鳞片状叶片的叶面积的测量方法——以柽柳为例.pdf

鳞片状叶片的叶面积的测量方法——以柽柳为例

作者中国科学院地理科学与资源研究所硕士研究生庄伟导师袁国富

Zhuangwei.cas@

植物生理生态中，测量叶片面积的常用方法有光电扫描和图像处理两类。以基于光电扫

描原理的叶面积仪的LI-3100叶面积扫描仪为例，扫描部分需离体测量，最大测量宽度可

达250mm，分辨率两种，各分辨率情况下误差不同，叶面积越小误差越大，叶面积在10cm

时，两种扫描头的误差分别为l％和0.5％，在1cm2时误差分别为5％和1％。测量长度不

限，厚度范围为2～2.5cm。而像柽柳这样的鳞片状叶片宽度一般都小于5mm，采用光电扫

描仪测量会使测量值偏小，造成较大的误差，影响净光合速率、蒸腾速率等参数的校正。对

于柽柳这样的细小，不规则的叶片就需要采用图像处理的方法。本文是基于野外试验的实践，

而归纳的鳞片状叶片叶片的测量方法，对于松叶等针形叶片也有一定的参考价值。

第一步：

扫描叶片

将叶片展平，尽量不要有重叠，放在扫描机上扫描，选择TIFF格式保存（因为这是面

积计算软件Rootedged的图片格式要求），获得叶片的彩色扫描图片。可以多组叶片同时扫

描，这样可以提高效率。多组叶片扫描到同一种图片后，用Photoshop经过剪切获得一组

叶片。这一组叶片就是用光合仪测量的用于计算净光合速率的叶片。

第二步：

去除阴影

扫描仪叶室基于光学原理。光学扫描的缺陷是有阴影，不去除的话，在面积计算时，会

把阴影计入到叶面积中。刚开始我尝试的方法是用套索工具来去除阴影，这需要沿着叶片的

边一笔一笔的描，耗时费力。经过刘恩民老师和张佩师姐的实践，他们发现了更简单的方法。

可以用Photoshop中的替换颜色工具，把阴影部分的颜色替换为白色。这样的颜色替换重

复3次，阴影基本可以去掉。

找到替换颜色选项

点击选择阴影

明度调为+100，使阴影变为白色

经过三次颜色替换，阴影基本去掉了。

第三步：

转为灰度图

选择图像/模式/灰度，最后保存。注意保存时，保存为无图像压缩格式，一边Rootedge

可以识别。

第四步：

利用Rootedge计算叶面积

Rootedge是一款识别根系面积的软件，它能够测量二进制图像中的物体的面积、周长、

长度和宽度。它处理的是非压缩TIFF文件。Rootedge使用的文件（图片）要放在英文目

录下，图片的命名也要用英文或者数字。

【ROOTEDGEisacomputerprogramwrittenforMS-DOSmachinesthatmeasures

areas,perimeters,lengths,andwidthsofobjectsinbinaryimages.Theprogramalsois

capableofperformingsomebasicimageprocessingoperationsonbinaryimages.

ROOTEDGEwasoriginallydevelopedformeasuringrootlengthsfromscannedbinary

imagesofrootsinuncompressedtaggedimagefileformat(TIFF)revision6.0,a

widely-usedimageformat.alsoprocessandthreshold16and256grey-scaleimagesand

somenon-TIFFimageformats.Theprogramassumesthatobjectsinbinaryimagesare

blackandthatthebackgroundiswhite.Ifobjectsintheimagearewhiteandthe

backgroundisblack,theInvertimagefeatureinthePreferencesmenucanbeusedto

invertthei