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。     

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。     

广州南沙人工红树林湿地小气候效应研究

采用自动气象站定点对比观测的方法对广州南沙区万顷沙镇十九涌内红树林小气候效应进行了研究,结果表明:红树林具有良好的遮荫效果,不同季节太阳辐射的日变化格局基本相同,但夏季遮荫效果可以达到64.98%,是其他季节的4倍以上;红树林的保温效果非常显著,秋冬季林内温度变幅小于林外,而春夏季则相反;红树林对提高林带湿度具有显著作用,全年林内空气相对湿度较林外高出5.40%以上;红树林具有很高的防风效应,平均可以降低风速73.92%,其中春夏季的效果更加显著.研究结果揭示了红树林湿地系统的区域小气候调节作用,并为评价红树林湿地围垦对环境的影响提供了重要参数.     

长白山温带阔叶红松林对温湿环境的调节效应

森林具有改善气候、调节微环境的作用,森林小气候的研究对于揭示森林生态系统功能、评估森林生态环境效益具有重要意义.本研究以长白山阔叶红松林为例,基于2003—2014年林内通量塔气象资料及其附近气象站空旷地的同时段气象资料,对其最高、最低和平均气温、相对湿度和表层土壤温度的日变化和季节变化进行对比分析.结果表明: 林内气温和相对湿度分别呈现单峰型和U型日变化规律,日较差较林外低2.31 ℃和8.3%,表层土壤温度日变化趋于恒定,阔叶红松林减缓了温湿度的日变化.夏季主要为降温效应,冬季表现出显著的增温效应.夏季林内气温和土温比林外低1.30和3.91 ℃;冬季林内气温和土温比林外高2.06和5.44 ℃.森林对最高温和最低温的调节效应显著.在季节尺度上,夏季森林降低最高气温和土温1.80和5.45 ℃,冬季提高最低气温和土温3.69和7.92 ℃.在年尺度上,林内年最高气温和土温分别较林外低1.60和4.99 ℃,年最低气温和土温分别较林外高1.12和8.82 ℃.森林对土温的调节效应强于对气温的调节效应.气温和土温均以对低温的保温作用为主.     

哈尔滨城市森林遮荫和降温增湿效应差异及其影响因素

在哈尔滨市内选取4种不同林型(单位附属林、道路林、风景游憩林和生态公益林)共183块样地,通过实地测量样地内主要树种的测树因子和样地内外环境因子,定量研究了不同林型在遮荫、降温、增湿效应的差异及其与外界环境、树木生长特征之间的关系。结果表明:城市森林遮荫、增湿效应程度分别为77%~90%、3%~6%;水平降温约3℃、土壤降温1~2℃;而垂直降温多表现为冠层温度低于林内温度1℃以内;4种不同林型遮荫、降温、增湿效应差异显著,总效益综合得分显示风景游憩林比其他3种林分平均高19%;城市森林遮荫、降温、增湿等生态服务功能在高温、晴朗和低湿环境下更强;树高、枝下高、冠幅和胸径对树木遮荫、降温增湿效果有显著影响,且多表现为高大树木具有更明显的生态服务功能;不同城市森林类型具有明显的微气候调节相关生态服务功能差异,对于风景游憩林应继续维持其高生态服务功能,对于环境调节能力较低的森林类型应加强管理。     

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。     

辽宁大洼地区日光温室小气候特征

利用2012年4月—2013年5月大洼日光温室内外小气候观测资料,分析不同天气条件下温室内外小气候变化特征及温湿度效应。结果表明:晴天、多云、阴天和降水时温室内最高气温为28.9~29.6、23.8~27.5、14.6~22.9和10.3~21.4℃,比温室外高5.5~33.5℃;晴天、多云、阴天和降水时温室内最低气温为5.3~9.0、6.8~9.9、5.8~11.0和4.0~7.9℃,比温室外高2.5~20.8℃。4种天气条件下温室内最低相对湿度为44.8%~67.7%、59.4%~78.3%、74.7%~91.8%和82.4%~99.9%,比温室外高0.8%~27.1%;温室内最大相对湿度比温室外略高或持平。温室内外温差在白天尤其中午前后较大,在夜间较小;而湿度差在夜晚或凌晨较大,在白天较小或无差异。晴天增温增湿效果高于其他天气条件,冬季增温增湿效果高于春季和秋季。温室内总辐射日出前和日落后为0W·m-2,最大值出现在正午前后。     

