沙地阔叶植物叶面积的野外测定方法技术

本发明专利技术涉及阔叶植物叶片的面积测定技术，具体为利用数码相机结合坐标纸、Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ软件测定和计算阔叶植物叶面积的方法。具体将植物叶片采集后用水浸泡，测定时取出叶片用滤纸吸干，平摊在透明塑料板上，按行排列，将塑料板放在一张固定的标准坐标纸上，用数码相机拍照，然后用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ软件计算叶片的像素值，除以标准坐标纸中面积为１ｃｍ↑［２］的所占的像素值得到叶片面积，测量多个样品后求其平均值，即为该种植物的叶面积。该方法简单、准确、成本低，在野外的可操作性强，尤其适于易失水的阔叶叶片测定，为科学研究提供了一种实用的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阔叶植物叶片的面积测定技术，具体为利用数码相机结合坐标纸、Photoshop软件测定和计算阔叶植物叶面积的方法。
技术介绍
叶片是植物进行光合作用和蒸腾作用的主要器官，而叶面积是植物叶 性特征的主要指标，它反映了植物对生境的适应程度。目前常用的叶面积 测定方法主要有剪纸法、打孔测定法、排水量测定法、系数测定法、数格 交叉法、光电测定法、扫描法。剪纸法简单、方便，但对于不规则形状的叶片其精确度较低，也不适 合具有较小叶片植株的叶面积测量，其精确度也受人为因素、纸张的均匀 性等因素影响；打孔测定法亦有缺陷，如遇粗大叶脉容易产生误差；排水 量测定法受植物本身水分状况影响较大，尤其沙地植物不同物种叶片含水 量差异很大，且野外条件下空气干燥叶片易失水；系数测定法可用于活体 测定，但不同植物、品种、不同叶龄叶片需分别测定系数，导致测定效率 低下；数格交叉法测定结果相对准确，但需要消耗大量人工，且对于形状 不规则叶片测量精度大大降低，甚至无法测量复杂类型叶片，而且在计数时受人为因素影响较大；由加拿大REGENT公司生产的Win/MacFOLIA阔叶图 像分析系统以及CI D公司生产的AM2 0 0便携式叶面积仪是光电测定法的代表 性工具，虽然可以快速测定叶面积，且操作简单，可用于受到环境胁迫、 病害和昆虫破坏植物叶面积的定量分析，但该系统成本高、价格昂贵，限 制了其推广普及，而且在用手持式仪器进行测量时，叶片的扫描速度对测 定结果影响较大；扫描法是目前使用较多且效率高的一种数字图像处理技 术，但是受操作地点限制，要求在办公室操作，需要电脑、扫描仪、Photoshop 和AutoCAD软件，而且叶片含水量大易失水时，很难铺平叶片又容易损坏扫 描仪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简便、迅捷、准确、连续测定和计算叶面积 的.为实现上述目的，本专利技术釆用的技术方案是将采集后的叶片平铺于坐 标纸上，用数码相机拍照，在用Photoshop软件测定整个叶片像素点数(Pl ) 及面积为1 cm2的标准方格的像素点数(P2),而后通过公式，叶面积(A) (cm2)=整个叶片像素点数(Pl) /标准方格像素点数(P2),测量多个样品后求平均得到该物种的叶面积；所述拍照时，数码相机处于平铺有叶片的坐标纸的上方10—50cm处调焦至清晰，调整相机镜头平面与平铺有叶片的 坐标纸的垂直面呈0—25。夹角时，拍下全部叶片。所述用数码相机拍照根据样本数量确定所需分辨率，拍出的图像边缘与坐标线尽量平行。使用Photoshop软件具体操作过程如下在Photoshop图像处理软件中打开叶片图像，点击左侧工具栏中"魔棒"选中图片中的叶片部分或点击 左侧工具栏中"磁性套索"手动画出叶片的轮廓，而后点击菜单栏中"图像"，在其菜单上用鼠标左键单击"直方图"，即显示选中图片中参数的像 素(PI);而后在点击左侧工具栏中多边形套索选中任意一个面积为1 cm2 的标准方格，点击菜单栏中"图像"，在其菜单上用鼠标左键单击"直方图"， 即显示标准方格中参数的像素(P2)。 本专利技术的优点及有益效果是1. 本专利技术方法克服了室内测定的限制，前期工作无需电源、电脑、扫描 仪等办公设备，可在野外操作。2. 成本低，速度快。为完成本专利技术的测量只需采用普通数码相机，价格 都在1000元以下，且1G的存储卡仅100元左右，测定较小的叶子可以同 时拍照20张叶片。3. 本专利技术釆用数码相机来协助完成对于沙地植物叶面积的测定，其不受 室内测定的限制，后期处理又仅需要一台电脑及Photoshop软件，尤其是 对于沙地植物叶面积的测定.