Investigating the use of Landsat TM for mapping leaf nitrogen of Norway spruce

Abstract: Populärvetenskaplig sammanfattning: Kvävekoncentrationen i den gröna biomassan hos vegetation är involverad i många olika biokemiska processer i det terrestra ekosystemet. Till exempel så påverkar den fotosyntesen, förmultning och evaportanspirationen, för att nämna några. Därför är den också ofta en av grundparametrarna och drivkraften i olika ekosystem-modeller. Att mäta kvävehalten hos blad/barr i fält kan vara både tidsödande och dyrt, varför det vore värdefullt att kunna uppskatta den med hjälp av fjärranalys. I olika studier har man använt: statistiska-, empiriska/matematiska metoder, eller lite mer sofistikerade reflektansmodeller. Alla vilka ämnar uppskatta eller hitta samband mellan reflektans och kvävekoncentrationen i löv. De flesta av studierna har den gemensamma nämnaren att de använt sig av hög upplösande reflektansdata, eller så kallad hyper-spektral data. I denna studie har en undersökning utförts som utvärderar hur lämplig den spektrala information man kan tillhandahålla från Landsat TM är. Och ifall dess reflektansvärden har någon koppling till kvävehalten i barren hos gran (Picea abis (L.) Karst.). Utöver det har även en utvärdering av reflektansmodellen PROSPECT gjorts, både för att få veta vilka parametrar som är viktigast och för att se hur de påverkar den modellerade reflektansen. Ett fältarbeta utfördes på våren år 2000 där tio stycken granskogsbestånd besöktes i fält. Olika beståndsparametrar mättes, däribland kvävehalten hos barren. Ingen korrelation kunde fastställas mellan reflektansdatan och kvävehalten i barren, den högsta korrelationskoefficienten var 0.48 (N.S). Däremot så gjordes även en stepwise regression där två TM kanaler valdes ut, TM1 och TM2, detta med ett R2-värde på 0.72. Detta samband, baserat på andra studier, anses komma från korrelation mellan kväve och klorofyll och inte det direkta förhållandet mellan reflektans och kväve i barren. Utvärderingen av PROSPECT modellen visade att kvävehalten hade väldigt litet inflytande på den simulerade reflektansen. Det största inflytande hade antalet aktiva cellager i lövet och dess klorofyllkoncentration. En gradient från väster till öster i bladets kvävehalt har upptäckts, detta med hjälp av regressionsanalys mellan X-koordinat och kvävekoncentration (R2 = 0.77). Gradienten kunde inte observeras i fjärranalysdatan.