Title: A suitable vegetation index for quantifying temporal variation of leaf area index (LAI) in semiarid mixed grassland
Abstract: AbstractDetermining a suitable vegetation index (VI) is important for accurately quantifying temporal variation in leaf area index (LAI) in semiarid mixed grassland where performances of VI are highly influenced by complex canopy composition, large amounts of dead vegetation, and bare soil. This study investigates the effects of canopy composition on LAI, evaluates the performances of 16 hyperspectral VIs on LAI estimation at each growing stage, and documents the sensitivity of the VIs to green vegetation and the resistance to dead vegetation and bare soil. Finally, the most suitable VI for quantifying LAI temporal variation is determined. The results indicate that dead vegetation accounts for more variation in LAI than does green vegetation. The study also shows that performances of ratio-based, chlorophyll-independent, soil-line-litter-corrected (L-ATSVI), and soil-line-related VIs are more reliable and stable than chlorophyll-corrected VIs and atmospheric resistant vegetation index (SARVI). Normalized difference vegetation index (NDVI), standardized LAI determining index (SLAIDI), and transformed soil-adjusted vegetation index (TSAVI) are the optimum VIs for LAI estimations in the early, maximum, and late growing seasons, respectively. NDVI is the most suitable VI for quantifying temporal variation in LAI during the entire growing season.La détermination d'un indice de végétation (IV) approprié est importante pour la quantification précise de la variation temporelle de l'indice de surface foliaire (LAI) dans les prairies mixtes semiarides où les performances des indices de végétation sont fortement influencées par la composition complexe du couvert, les grandes quantités de végétation morte et le sol nu. Dans cette étude on examine les effets de la composition du couvert sur le LAI, on évalue les performances de 16 indices de végétation hyperspectraux sur l'estimation du LAI à chaque stade de croissance et on discute de la sensibilité des indices de végétation à la végétation verte et de leur résistance à la végétation morte et au sol nu. Enfin, on détermine l'indice de végétation le mieux adapté pour la quantification de la variation temporelle du LAI. Les résultats montrent que la végétation morte est responsable de plus de variation dans le LAI que la végétation verte. L'étude montre également que les performances des indices de végétation basés sur les ratios indépendants de la chlorophylle corrigés pour la droite des sols et la litière (L-ATSVI) et reliés à la droite des sols sont plus fiables et stables que les indices corrigés pour la chlorophylle et l'indice SARVI (« atmospheric resistant vegetation index »). L'indice NDVI (« normalized difference vegetation index »), l'indice SLAIDI (« standardized LAI determining index ») et le TSAVI (« transformed soil-adjusted vegetation index ») constituent les indices de végétation optimum pour les estimations du LAI respectivement dans les stades précoce, maximum et tardif de la saison de croissance. Le NDVI est l'indice de végétation le mieux adapté pour quantifier la variation temporelle du LAI tout au long de la saison de croissance.[Traduit par la Rédaction] AcknowledgmentsWe would like to acknowledge NSERC and ISTP Canada for providing funding. Thanks are expressed to Dr. Steve Shirtliffe from the Department of Plant Science and Dr. Xue Li from the College of Engineering at the University of Saskatchewan for laboratory apparatus supplies. Special thanks to the three anonymous reviewers for their invaluable comments. We also wish to express our gratitude to Xiaohui Yang, Yunpei Lu, and Dr. Zimu Yu for their essential help in field data collection.
Publication Year: 2010
Publication Date: 2010-12-01
Language: en
Type: article
Indexed In: ['crossref']
Access and Citation
Cited By Count: 27
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