抚育间伐对大兴安岭天然用材林冠层结构及光环境特征的影响1）

以大兴安岭天然用材林为研究对象，利用冠层分析仪对不同抚育间伐后的冠层结构及光学特性进行测定，分析冠层结构各项指标参数之间的相关性、抚育间伐后冠层结构及光环境特征的变化情况，并运用主成分分析法对间伐后冠层结构变化进行了综合评价。结果表明：大兴安岭天然用材林主要冠层指标林隙分数、开度、叶面积指数、总定点因子和冠下总光合有效辐射通量之间有显著相关性（ P＜0．01），并且这些指标的相关性不受间伐强度的影响；随着间伐强度的增加，叶面积指数呈现先增加后减小的趋势，其余冠层指标林隙分数、开度、直接定点因子、总定点因子和冠下直接光合有效辐射通量及冠下总光合有效辐射通量均呈现先减小后增大的趋势；中等间伐强度能极大改善冠层结构和光分布的合理性，间伐强度为19％时抚育效果最佳。     

抚育间伐对大兴安岭天然用材林冠层结构及光环境特征的影响

以大兴安岭天然用材林为研究对象,利用冠层分析仪对不同抚育间伐后的冠层结构及光学特性进行测定,分析冠层结构各项指标参数之间的相关性、抚育间伐后冠层结构及光环境特征的变化情况,并运用主成分分析法对间伐后冠层结构变化进行了综合评价。结果表明:大兴安岭天然用材林主要冠层指标林隙分数、开度、叶面积指数、总定点因子和冠下总光合有效辐射通量之间有显著相关性(P0.01),并且这些指标的相关性不受间伐强度的影响;随着间伐强度的增加,叶面积指数呈现先增加后减小的趋势,其余冠层指标林隙分数、开度、直接定点因子、总定点因子和冠下直接光合有效辐射通量及冠下总光合有效辐射通量均呈现先减小后增大的趋势;中等间伐强度能极大改善冠层结构和光分布的合理性,间伐强度为19%时抚育效果最佳。     

抚育采伐后兴安落叶松的冠层结构参数

对大兴安岭的兴安落叶松天然用材林进行不同强度的人工抚育采伐后,分析林木冠层结构参数的相关性。结果表明:林木冠层结构参数中,林隙分数、开度、总定点因子、冠下总辐射通量,两两之间都有显著正相关关系(P0.01),与叶面积指数均呈现显著负相关(P0.01),与叶倾角没有明显相关性;林木冠层各结构参数的平均值为:林隙分数5.511%、开度6.417%、叶面积指数5.799、叶倾角15.175°、总定点因子0.109、冠下总辐射通量1.380 mol·m-2·d-1,冠层对太阳光的截获通量均值为20.73 mol·m-2·d-1;随采伐强度增加,林隙分数、开度、冠下总辐射通量、总定点因子,先减小后增加,而叶面积指数和冠层光截获通量先增大后减小,采伐强度对叶倾角的影响不明显;在采伐强度为20.86%的样地内,用材林冠层林隙分数、开度、冠下总辐射通量均小于对照样地,而其叶面积指数高于对照样地,抚育效果最好。     

