长白山阔叶红松林的温度效应

森林温度特征的研究是揭示森林生态系统功能、评估森林环境效益的基础.对2004年长白山阔叶红松林林内外空气温度和土壤温度进行了观测,结果表明:林内外空气温度、土壤温度明显不同.白天林内气温一般低于林外,夜间高于林外.昼间气温差夏季较大,7月平均差值为1.6 ℃;夜间气温差冬季较大,1月平均差值为1.5℃.空气温度和土壤温度的日振幅总是林内小于林外,7月空气温度日振幅林内比林外低1.7℃,4月土壤温度日振幅林内比林外低5.8℃.     

千烟洲人工针叶林对温湿环境的调节作用

森林对气候有调节作用是森林生态服务功能的体现之一。森林小气候研究有助于深入了解森林生态系统对气候调节的特征及其机制,进而为农林生产提供理论指导。本研究以千烟洲亚热带人工针叶林为对象,以2005—2014年林外与林内平行观测数据为基础,通过对比林内外的温度、湿度差异,研究中亚热带人工林对小气候中的温度、湿度要素的调节作用,并进一步研究了10年时间尺度上森林对温湿环境调节作用的时间动态特征。结果表明,该人工林对温湿环境表现出了显著的调节作用。林内气温多年平均值低于林外0.5℃,林内月最高气温低于林外2.0℃,月最低气温高于林外0.4℃。随着林龄从20年增长到30年,夏季的降温效应显著增强,对最高气温和最低气温的调节作用显著增强。该人工林林内水汽压高于林外,表现出明显的增湿效应。从2005—2014年,林内水汽压呈显著升高趋势。森林对土壤温度的调节作用大于对气温的调节作用,林内5 cm深土壤温度多年均值比林外低3.6℃。炎热的夏季表现为极显著的降温作用,冬季表现出极显著的保温作用;对土壤温度的调节作用没有随着林龄的增长呈现出明显的变化趋势,而是受到土壤含水量的影响。     

森林与空旷地空气温湿度及土壤温度的长期对比研究

森林对温湿度的影响是其生态功能的基础,为了探讨森林的这种小气候效应,本文采用小气候对比观测的方法,根据2005 -2007年观测资料,对长白山阔叶红松林与附近空旷地温度、湿度等小气候要素进行了差异性研究.结果表明,林内近地表层空气温度白天低于林外空旷地,晚间高于林外空旷地,因而具有较低的日较差.非生长季二者的月平均值差异不显著,但生长季差异明显,月平均气温最高差值出现季节与森林叶面积指数最大值出现时间一致.气温年较差的平均值林内小于空旷地,差值可达6.3℃.年均森林与空旷地土壤温度全年均表现出明显差异,以0℃为界,0℃以上,林内土壤温度低于空旷地,0℃以下高于空旷地,其中2005年1月5 cm深处土壤温度差值达到了5.3℃.空气相对湿度生长季差异较大,其中以7、8月份差异最为明显,2006年7月差值最大,达7.0％.     

城市森林冠层对小气候调节作用

为了客观反映城市森林冠层的温湿效应,发挥城市森林冠层调节小气候的作用,使用Decagon微气象监测系统对南京城市森林冠层光照、温度、相对湿度等微气候因子进行长期监测,以林外的实验观测作为对照,分析了城市森林冠层内部小气候特征和对小气候的调节作用。结果表明:生长期冠层内部太阳辐射呈双峰或多峰曲线变化,林外与冠层内部太阳辐射差由大到小为夏季、秋季、春季、冬季;冠层内部与林外的气温和相对湿度日变化规律均呈抛物线变化,夏、秋季冠层降温作用高于春、冬季,春、夏、秋季白天冠层与林外温差大,夜间温差小,春、夏、秋季冠层相对湿度在任意时段均高于林外,冬季午后冠层相对湿度低于林外,城市森林冠层在夏、秋季的保湿效果优于春、冬季,城市森林冠层气温日最高值出现时刻比林外约晚30 min;除冠层内部太阳辐射与林外气温相关性不显著外,其他气象因子之间均呈极显著的相关性(P0.01)。城市森林冠层在削减太阳辐射、降温增湿、缓和冠层内部温湿度变化和对高温的滞后效果等调节小气候和改善气候舒适度方面具有显著的作用。     

