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。     

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。     

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。     

密度调整对太岳山华北落叶松人工林冠层结构及林下植被的影响

华北落叶松人工林是太岳山主要的公益林,由于林分密度普遍偏大,林下植被稀疏,林分质量较差。密度调整对于提高人工林质量,增加林下植物物种多样性,维持生态系统功能具有重要意义。本研究在山西太岳山好地方林场典型地段35年生华北落叶松人工林中设置4种密度调整强度(对照处理、20%、30%和50%),研究华北落叶松人工林的冠层结构、光环境特征和林下植被分布对密度调整的响应。结果表明:1)密度调整显著改变了华北落叶松人工林的冠层结构,改善了林下光环境,增加了冠层结构的空间异质性。与对照处理相比,密度调整强度为20%、30%、50%的林分叶面积指数(LAI)分别下降了18.25%、25.76%、37.50%;林分开度分别增加了17.45%、25.37%、42.81%。密度调整强度为20%、30%、50%的林分林下总辐射分别为对照处理的1.3、1.4和2.1倍。2)密度调整改变了林下群落结构,增加了林下植物的种类和数量以及林下植物物种多样性。密度调整强度为30%的林分物种多样性最高,林下群落结构最复杂。3)相关性分析和CCA排序结果显示,冠层结构与林下物种多样性呈显著相关,能够较好地解释林下物种分布的变化,其中,LAI是引起华北落叶松人工林草本层物种组成变化的主要因子,与草本层物种多样性呈显著负相关关系。      

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。     

间伐强度对长白落叶松人工林冠层结构和草本物种多样性的影响

以吉林省临江林业局长白落叶松人工林为研究对象,分析不同林分蓄积、间伐强度、冠层结构和林下光环境对草本物种组成及物种多样性的影响。结果表明：随着间伐强度的增加,叶面积指数显著降低,冠层开度显著升高。各处理与对照相比,草本植物重要值大于1%的物种分别增多了12.50%、56.25%和50.00%,35%间伐强度的处理草本物种多样性最高。林下光辐射指标与叶面积指数呈显著负相关(P<0.05),与冠层开度呈显著正相关(P<0.05); Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数与叶面积指数呈显著负相关(P<0.05)。间伐能明显增加长白落叶松人工林下草本物种多样性,建议间伐强度不宜超过35%。     

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。     

青城山常绿阔叶林冠层结构对植被生物多样性的影响

【目的】分析青城山常绿阔叶林冠层结构与植被生物多样性的关系.【方法】在青城山常绿阔叶林地段设立样方,调查了森林植被特征,并运用冠层分析仪测定了森林的冠层结构和光环境特征.【结果】青城山常绿阔叶林乔木和灌木层物种丰富度、Simpson多样性指数和均匀度均高于草本层,乔木层丰富度高于灌木层,但两层间的Simpson多样性指数和均匀度差异不明显.乔木、灌木和草本层的Simpson多样性指数和冠层上方的光量子通量(PPFD)显著负相关,灌木和草本层的Simpson多样性指数与冠层下方PPFD显著正相关.草本层均匀度与冠层孔隙度和开度呈正显著相关,与郁闭度呈负相关.【结论】青城山常绿阔叶林冠层结构及其引起的光环境变化对草本层的影响较乔木层和灌木层明显,尤其是对草本层物种丰富度和多样性影响更显著.在青城山低山常绿阔叶林生态系统演替进程中,林下光照强度大小是影响林下植物生长和演替的重要限制因素.     

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。     

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。     

哀牢山4类植物群落叶面积指数比较

采用演替阶段的划分方法,把哀牢山人工灌木林、次生落叶阔叶林、次生常绿落叶阔叶混交林及原始常绿阔叶林4种群落划分为演替较早期、演替早期、演替中期和演替后期4个时期,利用植物冠层仪测定了4种群落的叶面积指数。结果表明:从演替较早期到晚期,物种多样性和树种密度逐渐增加,叶面积指数值也逐渐增大,演替较早期叶面积指数最小(2.27),演替晚期叶面积指数最大(5.60)。各个演替阶段的叶面积指数间差异极显著(P<0.01),各演替阶段内测定的叶面积指数也有较大的标准差(0.35~0.73),说明各群落之间甚至同一种群落内,林冠结构都有较大差异。演替晚期乔木层叶面积指数最大,早期最小;演替中期灌木层叶面积指数最大,早期最小;4个阶段草本层叶面积指数差异不大。     

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。     

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。     

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.     

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...     

