林窗干扰与森林群落演替

林窗干扰是影响森林群落演替的一个重要因素。该文从林窗干扰和森林群落演替理论及林窗对森林群落微环境、植物入侵和定居、群落结构、群落演替的影响等方面简要介绍了当前国内外有关林窗干扰与森林群落演替的研究现状和研究前景。     

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。…     

大熊猫栖息地亚高山针叶林结构和动态特征

亚高山针叶林是大熊猫适宜的栖息环境 ,其结构和动态规律严重影响大熊猫的生存和繁衍及其进化潜力的维持 ,是恢复退化大熊猫栖息地的唯一科学依据。通过样方法和中心点四分法调查了大熊猫栖息地 4个亚高山针叶林样地和该样地所在森林的 6 2个林窗 ,研究了该类森林的结构及其更新与大熊猫主食竹生长、林窗干扰的关系 ,以期揭示亚高山针叶林的动态规律 ,为大熊猫栖息地的恢复提供科学依据。研究结果表明 :岷江冷杉 Abies faxoniana和紫果云杉 Picea purpurea是亚高山针叶林的主体 ,其所构成的森林是大熊猫重要的栖息环境。岷江冷杉种群年龄呈现连续分布格局 ,而紫果云杉种群年龄呈间歇性分布 ,其在 2 5 0～ 5 0 0 a之间没有更新。该类森林中普遍存在着林窗干扰和更新现象 ,90 %的林窗下分布有岷江冷杉和紫果云杉更新的幼苗、幼树和大树。但林窗内不同树种更新密度不同 :岷江冷杉更新幼苗、幼树和大树占所有更新树种的 82 .5 % ,而紫果云杉和糙皮桦的更新幼苗、幼树和大树占 11.3%。岷江冷杉和紫果云杉的更新同时受林下大熊猫主食竹生长状况的影响 :主食竹盖度高 ,更新树种幼苗、幼树的密度低 ,即主食竹的生长抑制了岷江冷杉和紫果云杉的更新。     

太阳坪米心水青冈林林窗更新动力学的初步研究

研究了太阳坪米心水青冈林中林窗的特征和更新行为。在５０００ｍ＾２的研究样地中,观察到林窗１０个,林窗面积占研究面积的４０．１％,平均大小２０１ｍ＾２。探讨了林窗的形成原因,米心水青冈的更新成分与林窗的大小呈正相关性。米心水青冈的更新是在由一个或几个林冠层树种死亡后形成的林窗中进行的。     

小径竹对亚高山暗针叶林优势 树种林窗更新的影响

在亚高山岷江冷杉林中选取面积≤50m2,50~150m2,>150m2的林窗,每种类型内均包含3种小径竹盖度(≤20%、20%~50%、>50%),共调查林窗9个,并调查包含这3种小径竹盖度的三块林下对照样地,研究了该类森林林窗更新与小径竹生长的关系。结果表明:(1)无论林窗大小,林窗内的更新幼苗数量都比林下的多,林窗更新是岷江冷杉群落更新的主要途径;(2)所选林窗均为发育早期,林窗对更新树种的种类组成和数量的影响主要表现在幼苗上。糙皮桦幼树及幼苗数量随林窗面积的增加而急速增加,它的更新更需要较大的林窗;(3)不同小径竹盖度下幼苗的密度呈现显著性变化,小径竹的生长明显抑制了森林幼苗的更新及填充的进程;(4)华西箭竹的分散程度随林窗面积的增大而降低,而平均高度和基径则有增加的趋势。     

树轮分析用于森林干扰强度推测的实例研究

树木年轮生长释放一直广泛应用于重建森林干扰,但没有直接的研究证明利用树木年轮分析建立的干扰强度的可靠程度,本文试图通过一个取自青海省互助国家森林公园(1987年经历过择伐)的样方进行验证.在40m×50m的青扦林样方内取胸径≥5cm的树木(124株)树轮芯样并测定胸径、树高和择伐后山杨(PopulusdavilianaDode)树桩(55个)的基径以及树木与树桩的距离.分析结果表明1987和1988年树木生长释放百分率为38.7%,与该林分的准确干扰强度37.7%(树桩基部断面积与该断面积加树木胸高断面积之和的比值)相接近.1980～1989年10a间树木生长释放百分率为62.9%,该10a间的平均干扰强度为37.0%(生长释放百分率62.9%/生长释放平均次数1.7),也接近于该林分的准确干扰强度,因而用树轮资料重建森林干扰强度是可行和可靠的.     

