叶面积指数（leaf area index, LAI）是指单位地面上的绿叶面积，是植被冠层最为显著的特征之一。植被聚集指数（clumping index, CI）描述叶子在植被冠层中的随机和聚集分布情况。当叶子随机分布时，CI为1；当叶子聚集分布时，聚集指数小于1。自然界中大多数的叶子呈现聚集分布状态（CI < 1）。LAI和CI是植被光合作用模型和蒸散模型中的一个重要参数，它在土壤-植被-大气之间物质交换与能量流动中扮演着重要作用。精确地估计植被冠层LAI和CI，对研究植被生态水文过程、CO2和营养物质循环及气候变化对植被的影响有重要帮助。

　　由于观测手段的限制，长期以来对LAI和CI二者的季节变化特征一直缺乏可靠的研究，对二者之间的关系也缺乏明确的结论。现有的观测大多依赖于手持式光学仪器，这些仪器通常比较费时费力，不利于大面积长时间连续观测。

　　中科院地理资源所方红亮研究团队在中国东北选取了玉米、大豆和高粱三种阔叶作物，引进最新的LAI自动观测仪器，并利用智能手机观测方法，于2016年进行了整个生长季的连续观测，获得了首套完整的全生长季同步LAI和CI数据。

　　通过对所获数据的分析，该研究发现：（1）在季节上，农作物CI呈S型变化，即CI在营养生长期随着LAI的增加而降低，在此后随LAI升高，在后期又有降低。（2）CI与LAI二者呈V型分段线性关系，即在营养生长阶段CI与LAI负相关，生殖生长阶段二者呈正相关。（3）新型LAI自动观测仪器（PASTIS-57）能够较为准确的捕获阔叶作物LAI的季节变化，与传统光学仪器相比误差在15%左右。然而，智能手机软件获取的数据可靠性较低，误差通常超过20%。

　　本研究为进一步深入研究植被的结构特性（如LAI和CI等）提供了新的研究方向，同时为合理使用LAI和CI观测仪器提供了指导。该研究中获取的数据将有利于验证遥感获取的LAI和CI产品。

　　本研究获得了中国国家自然科学基金（41471295和41531174）和中国国家重点研发计划（2016YFA0600201）的支持。

    黑龙江海伦农田野外叶面积指数和聚集指数测量工作报告（HELM 2016）：

　　http://www.lreis.ac.cn/kfjl/zlxz/ 

相关研究论文：

　　Fang, H., Ye Y., Liu, W., Wei, S., and Ma, L., 2018. Continuous estimation of canopy leaf area index (LAI) and clumping index over broadleaf crop fields: An investigation of the PASTIS-57 instrument and smartphone applications. Agricultural and Forest Meteorology, 253-254, 48-61.

http://dx.doi.org/10.1016/j.agrformet.2018.02.003.