Ανακλαστικότητα ονομάζεται το ποσοστό της προσπίπτουσας ακτινοβολίας που ανακλάται από μία επιφάνεια:

reflectance

Η ανακλαστικότητα κάθε υλικού κυμαίνεται με το μήκος κύματος και η γραφική αναπαράστασή της ονομάζεται και φασματική υπογραφή. Οι φασματικές υπογραφές διαφέρουν ανάλογα με το αντικείμενο, τη δομή και τη σύσταση του και επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση και την μελέτη των ιδιοτήτων κάθε στοιχείου. Η ανακλαστικότητα της βλάστησης εξαρτάται κυρίως από την βιοχημική σύσταση και την εσωτερική δομή των φύλλων, την πυκνότητα και την δομή του θόλου (Σχήμα 1). Στην ορατή περιοχή του φάσματος (VIS: 380 – 720 nm) η ανακλαστικότητα είναι χαμηλή επειδή το ορατό φως που διασχίζει τους ανώτερους ιστούς του φύλλου απορροφάται ισχυρά από τις χλωροφύλλες και τις άλλες βοηθητικές χρωστικές του μεσόφυλλου για να χρησιμοποιηθεί στην διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Η μπλε και η κόκκινη ακτινοβολία απορροφάται σε ποσοστό 70 με 90%, ενώ σε πολύ μικρότερο ποσοστό απορροφάται η πράσινη. Σε αντίθεση με την ορατή περιοχή του φάσματος, η ανακλαστικότητα της βλάστησης στην εγγύς υπέρυθρη περιοχή (NIR: 720 - 1300 nm) είναι πού υψηλή. Η επιδερμίδα των φύλλων είναι συνήθως σχεδόν διαφανής όσον αφορά την υπέρυθρη ακτινοβολία, οπότε ελάχιστη ποσότητα ανακλάται από την εξωτερική δομή του φύλλου. Εξαίρεση αποτελούν φυτά που έχουν αναπτύξει μορφολογικούς μηχανισμούς προστασίας στην επιφάνεια των φύλλων τους, όπως για παράδειγμα ισχυρά ανακλαστικό στρώμα εφυμενίδας ή τριχών. Η υπέρυθρη ακτινοβολία που εισέρχεται στο εσωτερικό του φύλλου δεν απορροφάται από της χρωστικές αλλά σκεδάζεται ισχυρά από του ιστούς του μεσόφυλλου και κυρίως από το σπογγώδες παρέγχυμα και τις κοιλότητες που αυτό σχηματίζει με αποτέλεσμα σημαντική ποσότητα της NIR ακτινοβολίας να ανακλάται ανοδικά. Τέλος, στο μέσο υπέρυθρο φάσμα (μήκη κύματος πάνω από 1.3 μm), οι φασματικές ιδιότητες του φύλλου επηρεάζονται ιδιαίτερα από το περιεχόμενο του σε νερό λόγω της απορρόφησης που εμφανίζουν τα μόρια νερού σε μήκη κύματος της περιοχής αυτής.

Η έντονη φασματική διαφορά ανάμεσα στην ερυθρή και την εγγύς υπέρυθρη περιοχή του φάσματος είναι ένα χαρακτηριστικό της βλάστησης που δεν απαντάται σε άλλες φυσικές ή τεχνητές δομές. Μπορεί δηλαδή να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση της φυσικής βλάστησης μέσω φασμάτων ανακλαστικότητας. Επιπλέον, πολλά άλλα χαρακτηριστικά της ανακλαστικότητας της βλάστησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την μελέτη των βιοχημικών και βιοφυσικών ιδιοτήτων της χωρίς την φυσική παρέμβαση στο υπό μελέτη δείγμα. Η μέτρηση της ανακλαστικότητας είναι επομένως μια γρήγορη, εύχρηστη και μη-καταστροφική μέθοδος μελέτης της φυσιολογίας των φυτών. Επιπροσθέτως, είναι μία μέθοδος κλιμάκωσης της πληροφορίας από το φύλλο σε ολόκληρο το θόλο ή το οικοσύστημα χρησιμοποιώντας κατάλληλα συστήματα τηλεπισκόπησης.

Η ανακλαστικότητα των φυτών μπορεί να μετρηθεί στο πεδίο χρησιμοποιώντας φορητά φασματοραδιόμετρα. Οι μετρήσεις μπορεί να περιοριστούν σε κλίμακα φύλλου χρησιμοποιώντας μανταλάκι φύλλου, εσωτερική λάμπα και πρότυπο υλικό βαθμονόμησης (Εικόνα 1). Επίσης, μπορεί να επεκταθούν σε κλίμακα θόλου μέσω κατάλληλων εξαρτημάτων αναλόγως του ύψος του θόλου. Το Εργαστήριο Βοτανικής εφαρμόζει μετρήσεις ανακλαστικότητας φύλλου και θόλου στο πεδίο (Εικόνα 2 & 3).

 

 

 


 

Image1 350

Σχήμα 1. Φάσματα ανακλαστικότητας τεσσάρων δασικών ειδών.

Photo1 350

Εικόνα 1. Μέτρηση ανακλαστικότητας φύλλου.

Photo2 350

Εικόνα 2. Βαθμονόμηση του φασματοραδιόμετρου με πρότυπο ανακλαστικότητας για μετρήσεις θόλου.

Photo3 350

Εικόνα 3. Μέτρηση ανακλαστικότητας θόλου σε δάσος Pinus nigra.