，克服了气候干燥易失水的情况，达到准确、 快速、并可连续动态的观测不规则叶片生长变化趋势。4. 本专利技术野外操作所用工具仅为数码相机、塑料板、坐标纸，为植物生 理生态研究提高了效率。附图说明图1为本专利技术用Photoshop软件环境下操作得到叶片像素值的示意图。 图2为本专利技术用Photoshop软件环境下操作得到标准方格像素值的示意图。具体实施例方式，釆集一种固沙植物细叶胡枝子 (Lespedezaiie^sareic/es)的完整叶片20枚，放入水中待叶片完全展开，取出用滤纸吸去水珠，平摊在固定了标准坐标纸(最小方格1.醒2;标准方 格l cm2)的透明底板上，叶片之间保持距离，用另一稍大于底板的透明且 不反光的塑料板压平。在遮阴的环境下进行拍照，将数码相机调至分辨率1600 x 1200，在平摊 有叶片的标准坐标纸透明板的正上方30 cm处调焦至清晰，图像边缘与坐 标线尽量平行，调整相机与平铺有叶片的坐标纸的垂直面呈25°夹角时，关 闭闪光灯(防止倒影)，拍下全部叶片。记录拍照的时间和植物种的名称， 以便后期处理图像。将图片导人计算机，在Photoshop图像处理软件中打开叶片图像(如果 是全部叶片需要进行切割)，下面以单片叶为例Windows XP操作系统下点 击"开始菜单"—"所有程序"—点击"Ad0be Photoshop 7.0"(以英文 版为例)—点击"File"(文件)—"Open"(打开)—找到要处理的图片双击选中—点击左侧工具栏的"Magic wand tool (w)"(魔棒)点击选中 图片中的叶片部分(或用"Lasso tool (L)"磁性套索手动画出叶片的轮 廓)—点击"Image"(图像)—点击"Histogram"(直方图)—记录显示 参数中的"Pixels"(像素)数值PK68I55 (参见图1和表1)—点击左 侧工具栏中"Rectangular Marquee Tool (M)"(多边形套索) 在图片任 意选择一个标准方格面积1 cm2圈定—点击"Histogram"(直方图)—记录 显示参数中的"Pixels"(像素)数值P^280896 (参见图2和表1 )—利 用下面的公式计算叶面积为1.67 cm2:叶面积(A) (cm2)=叶片像素点数(PI ) /标准方格像素点数(P2)-重复20次以上搡作，对所测的一组叶面积取 平均值即为该物种的叶面积(数据见表l)。表l细叶胡枝子叶面积<table>table see original document page 5</column></row><table>权利要求1.一种，其特征在于将采集后的叶片平铺于坐标纸上，用数码相机拍照，在用Photoshop软件测定整个叶片的像素点数(P1)及面积为1cm2的标准方格的像素点数(P2)，而后通过公式，叶面积(A)(cm2)＝整个叶片像素点数(P1)/标准方格像素点数(P2)，测量多个样品后求平均得到该物种的叶面积；所述拍照时，数码相机处于平铺有叶片的坐标纸的上方10-50cm处调焦至清晰，调整相机镜头平面与平铺有叶片的坐标纸的垂直面呈0-25°夹角时，拍下全部叶片。2. 按照权利要求1，其特征在于 所述拍出的图像边缘与坐标线尽量平行。3. 按照权利要求1，其特征在于 使用Photoshop软件具体操作过程如下在Photoshop图像处理软件中打 开叶片图像，点击左侧工具栏中"魔棒"选中图片中的叶片部分或点击左 侧工具栏中"磁性套索"手动画出叶片的轮廓，而后点击本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沙地阔叶植物叶面积的野外测定方法，其特征在于：将采集后的叶片平铺于坐标纸上，用数码相机拍照，在用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ软件测定整个叶片的像素点数（Ｐ１）及面积为１ｃｍ↑［２］的标准方格的像素点数（Ｐ２），而后通过公式，叶面积（Ａ）（ｃｍ↑［２］）＝整个叶片像素点数（Ｐ１）／标准方格像素点数（Ｐ２），测量多个样品后求平均得到该物种的叶面积；所述拍照时，数码相机处于平铺有叶片的坐标纸的上方１０－５０ｃｍ处调焦至清晰，调整相机镜头平面与平铺有叶片的坐标纸的垂直面呈０－２５°夹角时，拍下全部叶片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于占源，范志平，曾德慧，刘金环，胡亚林，赵琼，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳应用生态研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]