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内雾特征研究

 利用4年（1999～2002）的雾观测资料,对西双版纳热带季节雨林内雾特征进行了观测研究。结果表明,雾首先形成于最上林冠层,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。热带雨林内各季节雾日数和雾日频率均高于无林地。热带雨林内平均全年雾日数可达258 d,其中雾季和干热季共占154 d（59.6%）,而雾季的雾日频率高达90%。雾日数的季节变化与各季节雨量呈明显的负相关。雾季,雾在23∶00左右生成,比干热季、雨季分别提前0.7、2.3 h,而消散时间则分别推迟0.8、2.2 h。雾生成和消散时间呈现出较明显的负相关。雾季雾的持续时间达12.2 h·d-1,比干热季、雨季分别长1.5、4.6 h·d-1。全年雾总持续时间占全年时间的39.7%,而雾季的相应值为50.8%。雾的形成不仅凝结了水汽进入森林（全年89.4 mm）,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至关重要的作用。     

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。     

间伐对杨桦次生林冠层结构及林下光照的影响

自然或人为干扰产生的森林冠层结构和林下光照差异是造成林下环境异质性、物种多样性的主要原因,对森林生态系统的结构、过程与格局具有重要作用.以桃山林场2块50 m×50 m的杨桦次生林固定样地为研究对象,分别作为间伐和对照样地,于2012—2016年、2018年获取样地冠层影像,通过方差分析、马尔科夫模型等方法分析其冠层结构、林下光照动态及间伐后林冠的恢复规律.结果表明: 间伐措施能显著调整冠层结构和林下光照,并能持续较长的作用时间,但调整效果随时间逐渐降低;间伐后冠层结构及林下光照的变化速度随时间推移而降低,间伐后前3年林冠恢复速度较快,3年后恢复速度降低并趋于平缓;林下光照与林冠开度呈显著正相关,与叶面积指数呈显著负相关,其中林下散射辐射与冠层结构参数的相关性最大,且间伐样地冠层结构与林下光照的相关性大于对照样地;间伐后冠层的恢复速度与林冠开度大小有关,林冠开度越大,林冠恢复越快,向更小林冠开度转移的时间越早.马尔科夫模型能够模拟冠层结构分布的变化,可用来预测冠层结构动态.     

哀牢山湿性常绿阔叶林林冠和林地腐殖质理化特性、微生物量及酶活性比较

在热带、亚热带和温带高海拔潮湿生境的山地森林林冠层中,积累有较为丰富的林冠腐殖质(Canopy humus),是构成山地森林生态系统景观结构的重要组分,为丰富的附生植物提供了重要的生长基质和营养物质.通过对云南哀牢山山地湿性常绿阔叶林林冠腐殖质和其相应林下地表腐殖质的分析测定结果表明,由于林冠和林下地表腐殖质的来源、组成和空间分布的不同,它们之间的理化特性存在较大的差异,其中林冠腐殖质中有机C、全N及全Ca的含量、C/N以及阳离子交换量显著高于林下地表腐殖质,而全K和全Mg的含量则显著低于后者,全P含量差异不明显;林冠腐殖质的微生物量C、N和呼吸强度,以及蔗糖酶、脲酶和蛋白酶的活性均显著高于林下地表腐殖质,说明林冠腐殖质是一种具有较高生物活性的有机土类物质,在山地森林生态系统养分循环、林冠附生植物多样性格局形成及其维持方面具有重要的作用.     

西双版纳热带季节雨林林下土壤蒸发的稳定性同位素分析

利用2002年1月～2003年12月在西双版纳热带季节雨林样地测定的大气降雨、林冠穿透雨、林冠滴落雾水、溪流水水量及其氢、氧稳定性同位素比率δD和δ18O的测定结果,分析了热带季节雨林林下土壤的蒸发率.结果表明,热带雨林在雨水偏多的2002年和雨水偏少的2003年的蒸发散分别为1186 mm和987 mm,明显低于世界其它湿润热带雨林的蒸发散值;雾水的稳定性同位素比值明显重于雨水,表明雾水中包含区域再循环的蒸发水汽;由于森林林冠和林下土壤的蒸发作用,穿透雨水和溪水的稳定性同位素值又明显重于雨水的相应值.根据溪流水和穿透水（穿透雨水＋滴落雾水）的同位素差值,利用平衡状态下的瑞利蒸馏方程计算的森林土壤蒸发率表明,这两年的森林总蒸发散中分别有5.1%和3.1%来自林下土壤的蒸发.分析认为,持久、浓重的辐射雾是导致西双版纳地区热带雨林蒸发散和土壤蒸发率较低的重要因子.     

