost (relativní světelný požitek) - intenzita ozáření • relativní ozářenost (relativní světelný požitek) - intenzita ozáření
uvnitř rostlinného porostu v procentech plného ozáření dosaženého
na volné ploše na volné ploše
• Iz = I0.e-k.LAI k - exktinkční koeficient, LAI - leaf area index
![Page 10: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/10.jpg)
Modifikace záření porostem
• relativní ozářenost (relativní světelný požitek) - intenzita ozáření • relativní ozářenost (relativní světelný požitek) - intenzita ozáření
uvnitř rostlinného porostu v procentech plného ozáření dosaženého
na volné ploše na volné ploše
• Iz = I0.e-k.LAI k - exktinkční koeficient, LAI - leaf area index• Iz = I0.e k - exktinkční koeficient, LAI - leaf area index
k - extinkční koeficient:
louky, rákosiny k = 0.3-0.5
společenstva bylin k = 0.7
![Page 11: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/11.jpg)
Monteith (1977)Monteith (1977)Monteith (1977)Monteith (1977)
http://www.decagon.com/education/lighthttp://www.decagon.com/education/light--interceptioninterception--andand--biomassbiomass--production/production/
![Page 12: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/12.jpg)
Intercepce záření v porostuIntercepce záření v porostuIntercepce záření v porostuIntercepce záření v porostu
http://www.nrri.umn.edu/ecophys/shading.htmlhttp://www.nrri.umn.edu/ecophys/shading.htmlhttp://www.nrri.umn.edu/ecophys/shading.htmlhttp://www.nrri.umn.edu/ecophys/shading.htmlhttp://www.biologie.unihttp://www.biologie.uni--hamburg.de/bhamburg.de/b--online/virtualplants/ipi_ic14.htmlonline/virtualplants/ipi_ic14.htmlhttp://www.worldagroforestrycentre.org/sea/Products/Ahttp://www.worldagroforestrycentre.org/sea/Products/AFModels/Slim/images/3d_view.jpgFModels/Slim/images/3d_view.jpg
![Page 13: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/13.jpg)
Metody měření indexu listové Metody měření indexu listové Metody měření indexu listové Metody měření indexu listové plochy (LAI)plochy (LAI)
Destruktivní (stanovení projekční plochy)Destruktivní (stanovení projekční plochy)Destruktivní (stanovení projekční plochy)Destruktivní (stanovení projekční plochy)–– fotoplanimetry, scanneryfotoplanimetry, scannery
S využitím LambertS využitím Lambert--Beerové zákonaBeerové zákona–– LAI metr, interceptometr, přímým měřením LAI metr, interceptometr, přímým měřením –– LAI metr, interceptometr, přímým měřením LAI metr, interceptometr, přímým měřením zářenízáření
Metodou hemisférické fotografieMetodou hemisférické fotografie
Matematickou simulací sturuktury porostuMatematickou simulací sturuktury porostuMatematickou simulací sturuktury porostuMatematickou simulací sturuktury porostu
![Page 14: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/14.jpg)
Přístroje měřící LAI, PARPřístroje měřící LAI, PARPřístroje měřící LAI, PARPřístroje měřící LAI, PAR
http://www.wagtechprojects.com/products/agronomics/crophttp://www.wagtechprojects.com/products/agronomics/crop--science/lightscience/light--measurement/plantmeasurement/plant--canopycanopy--measurementmeasurementwww.zealquest.cnwww.zealquest.cnwww.zealquest.cnwww.zealquest.cn
![Page 15: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/15.jpg)
Leaf area indexLeaf area indexnepřímé metody stanovení/měřenínepřímé metody stanovení/měřenínepřímé metody stanovení/měřenínepřímé metody stanovení/měření
Hemisférická fotografieplus vyhodnocovacíplus vyhodnocovacísoftware
Source of photo: http://www.sylva.org.uk/blog/category/oneoakSource of photo: http://www.sylva.org.uk/blog/category/oneoak--project/science/project/science/
![Page 16: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/16.jpg)
http://www.duke.edu/~jspippen/work/face.htmhttp://www.duke.edu/~jspippen/work/face.htm
![Page 17: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/17.jpg)
FotoplanimetryFotoplanimetryFotoplanimetryFotoplanimetry
http://www.uky.edu/Ag/Agronomy/Departmenthttp://www.uky.edu/Ag/Agronomy/Department/sbr/images/updates/ky/0709/crewRemoving/sbr/images/updates/ky/0709/crewRemoving/sbr/images/updates/ky/0709/crewRemoving/sbr/images/updates/ky/0709/crewRemovingLeaflets.jpgLeaflets.jpg
