南岭山地森林群落冠层结构与立木多度的关系

林冠是森林与外部环境相互作用最直接与最活跃的界面层,影响着森林的物理环境和生物环境。采用半球面摄影技术(Hemispherical Photography)、典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)和Kruskal-Wallis分析定量研究了森林群落冠层结构与立木分布及多度的关系。结果表明:(1)基于10 000 m2调查样地,南岭山地森林群落共有立木47科81属143种,枯立木多来源于林冠上层大树;(2)CCA排序结果显示,冠层结构各参数与立木分布均有一定相关性,叶面积指数、林冠开度与立木分布的关系尤为密切;(3)立木多度与活立木多度在林下散射光分组变量间差异显著(P<0.05),枯立木多度在林冠开度分组变量间的差异性显著(P<0.05),立木多度随林下直射光增强而减少。叶面积指数和林冠开度通过影响林下光照条件进而影响立木,尤其是枯立木的形成和多度。     

不同冠层结构下的植物生长型与生活型特征

为了探明森林群落冠层结构、光环境特性与林下植被生长型和生活型的关系,采用经典群落学调查方法和半球面影像技术,定量研究了在林下、林隙边缘和林隙中心这3种冠层结构下,植物生长型和生活型的数量特征及其对不同冠层结构参数的响应。结果表明:(1)不同冠层结构下,乔木和灌木的优势地位明显,草本与藤本在林下的生长优势最弱,而蕨类最适于在林隙边缘生长;不同冠层结构下的植物生活型均表现为先增后减,说明林隙边缘的生活环境更适合植物群落的生长。(2)Kruskal-Wallis分析表明,草本和灌木,以及小高位芽、矮高位芽和地上芽植物在不同冠层结构间存在显著差异(P0.05)。(3)CCA排序表明不同生长型和生活型植物对冠层结构参数的响应不一致。在林下和林隙中心,物种分布受到林冠开度、叶面积指数、林下直射光、散射光和总光照这5个冠层结构参数的影响;而在林隙边缘,物种分布只与林冠开度、叶面积指数和林下散射光有关。     

基于粗糙集的林木冠层结构和光分布对净光合速率影响研究

以广东省东莞市大岭山森林公园33个乡土树种为研究对象,使用半球面影像技术和Li-6400光合仪分别获取林木冠层结构、光分布和光合作用指标,用方差分析和粗糙集理论进行评价。结果表明,林冠开度、叶面积指数、林下直射光、林下散射光、透光率和净光合速率均在各树种间存在极显著差异(p<0.0001),各指标在树种间的变化幅度也各不相同,其中林冠开度、林下直射光、林下散射光和透光率的变化幅度均超过了20%,分别为29.95%、20.40%、23.77%和22.56%,而叶面积指数和净光合速率的变化幅度分别为3.24和7.80。林冠结构和光分布均对林木净光合速率有重要贡献,但其影响程度不同。其中林冠开度最大,重要值为1/11,其余几项指标对光合作用的重要性相同,为2/33,略小于林冠开度的重要性。在评价林木冠层结构和光分布对净光合速率的综合影响力中,林冠开度贡献的权重最大,为0.27,林下直射光、林下散射光和透光率贡献的权重均为0.18。冠层结构和光分布对林木净光合速率的综合影响力在一定程度可指示冠层结构和光分布的合理性,与林木净光合速率大小不存在线性正相关关系,它只表明冠层结构和光分布对林木净光合速率的影响程度。     

