Ann. For. Sci. 63 (2006) 43-53
DOI: 10.1051/forest:2005096

The angular distribution of diffuse photosynthetically active radiation under different sky conditions in the open and within deciduous and conifer forest stands of Quebec and British Columbia, Canada

Fidji Gendron^{a, b}, Christian Messier^a, Ernest Lo^a and Philip G. Comeau<sup>c

a</sup>  Groupe de recherche en écologie forestière interuniversitaire (GREFi), Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal, case postale 8888, succursale Centre-Ville, Montréal, QC H3C 3P8, Canada
^b  Current address: Luther College, University of Regina, Regina, Saskatchewan, S4S 0A2, Canada
^c  Department of Renewable Resources, University of Alberta, Faculty of Agriculture, Forestry and Home Economics, University of Alberta, 442 Earth Sciences Building, Edmonton, Alberta T6G 2E3, Canada

(Received 17 December 2004; accepted 24 August 2005; published online 28 January 2006)

Abstract - The angular distribution of diffuse photosynthetically active radiation (PAR) was characterised in the open and beneath deciduous and conifer forests in Quebec and British Columbia, Canada, under overcast and clear sky conditions, using a restricted field of view light sensor and hemispherical canopy photographs. The angular distribution of PAR was described by the relative light reading (RLR). In the open on overcast days, light was best characterized using the standard overcast sky distribution with the light intensity at the zenith set to four to five times greater than the light intensity at the horizon. RLR under forest stands was found to decrease with decreasing elevation angles under both overcast and clear sky conditions. Aspen (Populus tremuloides Michx.) and Jack pine (Pinus banksiana Lamb.) stands transmitted more light from a relatively wider angle around the zenith than the spruce (Picea glauca (Moench) Voss and Picea mariana (Mill.) BSP) stands, which transmitted light mainly from the zenith. RLR estimated with the hemispherical canopy photographs (RLR_{hc_corr}) generally provided a comparable prediction of the effect of the canopy composition on the angular distribution of PAR.

Résumé - Distribution de la radiation photosynthétiquement active sous différentes conditions de ciel en milieu ouvert et sous peuplements forestiers de feuillus et de conifères au Québec et en Colombie-Britannique, Canada. La distribution angulaire de la radiation photosynthétiquement active (PAR) a été mesurée en milieu ouvert et sous peuplements de feuillus et de conifères situés au Québec et en Colombie-Britannique lors de journées nuageuses et ensoleillées à l'aide d'un senseur à angle restreint et de photographies hémisphériques. La distribution angulaire du PAR a été estimée par une lecture de lumière relative (LLR). En milieu ouvert lors de journées nuageuses, LLR déclinait du zénith vers l'horizon, avec des mesures au zénith de quatre à cinq fois plus élevées qu'à l'horizon. LLR mesurée sous couvert forestier déclinait du zénith vers l'horizon lors de journées nuageuses et ensoleillées. Les peuplements de peupliers (Populus tremuloides Michx.) et de pins gris (Pinus banksiana Lamb.) ont transmis relativement plus de PAR sous un angle plus large autour du zénith que les peuplements d'épinettes (Picea glauca (Moench) Voss et Picea mariana (Mill.) BSP) qui ont principalement transmis du PAR autour du zénith. La distribution angulaire du PAR estimée avec les LLR mesurées avec la photographie hémisphérique sous les différents couverts forestiers correspondait de façon générale aux résultats obtenus avec le senseur.

Key words: coniferous forest / deciduous forest / diffuse radiation / photosynthetically active radiation

Mots clés : forêt de conifères / forêt feuillue / rayonnement diffus / rayonnement photosynthétiquement actif

Corresponding author: Fidji Gendron fidji.gendron@uregina.ca

© INRA, EDP Sciences 2006