雄安新区不同营建模式下城市森林群落更新特征

森林更新是影响森林生态系统生长演替的关键因素，也是表征森林健康状况的重要指标。本研究以雄安新区3种典型营建模式下的城市森林为研究对象，对比雄安新区不同营建模式植物群落林木层及林下更新层物种组成及多样性特征，研究雄安新区城市森林群落更新特征，并分析林分结构对城市森林更新的影响，为雄安新区城市森林营建提供理论依据与数据支撑。结果表明：物种组成上，林木层共计树种22科41属55种，林下更新层共计树种11科17属19种，其中发现16种树种可以进行自我更新；小斑块混交林的林下更新层物种多样性指数显著高于另外两种营建模式；林下更新层更新密度大小依次为大斑块混交林>小斑块混交林>行列式混交林。分析了6个林分结构因子与5个更新特征指数之间的相关关系，结果表明林下更新层物种丰富度(S_r)、Shannon-Wiener指数(H_r)、Pielou均匀度指数(E_r)及更新密度(RD)受到了郁闭度(CD)的显著影响，且随着郁闭度增加，物种多样性提升；S_r、H_r、E_r受平...     

冠层分析仪在苹果树冠结构光学特性方面的研究

冠层结构光学特性研究在森林和农田生态领域应用较多,而在果树上涉及很少。运用WinsCano-py2004a冠层分析仪对陕西渭北8个县110棵苹果树的冠层结构光学特性进行了测定。结果表明,渭北地区苹果树冠层的特征指标中,间隙指数、开度、叶面积指数与冠层光合有效辐射通量和定点因子有显著相关性,并且不同树体间差别很大,表明间隙指数、开度、叶面积指数等对于果树冠层的光截获能力影响较大,而平均叶角和聚集因子等指标与冠层光合有效辐射通量和定点因子无明显相关性且不同树体间相差不大,表明叶分配角和平均叶角等对于冠层光截获无明显影响;初步认为Wins Canopy2004a冠层分析仪可用在苹果树冠层结构分析方面,合理进行苹果树冠结构及光学特性的评价。     

甘肃莲花山植物群落物种多样性对海拔梯度的响应

植物群落的物种多样性与海拔梯度的关系是植物生态学的研究热点。通过对甘肃莲花山自然保护区森林植物群落样地调查,计算乔木层、灌木层和草本层的多样性指数、丰富度指数和均匀度指数,分析森林植物群落物种多样性与海拔的之间的相关性,以此来探讨山地植物群落的变化对海拔梯度的响应,为山地植被的垂直地带性分布提供物种多样性分析的依据。通过分析得出,甘肃莲花山植物群落乔木层的丰富度指数较小,而灌木层的多样性指数较大,乔木层和草本层的均匀度指数在群落间变异幅度较大,而灌木层变异较小。在中海拔地区白桦、红桦和糙皮桦群落的针阔叶混交林中乔木层的丰富度指数、灌木层的多样性指数大于其他海拔地区。在低海拔地区乔木层、灌木层的群落物种多样性较高,而草本层的群落物种多样性较低。     

凉水国家级自然保护区森林群落林下物种多样性

该文采用多样性指数、丰富度指数、均匀度指数等对凉水自然保护区森林群落林下灌木层和草本层的物种多样性进行研究.结果表明,用物种多样性指数、均匀度指数测度凉水自然保护区森林群落林下物种多样性,都反映出基本一致的趋势.其总体多样性顺序为:原始红松林>人工落叶松林>槭树红松林>阔叶红松林>云冷杉红松林>人工红松林>椴树红松林>白桦林.各群落林下总的丰富度主要受草本层丰富度的影响.云冷杉红松林和人工红松林的灌木层多样性指数均高于草本层,其他6种不同林型中,灌木层的物种丰富度、多样性指数都低于草本层.各林型的灌木层与草本层间的均匀度差异不大.通过群落主成分分析,得出第一主成分和第二主成分即物种丰富度指数S和物种多样性指数D的累积贡献率达98.945%,基本上反映了原来6个变量的信息.     

林分密度对云顶山柏木人工林群落结构和物种多样性的影响

目的探索林分密度对柏木人工林群落结构和林下物种多样性及林下物种多样性与林分因子相关性的影响,为云顶山柏木人工林经营管理提供依据。方法以四川云顶山5种不同林分密度（A ~ E:500、650、800、950、1 100株/hm2）60 年生柏木人工林为研究对象,采用典型样地法进行植被调查,综合分析其群落结构、物种组成和物种多样性指数（Pielou均匀度指数J_sw、Simpson优势度指数H′、Shannon-Wiener多样性指数H、和物种丰富度指数D）。结果（1）研究区内共记录植物170种,隶属于68科136属。不同密度下灌木层或草本层优势种多属阴性、耐阴性或适应性强的植物。（2）随着林分密度的减小,灌木层物种多样性指数均呈先增后减的单峰变化,基本在密度B达到最大,除D外均无显著差异（P > 0.05）;草本层D、H、H′则呈先增后减再增再减的双峰变化,在密度B和D出现峰值,不同密度间各指数差异性显著。林分密度和郁闭度与灌木层D呈极显著负相关,与草本层H 、H′、J_sw呈显著或极显著正相关。（3）密度A群落径级和高度级结构均呈波动状不规则分布,其余密度下均呈单峰型分布。密度B群落内中、大乔木个体占比相对较多,不同大小个体数在群落中分布趋于合理,群落稳定性较好。结论650株/hm2为云顶山柏木人工林的相对最适林分密度,利于维持群落结构稳定并提高林下物种多样性。