亚热带常绿阔叶林枯立木与冠层结构的关系

冠层结构影响着林下光环境的变化进而影响林木的生长。以亚热带常绿阔叶林10 hm2固定样地内枯立木为研究对象,运用样方调查法和半球面影像技术,量化枯立木多度、胸径、分布与冠层结构的关系。结果表明,样地内枯立木以小树为主,胸径和树高均偏小;枯立木多度随林冠开度、林下总光照、林下散射光和林下直射光的增加而减小;而枯立木胸径随林冠开度、林下总光照和林下直射光的增加而增大;林下光照在枯立木的形成中发挥重要的作用。枯立木集中分布在林下光照较弱且林冠开度较小的区域,枯立木的多度和胸径受林下直射光影响较大,而枯立木的分布则主要受到了林下散射光和总光照的影响。     

不同林冠开度下亚热带林下植物的组成和多样性

【目的】研究林下植物在不同林冠开度梯度下的物种组成和多样性变化,为森林生态系统多样性维持机制提供新的研究案例,并为野生植物的引种应用提供科学依据。【方法】基于广东省银瓶山自然保护区2hm2固定样地调查数据,将林冠开度(CO)划分为第1梯度(CO10%)、第2梯度(10%≤CO≤20%)和第3梯度(20%CO30%),用多响应置换过程(MRPP)检验林冠开度与林下植物分布的异质性,对林冠开度与个体数、物种数、均匀度、Shannon-Weiner多样性指数、峰度、偏度等指标间进行相关性分析,用指示种分析(Indicator species analysis,ISA)检验林下植物对不同梯度林冠开度的指示作用。【结果】调查区林下植物共有161种,隶属69科,129属;林下植物整体分布均匀。多响应置换过程(MRPP)检验结果表明,不同林冠开度下林下植被的分布和多样性均存在显著差异。相关分析表明,林冠开度与均匀度呈显著正相关(P0.05),与偏度和峰度呈显著负相关。指示种分析表明,有多个林下物种对第1梯度(CO10%)和第3梯度(20%CO30%)林冠开度有指示作用。【结论】肖菝葜(Heterosmilax japonica)、三叉苦(Evodia lepta)对第1梯度林冠开度表现极显著的指示作用(P0.005),蒲桃(Syzygium jambos)对第3梯度林冠开度起极显著的指示作用(P0.01),前者对弱光环境表现较强的适应性,而后者则适应于较强的光照环境。     

银瓶山自然保护区阔叶林冠层结构与辐射消减效应

为定量研究阔叶林群落的辐射消减效应,以银瓶山自然保护区常绿阔叶林为研究对象,设置2 hm²固定样地开展群落调查,并采用半球面影像技术获取冠层结构和林下光照指标,分析冠层结构对太阳辐射的消减作用。研究表明:样地林下光照（直射光、散射光和总光照）与林冠结构（叶面积指数、林冠开度）相关性极显著;林下直射光对林下总光照的贡献大于散射光,林冠结构与散射光的相关关系较直射光强;林冠结构与林木胸径有显著的相关性,而与林分密度的相关关系不显著;林冠对总光照的消减作用极显著,月际变化呈单峰分布,6月份消减量最大。     

次生常绿阔叶林群落林冠结构对林下植被的影响

采用经典群落学调查方法和半球面影像技术,以珠江三角洲城郊次生常绿阔叶林群落为研究对象,运用聚类分析、非参数检验（Kruskal-Wallis test）,指示种分析（ISA）和典范对应分析（CCA）等方法,定量研究次生常绿阔叶林群落林冠结构对林下植被的影响。主要结果如下:①次生常绿阔叶林林冠结构和林下光环境各参数沿林冠梯度变化表现不一。立木密度和平均胸径沿林冠梯度差异极显著（P < 0.001）,林下直射光、林下散射光和林下总光照沿林冠梯度差异显著（P < 0.05）。②林下植被物种丰富,物种数、平均树高和总盖度沿林冠梯度差异显著（P < 0.05）。林冠梯度2的林下植被物种最多,但群落平均高度和总盖度皆以林冠梯度3最大。③林下植物对不同林冠结构和林下光照参数的响应不一。水锦树Wendlandia uvariifolia和绿冬青Ilex viridis同为林下直射光和林下总光照的指示种。④典范对应分析（CCA）揭示,林冠结构以及林下光环境共同影响林下植被的物种分布,扇叶铁线蕨Adiantum flabellulatum,乌毛蕨Blechnum orientale,芒萁Dicranopteris dichotoma和狗脊Woodwardia japonica等蕨类植物均分布在林下光环境较弱的区域,油茶Camellia oleifera和锡叶藤Tetracera sarmentosa等喜阳植物则分布在林下光环境较强的区域,而木荷Schima superba和腺点紫金牛Ardisia lindleyana等中性植物受林冠层立木的高度和胸径的影响更大。不同林冠梯度下的林下植被物种组成因林下光照强弱而不同,对次生常绿阔叶林木本植物影响最大的林下光环境指标是林下总光照和林下散射光。     

