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。     

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。     

林隙光照对广州市风景林林下植物分布的影响

以广州市3个地点合计3 hm2的风景林样地调查数据为基础,对林隙光照与林下植物分布的关系进行了研究.多响应置换过程(MRPP)分析揭示了林下植物与林冠开度、林下直射光、林下散射光和林下总光照4种林隙光照都密切相关(P＜0.01).指示种分析(ISA)表明了林冠开度的指示种为15种,林下总光照的指示种为9种,林下直射光和...     

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。     

间伐对红松Pinus koraiensis针阔混交林冠层结构及林下植被的影响

为揭示不同间伐强度对冠层结构、林下光环境及林下植被生长和更新的影响,以红松针阔混交林为研究对象,利用Winscanopy 2010a冠层分析仪对中度、强度间伐及对照林分的冠层结构及光学特性进行测定,同时采用典型样地调查法,对林下灌木层和草本层的更新及多样性进行调查,分析间伐后林分的冠层结构及光环境特征,运用相关分析法对冠层结构和林下植被多样性的相关性进行分析。结果表明:间伐显著改变了红松针阔混交林的冠层结构,改善了林下光环境,与对照相比,中度(38%)、强度(48%)间伐林分的叶面积指数分别为对照的65.11%和71.7%,开阔度分别比对照增加205%和249%,林下总辐射分别为对照的2倍和5倍。冠层结构对林下光环境的影响较大,林冠开阔度与林下直射光、散射光和林下总辐射量呈极显著正相关(p0.01),叶面积指数与林下散射光、林下总辐射呈极显著(p0.01)和显著(p0.05)负相关;间伐有利于林下阔叶树种更新,中、强度间伐林下幼苗的个体密度、基径、树高显著高于对照(p0.05),且表现为随着间伐强度的增强而增强的趋势;林下光环境对林下植被多样性影响较大,灌木层的物种多样性指数与林下总辐射呈显著负相关(p0.05),草本层多样性指数、丰富度指数与冠层开阔度呈显著正相关(p0.05)。间伐改善了红松针阔混交林的林下光环境,有利于林下阔叶树种的更新,对林下植被多样性具有较大的影响。     

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。     

落叶松人工林冠下光环境对更新幼树生长的影响1）

采用冠层分析系统对落叶松人工林冠下人工更新落叶松幼树的光环境进行了调查。依据调查数据分析了直射光指数、散射光指数、综合光指数与幼树死亡率、树高生长量和地径生长量的关系,结果表明：所选3个光照指数大小对落叶松幼树死亡率、树高和地径生长量均有显著影响,冠下落叶松幼树死亡率随光照指数的增大而减小,树高和地径生长量随光照指数的增大而增大。光照指数在小于0．25时,死亡率最高,树高和地径生长量处于最低水平;当直射光指数和综合光指数在0．25～0．45时,是落叶松幼树在林下维持生存的基本光照平衡区间;在大于0．45时,幼树的保存率和生长表现出了旺盛的状态,说明落叶松在林冠下更新造林的直射光指数和综合光指数不应小于0．45。3个光照指数之间没有显著的好坏差别,呈现了相同的规律性。只是对于幼树死亡率的影响,散射光指数不如直射光指数敏感,同时也说明直射光对于幼树的生存具有更重要的意义。     

落叶松人工林冠下光环境对更新幼树生长的影响

采用冠层分析系统对落叶松人工林冠下人工更新落叶松幼树的光环境进行了调查。依据调查数据分析了直射光指数、散射光指数、综合光指数与幼树死亡率、树高生长量和地径生长量的关系,结果表明:所选3个光照指数大小对落叶松幼树死亡率、树高和地径生长量均有显著影响,冠下落叶松幼树死亡率随光照指数的增大而减小,树高和地径生长量随光照指数的增大而增大。光照指数在小于0.25时,死亡率最高,树高和地径生长量处于最低水平;当直射光指数和综合光指数在0.25~0.45时,是落叶松幼树在林下维持生存的基本光照平衡区间;在大于0.45时,幼树的保存率和生长表现出了旺盛的状态,说明落叶松在林冠下更新造林的直射光指数和综合光指数不应小于0.45。3个光照指数之间没有显著的好坏差别,呈现了相同的规律性。只是对于幼树死亡率的影响,散射光指数不如直射光指数敏感,同时也说明直射光对于幼树的生存具有更重要的意义。     