粤北山地常绿阔叶林自然干扰后冠层结构与林下光照动态

以粤北车八岭2008年受冰灾破坏的山地常绿阔叶林为研究对象,设置2 hm2固定样地开展连续3a(2008—2010年)的群落调查,并采用半球面影像技术(Hemispherical photography)获取冠层结构和林下光照指标,分析灾后森林演替过程中冠层结构和林下光照的动态。研究发现:1)灾后森林恢复过程中,样地林下光照(直射光、散射光和总光照)均随林冠开度的减少、叶面积指数的增加而减少;2)从2008到2010年,各年度冠层结构和林下光照的差异均极显著(P<0.0001),但年间差异程度有逐年减少的趋势;3)灾后森林恢复前3a,林下直射光对林下总光照的贡献大于散射光,其时空波动性也大于散射光;4)林冠开度对冠层结构的反映程度比叶面积指数高,冠层结构对林下散射光的影响比对直射光大。灾后林木先是迅速生长然后生长速度缓慢下来并逐渐稳定,随森林逐渐郁闭林下光照也随之减少,其中林冠开度用于评价冠层结构动态的效果更佳,林下直射光比散射光的时空变化更复杂。     

哀牢山两类山地森林林冠及林下腐殖质微生物群落比较

中山湿性常绿阔叶林、山顶苔藓矮林是云南哀牢山高海拔山地主要的原生森林植被类型.本文对哀牢山徐家坝地区两类森林林冠及各自林下地表腐殖质的理化特性、微生物组成、数量、生化活性、代谢活性及其季节动态,以及两类森林不同优势树种林冠腐殖质微生物数量及代谢活性进行了研究.结果表明： 两类森林林冠腐殖质的真菌、放线菌的数量、微生物生物量C、N、固氮作用和纤维素分解作用的强度均显著高于林下地表腐殖质;中山湿性常绿阔叶林林冠腐殖质的纤维素分解菌、纤维素分解强度、微生物生物量C、N、有机碳、土壤呼吸强度等指标均显著高于苔藓矮林.在季节变化方面,湿季林冠腐殖质中真菌、细菌及好氧性固氮菌的数量以及呼吸强度均高于干季,放线菌则相反,纤维素分解菌干湿季间差异不显著.两类森林林冠腐殖质微生物数量及生化活性的季节变化幅度均大于林下地表腐殖质.不同树种之间冠层腐殖质的微生物数量差异显著,其中湿季的差异比干季更为明显.林冠层腐殖质的微生物在维系林冠附生植物多样性以及为林冠繁茂的附生植物生长发育提供所需的养分等方面具有重要的生态功能.     

大明山常绿阔叶林冠层垂直结构与林下植物更新

2009—2011年,在广西大明山常绿阔叶林一个典型坡面的上坡、中坡和下坡分别建立24个20 m×20 m的固定样地,测定不同林冠层次(上层、中层和下层冠高分别为:>8、4～8和0～4 m)的覆盖度并监测林下植物的更新,研究林冠垂直结构的动态变化及其对林下植物更新的影响.结果表明: 随着2008年特大冰冻灾害后森林的恢复,林冠总覆盖度显著增加,从2009年的54.0%提高到2011年的67.4%,不同冠层覆盖度和恢复增长存在显著差异,上层林冠覆盖度显著高于中、下层,而中、下层林冠的恢复增长显著优于上层林冠.林下更新的木本植物共55种,优势科和优势种与现有群落的基本一致.同一年份不同坡位林下更新植物的物种多样性指数差异不显著,但同一坡位不同年份间存在显著差异.不同冠层的覆盖度与更新植物的物种丰富度和多度相关性不显著;中层、下层和林冠总覆盖度与林下更新植物的Shannon指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数呈显著负相关,表明冠层覆盖度显著影响着林下更新,中、下层林冠对林下更新植物多样性的作用更明显.     