亚热带生态公益林冠层结构与林下辐射动态

冠层结构动态是林冠生长动态的一个表现，冠层结构对森林群落生产力、生态系统功能、群落更新与演替等具有重要作用。准确量化森林群落冠层结构和林下辐射特征可以为研究森林生态系统功能提供基础。以亚热带山地的红花荷林、密花树次生林、樟树人工林、杉木林、杉木-红锥混交林和毛竹林为对象，利用半球面影像技术探讨不同林型冠层结构与林下辐射动态，揭示冠层结构与林下辐射之间的相关性。结果表明，不同的森林群落类型有比较固定的冠层结构和林下辐射特征，且不同林型的冠层结构与林下辐射存在极显著差异（P<0.01）。樟树林的林冠开度最小（16.47%），其次是杉木林（17.12%）、杉木-红锥混交林（17.45%）、红花荷林（20.21%）以及密花树次生林（20.93%），毛竹林的林冠开度最大（21.32%）。而叶面积指数则呈相反的变化趋势，樟树林的叶面积指数最大（2.04），毛竹林的叶面积指数最小（1.78）。另外，樟树人工林的林下直射光（4.34 mol·m^-2·d^-1）、林下散射光（3.52 mol·m^-2·d^-1）和林下总光照（7.86 mol·m^-2·d^-1）均小于其他林型；而杉木林由于其冠幅较窄，林下直射光最强（5.22 mol·m^-2·d^-1）。不同林型林下直射光、林下散射光和林下总光照的月际动态变化极显著（P<0.0001），生长季的林下辐射强度最大。不同林型冠层结构与林下辐射相关性存在差异，越简单的群落结构，林冠开度与林下光照的相关性越强，叶面积指数与林下光照的相关性越强。研究冠层结构与林下辐射异质性为营造最适的冠层、充分发挥生态系统效能，以及森林生态系统可持续发展提供理论依据。     

亚热带5种森林类型林下植物物种多样性及其环境解释

为探讨红花荷天然林、桉树人工林、杉木林、针阔混交林和毛竹林5种不同林型林下植物组成和多样性格局与环境因子之间的相关性,在珠三角地区设置47个样地进行林下植物调查,运用Spearman非参数相关分析探讨海拔、坡度、坡向、坡位、林冠开度、林下光照等环境因子与林下植物多样性指标之间的关系,利用随机森林分析方法预测各环境因子的重要性,采用第四角分析方法来检验林下植物功能群与环境因子间关系的显著性,揭示林下植物功能群对环境变化的响应。结果表明:不同林型林下植物组成和多样性格局存在极显著差异(P0.01)。林下植物组成和多样性格局受到多种环境因子的共同作用,各因子作用的重要性存在差异,随机森林分析表明林下植物个体数和Simpson指数主要受到林分类型的影响,而坡向、坡度和林分类型对林下植物物种数起到重要作用,林下总光照对林下植物均匀度指数起到决定性作用,海拔和林分类型则对林下植物香农-维纳多样性指数起到主导作用。对于同一环境因子来说,不同林下植物功能群对其的响应和适应策略存在差异;生境异质性和植物自身生物学特性是影响林下植物多样性的主导因素。     

南岭山地森林群落冠层结构对林下野生花卉的影响

为探讨冠层结构与林下野生花卉的关系,采用典型群落调查法,以南岭山地森林群落林下野生花卉为研究对象,研究林下野生花卉物种数量特征及冠层结构对其的影响,以期为野生花卉的园林应用提供理论参考。结果显示,南岭山地森林群落1 hm2林下植被中共有野生花卉104种,分属55科92属,其中箬竹、瓜馥木和南岭箭竹为优势种;方差分析与回归分析表明,叶面积指数、林冠开度和林下散射光对林下野生花卉多度的影响较其他冠层结构参数大;冠层结构各参数对3种色调(冷、暖、中性)林下野生花卉物种密度的影响均未达到显著性差异(P0.05),但3种色调的野生花卉物种密度均随叶面积指数与林下总光照先减少后增加;多响应置换过程分析和指示种分析揭示棱果花和巴戟天同为林冠开度与叶面积指数的指示种,对冠层结构变化有较强的响应。     