马占相思人工林温湿效应的时空动态

对马占相思人工林温湿两方面11年定位观测资料进行了总结。分析了马占相思人工林空气及土壤温湿度在空间（水平的和垂直的）和时间尺度（年、季、日）上的动态变化。从功能上来看,可把马占相思人工林的温湿效应简要地概括为调温（湿季降温、干季保温0、滞缓温变以及增温3个方面,具体体现在：①约7龄的马占相思人工林即可表现出较为明显而稳定的温湿效应。林内11年的平均气温（21.7℃）比林外低0.5℃,表层土壤（0－20cm）的平均温度（21.3℃）比林外低2.0℃。马占相思林内极端最高温小于林外,极端最低温则高于林外。林分的降温效应湿季比干季明显,保温效应主要体现在湿季的深夜和干季气温较低的时候。②林内白天各垂直层的气温随距地高度的增加而降低,诳晚出现随高度增加气温升高的逆温现象。干季各层气温间的分异要比湿季明显。在湿季,土壤温度从地表层开始向下逐渐递减;干季0－5cm处的地温呈递减趋势,深于5cm则土温随浓度的增加而增加。一般林内的气温变化要滞后于林外1－2h。③马占相思林内的平均相对湿度为82％,比林外高4％。在晴天,林内相对湿度的变化呈“U”型,林内空气湿度随高度增加而下降,但在湿季,接近林冠约7m处的湿度要大于近地表和林冠上层。土壤湿度在0－40cm处随土层浓度的增加而增加,40－120cm处则随土层浓度的增加而逐渐减少。     

边缘效应对原始花旗松林冬季温度的影响

由林缘到林内,夏季温度有明显的梯度变化,但还未有人对其它季节的温度变化,进行研究,自1991年10至1992年5月,对林缘至原始花旗松林林内的温度,进行了连续的实地测量,并与相应的夏季温度变化加以比较,主要研究目的,是测定沿林缘两侧,是否存在有一最小的温度阈值,当温度低于这个阈值时,林缘及林内的温度差异会消失。研究中,由林缘到240m的林风,设立了一条样带0,30,60,120,180,和240m,6处装设气象站,每30min连续记录气温、土壤温度和其他微气象指标。通过计算每点的相对温度并同实际温度加以对比,夏季和冬季的林缘效应显著性指数（Significance of edge influences,SEI)进行了分析。此外,计算了不同气象条件下的林缘效应深度（EDI）。结果表明,非夏季最小的气温阈值在0℃左右。土温的变化则因土壤很少结冻,而存在明显不同的最小的温度阈值格局。林缘效应对土壤温度的影响,比对气温的影响更显著,但冬季和夏季之间没有太大的差异,但以DEI而论,林缘效应对气温的影响比较大,对非生长季节气候库子沿林缘梯度的分析,有助于进一步了解几个相关的生物和非生物过程。     

鼎湖山针阔叶混交林小气候调节效应

森林小气候监测对于评价森林对全球气候变化的响应与反馈有重要意义。选取2010年鼎湖山针阔叶混交林通量塔林内气象资料及其附近气象站空旷地同时段内气象资料,对两站点的气温、湿度、地温等小气候因子的日变化及月变化进行分析和对比。结果表明:(1)混交林年均气温、大气相对湿度和地表温度分别为19.8℃、86.5%、20℃,空旷地分别为22.1℃、79.1%、24℃。混交林内年均气温与地温分别比空旷地低2.3℃、4℃,年均相对湿度比空旷地高7.4%,土壤各层湿度明显高于空旷地,表现出良好的降温、增湿、涵养水源的小气候效应。(2)二者气温、大气湿度、土壤温度的差值均为白天大于晚上,在10:00—17:00差异明显,表明针阔叶混交林的降温和增湿作用白天大于夜晚。气温和土壤温度差值在湿季大于干季,而相对湿度差值在干季大于湿季,表明针阔叶混交林的降温作用湿季大于干季,增湿作用干季大于湿季。这种小气候调节作用是由南亚热带特殊的气候条件及植被类型决定的。     

哀牢山和玉龙雪山不同海拔林内外温湿特征比较

以哀牢山和玉龙雪山不同海拔森林生态系统为研究对象,利用各海拔的林内、外气温、相对湿度观测数据,比较分析了两地不同海拔林内、外小气候特征及其变化规律。结果表明,哀牢山、玉龙雪山各海拔的林内、外气温年变化趋势均呈倒U型,雨季(5—10月)高于干季(11—4月),林外气温高于林内。哀牢山各海拔森林对气温影响(林内外气温差)强于玉龙雪山。林内外气温差绝对值一般随海拔增加而增大。年尺度上,哀牢山林内气温低于林外,玉龙雪山除3540 m也低于林外,显示出两种山地森林具有一定的降温调节作用。哀牢山年林内气温随海拔高度递减比率(0.52℃·100 m~(-1))略大于林外(0.50℃·100m~(-1)),均小于玉龙雪山(林内为0.55℃·100 m~(-1)、林外为0.56℃·100 m~(-1))。哀牢山、玉龙雪山各海拔林内、外相对湿度年变化趋势也呈倒U型,雨季大于干季,林外低于林内。年尺度上,高海拔的相对湿度较大。总体上,哀牢山、玉龙雪山森林兼有调节气温和相对湿度的作用,哀牢山森林对降低气温的调节能力更强,玉龙雪山森林增湿调节能力更强。     