西双版纳热带雨林和哀牢山亚热带常绿阔叶林雾特征研究

以西双版纳热带雨林和哀牢山亚热带常绿阔叶林为研究对象,利用PWS100天气现象仪获取两种森林类型的能见度数据。基于2014年西双版纳热带雨林和哀牢山亚热带常绿阔叶林的能见度数据,对两种森林类型雾的特征进行定量研究。研究结果表明:(1)西双版纳热带雨林全年雾日数为196 d,占全年的53.7%,哀牢山亚热带常绿阔叶林全年雾日数为100 d,占全年的27.4%,热带雨林全年雾日数几乎为亚热带常绿阔叶林雾日数的两倍;(2)热带雨林雨季和干季各占28.06%和71.94%,而亚热带常绿阔叶林雨季和干季各占72%和28%;(3)热带雨林一日内雾持续的最长时间为10.5 h,而亚热带常绿阔叶林雾生成和消散时间不定,一日内雾最长持续时间可达24 h,但雾发生的频率低于西双版纳热带雨林。两种森林类型全年雾日特征有明显的差异性,通过定量评价地处过渡带上的两种多雾森林生态系统雾特征,可为未来气候变化对不同森林生态系统碳水交换影响提供数据支撑。     

白云山国家森林公园不同人为干扰强度的群落冠层结构和光照特征

为探究森林冠层结构与林下光照的变化规律及其相关性,在河南省白云山国家森林公园选取人工林、择伐林、皆伐林和老龄林建立四块面积为1 hm²（100 m×100 m）的固定监测样地,利用半球面影像技术获取冠层结构及林下光照数据。研究发现：1）随着人为干扰强度降低,冠层覆盖度与叶面积指数呈增加趋势,林下散射辐射与直接辐射呈减少趋势;2）择伐林冠层覆盖度与叶面积指数最大,平均叶倾角与透光比最小,林下光照（直接辐射、散射辐射）与冠层覆盖度和叶面积指数都呈显著负相关,林下散射辐射与冠层覆盖度和叶面积指数的负相关关系最强;3）处于不同干扰强度的群落由于冠层结构的差异,形成了不同群落内特定的光照环境。研究结果丰富了暖温带-亚热带生态过渡区森林冠层结构与林下光照动态变化研究资料,同时也为该区域森林的恢复与重建等提供科学的依据。     

吉林蛟河针阔混交林林层结构对生产力的影响

探讨不同林层物种多样性和林分结构与森林生产力之间的关系,为森林可持续经营管理策略优化提供理论支持。以吉林蛟河30 hm²针阔混交林固定监测样地中的38432株木本植物的野外调查数据为研究对象,利用结构方程模型探讨了不同林层物种多样性和林分结构多样性对森林生产力的作用机制。结果表明：（1）林冠层林分结构多样性和生产力之间呈负相关关系,路径系数为-0.138;林下层林分结构多样性和生产力之间呈正相关关系,路径系数为0.083。（2）林冠层物种多样性和生产力之间呈正相关关系,路径系数为0.099;林下层物种多样性和生产力之间关系不显著,且物种多样性在林冠层和林下层呈正相关关系,路径系数为0.147。物种多样性和林分结构多样性与森林生产力之间不存在唯一的关系,这种关系的大小、方向和潜在机制与林层有关。为此,在森林经营过程中要充分考虑不同林层物种多样性和林分结构多样性与森林生产力之间的关系。     