车八岭林下植物叶绿素分布模式及对光照条件的响应

采用样方法研究了广东省始兴县车八岭国家级自然保护区林下植物叶绿素含量与林冠开度、林下散射光立地因子、叶面积指数之间的相关性以及不同物种林下植物叶绿素含量之间的差异度.结果显示:大叶新木姜Neolitsea levinei和黧蒴Castanopsis fissa叶片叶绿素含量随林冠开度增加而增加;黧蒴叶片叶绿素含量随林下散射光立地因子增加而增加;木荷Schima superba及唐竹Sinobambusa tootsik叶片叶绿素含量随叶面积指数增加而增加;它们均达到显著的线性相关(P﹤0.05).在同种条件下,种间叶绿素含量差异显著.     

天山云杉林冠层结构对草本物种多样性的影响

为研究天山云杉林冠层特征与林下草本物种多样性的相互关系，以新疆天格尔森林公园天山云杉林的4个龄级的林分（幼林龄、中林龄、近熟林、成熟林）为研究对象，以冠层分析仪获得的冠层结构特征和林下光环境指数等野外实际调查数据为依据，通过计算 α 多样性指数分析4个龄级的草本物种多样性，利用多元统计方法研究冠层结构对草本多样性的影响。结果表明，各个指标在不同龄级间均有一定的差异，且随着林分的生长和更新，天山云杉林呈现林冠开度逐渐减小、叶面积指数增大、林下光辐射均减弱、物种多样性指数均减小的趋势；典型模型表明林冠开度对冠层结构起到主要作用（呈极显著正相关P<0.01），叶面积指数次之（呈极显著负相关P<0.01）；在林下辐射中，林下总辐射对林内光环境起主要作用；相比冠层结构，林下光照对草本层物种多样性的作用更大，其中林冠开度和丰富度指数之间呈显著正相关，林下总辐射、林下直射辐射和多样性指数、均匀度指数之间均呈显著正相关。     

不同林下生境闽楠生长影响及表型可塑性

为合理配置林下闽楠更新层,在福建明溪对不同林下生境下10年生闽楠的生长表现及表型可塑性进行研究。结果表明：（1）林下生境对10年生闽楠的生长有着显著性影响,在促进闽楠生长方面林冠林隙＞林冠下。林下生境的选择与配置是林下闽楠人工林培育关键措施。（2）林下生境对闽楠植株形态有着显著性影响,表现出强烈的表型可塑性。林冠林隙生境闽楠的冠长及树冠率显著性大于林冠下的。（3）林下生境未显著改良闽楠的树干生物量分配、树根生物量分配比及冠根比;林冠林隙生境的枝、叶生物量分配比显著高于林冠下生境,有着强烈的表型可塑性。表明在适合闽楠生长的林冠林隙生境下,闽楠通过增加枝、叶生物量分配比,采取快速的资源获取而促进生长的策略;在不适宜生境时则通过减少枝、叶生物量分配比,采取保守生存策略,进行缓慢的资源获取和消耗策略。     

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。     

常绿阔叶林中几个不同功能组树种叶形态、光合及光诱导对不同光环境的响应

利用便携式光合作用测定系统研究亚热带常绿阔叶林中几个不同功能组树种叶形态和光合特征对不同光环境的响应,探索了不同功能组的演替地位.结果表明:1)亚热带森林不同光环境存在显著差异,尤其是光合有效辐射(PAR)在旷地处较林窗高3倍多,而林窗是林下的6倍多,其巨大差异导致不同功能组树种生理响应不同;2)香樟Cinnamomum camphora的比叶质量(LMA)最小,以获取更多的光能,并通过最大化气孔导度(Con)来羧化最低的胞间CO2浓度(Ci)和午休的光合机制,提高瞬时光能利用率(SUE)和抵消光胁迫,属于演替过程中先锋树种;3)大头茶Gordonia acuminate的LMA最大,虽然高光下Ci最高,但SUE最低,可能发生光抑制.而在林窗中净光合速率(Pn)、SUE及瞬时水分利用率(WUE)相对较丝栗栲Castanopsis fargesii大,林下光诱导Pn变化稳定,表明其既喜光又耐荫,可塑性较高,在功能组中属于中度耐阴种;4)丝栗栲在高光下LMA较大头茶小,Pn较高,比后者更耐高光,但对林下骤然高光诱导较不敏感,可能发生光胁迫,而相对高光的林窗中SUE亦较低,不适宜在高光环境中生存,林下LMA较林窗处大16%,也不适应郁闭度较高的林下低光,更适宜在小林窗或疏林林下更新,在演替过程中将取代类似大头茶等的中度耐荫种.     

