Conversion of total to projected leaf area index in conifers

Hugh J. Barclay, Doug Goodman
2000 Canadian Journal of Botany  
Several definitions of leaf area index (LAI) presently exist in the literature but the relationships among them are not clear. To compare the results of various studies, there is a need to convert from one definition to another. Factors for converting among four definitions of LAI are presented for six conifer species: Abies grandis (Dougl. ex D. Don) Lindl., Thuja plicata Donn ex D. Don., Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg., Picea sitchensis (Bong.) Carr.), Pinus contorta Dougl., and Pseudotsuga
more » ... nziesii (Mirb) Franco). Among the four definitions of LAI, the two extremes involve (i) the total area of the leaf and (ii) the projected area of nonhorizontal leaves, as they occur on the tree. If leaves are randomly oriented in space, then the conversion factor between definitions i and ii should be 0.25. Four of the six species have conversion factors very close to this value, and three of these four are relatively shade-intolerant,. The remaining two species, A. grandis and Thuja plicata, have conversion factors of approximately 0.35, owing to the approximately horizontal orientation of their leaves. These two species are both relatively shade-tolerant, and the trend toward horizontal leaves might be an adaptation to assist in shade tolerance. A sensitivity analysis indicated that the foliage of most of the species maximized the amount of light gathered when the light was coming from almost straight overhead, as is the case with many shaded forest trees. Résumé : Il existe présentement plusieurs définitions de l'index de surface foliaire (LAI) dans la littérature, mais les relations entre elles ne sont pas claires. Afin de comparer les résultats de différentes études, on doit convertir les définitions de l'une à l'autre. Les auteurs présentent les facteurs pour convertir quatre définitions du LAI pour six espèces de conifères. Abies grandis (Dougl. ex D. Don) Lindl., Thuja plicata Donn ex D. Don., Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg., Picea sitchensis (Bong.) Carr.), Pinus contorta Dougl. et Pseudotsuga menziesii (Mirb) Franco). De ces quatre définitons, les deux extrêmes impliquent (i) la surface foliaire totale et (ii) la surface projetée des feuilles nonhorizontales, telles qu'on les observe sur l'arbre. Si les feuilles sont distribuées au hazard dans l'espace, le facteur de conversion entre les définitions i et ii devrait alors être de 0,25, et quatre des six essences montrent des facteurs de conversion très près de cette valeur, dont trois sont relativement intolérantes è l'ombre. Les deux autres, A. grandis et Thuja plicata, ont des facteurs de conversion d'environ 0,35, à cause de l'orientation approximativement horizontale de leurs feuilles. Ces deux espèces sont toutes deux tolérantes à l'ombre et la tendance vers des feuilles horizontales pourrait être une adaptation aidant à tolérer l'ombre. Une analyse de sensibilité indique que le feuillage de la plupart des espèces maximise la quantité de lumière recueillie, lorsque la luminosité vient pratiquement droit d'en haut, comme c'est le cas chez plusieurs essences forestières d'ombre.
doi:10.1139/cjb-78-4-447 fatcat:wqxh2a7vofd7rl5vo5auw2tppe