林窗对长苞冷杉自然更新幼苗存活和生长的影响

 长苞冷杉(Abies georgei)林是我国西南亚高山针叶林的重要类型之一,分布于海拔3 200～4 200 m。目前对于该森林林窗对树苗更新的调节还很少了解。通过1997～2000年对20个林窗的连续观测调查,研究了滇西北白马雪山自然保护区西坡亚高山长苞冷杉林林窗大小和林窗位置对自然更新幼苗存活和生长的影响。长苞冷杉针叶林林窗大小分布为,面积大于100 m2的大林窗占20%左右,中等林窗面积为50～100 m2,占35%左右,小林窗面积小于50 m2,占45%左右。4个生长季节的连续观测结果表明：林窗与林下非林窗内的幼苗大小和幼苗存活数量差异明显。林窗由小到大,单位面积内的自然更新苗木数量逐渐增加,大林窗中更新苗为小林窗的1.5倍左右,而林下的更新苗很少,0.5 ind.·10 m-2。中等林窗和小林窗内的幼苗数量在从南到中心到北的位置上几乎没有明显的差异;大林窗中存在由南到北的位置差异,更新幼苗数量逐渐增加。从更新幼苗的生长来看,中等林窗内的幼苗,高度最大、生长最快,定居阶段的平均年高生长为(7.8±0.5) cm·a-1,小林窗次之,大林窗和林下幼苗个体最小,生长最慢。更新幼苗的基径随林窗大小的变化与高度变化相似。进一步从林窗位置来看,中、小林窗幼苗大小和年平均高生长量几乎无位置差异,大林窗则由南到北,幼苗由大变小,年高生长量逐渐减低。从幼苗存活数量、生长大小来看,中等林窗大小是长苞冷杉幼苗更新的适宜面积,这为该类型退化亚高山针叶林恢复提供了一定的参考。     

神农架巴山冷杉群落更新特点及影响因素

采用样方法对神农架自然保护区巴山冷杉群落更新特性、环境因子对其更新的影响进行了研究.研究表明:(1)林窗更新是巴山冷杉群落重要的更新方式,以红桦为代表的阔叶树种和巴山冷杉等耐荫树种在林窗内外均存在更新差异;(2)巴山冷杉在林窗更新中具有最大优势,3a以下的巴山冷杉幼苗数量占45.7%,随着年龄的增加下降明显,7a以上的幼树数量只占6.3%;(3)用SPSS将影响巴山冷杉更新的四类环境因子进行主成分分析表明,林窗面积、坡向、林窗微环境、乔灌草盖度依次是影响巴山冷杉幼苗生长和分布的主要因子;(4)林窗微环境因子的相关分析表明,在不同的生活史阶段,更新影响因子重要性不同,光照水平和土壤水分分别对幼苗和幼树的生长具有显著影响;(5)坡向和密度的相关分析表明在北坡巴山冷杉更新幼苗数量丰富,灌草层是巴山冷杉更新过程的潜在障碍.     

鼎湖山林窗形成特征及其对幼树组成和多样性的影响

在对鼎湖山自然保护区植物群落动态长期监测的基础上,研究了保护区内各林窗成因、大小和年龄等形成特征,以及地形位置、附近同种的成年乔木等其它相关因子,探讨其对幼树组成和多样性的影响。林窗主要由山体滑坡、暴风雨或雷击大树、虫害等原因形成。结果显示,幼树组成、密度和多样性随林窗形成方式而异,因耐荫能力的差异使出现在林窗的植物不尽相同。林窗大小、年龄和地形位置的变化,导致植物更新生态位的分化,使幼树在林窗内分布形成同源种团。     