太岳山华北落叶松人工林林下植物变化及环境解释

通过对山西太岳山好地方华北落叶松人工林林下植物群落进行调查,并通过典范对应分析（CCA）,探讨了林下物种分布与环境因子之间的关系。结果表明,在调查的21个样地中,油松林下共出现植物物种70种,隶属28个科,56个属;CCA排序结果揭示了研究区内林下植物的分布格局与环境梯度的关系。林龄、坡向、土壤全氮等因素对林下草本层物种分布格局有重要影响;林龄、土壤全氮、坡位等因素是影响林下灌木层物种分布格局差异的主要环境因子;影响林下草本层和灌木层物种分布格局的变量中,生境因子和生物因子分别共同解释了草本层和灌木层52%和55%,生境因子分别解释了25.9%和22.5%,均高于生物因子的解释能力,表明生境因子在决定华北落叶松人工林林下植物分布格局变异中起着举足轻重的作用。     

伏牛山自然保护区森林冠层结构对林下植被特征的影响

在伏牛山自然保护区典型地段设立样方,测定了森林生态系统内几种典型群落类型的冠层结构、光环境特征,调查了林下植被的特征,分析了它们之间的相互关系。结果显示:各群落的冠层结构和光环境有一定的差异,单因素方差分析表明,部分群落间的差异性达到显著水平;各群落灌木层物种丰富度、多样性和均匀度均高于草本层,而优势度正相反;线性拟合的结果表明,草本层的物种丰富度、多样性与冠下光合量子通量密度间呈极显著负相关,优势度与冠下光合量子通量密度间呈显著正相关,灌木层各参数与冠层结构特征间相关性不显著。研究表明,冠层结构的变化对草本层(包括更新幼苗)的影响显著高于灌木层。林隙/林窗或林中空地的出现可能对草本物种或其他阳性及先锋物种具有促进作用,而对优势种幼苗的萌发和定植产生负效应。推测在典型的落叶阔叶林生态系统演替进程中,林下光照强度可能不是最主要的限制因素,优势种种子的扩散、萌发和定植限制可能更重要。     

毛竹林下植物沿海拔梯度分布的DCCA研究

采用梯度格局法研究毛竹林下植物沿海拔梯度的分布与环境因子之间的关系,对毛竹林下植物的分布和各环境因子进行去趋势典范对应分析(DCCA)。结果表明,灌木层、层间层、草本层的DCCA排序axes1效果和总体效果均为显著,其DCCA前2个排序轴特征值分别占总特征值的65.1%、65.6%、62.6%,排序效果良好;结合环境因子间的相关关系和DCCA排序结果,海拔对毛竹林下植物分布起决定性作用,其次是坡向,而坡度和坡位与林下植物的分布规律间的关系不明显。     

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。     

栓皮栎人工林林下物种多样性的影响因子

以物种丰富度指数(S)和Shannon-Wiener多样性指数(H)反映北京平谷区四座楼自然保护区栓皮栎(Quercusvariabilis)人工林林下物种多样性特征,采用一般线性模型结合方差分析研究环境因子与林下物种多样性的关系,最后通过逐步回归分析找出影响林下物种α多样性的主要环境因子。结果表明:影响栓皮栎人工林灌木层和草本层物种多样性变化的主要环境因子是有区别的,影响灌木层α多样性变化的主要解释因子是林分光照条件(如林冠空隙比例)和地形因素(如坡度),而影响草本层物种α多样性变化的主要解释因子是林龄。这些差异既与灌木、草本植物的生理生态特性有关,也反映了群落内部不同层次间复杂的相互作用。     

闽江口琅岐岛朴树防护林种子雨时空分布特征1）

以闽江口琅岐岛天然朴树防护林林下、林隙2种生境为对象,采用离地收集种子的方法,连续定位观测了朴树种子雨的数量动态。结果表明：朴树种群种子雨是从9月下旬开始,一直到次年的1月结束;林下的种子雨总量和完好种子比例,均极显著高于林隙内（P＜0．01）;林隙内种子雨量具有时空异质性特征,这对林隙内朴树更新格局产生深刻影响。总体上,林隙内南北向的种子雨,高于东西向的。林下与林隙内,朴树种子雨高峰期有所不同,林隙内种子雨高峰期在9月下旬到10月中旬;而林下的是在11月下旬到12月中旬,林下的种子雨在9月下旬到10月中旬也有一个小高峰。林隙内种子雨主要受天气因素影响;而林下的种子雨既受朴树生物学特性影响,又受天气因素影响。朴树在林隙内主要采用实生更新,不是因为种子源比林下多,而是林隙内环境更适合其种子萌发和幼苗生长。