间伐强度对落叶松次生林冠层结构和林内光环境的影响

目的为改善林分结构和促进林木生长，对大兴安岭落叶松次生林进行不同强度的抚育间伐，研究落叶松冠层结构和光合特性指标的相关关系，进而探讨改善林内光环境特征的最佳间伐强度。方法设置间伐强度为9.43%、16.75%、29.00%、40.01%、53.09%、67.25%的实验样地和未进行间伐作业的对照样地。对不同样地落叶松冠层结构参数和光合特征参数指标值间的差异进行描述性统计，运用相关系数法确定不同指标间的相关关系进而剔除有显著正相关的部分指标，同时运用灰色关联法对各个样地的光环境特征进行综合评价。其中冠层结构选取林隙分数、开度、叶面积指数、叶倾角、直接定点因子、间接定点因子、总定点因子、冠上直接辐射、冠上间接辐射、冠上总辐射、冠下直接辐射、冠下间接辐射、冠下总辐射13项指标，光合特征参数选取蒸腾速率、光合速率、CO₂参考值、叶片表面P.A.R、叶片温度、胞间CO₂浓度、水蒸气气孔导度7项指标。结果各样地林隙分数表现为随间伐强度的增加先减少后增加，开度、直接定点因子、总定点因子与之变化趋势相同，各项指标值均在间伐强度为29.00%的样地中最小；叶面积指数在间伐强度为29.00%时达到最大值；不同间伐强度样地的冠上辐射通量无显著差异性；冠下直接辐射通量和冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减少后增加。随着间伐强度的增加，落叶松的蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度均呈现先增加后减少的趋势，叶片表面P.A.R、叶片温度先增加后趋于稳定，间伐增加了林地内的CO₂浓度；胞间CO₂浓度随着间伐强度的增加先减小再增加后减小。林隙分数与开度、直接定点因子、总定点因子、冠下直接辐射、冠下总辐射呈显著正相关，与叶面积指数呈显著负相关；蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度之间呈显著正相关性。剔除相关性极强的指标后，冠层结构的林隙分数与光合速率呈显著负相关，叶面积指数与光合速率呈显著正相关。运用灰色关联综合评判林地内的光环境特征，关联度表现为间伐强度29.00%(0.823)>40.01%(0.794)>53.09%(0.739)>0%(0.724)>67.25%(0.713)>16.75%(0.701)>9.43%(0.673)。结论落叶松冠层结构与光合特征指标间存在相关性，落叶松冠层的透光率对于光合速率有明显的影响。结合二者综合评价不同间伐强度下的林地光环境特征，抚育间伐强度为29.00%、40.01%的落叶松天然次生林林地的林内光环境特征较好，说明29.00%~40.01%的中等强度间伐有利于林内光环境的改善。      

四川德阳市三种不同树形梨园冠层特征与品质的相关研究

以绵竹市遵道镇棚花村的‘鲜黄’梨为试材,应用WinSCANOPY2005a冠层分析仪对Y字形、平棚形与疏散分层形3种树形的冠层结构特点、产量、品质差异及其相关性进行了比较研究。结果表明:平棚形冠层开度,平均叶倾角,冠下直射、散射及总光合光量子通量密度显著高于Y字形和疏散分层形,而叶面积系数显著低于另2种树形。3种树形冠层开度、叶面积指数与冠下光合有效光量子通量密度有显著相关性,并且不同树体间差别很大。平棚形果实单果质量、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比显著高于Y字形和疏散分层形,而产量、可滴定酸和石细胞含量均显著低于这2种树形。平棚形树冠不同部位果实品质最一致。冠层特征参数与产量、品质指标存在显著相关性,其中冠层开度与可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比和单果质量呈极显著正相关,与可滴定酸呈极显著负相关。     

大兴安岭低质林不同林型主要树种冠层分析与比较

冠层是林木光合作用和呼吸作用等一系列生理活动的主要场所,树冠的形状、大小、位置、角度及树冠的分布都可以用于评估植物的生长状况。对大兴安岭低质林中不同林型主要树种的冠层进行分析,得到不同林型低质林的叶面积指数、林隙分数、开度、总定点因子和冠下总光合辐射通量密度等冠层结构特征参数,并研究主要冠层参数之间的相关性,建立回归方程,比较不同林型主要树种之间相关性的差异和不同树种光能利用率的大小。结果表明:大兴安岭不同林型主要树种的各主要冠层指标之间都有显著相关性,不同树种低质林中光能利用率由大到小的排序为:蒙古栎低质林、白桦低质林、山杨低质林。     

抚育间伐强度对小兴安岭天然针阔混交林冠层结构和林下植被的影响

以小兴安岭天然针阔混交林为研究对象,在林地内设置间伐强度10%、15%、20%、25%、30%、35%的试验样地和未进行间伐作业的对照样地。使用冠层分析仪对不同强度抚育间伐后的冠层结构和光学特性进行测定,并运用样地调查法,分析各试验样地林下灌木层和草本层的多样性,对间伐后的冠层结构参数、光环境特征参数、林下植被物种多样性参数指标值间的差异进行描述性统计,运用相关分析法确定指标值之间的相关关系。结果表明:各试验样地的林隙分数、开度、直接定点因子、总定点因子会随着间伐强度的增加先减小再增大,叶面积指数的变化趋势与之相反,各项指标值均在间伐强度20%的样地中最小;叶面积指数在间伐强度20%时最大;平均叶倾角、冠上辐射通量在不同间伐强度样地间无显著差异性;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减小后增大。草本层的多样性指数、均匀度指数、优势度指数、丰富度指数随着间伐强度的增加先减小再增大,在间伐强度10%的样地最优;灌木层的4种指数随着间伐强度的增加先增大再减小,在间伐强度20%的样地上最优。林隙分数与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层多样性指数呈显著正相关;冠下直接辐射通量、冠下总辐射通量与灌木层多样性指数呈显著负相关,与草本层丰富度指数呈显著负相关。抚育间伐对天然针阔混交林的冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性有明显的影响,冠层结构、林下光环境和林下植被物种多样性存在相关性。说明10%~20%的较低抚育间伐强度有利于天然针阔混交林林下植被多样性的改善。     