中国森林冠层生物多样性监测

林冠作为森林与外界环境相互作用最直接和最活跃的关键生态界面,承载了森林生物多样性的主体,在生物多样性的形成与维持以及生态系统功能过程中发挥着重要的作用,被称为地球的"第八大洲"。同时,林冠对气候变化和人为干扰高度敏感,在人类活动和全球气候变化加剧的背景下,森林生态系统正面临着严重的威胁,首当其冲的就是森林冠层。气候变化下的林冠生物多样性保护与可持续利用已成为现代生态学研究的热点问题,受到森林生态学、气候学、环境科学等研究领域的学者越来越多的关注。据此,中国生物多样性监测与研究网络以网络内拥有森林冠层塔吊的生物多样性监测样地为平台,建立了林冠生物多样性监测专项网。该专项网将参照国际标准,统一监测指标,规范监测标准,通过大尺度地带性森林冠层内植物(包括附生种子植物和附生孢子植物)多样性、动物多样性、微生物多样性及其动态变化的长期监测,结合林冠小气候环境特征监测,建立林冠小环境特征、植物多样性、节肢动物多样性和微生物多样性等4个动态更新的数据库,以阐明我国典型森林林冠生物多样性变化的规律,揭示其对森林生态系统功能过程的影响和对全球变化的响应。     

林下密集蕨类层生态学研究进展

林下密集蕨类层在森林尤其是受干扰森林中广泛存在,对森林更新具有强烈的过滤效应,能够改变林下层的多样性,影响群落的结构、功能和动态,林下密集蕨类层的生态学研究,对揭示森林群落物种分布格局和群落构建机制具有重要意义.结合国内外最新研究,论述了林下密集蕨类层的特征,从机制上解释了林下密集蕨类层形成的主要原因;分类阐述了林下密...     

森林冠层节肢动物多样性研究进展

森林冠层蕴涵着大约40％的现存物种,在维持生态系统功能、演化和生物多样性等方面起着重要的作用.森林冠层对全球气候变化和人为干扰高度敏感,使冠层生物面临威胁.本文简要介绍了森林冠层节肢动物的研究技术,概述了森林冠层节肢动物的研究进展.     

尖峰岭热带山地雨林林冠层乔木某些功能性状的系统发育信号、关联性及其演化模式

热带雨林林冠层具有丰富的物种、功能和系统发育(谱系)多样性,能够显著影响生态系统生物地球化学循环,调节大气水热平衡,缓解气候变化与人为干扰的负面作用。因此热带雨林林冠层功能和谱系生态学研究是目前群落生态学研究的热点之一。选取海南尖峰岭热带山地雨林3个1 hm2样地的林冠层为研究对象,利用样地林冠树种清查数据基于APG III系统发育结构重建样地林冠层系统发育树。利用Blomber's K对和Pagel'sλ指标结合系统发育独立性比较法对组成林冠层乔木树种的结构、化学计量和水力学功能性状(11个性状)的系统发育信号、关联性和演化模式进行研究,以探讨物种亲缘关系对尖峰岭热带山地雨林林冠层多维功能性状关联性及其动态演化的影响。结果表明,有8个功能性状(叶面积、叶厚度和潜在最大高度除外)具有显著的系统发育信号(通过P0.05的显著性检验),Blomber's K值和Pagel'sλ值分别介于0.202—0.392和0.277—0.847之间,表明尖峰岭热带山地雨林林冠层功能性状普遍存在系统发育保守性。在系统发育背景下,林冠层乔木树种结构、化学和水力学功能性状在物种水平普遍存在显著关联性(P0.05),表现出趋同或趋异进化;而且林冠层乔木随物种分化其功能性状分化模式大致呈水平"漏斗"状,姐妹类群功能性状间差异性在物种分化早期(大约1亿2千万年前至6000万年前)明显小于其在中后期(大约6000万年前至今)的差异性,导致了林冠层性状空间在中后期迅速膨大。然而林冠层主要功能性状在系统发育树内部每一节点上姊妹类群分化产生的系统发育独立性比较值绝大部分与零模型随机模拟值并无显著性差异。了解系统发育背景下林冠层功能性状的权衡关系及其随物种演化的分化模式与时间动态为进一步探究热带雨林林冠生态系统功能发挥奠定基础。     