北京典型城市湿地小气候效应时空变化特征

在北京市选择8个典型湿地为研究样本,对水平方向上温、湿度和负氧离子浓度的变化进行测定,研究湿地对城市温度、湿度和负氧离子浓度的影响。结果表明:湿地对城市局部环境具有明显的降温、增湿和增负氧离子浓度的作用,且距离水体越近小气候效应越强,其中温度与距离显著正相关(R2≥0.81,P0.01),而湿度和负氧离子浓度均与距离显著负相关(R2≥0.83,P0.01);与距离湿地5 km处观测值相比,湿地最高可以降温4.4℃,增湿12.8%,增加负氧离子浓度27.2%;湖泊湿地对局部环境的降温和增湿效果比河流湿地的降温增湿效应更加明显,两者分别相差大约1℃和5%左右;因此,从城市规划与建设的角度看,在增加湿地面积的同时,也要根据湿地用途相应地考虑不同的湿地类型,使湿地改善城市生态环境的效应得到充分发挥。     

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％.     

扬州古运河风光带不同绿地类型的降温增湿效应分析

采用LI-6400型便携式光合仪测定了扬州古运河风光带不同绿地类型气温及空气相对湿度的日变化。在夏季7：30至16：30,乔-草型和灌-草型绿地的气温均随时间推移而上升,最高值出现在12：00,但各时段的气温均低于对照点（园路）。绿地内的空气相对湿度随时间推移呈梯度下降的趋势,但绿地内的空气相对湿度明显高于对照点。研究结果表明,与对照点相比,2种绿地类型均具有明显的降温增湿效应,且乔-草型绿地的降温增湿效应优于灌-草型绿地。此外,乔-草型绿地的垂柳（Salix babylonica L．）林中,距林地中心越远,林地的降温增湿效应越弱。     

南亚热带森林演替过程中小气候的改变及对气候变化的响应

区域水热格局变化和系统演替深刻影响森林内部小气候,不同演替阶段森林内部水热环境对气候变化的响应和反馈作用有待进一步认识和评估。以南亚热带地区的3种不同演替阶段代表性森林生态系统统(人工恢复的马尾松针叶林(Pinus massoniana coniferous forest,PF)、马尾松针阔叶混交林(mixed Pinus massoniana/broad-leaved forest,MF)和季风常绿阔叶林(monsoon evergreen broad-leaved forest,MEBF))为研究对象,通过分析其林内小气候林型间差异以及时间序列上的动态变化,探讨森林系统内部水热环境的改变机理。结果表明:演替驱动下,随着PF→MF→MEBF的正向发展,林内温度条件如气温、土壤温度逐渐降低,林内相对湿度、土壤层及凋落物含水量等水分状况逐步升高。不同林型在"雨热同期"的南亚热带地区其"降温效应"有差,演替初期的PF干、湿季"降温效应"分别为7.9%和3.6%,中期MF分别为11.6%和6.4%,顶级群落MEBF干、湿季"降温效应"可达15.7%和10.5%。总体上,随演替"降温增湿"效应越来越显著,且"降温"表现为干季更明显,而"增湿"表现为湿季明显。此外,演替驱动下后期森林对高温及土壤温度的调节作用更为突出。时间序列上,区域降水趋于"极端化"的格局影响下,森林生态系统的水分固持能力下降。主要表现为:自1984年以来,3种林型0—50cm土壤含水量均呈显著降低的趋势(P0.001),且湿季土壤含水量下降速率高于干季,林型间在全年及湿季均为MFMEBFPF,干季为MEBFMFPF。虽然研究期间3种林型林内气温、土壤温度无明显趋势性变化,但顶级群落MEBF林内相对湿度(P=0.021)、凋落物自然状态下含水量(P=0.003)在年际尺度上均呈现显著下降的趋势。与土壤含水量干、湿季下降速率的格局一致,二者也均为湿季大于干季。研究认为,成熟森林可能在当前南亚热带区域气候变化及水热格局改变背景影响下更为敏感和脆弱。     

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℃.     

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。     

夏季城市河流宽度对绿地温湿效益的影响

城市河流是城市生态系统中重要的组成部分,对城市生态环境的改善发挥着重要作用.利用小尺度定量测定的技术方法,分析了北京市三环至五环附近7条不同宽度城市河流对其旁侧绿地温湿效益的影响.结果表明： 城市河流宽度是影响绿地温湿效应的重要因素.当河流宽度为8 m时,绿地具有一定的增湿效应,但降温效果不明显;当河流宽度为14～33 m时,绿地降温、增湿效果明显;当河流宽度超过40 m时,绿地降温、增湿效果显著且趋于稳定.7条河流旁侧绿地与各自对照间的温、湿度差异均达到显著水平,且显著发挥温湿效益的河流宽度为44 m.河流旁侧绿地夏季温度（x）、湿度（y）关系的回归方程为y=173.191-3.247x,相对湿度每升高1.0%,温度降低约0.3 ℃.     