不同株型玉米光截获模拟研究

作物的高产与本身的结构有着十分密切的关系,玉米的叶倾角对玉米产量及品质起着决定作用。通过将一维辐射传输模型(考虑不同叶倾角)与农田生态系统模型相结合研究不同株型玉米的光截获量和冠层有效辐射,分析比较了不同株型(叶倾角)玉米截获辐射与光能利用的关系。结果表明:在叶面积指数较低时,偏平伸型植株截获的总光合有效辐射大于偏直立型;在叶面积指数较高时,不同株型玉米截获的总光合有效辐射差别不大。对于玉米的整个冠层结构而言,1～2层偏平伸型植株截获的光合有效辐射大于偏直立型;3～4层2种株型截获的光合有效辐射差别不大;5～10层偏直立型植株截获的光合有效辐射大于偏平伸型。     

苹果高纺锤形和V形冠层结构参数与果实品质的相关性分析

【目的】研究2种树形对2个品种苹果幼树树体结构、冠层结构、产量、果实品质的影响以及冠层参数与果实品质的相关性,为渭北黄土高原地区不同品种苹果的树形评价与改良提供理论依据。【方法】以5年生的"富士"和"皇家嘎啦"苹果树为试材,应用WinSCANOPY2006a冠层分析仪,观测2种树形下2个品种苹果树的树体结构、冠层结构,测定产量和果实品质,并分析冠层参数与果实品质的相关性。【结果】2个苹果品种采用高纺锤形,其树高、主枝数、总枝量、叶面积指数均显著大于V形,而主枝间距、平均叶倾角、开度、总定点因子、冠下总辐射、冠下直接辐射、冠下间接辐射等显著小于V形。高纺锤形"皇家嘎啦"的平均单果质量和平均每hm2产量显著大于V形,而"富士"苹果则恰好与之相反。V形"富士"苹果的果皮色泽饱和度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖/酸和着色面积均明显大于高纺锤形,但可滴定酸小于高纺锤形。2种树形对"皇家嘎啦"果实品质的影响各有特点。【结论】高纺锤形有利于"皇家嘎啦"幼树早期产量的提高,对其品质影响不大,V形有利于"富士"幼树早期产量和品质的提高。     

喀斯特石漠化地区枇杷冠层结构特征

【目的】分析喀斯特石漠化地区枇杷的冠层结构特征,为经济果林种植与管理提供科学依据。【方法】采用CI-110植物冠层分析仪测定石漠化地区种植枇杷树的冠层光合有效辐射(PAR)、叶面积指数和散射辐射透过系数,计算PAR透过率、消光系数(K)和林分空隙度,并对冠层结构各参数进行相关性分析。【结果】枇杷冠层的平均林分空隙度、PAR、叶面积指数、叶倾角和散射透过系数分别为0.241、38.245[mol/(m2·d)]、1.648、10.197°和0.228,其中林分空隙度与叶面积指数和PAR呈极显著相关(P0.01,下同),相关系数分别为-0.852和0.852,散射辐射透过系数与PAR呈极显著正相关,相关系数为0.872,说明林分空隙度、叶面积指数和散射辐射透过系数对枇杷的光截获能力具有较大影响;平均叶倾角与林分空隙度、PAR、散射辐射透过系数和叶面积指数等参数无显著相关性(P0.05);K和PAR透过率的最小值分别为0.697和0.070%,说明枇杷冠层的光截获能力较强。【结论】喀斯特石漠化地区枇杷冠层内光能利用与光照情况主要受冠层结构特征的深度影响,冠层对光的截获能力较强,生产中应对枇杷冠层结构进行适当修剪调整。     

Characteristics of canopy and light transmittance in three types of apple orchards in Weibei areas of Shaanxi Province, China

The effect of different modified tree shapes (MTS) on light reception was compared among three types of apple orchards: small-sized canopy, middle-sized canopy and large-sized canopy in Weibei areas of Shaanxi Province, China, by using WinsCanopy2004a (2002) for Hemispherical Image Analysis. The results showed that higher average values of photosynthetic photon flux density (PPFD) under canopy per day appeared in all tested orchards, and the number of branches per 667 m² was lower, indicating that the modified tree shapes were effective to improve the light conditions of canopy but the pruning amount seemed to be slightly more than the appropriate level in Weibei areas. The middle-sized canopy had the maximal light penetration and the small-sized canopy had the least and the leaf area index (LAI) and the ratio of one year-old shoots to scaffold limbs were maximal in large-sized canopy orchards. __________ Translated from Journal of Fruit Science, 2007, 24(3): 259–262 [译自: 果树学报]     

