热带季节雨林林窗边缘不同热力作用面热力效应的季节变化特征

通过对热带季节雨林雾凉季和湿热季昼间林窗区域不同热力作用面的热力效应初步分析,指出在西双版纳,不论是雾凉季还是湿热季,热带季节雨林林窗边缘壁面均具有不可忽视的热力作用,且由于受林缘树木的影响,热力效应较强的东侧,北侧林缘壁面最大区域出现位置高于次生林林窗,而强度小于次生林林窗,显示了林窗边缘壁面的热力效应除与太阳高度角,太阳辐射的时间长短和强度有关之外,林窗边缘树木高度也是不可忽视的因子,其结果可为进一步研究林窗小气候形成机制提供研究基础,为研究林窗更新及生物多样性问题提供科学参考。     

热带次生林林窗不同热力作用面特征分析

利用热带次生林林窗边缘树表温和林窗区域地表温的观测资料,探讨了昼间林窗各热力作用面的热力效应及其变化规律,通过分析林窗边缘树表温和林窗地表温的变化,指出在林窗区域林窗边缘墙面是林冠面,林窗地面,林内地面之外的亲的第4热力作用面;各个热力作用面的热力效应随季节,位置和时刻的不同有着明显差异,在受浓雾影响的上午,林窗地面热力作用较强,在中午和下午林窗东侧林缘壁面,林窗东侧－东北侧地面的热力作用显著,中乖以林窗地面作用较强;而下午则以林窄边缘墙面作用较强,各个较力作用面的热力特征和相互作用将制约林窗的热力变化,影响植物的生长。     

西双版纳干季晴天次生林林窗气温时空分布特征

利用西双版纳干季(12月、4月)次生林林窗的温度观测资料,探讨了晴天林窗4方位的气温的空气变化特征。由于林窗的不同位置所受太阳辐射的影响不同,加之林缘热力效应的综合作用,林窗中存在明显的气温差异,特别是最高气温差异显著;气温最高值和气温日较差最大值不在林窗中央而出现在林窗东侧林缘树冠垂线外。这势必造成林窗不同区域热量传输的不同,形成林窗小气候的差异。其结果可为进一步研究森林林窗小气候及有关生态学现象提供基础。     

西双版纳热带次生林林窗干热季气温分布特征的初步分析

利用西双版干热季次生林林窗的温度观测资料,探讨了林窗４方位的气温时空变化特征。由于林窗不同区域所受太阳辐射的影响不同,加之林缘热力效应的综合作用,林窗中存在明显的气温差异,特别是最高气温差异显著;气温最高值和气温日较差最大值不在林窗中央而出现在林窗东侧林缘树冠垂线处。     

热带次生林林窗干热季光照特征初步分析

利用西双版纳干热季 ( 3～ 4月 )次生林林窗光照观测资料 ,探讨了林窗光照的时空变化特征。结果表明 :由于天气现象 (雾 )、太阳高度和林窗树木的共同影响 ,使得林窗区域光照强度在时空上均存在明显的差异 ;上午光照强度的时间变化不明显 ,光强高值区在林窗西南侧边缘 ;中午受太阳辐射的影响 ,各测点光强均迅速上升 ,尤以林窗偏东侧林缘最为突出 ,实际林窗边缘的光强远远大于扩展林窗边缘 ;平均光强最大区域由林窗西南侧向东北侧林缘移动 ,而林窗偏西侧受树木遮蔽影响 ,光强虽有增加 ,但由于实际林窗边缘的高光强维持时间较短 ,平均光强较小 ,特别是偏西侧的扩展林窗边缘 ,遮蔽影响较大 ,各时刻的光强均不大 ,形成平均光强的低值区 ;使得中午林窗区域光照强度不对称性更加显著 ,光强水平梯度增大 ;下午由于太阳西进 ,林窗区域均受到树木遮蔽影响 ,光强降低 ,水平梯度变化趋于和缓。在西双版纳干热季作为林窗主要热力作用面之一的林窗地表面 ,在不同时段其最大光强的数值和出现区域以及高光强维持时期均存在较大差异 ;使得林窗区域的光强分布存在时间差异和空间不对称性 ,如此的光强分布势必造成林窗不同区域热力作用的不同 ,进而导致林窗区域热量传输和热量储存的不同 ,产生不同的热力效应。本研究结果?     