西双版纳热带季节雨林林冠截留雾水和土壤水的关系

利用2002年1月-2003年12月在西双版纳热带季节雨林观测样地收集的林冠截留滴落雾水、雨水、浅层土壤水和地下水水样,对其氢、氧稳定性同位素比率δD和δ^18O的测定结果进行了分析,研究了林冠截留雾水对土壤水和地下水的影响。干季（11-翌年4月份）,热带雨林林冠截留雾水的稳定性同位素比率、过量氘（d-excess）值明显高于雨水的相应值,表明雾水水汽中包含了区域森林植被蒸发、蒸腾的再循环水汽。林下地表浅层土壤水的稳定性同位素比率介于雾水和雨水的同位索比率之间,表明浅层土壤水来源于雾水和雨水的补给,但是干季浅层土壤水包含更多的雾水。在降雨稀少的干季,浅层土壤水主要来自雾水的补给,表明了林冠滴落的雾水是林下幼树和耐阴树种生长和生存的重要环境因子。干季和雨季（5-10月份）地下水的稳定性同位素比率与雨水的均没有显著差别,表明雾水对地下水的补给没有贡献,其水分补给仅仅来自雨水。     

长白山红松阔叶林林隙动态变化对早春草本植物的影响

采用生态学的方法,系统分析了长白山红松阔叶林林冠空隙的动态对早春草本层植物的分布密度和生物量的以及早春草本层择林冠空隙的反应,进而探讨了早春草本层植物在红松阔叶林森林生态系统中所起的生态作用。本研究为全面系统地揭示红松阔叶林森林生态系统的结构与功能及列深入地研究森林循环理论提供科学依据。     

林冠结构和地形对亚热带常绿落叶阔叶林林下幼苗物种多样性和功能多样性的影响

森林结构和地形是森林生态系统最明显的特点,也是影响林下幼苗存活和物种多样性的关键因子。该研究采用半球面摄影方法提取八大公山生长监测样地（共1.2 hm²）林冠结构参数,通过调查地表层木本植物幼苗的组成和多度,获取常见植物幼苗叶片功能性状,结合详细的地形信息,利用空间同步自回归模型探究林冠结构变量及地形因子对幼苗物种多样性及功能多样性的影响。结果表明：（1）八大公山亚热带山地常绿落叶阔叶林林冠结构复杂度较高,最大林冠高的平均值达到19.94 m,叶面积指数、平均叶倾角和林冠覆盖度分别为2.94、30.88°和0.87;（2）林冠结构变量和地形因子能够解释32.6%~48.4%的林下幼苗物种多样性指数变异和28.5%~70.2%的功能多样性变异,但地形因子对幼苗物种多样性的影响很小;（3）预测在亚热带常绿落叶阔叶林高海拔的山坡上,有较低的叶面积指数和平均叶倾角群落有较高的幼苗物种多样性;而在低海拔山脊上,较低的叶面积指数和平均叶倾角群落林下幼苗层有较高的功能多样性。此结果对科研人员和林业工作者开展野外森林更新情况评估和样方调查将有所帮助。     

鼎湖山南亚热带常绿阔叶林群落垂直结构及其物种多样性特征

群落结构在森林生态系统中具有重要作用, 其构建机制一直是森林生态学的研究核心。群落结构不仅包括水平方向上的物种分布格局, 还包括垂直方向上的物种分层结构。本文基于鼎湖山南亚热带常绿阔叶林塔吊样地, 利用林冠塔吊和测高杆精准测量样地内每个个体(胸径大于1 cm)的树高, 并划分群落的垂直层次, 研究了每层的群落多样性特征(α多样性)和林层间的群落多样性变化特征(β多样性)。结果表明: (1)样地群落垂直层次由下至上分为5层: 灌木层、亚冠层、林冠下层、林冠中层和林冠上层。(2)随林层向上, 物种丰富度、多度和Shannon-Wiener指数均下降, Pielou均匀度指数在林冠下层最大。(3)利用POD法计算并分解β多样性, 发现随林层向上, β多样性在灌木层与其他各层间呈递增趋势, 在相邻林层间呈单峰型, 不同林层间的物种组成差异主要由丰富度差异造成。 但在林冠下层与林冠中层间丰富度差异较小, 物种替换组分增大, 可能与林冠下层所处特殊位置有关。(4)各林层内微环境从灌木层向上, 趋于高温、强光照和低空气相对湿度, 但林冠下层平均日光强最低。综上, 鼎湖山南亚热带常绿阔叶林林冠下层可能存在强烈的环境筛选作用, 且光照可能是影响群落垂直结构形成的限制因子。