基于三维点云的苹果树冠层光照分布模型研究

为给果园精细管理中果树修枝整形、果实品质评价以及果实产量估算等提供科学的理论依据和技术指导,以果园自然开心形苹果树为研究对象,基于果树三维点云结构,进行果树冠层空间光照分布建模研究。用三维点云重构技术和点云分割技术获取果树不同高度的点云分层,分别使用像素占比和Graham扫描算法计算各高度点云分层垂直投影的有效投影面积和占地面积及有效叶面积指数。以果树冠层不同高度层的有效叶面积指数为自变量,对不同高度层平均相对光照强度进行线性回归,获得果树冠层光照分布模型,并对模型进行验证。结果表明:所建果树冠层光照分布模型的校正决定系数R2c为0.924,校正均方根误差RMSEC为0.05,验证决定系数R2v为0.955,验证均方根误差RMSEP为0.04,相对分析误差RPD为4.91。该模型具有较高的预测精度和较强的预测能力。     

北京山区油松林光辐射特征及冠层结构参数

为了揭示不同径阶油松Pinus tabulaeformis林群落内光辐射状况,以北京市妙峰山实验林场内人工油松林为研究对象,运用WinSCANOPY For Canopy Analysis冠层分析仪采集数据,并结合实地调查,实测了5种不同径阶的油松林群落内光辐射特征及冠层结构参数。结果表明：立地条件相同的情况下,油松林内光辐射随胸径增加呈下降趋势,为14.64～22.43 MJ·m^-2·d^-1,平均约占冠上总辐射的64.59%。林分开阔度为24.91%～43.77%,并且不同径阶群落之间有明显差别。叶面积指数为2.23～4.50,平均约为3.67。冠层消光系数小于0.20,较小的消光系数对林内灌木层和草本层生长更新具有重要意义。     

大豆生殖生长期冠层结构及其与冠层辐射的关系研究

通过对大豆生殖生长期冠层结构特征、冠层辐射特性变化的分析表明,存在产量差异的3个大豆品种(系)生殖生长期有着不同的冠层发展动态,高产品种北丰11的群体LAI和LAD相对较大,叶片在各个方向分布均匀,平均叶倾角小,相应地辐射透过系数较低,光截获的比例相对较高,有利于干物质的同化积累,光能利用率高。     

极早熟区大豆冠层受光量及其对产量的影响

2015-2016年对黑河市九三管理局30年气象要素及大豆品种黑河43在覆膜、不同密度等级和化控处理下全生育期产量和鼓粒期的冠层结构、受光量和光分布特征进行测量分析。两年实验结果表明:2015年降雨较多,产量增长;2016年7~8月降雨量极少,干旱胁迫严重影响植株生长发育,叶面积指数小、受光量小,产量减产;光在冠层内分布呈线性变化,主要集中在大豆冠层顶部;单位土地面积受光量与单位叶面积受光量、单株叶片数、叶面积指数、单叶面积均呈显著正相关关系,说明冠层结构是影响冠层受光量的主要因素,叶面积指数越大,单叶面积越大,单位土地面积受光量越多,大豆百粒重及产量均与单位叶面积受光量呈正相关关系,与单位土地面积受光量呈显著正相关关系,表示在黑河地区大豆受光量对大豆生长发育和产量增长具有重要影响;覆膜及D2密度(48万粒/hm2)处理下受光量最高,产量最高。因此增密与覆膜结合,调整植株冠层结构,保证植株生长发育,提高叶面积指数,充分利用当地光温水气候资源是进一步提高单产的途径。     

