PAR 攔截率計算器
輸入入射 PAR、消光係數 k 與葉面積指數 LAI，依 Beer-Lambert 定律即時算出冠層攔截率、透光比與截獲的 PAR，用於評估群落受光與光合潛力。
輸入資料
計算結果
重點速覽：冠層光攔截（canopy light interception）指作物群落把照到頂部的光合有效輻射（PAR）截取下來供光合作用的比例。光線穿過葉層時逐層被吸收與反射，衰減規律近似 Beer-Lambert（比爾-朗伯）定律：到達冠層底部的透光比 τ = exp(−k × LAI)，其中 LAI 是葉面積指數（每單位地面上疊了幾層葉）、k 是消光係數（描述葉片對光的攔截效率，與葉傾角有關——葉片越水平、k 越大，越能有效遮光）。冠層攔截率 f = 1 − τ，代表被群落截下的 PAR 比例；把它乘上入射 PAR 就得到實際截獲、可用於光合的能量。攔截率是決定群體光合與最終產量的關鍵：截光越完全、光合原料越充足；但當 LAI 過高、冠層過度鬱閉時，下層葉受遮蔭、以呼吸消耗為主，邊際效益遞減。育種與栽培上，透過調整株型（葉傾角改變 k）與密植（改變 LAI），可在不增加投入下提升群體截光與光能利用效率。
計算公式
透光比：τ = exp(−k × LAI)。
攔截率：f = 1 − exp(−k × LAI)。
截獲 PAR：截獲 = 入射 PAR × f。
$$\tau = e^{-k \cdot LAI}$$$$f = 1 - e^{-k \cdot LAI}$$$$PAR_{int} = PAR_0 \times f$$使用說明
- 填入冠層頂部的入射 PAR（μmol/m²/s）。
- 填入消光係數 k（查作物株型，禾本科約 0.4、平展葉約 0.7）與葉面積指數 LAI。
- 系統即時算出冠層攔截率（%）、截獲 PAR 與到達地面的透光比；LAI 或 k 越大，攔截率越高。
常見作物株型的消光係數 k 概略
| 作物 / 株型 | 消光係數 k 概略 | 說明 |
|---|---|---|
| 禾本科直立葉（稻、麥） | 0.3–0.5 | 葉片較直立、透光深、可密植 |
| 玉米等中間型 | 0.4–0.6 | 介於直立與平展之間 |
| 雙子葉平展葉（大豆、番茄） | 0.6–0.8 | 葉片水平、上層截光多 |
| 水平葉極端株型 | 0.8–1.0 | 近乎完全遮蔽下層 |
k 隨葉傾角、太陽高度角與量測方法變動；同一 LAI 下，k 越大攔截率越高但下層越易缺光。
理財情境案例
旺盛期冠層的截光
某作物旺盛期 LAI = 3，株型消光係數 k = 0.5，正午入射 PAR = 1800 μmol/m²/s。
透光比 τ = exp(−0.5 × 3) = exp(−1.5) ≈ 0.2231，攔截率 f = 1 − 0.2231 ≈ 77.7%。
截獲 PAR ≈ 1800 × 0.777 ≈ 1398 μmol/m²/s，代表約有兩成多的光線漏到地面未被利用。
直立株型可密植而不早封行
同樣 LAI = 3，若改種直立葉品種使 k 降到 0.3。
攔截率 f = 1 − exp(−0.3 × 3) = 1 − exp(−0.9) ≈ 59.3%，比 k = 0.5 時低。
上層截光較少、更多光線進入下層，這正是直立株型能承受更高 LAI（更密植）而維持全冠層受光、提升群體光合的原因。
常見問題
消光係數 k 要怎麼取？
k 反映葉片攔截光的效率，主要受葉傾角影響：葉片越水平（傾角小）、k 越大。經驗上禾本科直立葉約 0.3–0.5、玉米等中間型約 0.4–0.6、平展葉雙子葉約 0.6–0.8。嚴謹做法是同時量測冠層上下的 PAR 與 LAI，反推 k = −ln(τ) ÷ LAI。若手上沒有實測值，可依作物株型從對照表取概略值。
攔截率為什麼不會超過 100%？
公式 f = 1 − exp(−k·LAI) 中，exp(−k·LAI) 永遠是介於 0 與 1 的正數，所以 f 一定落在 0 到 1（0%–100%）之間。當 LAI 或 k 趨於很大時，透光比趨近 0、攔截率趨近但不會超過 100%——現實中總會有少量光線從冠層縫隙漏到地面。
LAI 越高截光越多，是不是越密越好？
不是。攔截率隨 LAI 呈飽和曲線，超過某個 LAI 後額外截光有限，反而使下層葉長期遮蔭、以呼吸消耗為主，群體淨光合下降。因此有「最適 LAI」的概念，栽培上追求接近最適的合理密植與良好株型，而非一味追高 LAI。
這裡算的是瞬時值還是全日累積？
本計算器算的是「當下」給定入射 PAR 時的截光，屬瞬時關係。全日或全季的截光需把逐時 PAR（含太陽高度角變化，會影響 k）沿時間積分，或改用 DLI（每日光積分）搭配日累積 LAI 模型。若要估算日累積光能利用，可先用本工具了解瞬時攔截率，再結合 DLI 計算器。
截獲 PAR 和產量有直接關係嗎？
有密切關係。作物產量常用「光能利用效率模型」表達：生物量 ≈ 累積截獲 PAR × 光能利用效率（RUE）。也就是說，冠層截獲越多光、且把光轉成乾物質的效率越高，產量越高。提高截獲 PAR（合理密植、良好株型、健康冠層）與提高 RUE（充足水肥、無逆境）是增產的兩大途徑。
相關工具
參考資料
內容審核：香港計算器科學團隊。攔截率依 Beer-Lambert 定律 f = 1 − exp(−k·LAI) 計算。