广西亚热带主要森林植被气候及水文生态功能规律的研究

1980-1991年对广西亚热带主要森林植被及草坡地的气象及水文要素进行定位对比研究表明,郁闭度较大的林分内年均气温及年较差比林外低0.1-0.7℃;但年均相对湿度比林外高0.7-6.7%;林内地面年均温及年较差比林外低2.3-7.8℃,相同层次的土壤年均温及年较差比林外低1.6-4.6℃.林内年均水面蒸发量比林外减少51.3一73.0%.各林分的林冠截留量占降雨量9.9-15.8%;树干茎流量占0.5-3.3%;穿透水量占83.9-88.0%.林地枯落物层的最大蓄水量一般比草地大4-13倍.林地年均地表径流量为0.46-22.31mm,一般比草地减少35.2-93.8%.     

广州南沙与珠海淇澳红树林湿地的温湿度效应比较

于2017年期间,每日间隔1h自动监测1次,同步测定广州南沙湿地与珠海淇澳红树林林内、林外旷地的气温及大气相对湿度,比较研究不同地点红树林生境的生态效应。结果表明,两地红树林林内气温一直低于林外旷地,相对湿度则高于旷地。南沙红树林日降温最大值6.832℃,平均降温0.733℃,平均降温率3.092%;日增湿最大值23.416%,平均增湿5.528%,平均增湿率6.345%。淇澳红树林日降温最大值6.607℃,平均降温1.722℃,平均降温率7.011%;日增湿度最大值45.044%,平均增湿1.681%,平均增湿率1.942%。两地红树林林内气温年均值比较,南沙比淇澳高0.126℃,林外旷地气温年均值淇澳比南沙高0.862℃;红树林林内湿度年均值南沙比淇澳高4.427%,林外旷地湿度年均值南沙比淇澳高0.581%。总体上,两地红树林的降温、增湿效应均明显,其中淇澳红树林降温效应更明显,而南沙红树林增湿效应更明显。     

哀牢山亚热带常绿阔叶林内外地温分布特征

地温是森林气候重要的环境因素之一,与植物生长密切相关,对地温的深入研究有助于揭示森林生态系统功能和评估森林环境效益。本文利用哀牢山亚热带常绿阔叶林林内和林外旷地(气象站)地温数据,分析发现:哀牢山亚热带常绿阔叶林林内外的地温均呈单峰型日变化,与林外相比,林内地温具有明显日变化的深度较浅(仅在20cm深度以上);林内平均地温具有显著日变化的深度在春季和秋季(20cm)要大于夏季和冬季(15cm);与林外相比,林内各层地温均小于同层的林外地温,并且林内地温的日变幅和年变幅也小于同深度的林外地温。总体来看,林外地温的年变幅和日变幅大于林内。     

长白山阔叶红松林皆伐迹地土壤呼吸作用

 利用静态箱式法测量长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林伐后13年的皆伐迹地土壤呼吸作用。分析表明，皆伐迹地土壤呼吸作用日变化趋势呈单峰曲线，峰谷值出现时间较林地提前2～4 h，与土壤5 cm深度温度变化趋势基本一致。整个生长季节皆伐迹地土壤呼吸速率约为林地的75%，土壤温度与土壤呼吸作用存在显著的指数关系。在降水量集中的生长季，土壤水分对土壤呼吸作用具有一定的抑制作用，利用温度和水分双因子模型可以较好地解释皆伐迹地土壤呼吸作用的变异。阔叶红松林皆伐后生物量减少和微环境变化是造成土壤呼吸作用强度和动态特征发生变化的重要原因。     

