Optical properties of black spruce and jack pine needles at BOREAS sites in Saskatchewan, Canada

Les proprietes spectrales optiques (reflectance, R λ ; transmittance, T λ ; et absorption, A λ ) des aiguilles de coniferes de deux especes d'arbres boreales, le pin jack (Pinus Banksiana Lamb.) et l'epicea noir (Picea mariana (Mill.)), ont ete selectionnees en trois sites d'etudes a Saskatchewan au Canada lors. de la campagne Boreal Ecosystem-Atmospheres Study (BOREAS). Des couches de la canope superieure ont ete suivies durant la saison de croissance s'etalant de mai a septembre 1994. Les sites examines etaient: un pin Jack arrive a maturite (>60 ans), un vieux pin Jack (OPJ), une recente plantation de pin jack ( 60 ans), et enfin un vieil epicea noir (OBS). Les couches de la canope superieure comportant de jeunes aiguilles (1994) et des deux precedentes generations d'aiguilles (produites en 1992-1993) pour le pin jack, ainsi que de jeunes aiguilles et des trois a cinq precedentes generation d'aiguilles (produites en 1989-1994) pour l'epicea noir ete ont recoltees pour des mesures en laboratoire. Les proprietes optiques des aiguilles de coniferes ont ete mesurees en utilisant un nouveau protocole non destructif et plus rapide qui combine les mesures spectrales traditionnelles faites avec un radiometre/sphere integrante et une methode directe d'imagerie pour estimer et corriger la transmittance spectrale pour la fraction de transmittance inter-aiguilles. La methode permet des mesures a la fois sur les surfaces dorsales (adaxial) et ventrales (abaxial) de tous les echantillons. Le rapport spectral SR (Simple Ratio, le proche infrarouge/rouge) et la fraction de rayonnement photosynthetiquement actif absorbee (fAPAR) ont ete calcules sur des spectres adaxiaux et abaxiaux. Des differences significatives de proprietes optiques ont ete trouvees pour des aiguilles de differentes classes d'âges, d'especes et de bosquets au cours de la periode de croissance. Le fAPAR (76-86%) etait plus faible, et les changements pendant la periodes de croissance plus marquees, avec un pic en milieu d'ete, contrairement a ce qui est habituellement suppose pour les forets a feuillages persistants. Les aiguilles des deux especes ayant passe un ou plusieurs hivers (classes d'âge 1990-1993) et examinees au printemps, revelerent une reflectance plus elevee dans le spectre visible (VIS, 400-700 nm), surtout dans les longueurs d'onde du vert, comparee a celle mesuree en ete ou en automne. En milieu d'ete, des valeurs significativement plus elevees de R λ et T λ dans les longueurs d'ondes VIS et/ou proche infrarouge (NIR, 750-1000 nm), et significativement plus faibles de A λ et fAPAR, ont ete observees pour les aiguilles nouvellement poussees en 1994 par rapport aux plus anciennes aiguilles et ce, pour les deux especes. Comparees a celles du pin Jack, les aiguilles de l'epicea noir revelerent une plus grande reflectance adaxiale dans les longeurs d'onde du bleu en particulier en automne; de plus grandes differences saisonnieres pour les reflectances VIS et pour les transmittances NIR entre abaxiales et adaxiales; une plus faible reflectance NIR; et un plus faible fAPAR pendant toute la saison. Pour les aiguilles d'epicea noir plus âgees, l'absorption dans le NIR a augmente tout au long de la saison de croissance; une relation lineaire (r 2 = 0.98) entre l'absorption NIR (par exemple a 800 nm) et la classe d'age des aiguilles a ete manifeste pour l'epicea noir a la fin de la periode de croissance. Des relations lineaires distinctes liant SR a fAPAR (r 2 = 0.43-47) ont ete etablies pour l'epicea et le pin. Elles ont ete calculees a partir de la reflectance spectrale adaxiale pour des pins poss