北京市元宝槭和紫丁香叶片的功能性状和生态化学计量比及养分重吸收效率的城乡梯度差异

【目的】探究城市典型观赏树种养分限制沿城乡环境梯度的响应差异,以期为城市化下的城市森林观赏树种养分管理提供科学依据。【方法】分别于夏季和秋季沿北京城区–近郊–远郊梯度上采集典型观赏树种元宝槭和紫丁香的成熟叶和凋落叶,测定其6种叶片功能性状（叶鲜质量、叶干质量、叶面积、比叶面积、比叶质量、叶片含水率）和6种营养元素含量[（碳（C）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）],计算元素的化学计量比值和养分重吸收效率,比较元宝槭和紫丁香在叶片功能性状、生态化学计量特征以及养分重吸收效率上的差异;分析年均温度、年降水量、年均太阳辐射量等环境因子与元宝槭和紫丁香叶片功能性状、生态化学计量特征以及养分重吸收效率的相关性。【结果】叶片功能性状、营养元素含量及其化学计量比值对城市化有显著响应,且存在种间差异。沿城区到远郊梯度,元宝槭和紫丁香成熟期叶鲜质量、叶干质量、叶面积、比叶面积、叶片含水率整体呈上升趋势,而比叶质量降低。凋落期元宝槭叶片的叶鲜质量和叶干质量沿城乡梯度逐渐降低;紫丁香凋落叶的叶干质量和比叶质量在城乡梯度上呈先升高后降低的趋势,叶面积则逐渐变小。2个树种凋落叶的比叶面积均沿...     

抚育间伐对栓皮栎人工林及其目标树光环境的影响

为了探讨抚育间伐对栓皮栎人工林及其目标树光环境的影响,在登封林场40a生栓皮栎人工林内设置了2块面积为1hm~2固定样地(分别为间伐和对照样地),采用半球面影像技术和植物冠层技术获取了全林及目标树冠层图像,比较分析了间伐和对照样地冠层结构和光环境指标差异规律。结果表明,间伐样地林冠开度和林下光照辐射显著低于对照样地(P0.05),而叶面积指数和光照消减率则显著高于对照样地(P0.05);林冠开度与林下光照呈极显著正相关关系(P0.01),叶面积指数与林冠开度、林下光照呈极显著负相关关系(P0.01);间伐样地径阶为14,16,18cm的目标树平均叶面积指数均显著低于对照样地相应数值(P0.05),但间伐样地径阶20cm的目标树平均叶倾角和漫射透射系数均显著高于对照样地相应数值(P0.05)。抚育间伐改善了林分的冠层结构,林下光照强度增强,目标树光合有效辐射增加,光合能力得到明显提升。研究结果对于栓皮栎人工林大径材培育和制定人工促进天然更新措施具有一定参考价值。     

城市公园木本植物群落的叶面积指数与辐射消减效应

木本植物群落具有遮阴和辐射消减的功能,可以缓解城市夏季的热岛效应。为定量研究城市公园木本植物群落的辐射消减效应,选择江门市城区公园24个木本植物景观单元,采用半球面影像技术获取林冠影像,分析模拟城市公园植被冠层结构和林下光照条件。结果表明:1)江门城区公园木本植物景观单元的叶面积指数(ILAI)处于0.88~2.22之间,低于自然环境植被IN,LAI水平;2)冠层对光照的辐射消减率随ILAI的增加而增大,ILAI与直射光消减率和散射光消减率均呈极显著正相关;3)城区公园树木景观单元林冠下直射光的变异程度强于林下散射光,林冠对直射光的影响大于散射光;4)城市公园林冠对直射光和散射光的消减作用极显著,月际变化呈单峰分布,以6~8月消减量最大。     

台风对粤港澳大湾区城市森林群落结构的影响

探索台风灾害与城市森林群落结构特征的关系,为构建抗逆力强的城市森林生态系统提供科学依据。采用样方调查法,在粤港澳大湾区的广州、佛山和珠海市共设置186个样方,选取城市森林树种组成、径级、高度级和冠面积等级为指标,开展台风影响下城市森林群落结构特征差异比较研究。结果表明:珠海市城市森林树种丰富度均小于广州和佛山市;广州和佛山市的城市森林径级分布有明显的区位差异;珠海市城市森林树木的平均胸径比广州和佛山市高,但平均高度比广州和佛山市小。建议在台风灾害影响多发地的粤港澳大湾区城市森林群落构建中,选择小经级、低层和小冠层的抗风树种作为城市森林建设的主体,采用增大平均胸径、降低平均树高、保留适宜林冠层疏透性的群落结构调控策略,有利于构建抗台风能力强的城市森林森林生态系统。     