长白山红松阔叶混交林森林天然更新条件的研究

研究长白山红松阔叶混交林森林天然更新的变化规律及其条件,红松阔叶混交林是长白山主要的森林类型,保存不多,对于研究以前森林经营有重要意义。研究的目的在于揭示红松天然更新规律及其与森林组成结构的关系。研究结果表明,红松阔叶混交林天然更新与森林群落类型,海拔,森林植物条件及人类活动等干扰极大关系,一般在陡坡或山脊上胡枝子作树红松林中,那里林冠郁闭度达到80％－90％或更大,林分中红松组成也更大,红松天然更新良好。每公顷有红松幼苗和小幼树万株以上,但是在郁闭的红松林冠下,很少能长大。在大部分的阔叶红松混次林中,除了林冠比较郁闭的地方外,针叶树包括红松在内的天然更新通常稀少,每公顷仅有幼苗幼树数千株,其中大部是阔叶树,随着海拔上升到一定范围,在更新中云冷杉的成分增加,老择伐迹地由于林下植被密,常常缺乏更新。74．2％耐荫树种的幼苗幼树是在林冠下观查到,它们70％以上分布于离立木2．5 m以内,这正好等于林木平均冠幅的半径,所以,红松和耐荫树种幼苗的更新最好是在郁闭的林分下。     

季节增温方式对小兴安岭红松针阔混交林演替的潜在影响

应用林窗模型LINKAGES对小兴安岭红松针阔混交林在不同季节增温方式下的未来演替过程进行了模拟预测.以温度增加5℃、降水无明显变化作为未来变暖气候的模拟假设,共设计3种气候变暖方式预案,分别为冬季增温幅度大于夏季、冬季与夏季增温幅度相同以及冬季增温幅度小于夏季.模拟结果表明,当冬季增温幅度大于夏季时,小兴安岭现存林分的演替受气候变暖的影响相对最小,树种组成仍然能够保持较为稳定的针阔混交林状态;当冬季增温幅度小于夏季时,现存林分的演替受气候变暖的影响最显著,树种衰退最迅速.可见,小兴安岭针阔混交林的演替与未来的增温方式关系密切,上限温度是现存树种能否继续存活的重要决定因子.     

长白山阔叶红松林不同演替阶段林下红松幼苗能量与养分季节动态

为了解林下红松幼苗生长和养分存储季节动态,以长白山原始阔叶红松林(原始林)和次生杨桦林(次生林)林下2年生红松幼苗为对象,研究林下光合有效辐射(PAR)、幼苗生物量、非结构性碳水化合物(NSC)、全氮(N)和全磷(P)等指标的季节变化,分析两林分林下光照的季节动态及其差异对红松幼苗生长和养分积累的影响。结果表明: 原始林和次生林林下月PAR累积量季节变化都呈“双峰”型,夏季为郁闭期,两林分林下光线弱。春季和秋季为阔叶树无叶期,林下光照条件变好,且次生林林下光照明显好于原始林;原始林和次生林红松幼苗的生物量、NSC、全N和全P浓度的季节动态与林下光照的季节变化基本一致,在春季和秋季表现为显著增加,在夏季呈下降趋势。春季幼苗的淀粉浓度增加,夏季淀粉和可溶性糖浓度均逐渐降低,到8月达到最低值,秋季可溶性糖浓度显著升高。春季和秋季次生林林下幼苗的生物量和NSC浓度整体上均显著高于原始林,而夏季两林分差异不显著。因此,春季和秋季的林下光照条件差异是影响原始林和次生林中红松幼苗养分积累和生长更新差异的主要原因。     

长白山阔叶红松林生态系统的呼吸速率

利用Li-6400便携式CO₂分析系统测定长白山原始阔叶红松林生态系统土壤呼吸、乔灌木的枝干呼吸和叶呼吸; 同步监测森林小气候气象因子;建立土壤、树干、叶与环境因子间的模型.根据阔叶红松林植被群落的特性,估算阔叶红松林生态系统不同组分呼吸速率.结果表明,阔叶红松林生态系统呼吸具有明显的成熟林特征,生态系统总呼吸量为1602.8 g C·m^-2.整个生态系统年平均呼吸速率为（4.37±2.98）μmol·m^-2·s^-1 (24 h平均数).其中,土壤呼吸、枝干和叶呼吸分别占整个森林生态系统呼吸的63%、16%和21%.乔木、灌木和草本叶呼吸速率分别占阔叶红松林生态系统植物呼吸的89.82%、5.57%和4.61%.阔叶红松林生态系统呼吸速率与大气和土壤温度之间呈显著的指数关系.大气和土壤温度能分别反映阔叶红松林生态系统呼吸的87%和95%.     

