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。     

西双版纳热带次生林林窗小气候要素的时空分布特征

利用西双版纳雾凉季和干热季热带次生林林窗的小气候垂直观测资料,探讨了昼间林窗区域树表温、气温、水汽压及相对湿度的时空分布和变化规律,指出在林窗区域,林窗边缘不仅具有显著的热力效应,同样具有明显的水汽效应。并由此构成了林窗区域立体空间的环境异质性,其结果对深入探讨林窗区域的热量、水汽传输,小气候的形成机制,生物多样性和更新等问题均具有重要意义。利用西双版纳雾凉季和干热季热带次生林林窗的小气候垂直观测资料,探讨了昼间林窗区域树表温、气温、水汽压及相对湿度的时空分布和变化规律,指出在林窗区域,林窗边缘不仅具有显著的热力效应,同样具有明显的水汽效应。并由此构成了林窗区域立体空间的环境异质性,其结果对深入探讨林窗区域的热量、水汽传输,小气候的形成机制,生物多样性和更新等问题均具有重要意义。     

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。     

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．     

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。     

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。     

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。     

西双版纳热带雨林干季林冠层雾露形成的小气候特征研究

对西双版纳热带雨林干季林冠层雾露形成的小气候特征进行了观测研究。结果表明,雾露首先形成于最上林冠层,林下露水的形成迟于林上3～4h,林下雾是由上层雾变浓、下沉而来。夜间,雾形成前,气温高于叶表温;雾形成后,气温则低于叶表温,且气温及叶表温均有回升。雾露的形成不仅凝结了水汽进入森林,同时也对森林起到了一定的保温作用,这对热带雨林的生存和发展具有致关重要的作用。     

西双版纳热带季节雨林水热通量

利用西双版纳热带季节雨林2003和2004年常规气象、生物量以及水热通量观测资料,对该林地两年内各能量分量的数值大小和变化规律、能量分配以及水量平衡特征等进行了分析研究。结果表明,2003和2004年净辐射总量分别为3516.4MJ/(m.2a)和3516.6MJ/(m.2a)。在能量分配过程中潜热通量占优势,2003年和2004年的总量分别是相应年份净辐射总量的46%和44%,显热通量则分别只有12%和11%。2003年和2004年林冠传导率均值分别为10.3mm/s和10.0mm/s,其中干热季期间的林冠传导率明显低于雾凉季和雨季。林冠传导率与叶面积指数和空气饱和水汽压差值之间分别呈极显著的正、负线性相关关系;它基本上不受土壤含水量的影响,只是当长期无雨或雨量很小导致土壤含水量低于0.15m3/m3时,林冠传导率才与土壤含水量间存在极显著的相关关系。西双版纳热带雨林2003和2004年的蒸散量分别是663mm和634mm,受浓雾和林冠传导率的综合影响,该森林生态系统干季蒸散量低于雨季,这是西双版纳热带季节雨林能够在水热极限条件下生存并良好发育的重要原因。     

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.     

热带季节雨林和人工橡胶林林冠截留雾水的比较研究

利用 4a( 1 999～ 2 0 0 2 )的雾水截留观测资料 ,对西双版纳热带季节雨林和人工橡胶林林冠截留雾水进行了研究。热带季节雨林和人工橡胶林全年由林冠截留的雾水分别达 89.4± 1 3.5 mm和 1 8.6± 2 .5 mm(平均值±标准差 ) (雾季各占 62 .9%± 4.8%和 91 .9%± 6.3% ) ,分别占全年降水量的 4.9%± 1 .7%和1 .1 %± 0 .2 %。年雾水截留量与年降雨量呈负相关关系。月雾水截留量与月均最低气温呈显著的负相关 ,与月均相对湿度、月均 0∶ 0 0～ 1 0∶ 0 0风速呈显著的正相关。热带季节雨林全年 68%± 5 %、人工橡胶林40 %± 4%的有雾天气里可以收集到雾水 (分别为 0 .38± 0 .2 7mm/ d和 0 .2 4± 0 .1 2 mm/ d) ,且日雾水截留量与气温和风速呈显著的相关 ,即 :气温越低、风速越大 ,日雾水截留量越多。对本地区热带季节雨林生态系统的健康生长和维持而言 ,雾及雾水极大的弥补了降雨量的不足 ,雾的这种作用在降雨量少的年份似乎更为重要     

引种植物定植区近地层光合有效辐射特征

为了探讨西双版纳热带植物园引种植物主要定植区近地层的光合有效辐射特征及其变化规律,利用2008—2009年不同季节的小气候观测资料,分析了西双版纳热带植物园引种植物主要定植区近地层的光合有效辐射的季节和日变化特征。结果表明:西双版纳热带植物园区域的光合有效辐射具有明显的日变化和季节差异,雨季最强,旷地的光合有效辐射日总量可达406.6mol·m-2·d-1,雾凉季最弱,旷地光合有效辐射日总量为236.0mol·m-2·d-1;由于受高大树木遮蔽的影响,在沟谷林、龙脑香林和树木园的光合有效辐射数值较低;受太阳高度角变化和林冠林隙的影响,在雨季近地层光合有效辐射会出现突跃现象。各引种植物定植区近地层的光合有效辐射的数值也不同,存在地域差异和季节差异。在具有高大树木、遮蔽较大的定植区,近地层光合有效辐射的数值较小;而遮蔽较小的定植区,情况则反之,近地层光合有效辐射的季节差异与旷地相似,雨季较大,雾凉季较小。在具有高大树木、遮蔽较大的定植区,近地层光合有效辐射与旷地的比值较小,不足旷地的10%,其中在具有多层多种森林群落结构的沟谷林,其最小比值(雾凉季)仅为1.6%;而遮蔽较小的定植区比值较大(>55%)在干热季其数...     

Convergent structural responses of tropical forests to diverse disturbance regimes

Size frequency distributions of canopy gaps are a hallmark of forest dynamics. But it remains unknown whether legacies of forest disturbance are influencing vertical size structure of landscapes, or space-filling in the canopy volume. We used data from LiDAR remote sensing to quantify distributions of canopy height and sizes of 434 501 canopy gaps in five tropical rain forest landscapes in Costa Rica and Hawaii. The sites represented a wide range of variation in structure and natural disturbance history, from canopy gap dynamics in lowland Costa Rica and Hawaii, to stages and types of stand-level dieback on upland Mauna Kea and Kohala volcanoes. Large differences in vertical canopy structure characterized these five tropical rain forest landscapes, some of which were related to known disturbance events. Although there were quantitative differences in the values of scaling exponents within and among sites, size frequency distributions of canopy gaps followed power laws at all sites and in all canopy height classes. Scaling relationships in gap size at different heights in the canopy were qualitatively similar at all sites, revealing a remarkable similarity despite clearly defined differences in species composition and modes of prevailing disturbance. These findings indicate that power-law gap-size frequency distributions are ubiquitous features of these five tropical rain forest landscapes, and suggest that mechanisms of forest disturbance may be secondary to other processes in determining vertical and horizontal size structure in canopies.