哀牢山中山湿性常绿阔叶林林窗特征研究

本研究以哀牢山中山湿性常绿阔叶林为研究对象,分析了该植被群落林窗的大小结构及干扰形成等空间特征。研究表明,林窗大小取决于林窗形成方式和形成木的种类、大小。实际林窗面积远小于扩展林窗面积,前者的平均面积仅约为后者的33．2％。在数量上,实际林窗和扩展林窗的面积分布均呈以上小林窗为主的偏态分布。但在总的林窗面积比例上,大林窗的所占的面积比更大。实际林窗中,100—200m2的林窗所占面积比达66．4％。扩展林窗中,200—300m2和400—500m2大小的面积比分别为33．1％和20．6％。由于该地区冬季强劲的风力,林窗形成方式以根倒和折干,分虽占形成木总数的35％和28％。风力是哀牢山中山湿性常绿阔叶林林窗形成的主要外部驱动力。多数林窗由1—3株形成木造成的。林窗形成木的种类绝大多数为变色锥、木果柯和硬壳柯三种群范上层的优势树种。这三个树种约占林窗形成木的78％。因此,对于林窗发生这种中小尺度干扰事件,群落上层的成势树种起着决定性的影响作用。其它冠层水平的乔木(如亚冠层)的扰动也可以产生林窗,但所占比例很小。林窗形成木的径级呈明显的偏正态分布,且以21-40、41-60和61-80cm的径级最为普遍,分别占总数的31．6％、20．0％和18．3％。这种径级的偏正态分布于林窗面积偏态分布十分吻合,表明形成木的径级大小与所产生的林窗的面积大小呈正比。     

林窗研究进展（综述）

林窗研究已为当前森林生态学关注的热点之一。它是森林循环更新的一个重要阶段,也是维持森林生物多样性的一个重要环境。本文从林窗的基础理论、概念、特征、林窗的影响作用、林窗模型以及林窗与森林经营等方面,简要介绍了当前国内外有关林窗的研究状况、热点及展望。     

林窗对格氏栲天然林更新层物种多样性和稳定性的影响

采用物种多样性指数和改进的M.Godron稳定性法研究林窗干扰对格氏栲(Castanopsis kawakamii)自然保护区天然林更新层物种多样性和稳定性的影响.结果表明:林窗干扰改善了微环境,表现在林窗和林下乔灌层树种重要值和多样性存在差异.林窗乔木层中丰富度指数R、优势度指数D、Shannon-Wiener指数H、均优多指数Z均高于林下,均匀度指数Js和群落优势度指数C低于林下;灌木层中R、D、H、Js、Z指数均高于林下,群落优势度指数C低于林下,林窗物种多样性更为丰富,生态优势种不明显,群落向复杂化和均匀化方向发展.林窗与林下乔木层Jaccard相似性系数Cj、Sorenson相似性系数CS、Bray-Curtis指数CN相对较低,Morista-Horn指数CmH较高,林窗对树种更新具有促进作用;灌木层相似性系数Cj、Cs、CN、CmH均较高,物种组成基本一致.根据M.Godron稳定性原理拟合出稳定性模型,林窗和林下乔木层分别为对数模型与二次函数模型,林窗和林下灌木层最佳拟合模型均为对数模型.林窗乔木层植物处于稳定状态,林下乔木层植物不稳定;林窗和林下灌木层植物均处于稳定状态.林窗和林下乔木层树种中以桂北木姜子(Litsea subcoriacea)重要值最高,说明其在森林更新中占有重要地位,可能对格氏栲种群更新产生较大影响.林下乔木层中格氏栲重要值较低,格氏栲更新存在困难,而林窗干扰促进了格氏栲的向上生长和重要值的提升,可有效实现格氏栲种群的更新和恢复.     

茂兰喀斯特森林林窗下木本植物多样性及其驱动力

喀斯特森林中的林窗多为中小尺度干扰形成的,是木本植物更新的重要场所,探索林窗下木本植物多样性维持及其驱动力对喀斯特退化森林更新及恢复有重要意义.本研究以茂兰国家级自然保护区内常绿落叶阔叶混交林林窗为对象,监测林窗特征,分析林窗下木本植物重要值、α多样性指数,明确林窗特征与植物多样性之间的关系,并分析生境因子对林窗下木本...     