长白山阔叶红松林土壤氮化亚氮和甲烷的通量研究

采用静态箱／气相色谱分析方法对长白山阔叶红松林两个处理的N2O和CH4通量进行了研究．结果表明,凋落物对土壤N2O排放和CH4吸收的影响是显著的,影响程度分别是36．9％和23．4％．两个处理的N2O排放通量季节变化趋势相似：夏季(6～8月)的排放通量最高,春季(3～5月)次之,秋(9～11月)冬(12～1月)两季较低．其日变化趋势也相似：最大值都出现在18：00,最小值都出现在12：00和14：00．CH4吸收通量的季节变化趋势也很相似：夏秋两季的吸收通量明显高于春冬两季的吸收通量．其日变化趋势也相似：从14：00开始持续上升到18：00达到最大值,然后持续下降到早晨6：00达到通量的最小值．研究还发现,长白山阔叶红松林土壤的N2O排放和CH4吸收间存在着一种负线性相关关系．     

长白山阔叶红松林夏季温度特征研究

森林是陆地生态系统的重要组成部分 ,而森林生态系统的生产、呼吸等生态过程都受温度的制约。对森林温度特征的研究 ,是揭示森林生态系统功能 ,评估森林对环境综合效益的基础。早在 2 0世纪初 ,德国学者Ｇｅｉｇｅｒ[8] 就作了赤松林气温日变化研究 ,随之 ,后人也作了大量的相关工作 ,对森林温度特征认识逐步深化[1～ 3,5,7] 。长白山阔叶红松林是我国东北东部中温带湿润气候区最重要的森林植被类型 ,是中国东北样带东部最典型的生态系统。它对调节气候 ,稳定生态平衡有着重要作用。此研究通过对长白山阔叶红松林林内空气温度与土壤温度进行…     

长白山阔叶红松林不同演替阶段土壤团聚体粒径组成及有机碳含量变化

阔叶红松林是我国东北重要的原生群落,其土壤团聚体在森林生态系统碳固定中具有重要作用.本研究采用空间代替时间的方法,选取白桦幼龄林、白桦中龄林、白桦成熟林、阔叶红松成熟林和阔叶红松过熟林5个不同演替序列,通过湿筛法研究长白山天然针阔混交林群落恢复演替中土壤团聚体粒径组成及有机碳含量的变化.结果表明: 土壤团聚体粒径组成受演替过程影响较大,不同演替阶段下土壤团聚体各粒级所占比例差异显著.团聚体平均质量直径随演替的进行表现为先升高再降低的单峰形式,且最高点出现在白桦成熟林阶段.土壤中不同粒级的团聚体内有机碳含量随着演替的进行呈先增加后略有下降的趋势,且团聚体内有机碳含量最大值出现在阔叶红松成熟林阶段.在同一演替阶段下,0～5和5～10 cm土层(除演替末期的阔叶红松过熟林外)中的各粒径团聚体内有机碳含量都随着粒径的减小而增加,而10～20 cm土层中的各粒径团聚体内有机碳含量都随着粒径的减小而减小.从演替初期的白桦幼龄林到演替末期的阔叶红松过熟林,每个样地内的同一粒径团聚体内有机碳含量均具有明显的垂直分布特性,均随着土层深度的增加而显著降低.     

温带落叶阔叶林冠层CO2浓度的时空变异

为了研究温带落叶阔叶林CO₂浓度(摩尔分数, [CO₂])的时空变化特征, 利用帽儿山通量塔8层[CO₂]廓线系统分析了[CO₂]的时间动态及垂直梯度, 并结合森林小气候的同步测定数据探讨了影响[CO₂]时空变化的因子。结果表明: 帽儿山温带落叶阔叶林的[CO₂]及其垂直梯度具有明显的日变化和季节变化。在日尺度上, [CO₂]呈“单峰”曲线, 在夜间或日出前后出现最大值, 日出后迅速降低, 在午后达到最低值, 日落时分又开始迅速升高。在季节尺度上, 生长季的[CO₂]日变幅明显大于非生长季, 且冬季(1、2和12月)白天呈“V”型, 其他季节白天呈“U”型, 这与白天对流边界层的持续时间随季节的变化趋势一致。在垂直方向上, [CO₂]及其日变幅随高度增加而降低, 并且在生长季夜间湍流交换较弱时其垂直梯度最显著; 植被冠层的光合作用改变了生长旺季白天的[CO₂]垂直格局, 使冠层高度的[CO₂]最低; 休眠季节该垂直梯度大大减弱。近地层日均[CO₂]与土壤温度的趋势相似, 呈单峰曲线; 而林冠上[CO₂]在5月初和10月各出现一次峰值, 最低值出现在8月初, 与植被光合作用紧密相关。日尺度上[CO₂]及其垂直梯度主要受控于大气边界层和生态系统碳代谢过程; 年尺度上近地层[CO₂]主要受控于土壤呼吸, 而林冠上的[CO₂]则受生态系统光合作用和呼吸作用的共同控制。