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。     

暖温带山地森林的小气候研究

本文探讨了暖温带山地落叶阔叶混交林和油松林不同梯度的气温、湿度、土壤温度的日变化特征,不同季节的分析结果表明：１．落叶阔叶林夜间始终存在气温随高度增加而增加（第１梯度＞第２梯度＞第３梯度＞第４梯度）的辐射逆温现象。油松林夜间林内气温观测值始终低于林冠以上值。２．在生长季的不同时期,人工油松林的林内气温（林地以上２ｍ和４ｍ）的日间波动程度和振幅都高于林冠以上（林冠顶以上０．５ｍ和２．５ｍ）。而在生长季中期,充分发育的落叶阔叶林林冠能够明显地缓减林内气温波动和振幅。３．两类林分各梯度的气温一般均在正午后２～３小时内达到高峰,而早晚较低,具有明显的日变化特征。４．落叶阔叶林林冠以上２．５ｍ处的水汽压及相对湿度始终低于林地以上４ｍ（林下灌木层以上２．５ｍ）处的同期值,具有比油松林更强的增湿效应。     

西双版纳热带雨林片断小气候边缘效应的初步研究

本文以林缘为中心,研究了西双版纳地区３个热带干性季节性雨林片断和１个同样植被类型的连续森林林内至林外样带上小气候要素水平梯度分布。结果表明,热带雨林片断林缘对温度、相对湿度和光照的影响范围北向林缘伸至林内１５ｍ、南向林缘伸至林内２５ｍ。林外小气候水平梯度大于林内,这种梯度变异尤以林缘附近（－１０～１０ｍ范围）最大。热带雨林片断后,林内与林外之间的小气候环境差异和对林外气候变化的缓冲作用都明显减弱。本文还给出了温度和湿度随水平距离变化的线性关系,并探讨了小气候边缘效应对群落结构、物种分布的影响。     

光照条件对蒙古栎幼苗生长及形态特征的影响

对生长于不同光照环境(林内和林外)下的蒙古栎幼苗的形态特征进行了比较.结果表明,光照条件对蒙古栎幼苗的生物量及其分配具有明显影响,林外幼苗单株生物量为林外的4.48倍,其中以根系生物量的差别为最大,林外为林内的6.23倍;林外与林内幼苗根冠比分别为2.70和1.11.在不同的光照条件下,蒙古栎幼苗的叶片形态表现出明显不同,林外叶片比叶面积明显低于林内,分别为139.55cm2/g 和284.94cm2/g,林内约为林外的2.04倍;一次生长叶面积林外明显低于林内,总叶面积则高于林内.二次生长使蒙古栎幼苗的叶面积有明显增加,但是经过二次生长后,幼苗的单株生物量没有明显增加,说明二次生长叶片对于蒙古栎幼苗生物量的积累没有明显贡献;光照对于蒙古栎主干及根系的形态具有明显影响,林外幼苗高(包括二次生长)明显低于林内幼苗,而地径则相反,林外幼苗根系的长度和直径则明显高于林内幼苗;林外幼苗顶芽体积明显大于林内幼苗.同时,林外幼苗的二次生长导致顶芽体积明显下降,从而对翌年的高生长量和未来干型产生影响.认为,蒙古栎幼苗通过形态上的一系列可塑性变化来适应不同的光环境以获取最大的碳收益.     

城市河道绿带宽度对空气温湿度的影响

以北京市北五环清河旁侧8段不同宽度的绿带为研究对象, 分别对样地和对照样地的气温和相对湿度进行同步测定, 每2 h测定一次, 每个季节连续测定7天。结果显示: 绿带在春、夏、秋季具有增湿降温效应, 并且此效应随着绿带宽度的增加而不断增强, 夏季的增湿降温效应最强, 春、秋季节的增湿降温效应差别不大; 绿带在冬季具有保温增湿效应, 随着绿带宽度的增加, 保温效应不断增强, 增湿效应不断减弱。四季中, 绿带温湿度变化受环境温度的影响较大, 在一天中的14:00-16:00时段, 春、夏、秋季增湿降温效应最强; 在此时段冬季的保温效应最弱, 增湿效应最强。