Reed canopy transparency under different levels of diffuse radiation

• Autorzy: Harenda K. , Piatyszek M. , Chojnicki B.H.

Warianty tytułu

PL

Przezroczystość trzcinowiska w różnych warunkach rozproszenia promieniowania słonecznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Diffused solar radiation increases ecosystem productivity. One of the explanations for this phenomenon is the fact that this type of radiation penetrates the vegetation layer more efficiently, thus changing radiation conditions under the plant canopy. The study of reed transparency under different radiation diffusion conditions makes it possible to estimate the amount of radiation energy that reaches plants living under the reed canopy. The presented radiation parameters were obtained using the SS1 probe (Delta-T Devices Ltd. UK.). The measurements were carried out in September 2014 in a reed canopy in the Rzecin peatland (52°45′N, 16°18′E, 54 m a.s.l.). Analyses showed that the transparency of the reed canopy (Tr) is directly proportional to the degree of diffusion (D*) of the radiation which reaches the plant surface and the reed Tr value is always greater at cloudy conditions than during periods of low radiation diffusion. At the same time, Tr is inversely proportional to the leaf area index (LAI). Under high diffusion of radiation the plants growing under the reed canopy gain approximately 38% radiation energy in comparison with periods characterised by low values of D*.

PL

Rozproszone promieniowanie słoneczne powoduje wzrost produktywności ekosystemów. Jest to spowodowane między innymi tym, że ten rodzaj promieniowania lepiej penetruje roślinność, zmieniając tym samym warunki radiacyjne pod okapem roślin. Badanie przezroczystości trzcinowiska w różnych warunkach rozpraszania promieniowania pozwala na określenie warunków (ilości docierającej energii promienistej) bytowania roślin żyjących pod okapem trzcin. Prezentowane dane są wynikiem pomiarów wykonanych za pomocą sondy SS1 firmy Detla-T służącej do oceny warunków oraz parametrów radiacyjnych roślin. Badania przeprowadzono we wrześniu 2014 r. w łanie trzcin na torfowisku w Rzecinie (52°45′N, 16°18′E, 54 m n.p.m.). W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, iż przezroczystość trzcinowiska (Tr) jest wprost proporcjonalna do stopnia rozproszenia promieniowania docierającego do powierzchni roślin (D*), a jej wartość jest zawsze większa w warunkach D* = 1.0 od wartości Tr w okresach o małym rozpraszaniu promieniowania. Jednocześnie Tr jest odwrotnie proporcjonalne do wartości współczynnika ulistnienia (LAI). W warunkach pełnego rozproszenia ilość energii promienistej docierającej do roślin znajdujących się pod okapem trzcin wzrasta średnio o ok. 38% w porównaniu do okresów o niskich wartościach D*.

Słowa kluczowe

EN

diffuse radiation; solar radiation; reed; leaf area index; ecosystem; canopy

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrophysica
• Rocznik: 2015
• Tom: 22
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.387-395,fig.,ref.

Twórcy

autor

Harenda K.

• Meteorology Department, Poznan University of Life Sciences, Piatkowska 94, 60-649 Poznan, Poland

autor

Piatyszek M.

• Meteorology Department, Poznan University of Life Sciences, Piatkowska 94, 60-649 Poznan, Poland

autor

Chojnicki B.H.

• Meteorology Department, Poznan University of Life Sciences, Piatkowska 94, 60-649 Poznan, Poland