矮化中间砧短枝富士苹果高纺锤树形冠层结构与光能截获的三维模拟

【目的】建立苹果冠层结构的三维虚拟植物模型,为精确、量化评价果树冠层空间结构及光截获提供方法指导,为果树树形选择及优化提供理论依据。【方法】以14年生矮化中间砧高纺锤形富士（西府海棠/M26/礼泉短富）为试材,以田间树体数字化测定为基础,获取枝叶特定形态参数,利用计算机模拟重建三维虚拟植物。借助虚拟植物模型进行虚拟试验,定量研究冠层结构、光截获和果实的空间分布。【结果】确定了树体枝叶间异速生长关系：枝（梢）长度分别与枝（梢）叶片数量和枝（梢）的总叶面积、叶片长度分别与叶柄长度和叶片宽度、叶片长度的平方与叶面积间均呈显著线性关系。结合三维数字化技术与枝叶间异速生长关系,构建了苹果冠层三维虚拟植物模型,结果表明：叶片数量及叶片面积模拟值与实测值间决定系数分别为0.92和0.95,均方根误差分别为1.18和31.5 cm²,相对误差分别为7.15%和5.86%。模型精度可满足冠层结构与光截获评价要求;模型可量化模拟各类枝梢及整体冠层叶面积、体积、光照射叶片面积、冠层或枝（梢）叶片被光线照射到的照射叶面积与总叶面积比值（STAR）、郁闭度、叶面积密度相对方差（ξ）及STAR值的日动态变化。矮化中间砧高纺锤树形枝（梢）主要分布于冠层高度0.5—2.5 m和距树干水平距离20—80 cm空间范围内,占总枝梢叶面积比例74.88%。整体冠层体积、郁闭度分比为4.47 m³、44.62%;营养短枝（梢）、营养长枝（梢）及果台副梢分别占树体体积的69.73%、43.50%和41.26%,三者郁闭度分别为60.77%、54.12%和83.15%,平均STAR值分别为0.10、0.23和0.13;各类枝（梢）STAR值空间分布规律明显,随冠层高度及距树干水平距离增大而逐渐增加。果实主要分布于冠层高度0.5—2.0 m和距树干水平距离20—60 cm空间区域;单位面积产量4.1×10⁴ kg/667 m²;冠层适宜的营养短枝（梢）、营养长枝（梢）、果台副梢叶面积比例为69.70%—73.13%﹕11.25%—15.18%﹕11.16%—14.27%,适宜STAR值分别为0.08、0.14和0.11。整体冠层、营养短枝（梢）和果台副梢的STAR值日变化曲线近似于双峰曲线,营养长枝（梢）STAR值日变化为单峰曲线;各类枝（梢）STAR值皆与果台副梢数量呈显著负相关关系,与果实可溶性固形物、单果重及横径呈显著正相关关系。【结论】三维虚拟植物模型可用于果树冠层结构及光截获的精准量化评价,STAR值可量化评价冠层光截获效率。     

叶幕结构与光合作用的关系研究

为了研究不同叶幕结构与光合作用之间的相关性,为农业生产和理论研究提供方向.通过对影响叶幕结构的因素:栽植密度与叶幕厚度、叶幕方位角和倾斜度、叶幕高度与行间距离、叶幕开张度、叶面积系数、叶面积密度;果树的光合特性:叶片的需光特性、果树净光合速率(Pn)的季节和日变化规律;影响光合作用的内、外界因子;光能的截留和分配的分析,提出研究中存在的问题,为以后的研究提供方向.     

不同密度条件下强筋小麦的冠层特征与产量效应

为探讨不同密度条件下强筋小麦豫麦34号的冠层结构特征与产量的关系,在大田条件下,采用随机区组设计,研究了120万苗/hm2、225万苗/hm2、330万苗/hm23个密度对豫麦34号的冠层结构特征和产量的影响。结果表明,小麦孕穗期以后,225万苗/hm2密度处理的小麦叶面积指数和消光系数最大,冠层开度最小,平均叶倾角居中,小麦产量最高。综合分析认为,3个密度处理之中,以225万苗/hm2处理的小麦冠层结构适宜、株形最佳、群体光分布合理,是最佳的密度水平。     

中部地区两类矮砧密植苹果园生产效率及光照质量评价

【目的】对中部地区两类矮砧密植苹果园的生产效率及光照质量进行评价,为本地区矮砧密植苹果园管理提供参考。【方法】测定单株结构参数以及枝（梢）量、枝类组成、覆盖率等果园群体参数,研究冠层光照,调查果实产量和品质。【结果】细长纺锤形果园每667m2枝量为5.4×104条,果园覆盖率为76%,叶面积指数为1.9,长中短枝比例1﹕1﹕8,产量3 263 kg/667m2,一级果率85%,冠层光截获率为58%,优质冠积比例为65%;改良纺锤形果园每667m2枝量为9.3×104条,果园覆盖率为77%,叶面积指数为3.3,长中短枝比例1﹕2﹕7,产量3 931 kg/667m2,一级果率85%,冠层光截获率为73%,优质冠积比例为35%。【结论】采用M26中间砧、以细长纺锤形和改良纺锤形整形的中密度栽植模式可为中部地区矮砧密植苹果园的发展提供参考。