小兴安岭红松林冠层截留降雪特征及模拟

【目的】研究小兴安岭红松林林外降雪、林内穿透雪和林冠截雪特征,深入认识森林冠层对降雪截留再分配的影响,为定量评价该区域红松林的生态雪水文效应提供理论依据。【方法】连续2年冬季定位观测红松林林外降雪和林内穿透降雪特征,并调查林分结构因子,利用基于物理机制的半经验性理论降雪截留模型模拟红松林冠次截留雪量。【结果】2013年11月至2014年4月和2014年11月至2015年4月,共观测到17场降雪,平均次降雪量10.3 mm,平均次降雪强度4.41 mm·d-1;平均次穿透降雪量7.4 mm,平均次穿透率69.3%,次穿透降雪量和次穿透率均随次降雪量增加而增大;林冠次截留雪量与次降雪量呈较好的幂函数正相关关系,并与郁闭度显著正相关(P0.05),而林冠次降雪截留率与次降雪量呈负指数函数关系(P0.05),次降雪量、胸径、郁闭度、树高和坡度对林内次穿透雪量有显著影响;林冠截留降雪存在饱和截留量限制,林冠次降雪截留率随次降雪量增加逐渐降低;林冠次降雪截留率与次降雪量和郁闭度紧密相关(P0.05),而与胸径、树高、胸高断面积、林冠高度、林冠宽度、叶面积指数和坡度等指标相关性不显著。【结论】次降雪量和林冠郁闭度对林冠次截留雪量影响显著,次降雪量、胸径、郁闭度、树高和坡度对林内次穿透降雪量有显著影响。Pomeroy等(2002)和修正的降雪截留模型能较好拟合小兴安岭地区红松林冠次截留雪量。     

模拟林冠损伤对藜蒴栲群落林下植被生物多样性的影响

以2008年冰雪灾害对森林生态系统的破坏为背景,通过人工去除林冠层保留树干模拟森林的机械损伤,研究粤北小坑流域藜蒴栲群落林下植被的变化.结果表明:(1)试验1.5年后,去除林冠层、林下添加枯枝落叶的处理,林下灌木、草本科、种及乔木幼苗种的数量显著增加(P＜0.05);去除林冠层且地表枯落物层保持不变的处理,林下草本科、种数量增加显著,乔木幼苗及灌木科、种差异不显著(P＞0.05);林下添加枯枝落叶,林冠层不做处理,林下植被各生活型物种数有所减少,但差异不显著.(2)去除林冠层后,一些阳生种如野桐、山乌桕、山苍子、红紫珠、蕨状苔草、广东蛇葡萄等大量入侵并占据优势地位,林下植被盖度显著提高.(3)去除林冠层在短期内可显著增加林下植被生物多样性,添加枯落物对林下植被生物多样性影响不显著.     

云蒙山典型森林群落垂直结构研究

采用以树冠光竞争高度为基础的林分垂直层数量化方法研究了云蒙山几种典型森林群落的垂直结构特征,并将不同群落的垂直层划分结果与树高系统聚类分析结果相比较,发现在森林群落垂直层划分过程中,树冠光竞争高度附近的树被误划的几率较高;截止系数a = 0. 4时,平均误划率最低,为10. 10%。对几种森林群落结构指标相关性分析表明:森林群落垂直分层数与乔木高度多样性指数、树高变异系数及乔木物种多样性指数呈显著正相关;乔木高度多样性指数和树高变异系数与灌木层多样性指数呈极显著正相关,而与草本层多样性指数却均呈显著负相关。几种描述林分垂直结构的指标能很好地描述森林群落的垂直分层情况,同时森林群落的垂直结构对下层植物的物种组成具有重要影响。     

云南铁杉地理种源表型变异研究

采用以树冠光竞争高度为基础的林分垂直层数量化方法研究了云蒙山几种典型森林群落的垂直结构特征,并将不同群落的垂直层划分结果与树高系统聚类分析结果相比较,发现在森林群落垂直层划分过程中,树冠光竞争高度附近的树被误划的几率较高;截止系数a=0.4时,平均误划率最低,为10.10%.对几种森林群落结构指标相关性分析表明:森林群落垂直分层数与乔木高度多样性指数、树高变异系数及乔木物种多样性指数呈显著正相关;乔木高度多样性指数和树高变异系数与灌木层多样性指数呈极显著正相关,而与草本层多样性指数却均呈显著负相关.几种描述林分垂直结构的指标能很好地描述森林群落的垂直分层情况,同时森林群落的垂直结构对下层植物的物种组成具有重要影响.     

