[发明专利]一种具有主脉的植物叶片的卷曲程度测定方法

说明书

本发明公开了一种具有主脉的植物叶片的卷曲程度测定方法。本发明如下：步骤一、建立卷曲叶片空间几何形态模型；y＝asubgt;f/subgt;xsupgt;2/supgt;。步骤二、在被测叶片上选取n个被测横截面，分别测量各被测横截面对应的叶片宽度和叶片边缘处的挠度。分别以各个被测横截面叶片宽度的二分之一为横坐标值，叶片挠度为纵坐标值，在平面直角坐标系中描出n个离散点。将n个离散点通过最小二乘法法拟合成抛物线y＝asubgt;f/subgt;xsupgt;2/supgt;。得到被测叶片对应的特征参数asubgt;f/subgt;。特征参数asubgt;f/subgt;越大，则被测叶片卷曲越显著。本发明为定量描述与叶片卷曲特性的相关的生理生态特征提供依据。进而提高了生理生态监测和植被遥感定量监测的精准度。

技术领域

本发明属于定量描述植物方法技术领域，具体涉及一种具有主脉的植物叶片的卷曲程度测定方法。

背景技术

植物叶片卷曲参数是表征植物生理生态特征的重要参数之一。当植物叶片受到环境条件的变化，如光照、温度、水分、特定病虫害的变化发生或胁迫，叶片为了避免适应环境条件生长造成植物体的伤害、保护光合作用、适应逆境条件生长，具有主脉叶片趋于向近轴面方向卷曲。叶片不同的卷曲程度体现了叶片对环境胁迫条件变化响应关系，定量叶片卷曲特征也是研究植物生理生态特征对生长环境响应重要方面。

植被冠层的具有主脉叶片卷曲通常是指植物受到生长环境变化而迫使叶片以叶脉对称横向卷曲的生物响应。在植被遥感监测中，一般认为叶片为平整的，当叶片发生卷曲后，叶片的反射、吸收和透射的光学特性都发生了变化，其原因是由于叶片卷曲后：1)该叶片的拦截入射光的面积变小；2)叶片相对入射光源的入射角度不是像平整叶片是一个恒定的角度，而是在卷曲叶片上不同单位面积上有不同的入射辐射角度；3)在1)和2)的基础上，相对平整叶片形成了整个叶片不同入射辐照度、入射光角度，进而形成相对平整叶片不同的反射、吸收和透射的叶片的光学属性。而在植被冠层中，叶片卷曲是的一种常见的特征，这种叶片卷曲的特征的考虑，改变了植被冠层的光学属性(反射、透射和吸收)的定量描述。因此，利用植被光学属性特征监测植被生理生态特性，考虑叶片卷曲特征也是具有一定的实现意义。

具有主脉叶片卷曲的研究主要集中在玉米、小麦和园林植物等。通常使用叶片相同位置的卷曲状态下的叶片宽度和展平的状态下的叶片宽度之比来描述叶片的卷曲程度。但是这种定量描述存在一个问题：不同宽度叶片(展平状态)，在相同卷曲程度下(环境胁迫条件相同下)，使用上述的表述方法得到不同的叶片卷曲程的描述；或在同一叶片宽度(展平状态)，在不同叶片卷曲程度下(环境胁迫条件不同下)，使用上述的表述方法得到相同的叶片卷曲程的描述。其原因可能是人为叶片卷曲是一种线性卷曲，但是实际上是叶片卷曲是一种基于叶片渗透压变化的静力学驱动的非线性卷曲。对于从叶片卷曲的角度，定量描述植物生理生态特征造成困惑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于静力学原理具有主脉的植物叶片卷曲特征定量方法。

本发明具体如下：

步骤一、建立卷曲叶片空间几何形态模型；y＝a_fx²；式中，y表示卷曲叶片上任意一点的挠度，x表示该点所在横截面对应的叶片宽度的二分之一；a_f为特征参数。

步骤二、在被测叶片上选取n个被测横截面，n≥3，分别测量各被测横截面对应的叶片宽度和叶片边缘处的挠度。分别以各个被测横截面叶片宽度的二分之一为横坐标值，叶片挠度为纵坐标值，在平面直角坐标系中描出n个离散点。将n个离散点通过最小二乘法法拟合成抛物线y＝a_fx²。得到被测叶片对应的特征参数a_f。特征参数a_f越大，则被测叶片卷曲越显著。

进一步地，卷曲叶片空间几何形态模型的建立方法如下：

(1)利用大挠度力学原理，建立卷曲叶片的卷曲距动力方程。