Đánh giá mật độ bức xạ trực tiếp và khuếch tán dưới tán rừng và xác thực hiệu ứng khuếch tán ánh sáng

Để xem xét ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng đối với sự phát triển của các loài thực vật dưới tán cây, cần đánh giá cả hai thành phần bức xạ mặt trời, bao gồm bức xạ trực tiếp và bức xạ khuếch tán. Tuy nhiên, cơ sở để chọn ngưỡng giữa hai thành phần bức xạ này chưa được xác định một cách hệ thống. Chúng tôi đã đánh giá cơ sở và các phương pháp để phân tách bức xạ trực tiếp và khuếch tán trong điều kiện thực địa. Mật độ dòng photon quang hợp (PPFD) trực tiếp và khuếch tán hàng ngày đã được đo bằng cảm biến lượng tử và được dự đoán từ các bức ảnh hình cầu. Chúng tôi đã đề xuất một biến mới, gọi là hệ số khuếch tán của tán cây (dc), để bù đắp cho sự gia tăng trong thành phần bức xạ khuếch tán khi ánh sáng mặt trời đi qua tán cây phía trên. dc có sự tương quan cao với độ che phủ của tán cây (cc) (dc = 0.01cc − 0.3, r2 = 0.95). Đối với các khu vực rừng, PPFD có thể được dự đoán từ các bức ảnh hình cầu theo các phương trình sau: Wdir = Sout(τ − dc)M sinα và Wdif = Sout (0.271 − 0.294(τ − dc)M) sinα, trong đó Wdir và Wdif là các thành phần bức xạ trực tiếp và khuếch tán trong các khu rừng, Sout là PPFD ngoài trái đất vuông góc với tia sáng mặt trời, τ là hệ số truyền dẫn khí quyển, M là số khối lượng quang học và α là độ cao mặt trời. Các dạng PPFD hàng ngày và các tia sáng mặt trời dưới tán cây có thể được ước lượng từ các bức ảnh hình cầu khi xem xét các tác động của dc.