不同干扰背景下森林地表植被分布的多元分析

在4个不同干扰条件下的林分分别设置1 hm2样地(100 m×100 m)进行野外取样,对东莞市不同干扰背景下森林地表植被组成及其影响因子进行研究。结果表明,除趋势对应分析(DCA)可以明显地把4大类型分开,而典范对应分析(CCA)显示总光照立地因子、林冠开度、土壤pH值和土壤电导率对该地区地表植物群落及物种分布有着重要影响,在总光照立地因子较高、林冠开度较大、土壤pH值较高以及土壤电导率较低的地段,地表植物的多度也相对较高。土壤有机质对该地区地表植被的分布格局也有着重要影响。MRPP分析表明,地表植被物种组成与林分类型、林冠开度(OCO)、直射光立地因子(FDSF)、散射光立地因子(FISF)、叶面积指数(ILAI)、总光照立地因子(FTSF)、土壤pH值、土壤电导率(REC)、土壤有机质(mSOM)、土壤速效氮(mAvN)以及土壤速效钾(mAVK)等环境因子密切相关(p0.05)。指示种分析(ISA)表明,叶面积指数、林冠开度、林下光照因子的潜在指示种共有6种,2种为蕨类植物,1种为非禾本科草本植物,1种为禾本科草本,1种为草质藤本植物,1种为灌木。土壤因子共有15种潜在指示种,4种为蕨类植物,2种为非禾本科草本植物,1种为禾本科草本,4种为木质藤本植物,1种为草质藤本,2种为灌木。本研究探讨了影响地表植被组成和分布的多种因素及地表植被对这些环境因子的响应,找出了作为特定环境指示信号的指示植物,并提出了森林经营管理、生物多样性保育、退化生境恢复重建的对策。     

立地条件对勃氏甜龙竹冠层结构和林下光分布的影响

森林的冠层结构和林下光环境模拟是生态系统模型研究的热点。本文通过立地环境对勃氏甜龙竹林冠层结构和林下光辐射的影响研究,探讨丰产林分结构建立的新方法。结果表明:山顶与上坡地段(Ⅰ类立地)中,勃氏甜龙竹的生长状况较差,叶面积指数低,冠层透光率较大,林分开阔度、PPFD和光辐射立地系数高。中坡与下坡(Ⅱ类立地)的群落发育程度优于Ⅰ类立地,增加了树体对太阳辐射的截获量,群落透光率下降,林分郁闭度增大,林冠上层截获太阳辐射上升,消光系数较高。研究发现,CCA排序较好地解释了立地环境因子对冠层结构和林下光辐射的影响;立竹参数(除了丛数)与腐殖质层厚度有很好的一致性,腐殖质(养分)是立竹参数的根本;从CCA可以判断,Ⅱ类立地受到的腐殖质层厚度、林下盖度、立竹参数(除丛数)影响明显大于Ⅰ类立地。研究表明,选择中坡或者下坡栽培勃氏甜龙竹较为合适,建议在群落尺度上,勃氏甜龙竹林可以适当适量地栽种耐阴树种以增加群落的生境多样性和可占据生态位的多样性。     

宜昌市不同城市森林类型生态效益研究

本文通过对组成宜昌市城市森林生态系统的五个主要森林类型的环境生态效益进行初步研究、对比分析和评价，得出以下结论：１、不同的城市森林类型都有明显的减少地表径流、林冠截留、涵养水源及减少土地侵蚀量等水文效益。２、城市森林对环境小气候有明显改善作用，森林对小气候的改善作用与林分郁闭度、平均树高、林冠层厚度等林分因子密切相关。３、不同森林类型对环烷的生态效益具有显著的差异性，乔、灌、草立体结构的混交林优于树种、结构单一的森林类型。     

