研究論文
方紅亮研究組發布全球植被葉傾角空間分布圖
文章來源： | 發布時間：2025-04-29 | 【打印】 【關閉】
????植被葉傾角（LIA）表示葉片表面與水平面的夾角，是表征植被結構的關鍵參數，深刻影響植被冠層輻射傳輸、降水截獲、蒸散發和光合作用等過程，被廣泛應用于輻射傳輸模擬、遙感反演、植被生態和陸面模式等研究中。然而大范圍植被葉傾角數據獲取難度大，目前還缺乏全球范圍的葉傾角分布數據。許多研究常常假設葉傾角符合球形分布（平均葉傾角= 57.3°）或針對不同植被類型預設不同的葉傾角數值。然而，這些假設在全球的適用性仍然未知，給相關應用帶來了很大的不確定性。
????中國科學院地理科學與資源研究所畢業博士李思佳（現就職于湖南科技大學）和導師方紅亮研究員收集全球已有的葉傾角實測數據，經過數據擴展、空間升尺度、樣本篩選和隨機森林回歸預測等過程，首次生成了全球500米分辨率的平均葉傾角產品。在此基礎上，估算了全球天頂方向葉片投影函數并進行驗證評價。相關論文以“Mapping global leaf inclination angle (LIA) based on field measurement data”為題發表于Earth System Science Data期刊。
???（1）全球葉傾角實測數據中谷類作物與常綠針葉林的平均葉傾角較大，而落葉闊葉林與灌木的葉片相對水平，草地的葉傾角變化范圍較大（圖1）。全球葉傾角實測平均值為40.74°，這與現有球形分布假設存在一定差距，表明已有研究可能低估了植被對光能和降水的截獲能力。
???（2）本研究得到的全球葉傾角分布圖表明全球植被平均葉傾角為41.47°±9.55°，平均葉傾角隨緯度的升高而緩慢增加（圖2）。不同植被類型的平均葉傾角排序為：谷類作物（54.65°）>闊葉作物（52.35°）>落葉針葉林（50.05°）>灌木（49.23°）>常綠針葉林（47.13°）≈草地（47.12°）>落葉闊葉林（41.23°）>?常綠闊葉林（34.40°）（圖3）。全球葉傾角產品展現出合理的空間分布格局，將為相關應用提供數據支撐。
???（3）交叉驗證結果表明對于非農作物，預測平均葉傾角與驗證樣本保持中等一致性（r?= 0.75）。而農作物的一致性相對較低（闊葉作物：r?= 0.48，谷類作物：r?= 0.60）（圖4）。這與農作物較強的葉傾角季節變化有關，未來可通過加強LIA測量以改進制圖效果。
???（4）基于葉傾角得到的天頂葉片投影函數展現出與葉傾角相反的空間及緯度分布格局，全球植被平均葉片投影函數為0.68±0.11（圖5）。驗證結果表明基于葉傾角得到的葉片投影函數與參考值相比具有中等一致性（r?= 0.62）。
該項工作有助于增進對于全球植被葉傾角的認識，推動植被遙感建模與反演、陸面過程模擬等研究進展。
該研究得到了國家自然科學基金以及地理信息科學與技術全國重點實驗室開放基金的資助。
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相關研究論文：
Li ，S標點符號重復！and Fang ，H標點符號重復！2025. Mapping global leaf inclination angle (LIA) based on field measurement data. Earth Syst. Sci. Data ，17 ，1347-1366.?https://doi.org/10.5194/essd-17-1347-2025.
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全球植被葉傾角數據產品（CAS-GLA V1.1）：
Li ，S標點符號重復！and Fang ，H標點符號重復！2025. Global leaf inclination angle (LIA) and nadir leaf projection function (G(0)) products (V1.1) [Data set]. Zenodo.?https://doi.org/10.5281/zenodo.12739662.
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