The influence of drought and thinning on leaf area index estimates from canopy transmittance method

Abstract - Leaf area index (LAI) estimates from litterfall and from canopy transmittance measurements in photosynthetically active radiation (PAR) and total solar irradiance wave bands were compared in Turkey oak (Quercus cerris L) stands. The aim was to evaluate advantages and limits of the transmittance measurements method in estimating LAI and to determine whether the modifications due to silvicultural operations and to different climatic conditions affected the accuracy of this method. Data were collected in thinned and unthinned experimental plots established at two different locations: Valsavignone, in the Apennines, with a wet climate ("wet site"), and Caselli, near the Thyrrenian coast, with a longer and more severe summer dry period ("dry site"). Differences in stand density and LAI due to silvicultural operations led to significant differences in transmittance but did not affect light extinction coefficient (k). On the contrary, environmental constraints influenced canopy properties as transmittance and k. However, the variability in canopy properties do no limit the capability of canopy transmittance, measured in the PAR wave band, to be a good predictor (error < ± 5%) of LAI at stand level. Some considerations are made about k and its value in PAR and total solar irradiance wave bands, and on variability in canopy structure of a given species in relation to drought.

Résumé - Influence de la sécheresse et des éclaircies sur la détermination de l'indice foliaire par la mesure de la transmittance. On analyse l'indice foliaire (LAI), la transmittance - dans la bande de la PAR et du rayonnement global - et le coefficient d'extinction de la lumière (k) pour évaluer l'influence de la sécheresse et des éclaircies sur le soin la méthode d'évaluation du LAI par la mesure de la transmittance et sur les caractéristiques du couvert dans des peuplements de chêne chevelu (Quercus cerris L). L'étude a concerné deux séries de parcelles permanentes éclaircies ou non : la première placée dans l'Apennin central (Valsavignone) avec un été modérément sec, la deuxième près de la côte tyrrhénienne (Caselli), caractérisée par une sécheresse estivale plus marquée. Les différences de densité et du LAI, causées par le traitement sylvicole, ont influencé de façon significative la transmittance au-dessous de la cime mais non la valeur du k. Au contraire, les différences climatiques ont modifié les caractéristiques des feuilles et la valeur du k, spécifiquement calculé pour le chêne chevelu. La variabilité des caractéristiques du couvert des peuplements toutefois n'a pas affecté la précision (erreur < ± 5 %) de l'évaluation du LAI par la mesure de la transmittance dans la bande de la PAR. On discute sur les adaptations des cimes pour réduire les effets de la sécheresse et sur l'influence des telles modifications sur les valeurs de k.