profil lumineux à l’intérieur d’un couvert végétal
- rayonnement dans un couvert végétal -> doit tenir compte de l’architecture, de la distribution angulaire du rayonnement incident et des propriétés spectrales des feuilles
- loi de Béer = atténuation du rayonnement monochrome passant à travers un milieu absorbant homogène
Φλ = Φλ0 e–k x
où
Φλ0 est la densité de flux à la surface
x est la distance parcourue dans le milieu
k est le coefficient d’extinction
caractéristiques d’un couvert végétal qui affectent le profil lumineux
- indice de surface foliaire (ISF ou LAI)
- angle d’inclinaison des feuilles
ISF = Σ (aire des surfaces supérieures des feuilles)
par unité de surface de sol
ISF
- peut être déterminé pour différentes couches du couvert végétal
- il varie au cours de la saison de croissance selon les stades phonologiques
- pour cultures annuelles -> ISF est maximal à la floraison
- ISF forêt tropicale est > 15
ISF cultures annuelles = entre 2 et 8
rayonnement et ISF (calculs)
- éclairemnt solaire global moyen au sol, sous le couvert végétal
S = St0 e–k (ISF)
St0: rayonnement au sommet du
couvert
- peut aussi être estimé à n’importe quel niveau Z dans le couvert
Sz = St0 e–k (ISFz)
Sz: éclairement moyen à la hauteur z
rayonnement et ISF (calculs)
- éclairemnt solaire global moyen au sol, sous le couvert végétal
S = St0 e–k (ISF)
St0: rayonnement au sommet du
couvert
- peut aussi être estimé à n’importe quel niveau Z dans le couvert
Sz = St0 e–k (ISFz)
Sz: éclairement moyen à la hauteur z
Plus ISF est grand = plus S est petit
Photosynthèse feuille individuelle VS couvert entier
- aucun plateau atteint pour un couvert complet car toutes les feuilles contribuent
- plateau après un certain temps pour une feuille au sommet du couvert
- plateau atteint beaucoup plus rapidement pour une feuille à l’ombre -> saturation lumineuse
atténuation rayonnement direct avec la profondeur de la pénétration dans le couvert
dépend de:
- angle des feuilles
- angle du soleil
FEUILLES HORIZONTALES
- atténuation rapide
- 50% moins de flux radiatif à 85% de la hauteur max
FEUILLES VERTICALES
- rayonnement pénètre plus bas
- garde encore 20% de flux radiatif au sol
*atténuation différente selon la bande spectrale
-> PAR = + atténuée
-> IR = - atténué
distribution des angles des feuilles
PLANOPHYLLE
- surtout feuilles horizontales (trèfle, haricot..)
UNIFORME
- même pour tous les angles
ÉRECTOPHYLLE
- surtout feuilles verticales (graminées, gazon..)
PLAGIOPHYLLE
- feuilles inclinées (30-60 degrés) (maïs, blé)
EXTRÉMOPHYLLE
- 2 inclinaisons possibles (horizontales et verticales) (betterave à sucre)
indice de végétation et IAV
télédétection
- utilisée pour déterminer le % et le type de couvert végétal, l’état de santé, productivité et consommation en eau des cultures
- feuilles absorbent 85% du PAR et réfléchissent 85% de l’IR proche
- surface du sol réfléchi les mêmes proportions
autres facteurs affectant l’environnement lumineux
- bande spectrale
- rayonnement diffus
-> Sdiffus pénètre davantage à l’intérieur d’un couvert
végétal comparativement à Sdirect (car vient de tous les sens)
-> ISF pour Sdiffus est supérieur à celui pour Sdirect - couverts discontinus
-> vergers ou cultures en lignes espacées
-> fraction du rayonnement atteignant le sol et fraction qui obéit à l’atténuation (e–k * ISF) - effet de pénombre
-> zone autour des taches de soleil où l’éclairement est moindre qu’en pleine lumière, mais plus qu’à l’ombre
-> important dans les couverts profonds avec feuilles étroites
proportions éclairement global
15% = réfléchie
25% = absorbée par sol
55% = échanges thermiques convertis en chaleur + évaporation
5% photosynthèse
*plus de feuilles = plus de pertes par respiration = capable de trouver un ISF optimal pour la meilleure photosynthèse nette
ce qui influence la densité de flux lumineux reçu à un endroit donné
VARIATION SPATIALE de la lumière dans le couvert
- agrégation des feuilles
- espace entre les feuilles
- entre-rangs
- pénombre
- angles foliaires
- nuages
- diffusion
- topographie
VARIATION TEMPORELLE de la lumière
- topographie
- développement phonologique des plantes
- mouvement diurne et saisonnier du soleil dans le ciel
AGRÉGATION des feuilles augmente la probabilité de transmission des faisceaux lumineux
effet de l’indice foliaire et du coefficient d’extinction
PLANOPHYLLE = K1 (coefficient élevé)
- extinction rapide du S PAR -> feuilles inférieures pas assez éclairées
PLAGIOPHYLLE = K2
- bonne pénètration de S PAR -> feuilles plus uniformément éclairées = production plus élevée que les autres types de couverts
ÉRECTOPHYLLE = K3 (coefficient plus faible)
- meilleure distribution de S PAR à l’intérieur -> besoin d’un ISF élevé pour capter tout le S PAR incident … donc les pertes respiratoires augmentent car il y a plus de feuilles