![Page 18: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/18.jpg)
Cumulative LAICumulative LAICumulative LAICumulative LAI
A.M. Massignam1, 2, S.C. Chapman3, G.L Hammer4,and S Fukai1 (2001)A.M. Massignam1, 2, S.C. Chapman3, G.L Hammer4,and S Fukai1 (2001)H. Rahimian Mashhadi1 and E. Zand2H. Rahimian Mashhadi1 and E. Zand2
![Page 19: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/19.jpg)
Leaf area indexLeaf area indexLeaf area indexLeaf area index
Source: http://ldas.gsfc.nasa.gov/gldas/GLDASlaigreen.phpSource: http://ldas.gsfc.nasa.gov/gldas/GLDASlaigreen.php
![Page 20: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/20.jpg)
PojmyPojmyPojmyPojmy
LAILAI Leaf area indexLeaf area index
LADLAD Leaf area densityLeaf area densityLADLAD Leaf area densityLeaf area density
Light interception, Light attenuationLight interception, Light attenuationLight interception, Light attenuationLight interception, Light attenuation
Canopy profileCanopy profile
LAI / LAD, LA distributionLAI / LAD, LA distribution
![Page 21: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/21.jpg)
Optical Extinction Coefficient for Optical Extinction Coefficient for Oriented LeavesOriented LeavesOriented LeavesOriented Leaves
0.7
0.8
range of Grange of G--functions small (0.3functions small (0.3--0.8) 0.8)
0.6
0.7range of Grange of G--functions small (0.3functions small (0.3--0.8) 0.8) and smoother than leaf inclination and smoother than leaf inclination distributions;distributions;
planophile canopies, Gplanophile canopies, G--function is function is
0.4
0.5
G_l(theta)
planophile canopies, Gplanophile canopies, G--function is function is high (>0.5) for low zenith and low high (>0.5) for low zenith and low (<0.5) for high zenith; (<0.5) for high zenith;
converse true for erectophile converse true for erectophile canopies;canopies;
( ) ( )1
0.3
G_l(theta)
canopies;canopies;
GG--function always close to 0.5 function always close to 0.5 between 50between 50oo and 60and 60oo
essentially invariant at 0.5 over essentially invariant at 0.5 over ( ) ( ) lllll dgG ΩΩ⋅ΩΩ=Ω ∫
+ππ2
2
1
0.1
0.2essentially invariant at 0.5 over essentially invariant at 0.5 over different leaf angle distributions at different leaf angle distributions at 57.557.5oo..
0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90
zenith angle / degreesDr. Lewis
zenith angle / degrees
spherical planophile erectophile
plagiophile extremophile
Dr. Lewishttp://www2.geog.ucl.ac.uk/~plewis/rnr/lecture2.ppt#271,10,Optical Extinction Coefficient for Oriented Leaves
![Page 22: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/22.jpg)
http://www.duke.edu/~jspippen/work/face.htmhttp://www.duke.edu/~jspippen/work/face.htm
![Page 23: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/23.jpg)
FotoplanimetryFotoplanimetryFotoplanimetryFotoplanimetry
http://www.uky.edu/Ag/Agronomy/Departmenthttp://www.uky.edu/Ag/Agronomy/Department/sbr/images/updates/ky/0709/crewRemoving/sbr/images/updates/ky/0709/crewRemoving/sbr/images/updates/ky/0709/crewRemoving/sbr/images/updates/ky/0709/crewRemovingLeaflets.jpgLeaflets.jpg
![Page 24: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/24.jpg)
LED jako zářivé zdrojeLED jako zářivé zdrojeLED jako zářivé zdrojeLED jako zářivé zdroje
R G BR G BR G BR G B
![Page 25: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/25.jpg)
Light sourcesLight sourcesLight sourcesLight sources
http://www.jsjtek.com/eng/bichury.phphttp://www.jsjtek.com/eng/bichury.phphttp://www.growthtechnology.com/lightwavehttp://www.growthtechnology.com/lightwave--T5.aspT5.asphttp://www.growthtechnology.com/lightwavehttp://www.growthtechnology.com/lightwave--T5.aspT5.asphttp://intiridesigns.com/articles/color.phphttp://intiridesigns.com/articles/color.php
![Page 26: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/26.jpg)
Sluneční záření
• Solární konstanta = 1.36 kW/m2 [kJ/m2.s]
![Page 27: Produkční biologie Bi8030 · Produkční biologie Bi8030 podzimní semestr 2011 11.. Sluneční záření jako energetický zdroj produkce 22.. Struktura vegetačního krytu, intercepce](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022040816/5e5dc7606adbda7e8e4b921b/html5/thumbnails/27.jpg)