关帝山次生林区典型植物群落物种多样性垂直分布研究

为了分析和探讨海拔对植物多样性的影响,沿海拔梯度(1600–2600m),设定14个样地,对每个样地内对植物物种进行调查。结果表明:随海拔升高,群落优势种变化依次为:辽东栎、油松、白桦、红桦、华北落叶松和云杉。群落内乔木树种的平均树高和胸径表现为先增大后减小,最大树高和胸径表现为单峰变化。群落内不同生活型树种(针叶树和阔叶树)的最大树高表现为先增大后减小.阔叶树最大胸径无明显变化规律,针叶树最大胸径不断减小。中海拔群落内,针叶树种的最大树高和胸径高于阔叶树种。群落的Shannon-wiener指数和Margalef指数均表现为单峰变化,中海拔群落(1900–2200m)植物多样性最高,高于低海拔群落(1600–1900m)和高海拔群落(2200–2600m)。Shannon-wiener指数和Margalef指数反映出的植物α多样性变化与海拔高度显著相关。在研究地区,植物多样性变化与群落所处的海拔显著相关,此外,还与群落结构、物种组成、树种特性和人为干扰有关。图8表3参13。     

应用多重极化L—波段合成孔径雷达数据估测森林生物量,林冠结构和树…

本文报道了应用多重极化Ｌ－波段合成孔径雷达（ＳＡＲ）数据估测森林生物量，冠层结构和树种组成的主要研究成果。ＳＡＲ数据与树高，胸径，植株密度，方位和样地几何形状等因素呈显著相关（Ｐ＝０．０５或Ｐ＝０．０１），特别能反映硬阔叶林分子其它森林树种组间林冠特征差异（包括分枝形态，冠重量和面积），主要树种组内，树种组间与林结构的变化（包括树高，植株胸径和密度）以及一些低生物量和部分疏林地与潮湿土壤及枯枝落叶     

森林冠层结构的生态学研究现状与展望

林冠是树木光合作用的主要层次,林冠结构造成的林下光环境差异对于植物的生长和群落的更新演替有着重要的生态学意义。冠层结构的重要作用已引起全球生态学家的高度重视,国际科学界已举行了三届国际冠层大会,认为合作并发展全球冠层研究计划是必须的。文章较系统地介绍了国内外冠层结构、林内环境、林下植被组成及土壤环境之间的一系列相互关系的研究进展,并将近年来有关森林冠层结构最新研究方法作简单介绍,为今后的同类研究提供参考。     

冠层结构对林下经济植物的影响

应用美国Co-operatively公司生产的DELTA-T冠层分析仪及软件,对辽东地区5种林下经济植物生长区域林下光环境特性和冠层结构指标光合光量子通量密度(PPFD)、总空隙度(gap fraction)、叶面积指数(LAI)、平均叶倾角(MLA)等的研究结果表明,大叶芹和五味子更喜欢林下直射光,而移山参、穿龙薯蓣和细辛更适应林下散射光。     

应用多重极化L─波段合成孔径雷达数据估测森林生物量、林冠结构和树种组成（上）

本文报道了应用多重极化Ｌ－波段合成孔径雷达（ＳＡＲ）数据估测森林生物量、冠层结构和树种组成的主要研究成果。ＳＡＲ数据与树高、胸径、植株密度、方位和样地几何形状等因素呈显著相关（Ｐ＝０．０５或Ｐ＝０．０１），特别能反映硬阔叶林分子其它森林树种组间林冠特征差异（包括分枝形态、树冠重量和面积）、主要树种组内、树种组间与林分结构的变化（包括树高、植株胸径和密度）以及一些低生物量和部分疏林地与潮湿土壤及枯枝落叶层的分布和裸露程度。     

快速城市化过程中深圳森林小群落结构特征及其多样性研究

以深圳城市森林小群落为例,研究群落个体数与直径、高度、物种数之间的结构相关性;选用10种多样性指数,分别以丰富度、均匀度、物种多样性的综合指数值和排序,描述和比较深圳城市森林小群落多样性差异和水平;提出蓄积指数的概念和群落综合指数K以及应用于多样性比较的方法;指出多样性分析应考虑胸径结构,树高结构,并统一可比性标准.结果表明:深圳市各小群落的多样性综合指数K值在3.21～16.65之间,以蓄积水平为Ⅰ级的桉树群落多样性最小,平均综合指数K值为9.11.