西双版纳热带季节雨林林冠层温度与大气温度特征

根据2005年西双版纳热带季节雨林群落冠层植物表面温度以及林冠上、林冠下的气温资料,对热带季节雨林冠层温度和冠层气温及其之间的温度差异在不同季节的变化进行了分析。结果表明：热带季节雨林冠层温度除雾凉季夜间稍低于同层大气温度外,其他时间林冠温度皆高于同层大气温度,在雾凉季和干热季,热带季节雨林林冠上气温在大多数时刻高于林冠下气温;在中午前后林冠上气温低于林冠下气温。在平均温度较高的雨季,林冠上气温一直高于林冠下大气的温度;林冠上、林冠下气温之间的差异,显示西双版纳热带季节雨林林冠的生态效应对森林小气候的反馈作用;在雾凉季夜晚,热带季节雨林林冠温度与冠层气温与其他时间不同,雾凉季夜间低温是热带季节雨林能否存在的关键性限制因子。     

干季晴天橡胶林林窗温度剖线分布特征

以林窗北侧林缘为中心,研究了西双版纳地区橡胶林林窗及周国Ｎ－Ｓ样带上气温水平梯度分布。结果表明：干季落叶期林窗及周边主要热力作用面在地面,但林缘的增温效应也相当明显,各热力作用面热量收支是林窗小气候形成的物理基础;林缘冠层结构,林缘乔木高度与林窗直径之比,太阳高度角,方位角,天气状况将影响林窗辐射平衡各分量的变化,林缘乔木群落结构的不同是造成林窗小气候差异最直接的原因;     

西双版纳热带季节雨林晴天CO2交换的日变化和季节变化特征

应用2003年11月-2004年10月晴好天气涡度相关通量观测资料,对西双版纳热带季节雨林CO2交换的日变化和季节变化进行分析。结果表明：雾凉季、干热季和雨季的净生态系统CO2交换（NEE）均呈现出单峰型曲线的日变化趋势,昼间其变化规律较强,夜间呈波动状态。昼间NEE（取绝对值）雾凉季和雨季均显著大于干热季;夜间NEE雨季显著大于干热季,而干热季显著大于雾凉季。光合有效辐射是影响NEE日变化的主要因素,但不是造成季节差异的主要因素;饱和水汽压差和气温对NEE的季节差异有较大贡献。另外,应用Michaelis-Menten模型对昼间不同饱和水汽压差和气温下NEE对光合有效辐射的响应进行分析,结果表明：各季节较高饱和水汽压差下的表观最大光合速率（Pmax）、表观暗呼吸速率（Re）比较低饱和水汽压差下的Pmax、Re大,而表观光量子产额（α）则相反。各季节较高气温下的Re比较低气温下的Re大;雾凉季气温的差异对Pmax和α的影响较小;干热季和雨季较高气温下的α较小。     

西双版纳望天树林干热季不同林窗间的小气候差异

对西双版纳望天树林干热季不同林窗间的小气候差异进行了观测,对比分析了３个不同大小林窗（２００ｍ＾２、１４０ｍ＾２、６０ｍ＾２）内的温度、相对温度和光强分布状况及温度垂直分布形式。结果表明,各林窗内温度、温度日变化均比林内大,其中以大林窗最为明显,且最小林窗内的温湿度变化最为缓慢;林窗内的光照强度为林内的１０倍以上,大林窗中央地表温度及冠层０．５ｍ处气温、相对湿度日较差比最小林窗分别高１５．８℃、３     

热带季节雨林林窗辐射特征研究

利用不同季节热带季节雨林林窗、林内及旷地不同波长太阳辐射的实测资料,探讨了热带季节雨林林窗不同波长辐射特征。结果表明,热带季节雨林林窗中央和北侧林冠下的不同波长太阳辐射存在“突跃现象”,中午前后各辐射量值迅速达到最大后又急速下降;林窗内不同波长太阳辐射日总量值均大于林内,却小于旷地;林窗中央和北侧林冠下比较可见,在干热季、雨季和雨季后期,林窗中央的各辐射要素总量值高于北侧林冠下,但雾凉季时受浓雾和太阳高度以及方位的影响,各辐射要素总量值较北侧林冠下低;林窗中央的总辐射日总量在雨季太阳高度角最大时最高,雨季后期和干热季其次,雾凉季时最小;林窗中央和北侧林冠下的红外辐射及可见光在总辐射中所占份额随季节的变化而不同,充分显示了林窗辐射环境的异质性;与旷地和林内相比,林窗内各测点的红外辐射在总辐射中所占份额介于旷地和林内之间．高于旷地却低于林内;而可见光占总辐射的比值情况正好相反．另外,林窗可见光分配率的季节变化都大于红外辐射;热带季节雨林林窗育增加红外辐射、减少可见光的特征．     

Microclimatic buffering in forests of the future: the role of local water balance

Forest canopies buffer climate extremes and promote microclimates that may function as refugia for understory species under changing climate. However, the biophysical conditions that promote and maintain microclimatic buffering and its stability through time are largely unresolved. We posited that forest microclimatic buffering is sensitive to local water balance and canopy cover, and we measured this effect during the growing season across a climate gradient in forests of the northwestern United States (US). We found that forest canopies buffer extremes of maximum temperature and vapor pressure deficit (VPD), with biologically meaningful effect sizes. For example, during the growing season, maximum temperature and VPD under at least 50% forest canopy were 5.3°C and 1.1 kPa lower on average, respectively, compared to areas without canopy cover. Canopy buffering of temperature and vapor pressure deficit was greater at higher levels of canopy cover, and varied with water balance, implying that buffering effects are subject to changes in local hydrology. We project changes in the water balance for the mid‐21st century and predict how such changes may impact the ability of western US forests to buffer climate extremes. Our results suggest that some forests will lose their capacity to buffer climate extremes as sites become increasingly water limited. Changes in water balance combined with accelerating canopy losses due to increases in the frequency and severity of disturbance will create potentially non‐linear changes in the microclimate conditions of western US forests.     