林窗干扰研究

林窗是森林生态系统中一种普遍存在的现象,无论是健康的系统还是已经受到过度干扰的系统,林窗作为森林生态系统发展的重要驱动力,影响着森林的物种组成、结构以及森林的演替方向。因此,林窗研究能够为受干扰森林生态系统的恢复提供理论指导,并为森林生态系统的管理提供科学依据。本文从总结有关林窗的基本理论入手,重点介绍了近年来对林窗概念、基本特征、林窗产生后的生境条件变化以及生物对林窗环境变化的响应等研究概况,并对目前林窗研究的手段以及热点问题进行了总结,以期为今后的相关研究提供参考。     

马尾松人工林林窗大小对四种凋落叶质量损失和养分释放的影响

马尾松人工林乔木层植物凋落物的分解对林地养分平衡和系统物质循环具有重要意义,并可能受不同大小林窗下微环境差异的影响。采用凋落物袋分解法,以马尾松(Pinus massoniana)人工林人为砍伐形成的7个不同大小林窗(G1:100 m~2、G2:225 m~2、G3:400 m~2、C4:625 m~2、G5:900 m~2、G6:1225m~2、G7:1600 m~2)为研究对象,林下(G0)为对照,研究林窗大小对红椿(Toona ciliata)、桢楠(Phoebe zhennan)、香樟(Cinnamomum camphora)和马尾松4种乡土树种凋落叶质量损失及养分释放的影响。结果显示:1)林窗大小(G0-G7)显著影响林窗中心放置的红椿和桢楠凋落叶N和P释放率、香樟凋落叶失重率和N、P、K释放率以及马尾松凋落叶P和K释放率。相对于林下,中小型林窗(G1-G4)的凋落叶失重率和N、P释放率明显较大,而大型林窗(G6-G7)的凋落叶K释放率明显较大。2)林窗内放置位置显著影响红椿、桢楠和马尾松凋落叶的K释放率及香樟凋落叶的P释放率。红椿和桢楠的凋落叶K释放率从林窗中心到边缘显著减少,而马尾松凋落叶K释放率及香樟P释放率从林窗中心到边缘显著增加。3)4种凋落叶类型中红椿凋落叶分解最快,其分解50%和95%所需时间分别为5.29和23.14个月。上述结果表明,林窗大小和林窗内位置对凋落物质量损失及其养分释放具有显著影响,但影响大小及趋势随物种初始基质质量的差异具有明显变化,研究结果为亚热带低山丘陵区马尾松人工低效林的科学经营及管理提高了一定的科学依据。     

云南亚高山云冷杉林林窗的研究

研究了云南碧塔海两块亚高山云冷杉（Ｐｉｃｅａ－Ａｂｉｅｓ）林内中小尺度林窗的干扰体系,结果表明：林窗和扩展林窗分别占林地面积的１９％和４１％,平均面积为４４ｍ２和１３９ｍ２,林窗的形成频率为０．００５～０．００７／ｙ。估计平均林窗周期为１６７年。大多数林窗（占８７％）的制造林窗树木（ｇａｐ－ｍａｋｅｒ,简记为ＧＭ）为１个以上,平均每个林窗的ＧＭ为２．９个,同一林窗内的ＧＭ常常死于不同的时间。在所有调查的ＧＭ中,折断占６０％,而根拔和直立死亡分别为２８％和１２％     

格氏栲林林窗自然干扰规律

通过对格氏栲(Gastanopsis kawakamii)林林窗自然干扰的基本规律的研究,得到了描述林窗干扰状况的一些重要特征。结果表明：格氏栲林中扩展林窗(EG)所占面积比例为34．46％,而实际林窗(CG)所占的面积比例为17．81％,干扰频率每年分别为0．69％和0．36％,林窗干扰返回间隔期为281a;EG的大小变化为63～1257m^2之间,平均为244m^2,而CG的大小变化为22～707m^2之间,平均为126m^2;形成林窗的主要方式是干中折断,比例占36．22％,其次为枯立,比例占32．28形;大多数的林窗是由1～5株形成木形成,3株形成木形成的林窗最多;大多数林窗是在前50a形成的,其中10～40a之前形成的林窗最多;林窗分布格局是均匀分布型的。林窗形成木主要由格氏栲、大叶乌饭(Vaccinium mandarinorum)、山胡椒(Lindera glauca)、狗骨柴(Tricalysia dubi)组成。林窗形成木的地径主要集中在60cm以下,地径20～60cm的主林层乔木形成林窗的比例较大。     