Bibliografia

• Barabach J., Milecka K., 2013. Anthropogenic transformations of Rzecin peatland recorded on aerial photographs (in Polish). Wyd. UAM, Poznań.
• Chojnicki B.H., Urbaniak M., Józefczyk D., Augustin J., Olejnik J., 2007. Measurements of gas and heat fluxes at Rzecin wetland. In: Wetlands: Monitoring: Monitoring, Modeling and Menagement(Eds T. Okruszko, E. Malby, J. Szatylowicz, D. Swiatek, W. Kotowski). Taylor & FrancisGroup London, England, 125-131.
• Delta–T Devices Ltd, 2008. User manual for the SunScan Canopy Analysis System type SS1. United Kingdom.
• Dengel S., Grace J., 2010. Carbon dioxide exchange and canopy conductance of two coniferous forests under various sky conditions. Oecologia, 164, 797-808.
• Dengel, S., Grace, J., MacArthur, A., 2015. Transmissivity of solar radiation within a Picea sitchensis stand under various sky conditions. Biogeosciences, 12, 4195-4207, doi:10.5194/bg-12-4195-2015.
• Farat R., Mager P., Pijewska I., 2004. Climate Atlas of the Wielkopolska Province (in Polish). Wyd. IMGW, Poznań.
• Gorham E., 1991. Northern peatlands: role in the carbon cycle and probable responses to climatic warming. Ecological Applications. 1, 182-195.
• Gu L., Baldocchi D., Verma B.S., Black T.A., Vesala T., Falge E.M., Dowty P.R., 2002. Advantages of diffuse radiation for terrestrial ecosystem productivity. Journal of Geophysical Research,107, 2-23.
• Hoyt D., 1978. A model for the calculation of solar global insolation. Solar Energy, 21, 27-35.
• Leśny J., Juszczak R., Olejnik J., Szoszkiewicz K., 2007. Leaf Area Index LAI of wood and scrub vegetation of the wetland area. In: Wetlands – Monitoring, Modelling and Management. Proceedingsof the international conference W3M “Wetlands: Modelling, Monitoring and Management”.
• Wierzba, Poland 22-25 September 2005 (T. Okruszko, et al. Eds). Taylor & Francis Group, London,. 105-111.
• Matuszko D., Soroka J., 2009. Observations on the Effect of Cloudiness on the Maximum Values of Total Solar Radiation Intensity (in Polish), Prace Geograficzne, 122.
• Mercado L.M., Bellouin N., Sitch S., Boucher O., Huntingford C., Wild M., Cox P.M., 2009. Impact of changes in diffuse radiation on the global land carbon sink. Nature, 458, 1014-1017.
• Murray K.J., Tenhunen J.D., Nowak R.S., 1993. Photoinhibition as a control on photosynthesis and production of Sphagnum mosses. Oecologia, 96, 200-207.
• Roderick M.L., Farquhar G.D., Berry S.L., Noble I.R., 2001. On the direct effect of clouds and atmospheric particles on the productivity and structure of vegetation. Oecologia, 129, 21-30.
• Romanowska J., 2015. Analysis of the spatial variability of pH on the peatland in Rzecin (in Polish). MSc thesis.
• Shulski M.D., Walter-Shea E.A., Hubbard K.G., Yuen, G.Y., Horst G., 2004. Penetration of photosynthetically active and ultraviolet radiation into alfalfa and tall fescue canopies. Agronomy Journal, 96, 1562-1571.
• Spitters C.J.T., Toussaint H.A.J.M., Goudriaan J., 1986. Separating the diffuse and direct component of global radiation and its amplification for modelling canopy photosynthesis. 1. Componentsof incoming radiation. Agricultural and Forest Meteorology, 38, 217–229.
• Urban O., Anous D., Acosta M., Czerny R., Markova I., Navra M., Pavelka M., Pokorny R., Sprtova M., Zhang R., Spundaz V., Grace J., Marek M., 2007. Ecophysiological controls over the net ecosystem exchange of mountain spruce stand. Comparison of the response in direct vs. diffuse solar radiation. Global Change Biology, 13, 157-168.
• Uździcka B., Juszczak R., Sakowska K., Olejnik J., 2012. The relationship between LAI and the spectral vegetation indices based on selected crop species (in Polish), Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 38, 283-311.
• Wojterska M., 2001. The Vegetation of Wielkopolska and Southern Pomerania lakeland regions: Field session guide 52 (in Polish). Polish Botanical Society Meeting, 24-28 September 2001, Wyd. Nauk. Bogucki, Poznań, 211-218.