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。