Edge Effects of Linear Canopy Openings on Tropical Rain Forest Understory Microclimate

We investigated microclimatic edge gradients associated with grassy powerlines, paved highways and perennial creeks in wet tropical forest in northeastern Australia during wet and dry seasons. Photosynthetically active radiation, air temperature and vapor pressure deficit, soil temperature, canopy temperature, soil moisture, and air speed in the rain forest understory were measured during traverses perpendicular to the forest edge. Light intensity was elevated near the edges of powerlines, highways, and creeks, but this effect was strongest for creek edges. Air temperature and vapor pressure deficit were elevated near powerline edges in the dry season and highway edges in both wet and dry seasons but were not elevated near creek edges in either season. In contrast, soil moisture was lowered near creek edges but not near either powerline or highway edges. No edge gradients were detected for air speed. Canopy temperature was elevated near highway edges and lowered near powerline edges in the wet season but no edge gradients in canopy temperature were detected near creek edges in either the wet or the dry season. We suggest that these different edge gradients may be largely the result of differences in the fluxes of latent and sensible heat within each type of linear canopy opening, with periodic flood disturbance assisting by maintaining a more open canopy near creek edges. Our data indicate that the nature of the linear canopy opening is at least as important as the width in determining the nature and severity of microclimatic edge effects, analogous to the "matrix effect" of traditional fragmentation studies.     

热带次生林森窗平均气温空间分布特征的初步分析

森林群落演替更新作为生态学研究的核心问题 ,一直是研究热点 ,而群落演替更新的重要生态动力乃是自然或人为的干扰。国内外关于大尺度干扰对不同森林类型演替更新已有较详细的研究 ;从 2 0世纪 80年代初开始 ,小尺度的林窗干扰开始受到广泛重视。由于林窗是群落演替的起始地 ,其大小和环境变化程度决定了林窗发展的方向和速度 ,并且林窗的更新状况直接影响到顶级森林的结构、种类组成和种群动态。对于世界范围内的各种森林类型的更新和演替均有重要作用 [17] ,而在热带雨林中的作用更加显著和重要[15] ,因此 ,国外学者十分重视林窗的研究。…     

Study on canopy disturbance regime and mechanism of tree species diversity maintenance in the lower subtropical evergreen broad-leaved forest,South China

ABSTRACT

The canopy disturbance, the gap environment, gap regeneration and maintenance of tree species diversity in the lower subtropical evergreen broad-leaved forest (LSEBF) of South China were studied in this paper. The most common manner of gap formation in the forest was by stem breakage. Most gaps were formed by two gap makers. The sizes of most expanded gaps (EG) and canopy gaps (CG) were in the range of 100 – 300 m² and 50 – 100 m², respectively. The ecological factors in gaps were analysed on the basis of contrasting measurement of the microclimatic regimes in gaps of different sizes and in non-gap stands. Tree species in the LSEBF were classified into 5 ecological species groups on the bases of their changes in order of importance values in gaps and in non-gap stands. Most of the species reached their peak of regeneration density around the gap sizes of 100 m² and 500 m². The curves of regeneration density vs. gap age for major species revealed two types. Regeneration densities of most species, and species diversity indices in gaps were greater than those in non-gap stands.     

西双版纳望天树林林窗小气候特征研究

 对西双版纳望天树林林窗小气候要素的季节变化、水平差异进行了观测研究,并对比分析了两个大小不同林窗内温度垂直分布状况、相对湿度差别。结果表明：大林窗内温度、湿度、光照的日变化均比林内大;大林窗中央光照强度为林内的10倍以上,太阳总辐射量、净辐射量为林内的5倍以上,大林窗中央的蒸发耗热量大于林内,且均占各自净辐射的较大比例(70％～80％),干季大林窗内温度、湿度日变化比雨季剧烈,大林窗内具有两个加热层(幼苗冠层、地表),小林窗仅有一个加热层(幼树冠层),且前者的加热强度大于后者,相对湿度日变化则是大林窗内较剧烈。     

云南哀牢山常绿阔叶林林缘不同热力作用面热力特征

利用云南哀牢山原生的亚热带常绿阔叶林西南向边缘的表温观测资料,探讨了原生常绿阔叶林林缘区域不同热力作用面表温的水平、垂直分布特征及其差异。指出哀牢山原生的亚热带常绿阔叶林林缘与热带片断化季雨林林缘相同,其林缘壁面的热力效应同样是不可忽视的,在林缘区域构成了除了公认的林外地表面,林冠面和林内地表面3个热力作用面之外的一个新的第4热力作用面。对其进行深入研究,将有助于解释森林边缘的小气候效应和生物效应。