水曲柳阔叶混交林冠层光分布与天然更新相关性研究

探讨甘肃小陇山林区阔叶混交林冠层光分布对水曲柳天然更新的影响。以水曲柳为研究对象，采用大田试验和样地调查法，使用Hemi View数字植物冠层分析仪测定水曲柳阔叶混交林冠层的光照指标及LAI，建立DSF、ISF与LAI回归分析。结果表明，水曲柳在幼苗期适宜于在遮荫度<50%的环境下生长，当遮荫度>50%时，其苗高生长明显下降且与对照差异显著；水曲柳阔叶混交林中，林分冠层的郁闭度与叶面积指数（LAI）之间存在显著的正相关关系；散射光立地系数（ISF）、直射光立地系数（DSF）、散射光立地系数（GSF）、冠下总辐射（TotBe）随叶面积指数（LAI）的增大，呈明显的负相关关系，当郁闭度<0.66，散射光分布较多，更有利于水曲柳幼苗的生长与天然更新；对于种子扩散繁殖，距离母树0~5 m种子数量最多，随着距离的增加而减少，扩散半径因风向风不同而异，最远可达20 m。混交林冠层光分布对水曲柳幼苗期的天然更新有很大的影响。     

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。     

日光温室黄瓜冠层中太阳辐射分布规律测定分析

为研究日光温室内黄瓜冠层中太阳辐射分布规律,观测了黄瓜冠层内的太阳辐射分布情况,分析其与叶面积系数的相关性。结果表明,晴天温室南面黄瓜冠层中太阳辐射最强,北面和中间较弱,阴天差异较小。太阳辐射在冠层内垂直分布随高度减小而衰减,均呈"S"型变化趋势。其中光合有效辐射(PAR)衰减幅度最大,地面PAR仅为冠层顶部的6.1%,散射辐射衰减程度最小,地面散射辐射为冠层顶部的32.3%。太阳辐射透过率在不同高度随叶面积系数的增加而减小,表现为指数关系:Rt=Ae-B×LAI。无论晴、阴天光合有效辐射的消光系数较其他辐射消光系数大,散射辐射最小。     

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。     

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。     

冬春季节日光温室内栽培番茄植株群体总辐射分布规律

对冬春日光温室内的光照时间、番茄植株群体冠层上方及不同密度番茄植株群体内部太阳辐射分布进行了较为系统的研究。结果表明,冬季日光温室内番茄植株见光时数较少。番茄植株群体冠层上方太阳总辐射值季节间差异明显。番茄群体内部太阳辐射值同时受季节、密度、株高影响。春季太阳辐射值明显高于冬季;同一季节植株上部太阳辐射值明显高于下部;密度越大内部光照环境越差。日照时数、冠层上方总辐射、植株群体结构(株高和密度等)等是影响番茄植株群体光环境的主要因素。     

间伐对栓皮栎人工林林下荆条根茎叶主要功能性状的影响

  目的  研究间伐对栓皮栎Quercus variabilis人工林林下荆条Vitex negundo var. heterophylla根、茎、叶功能性状的影响，为人工林林分结构优化和林下幼苗更新保护提供理论基础。  方法  以间伐后3 a栓皮栎人工林灌木层荆条为研究对象，比较其叶面积、比叶面积、叶干物质质量分数、茎干物质质量分数、总根长、比根长等结构性状，以及植株各器官全氮、全磷、全钾和总有机碳质量分数等化学性状的差异性，研究植物功能性状与林下光环境及土壤理化特征的关系。  结果  间伐后荆条地上部分植物功能性状指标(叶总有机碳、叶面积、比叶面积、叶有机氮、茎总有机碳)和地下部分植物功能性状指标(总根长、根体积、根生物量、根总有机碳)均显著高于对照样地(P＜0.05)。相关和逐步回归分析结果表明:林下散射辐射是影响荆条叶结构性状的主要因子，林下直射辐射通量、光合有效辐射和太阳总辐射时间是影响叶化学性状的关键因子，茎功能性状主要受林下直射辐射和散射辐射的共同作用。总根长、比根长和根有机碳与土壤非毛管孔隙度、土壤总孔隙度、土壤有机碳和土壤全氮存在显著相关(P＜0.05)，其中，土壤有机质是影响荆条根功能性状的关键因子。  结论  间伐能显著促进栓皮栎人工林下荆条叶和根功能性状的发育，对茎功能性状的影响较弱。图1表6参31