川西亚高山针叶林林窗特征的研究

为探讨川西亚高山针叶林的林窗干扰特征 ,对王朗自然保护区的这一植被类型进行了调查 ,分析了该类型森林中林窗的数量、大小、形状及其成因 ;林窗形成木 (GM )的类型、数量和物种构成。结果表明 ,在川西亚高山原始针叶林林区 ,大多数形成木都是因树木达到一定年龄后衰老等原因引起其抗性下降而死亡的 ;由树木基折形成的林窗最为普遍 ,占 5 1 2 3% ,由干折形成的占 2 0 37% ;单株形成木林窗几乎达到所调查林窗的一半 (占总数的 4 6 99% ) ,平均每个林窗拥有 1 95株形成木。扩展林窗大小多在 10 0～ 4 0 0m2 ,10 0～ 2 0 0m2 所占的数量比例最大 ,占 2 6 5 1% ;而 30 0～ 4 0 0m2 所占的面积比例则最大 ,占 2 2 6 4 %。冠空隙的面积多在 2 0 0m2 以下 ,其中以 5 0～ 10 0m2 所占的数量比例和面积比例均为最大 ,分别为 32 5 3%、17 72 %。冠空隙、扩展林窗的平均面积为 71 6 8m2 、15 4 14m2 。     

典型阔叶红松林干扰历史重建及干扰形成机制

该文依托于小兴安岭典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林9 hm²森林动态监测样地, 对样地内林窗边缘主要树种红松和臭冷杉(Abies nephrolepis)进行生长释放判定分析, 重建了冠层树木的干扰历史。结果表明: 整体上林窗木与非林窗木的生长变化百分率变化规律基本一致, 而不同林窗间生长变化百分率存在明显的差异, 林窗干扰及其产生的影响存在较大的变异性。在1733-1738、1748-1752、1769-1771、1798-1801、1827-1833、1841-1844、1935-1939及1968-1973年间红松生长释放较强, 其中1752、1770、1800、1830、1842、1937及1970年出现了明显的干扰峰; 在1889-1904、1932-1938、1947-1973和1986-2005年间臭冷杉生长释放较强, 其中1894、1934、1951、1968和1990年出现了明显的干扰峰。红松干扰存在2.0 a、3.5 a、3.8 a、7.3-7.9 a和9.1-18.2 a的显著周期, 臭冷杉干扰存在3.5-3.6 a、7.5-48.8 a和65-85 a的显著周期。风干扰是典型阔叶红松林干扰释放的主要因子, 异常温度也影响该地区树木生长释放事件。太阳活动通过影响局地风速、温度、降水等气候因子以及其他大尺度气候模态影响林窗动态, 可能是小兴安岭典型阔叶红松林的干扰机制之一。     

Reconstruction of disturbance history of a typical broad-leaved Pinus koraiensis forest and mechanisms of disturbance occurrence

该文依托于小兴安岭典型阔叶红松(Pinus koraiensis)林9 hm2森林动态监测样地,对样地内林窗边缘主要树种红松和臭冷杉(Abies nephrolepis)进行生长释放判定分析,重建了冠层树木的干扰历史。结果表明:整体上林窗木与非林窗木的生长变化百分率变化规律基本一致,而不同林窗间生长变化百分率存在明显的差异,林窗干扰及其产生的影响存在较大的变异性。在1733–1738、1748–1752、1769–1771、1798–1801、1827–1833、1841–1844、1935–1939及1968–1973年间红松生长释放较强,其中1752、1770、1800、1830、1842、1937及1970年出现了明显的干扰峰;在1889–1904、1932–1938、1947–1973和1986–2005年间臭冷杉生长释放较强,其中1894、1934、1951、1968和1990年出现了明显的干扰峰。红松干扰存在2.0 a、3.5 a、3.8 a、7.3–7.9 a和9.1–18.2 a的显著周期,臭冷杉干扰存在3.5–3.6 a、7.5–48.8 a和65–85 a的显著周期。风干扰是典型阔叶红松林干扰释放的主要因子,异常温度也影响该地区树木生长释放事件。太阳活动通过影响局地风速、温度、降水等气候因子以及其他大尺度气候模态影响林窗动态,可能是小兴安岭典型阔叶红松林的干扰机制之一。