NAR 計算器
輸入兩次量測的植株乾重、葉面積與間隔天數,即時算出淨同化速率 NAR,衡量單位葉面積、單位時間淨累積的乾物質,是生長分析的核心指標。
輸入資料
計算結果
重點速覽:淨同化速率(net assimilation rate, NAR),又稱單位葉率(unit leaf rate, ULR),是植物生長分析(growth analysis)的核心指標,定義為每單位葉面積、每單位時間淨累積的乾物質量,代表整株葉片的平均淨光合生產效率(已扣除呼吸消耗)。當葉面積在觀測期間變化時,NAR 採積分平均式:NAR = (W₂ − W₁)/(t₂ − t₁) × (ln A₂ − ln A₁)/(A₂ − A₁),其中 W 為植株乾重、A 為葉面積、t 為時間;這個式子假設乾重與葉面積在期間近似線性相關。NAR 與另外兩個生長分析量相連:相對生長率 RGR = NAR × 葉面積比 LAR,即『長得多快』由『葉子生產效率』乘以『葉子相對於全株的比重』共同決定。生育早期 NAR 通常較高,隨植株鬱閉、下層葉受遮蔭而下降。
計算公式
淨同化速率:NAR = (W₂ − W₁)/(t₂ − t₁) × (ln A₂ − ln A₁)/(A₂ − A₁)。
當 A₁ = A₂ 時退化為:NAR = (W₂ − W₁)/(t₂ − t₁) ÷ A。
與生長率關係:RGR = NAR × LAR(葉面積比)。
$$NAR = \frac{W_2 - W_1}{t_2 - t_1} \times \frac{\ln A_2 - \ln A_1}{A_2 - A_1}$$$$RGR = NAR \times LAR$$使用說明
- 填入起始的植株乾重 W₁ 與葉面積 A₁。
- 填入結束的植株乾重 W₂、葉面積 A₂ 與兩次量測的間隔天數。
- 系統即時算出淨同化速率 NAR(g·cm⁻²·day⁻¹);數值越大代表葉片平均光合生產效率越高。
淨同化速率相關的生長分析量
| 指標 | 定義 | 意義 |
|---|---|---|
| NAR(單位葉率) | 單位葉面積、單位時間的乾物質淨增量 | 葉片的平均生產效率 |
| RGR(相對生長率) | 單位現有乾重、單位時間的乾重增量 | 整株的相對生長速度 |
| LAR(葉面積比) | 葉面積 ÷ 總乾重 | 投資於受光面積的比重 |
| 關係式 | RGR = NAR × LAR | 生長 = 效率 × 葉比重 |
NAR 反映葉片『質』的效率,LAR 反映葉片『量』的比重,兩者相乘決定相對生長率 RGR。
理財情境案例
生育期間的淨同化速率
某植株起始乾重 W₁ = 5 g、葉面積 A₁ = 200 cm²;10 天後 W₂ = 15 g、A₂ = 600 cm²。
乾重增速 = (15 − 5) ÷ 10 = 1 g/day;對數項 = (ln600 − ln200) ÷ (600 − 200) ≈ 0.002747 cm⁻²。
NAR = 1 × 0.002747 ≈ 0.002747 g·cm⁻²·day⁻¹,代表每平方公分葉面積每天淨增約 0.00275 g 乾物質。
葉面積不變的簡化情形
若兩次量測葉面積相同 A₁ = A₂ = 400 cm²、10 天乾重增 10 g。
對數項退化為 1/A = 1/400,NAR = (10 ÷ 10) × (1/400) = 0.0025 g·cm⁻²·day⁻¹。
此時公式簡化為乾重增速直接除以葉面積,便於快速估算。
常見問題
為什麼公式裡有 ln(自然對數)?
因為在觀測期間葉面積通常持續變化,用期初或期末單一葉面積都會偏誤。生長分析假設乾重隨葉面積近似線性變化,對其積分求時間平均,就得到含對數的『積分平均葉面積』項 (ln A₂ − ln A₁)/(A₂ − A₁)。它相當於期間葉面積的對數平均倒數,比單純用平均值更符合連續生長的實況。
NAR 的單位是什麼?
本計算器以 g·cm⁻²·day⁻¹ 呈現,即每平方公分葉面積、每天淨累積的乾物質克數。文獻中也常見 g·m⁻²·day⁻¹(把 cm² 換成 m² 需乘 10000)或以週為時間單位。使用時務必統一乾重、葉面積與時間的單位,並在報告中明確標示。
NAR 和光合速率一樣嗎?
不完全一樣。瞬時光合速率是特定時刻、特定葉片在特定光照下的氣體交換速率;NAR 是一段期間、整株葉片的『淨』乾物質累積效率,已扣除全株(含非光合器官)的呼吸消耗,且平均了不同葉齡、不同受光條件的葉片。因此 NAR 是整合性的生產力指標,數值通常低於葉片瞬時光合的理論上限。
為什麼 NAR 會隨生育期下降?
生育早期植株小、葉片少且互不遮蔽,多數葉片受光充足,NAR 高;隨植株長大、群體鬱閉,冠層下部與內部葉片受遮蔭,光合效率下降,甚至以呼吸消耗為主,拉低整株平均,NAR 因而隨生育期遞減。這也是為何相對生長率 RGR 通常在苗期最高。
NAR 怎麼和相對生長率 RGR 連起來?
生長分析有一個核心恆等式:RGR = NAR × LAR。RGR(相對生長率)是整株每單位現有乾重每天增加的乾重;LAR(葉面積比)是葉面積除以全株乾重。把兩者相乘就還原成 RGR。這說明生長快慢由『葉片生產效率(NAR)』與『投資於葉的比重(LAR)』共同決定,是分析植物生長的有力框架。
相關工具
參考資料
內容審核:香港計算器科學團隊。NAR 依生長分析積分平均式計算,單位 g·cm⁻²·day⁻¹。