1、不同演替阶段森林林下光环境及冠层结构特征 蔺 菲 中国科学院沈阳应用生态研究所 2011年 10月 15日 1 5 5 10 10 20 20 50 50 100 100 250 250 研究思路 空间异质性 林下光分布 群落结构、动态 物种分布格局 2 基本问题 1.不同演替阶段林下光环境的季节动态 2.不同演替阶段冠层结构特征对比 3.林下光环境及冠层结构能在多大程度上解释物种多度 3 研究平台 25ha Plot 5ha Plot 阔叶红松林 25 ha 样地 (2004年 ) 次生杨桦林 5 ha 样地 (2005年 ) 4 阔叶红松林 25ha样地 物种组成 : 52种 (乔木 :
2、28; 灌木 : 22; 藤本 : 2), 18科 ,32属 个体数 : 1cm:38902 (分枝 : 59121)， 林龄： 约 300 总胸高断面积 : 43.23 m2/ha; 平均 DBH: 10.52 cm 海拔 : 平均 801.5m, 高差 17.7m 经纬度 : 42o12N , 128o32E 种子收集器： 150个 5 次生杨桦林 5ha 样地 林型 : 次生杨桦林； 面积 : 5 ha (200m 250m)； 林龄 : 80年 物种组成 : 44种 (乔木 : 26; 灌木 : 18)， 16科， 28属。 个体组成 : 1cm: 16565 (Multiple-st
3、em: 20101) 总胸高断面积 : 28.42 m2/ha; 平均 DBH: 7.43 cm 海拔 : 平均 796.3m, 高差 12m； 经纬度 : 42o22N, 128o00E 种子收集器： 30个 6 C anopy Ma xi m um Mean SD Ma xi m um Mean SDhei g ht 29.23 11.73 8.25 25.26 9.58 6.33dbh 159.00 18.10 19.52 58.90 9.93 8.11bas e 18.61 7.60 5.41 16.35 6.43 4.72m axl h 24.67 9.30 6.82 20.49 8
4、.00 5.92m axl r 8.15 2.19 1.42 5.35 1.49 0.74Subcanopy Ma xi m um Mean SD Ma xi m um Mean SDhei g ht 18.34 5.62 2.59 33.62 4.35 1.47dbh 51.20 5.40 4.12 26.30 3.16 1.78bas e 13.53 3.61 1.51 10.68 2.57 0.95m axl h 17.21 4.70 2.20 24.23 3.67 1.27m axl r 4.36 1.54 0.77 3.51 0.99 0.30O l d- g r ow t h f
5、or es t Second- g r ow t h f or es t7 林下光环境测定方法 -半球面影像法 （ Digital hemisphere photograph） 10月 24日 8月 20日 5月 12日 6月 10日 Seedling plot（ 1m 1m) Seed trap（ 0.71m 0.71m) 2m Seedling plot （ 5m 5m) 8 阔叶红松林： 330个拍摄点 （ 1320张） 次生杨桦林： 149个拍摄点 （ 499张） 9 1. 冠层开阔度（ Canopy Openness, %） 2. 叶面积指数（ LAI） 3. 光传播率（ Light
6、 transmission,%) 4. 日光斑数量（ the number of sunflecks per day） 5. 个体光斑持续时间（ Individual sunfleck duration, min） 6. 日光斑累积持续时间（ Cumulative sunfleck duration, min/day） 由半球面照片获取的参数 GLA软件操作界面 10 冠层开阔度的季节变化 阔叶红松林 次生杨桦林 11 各季节冠层开阔度 (CO)频数分布图 12 各季节叶面积指数（ LAI）频数分布图 13 各季节光斑数量频数分布图 14 各季节散射光透射率频数分布图 15 ：阔叶红松林 ：次
7、生杨桦林 ：阔叶红松林：次生杨桦林：阔叶红松林：次生杨桦林：阔叶红松林：次生杨桦林：阔叶红松林：次生杨桦林：阔叶红松林：次生杨桦林：阔叶红松林：次生杨桦林冠层开阔度 散射光入射率 16 获取每个拍摄点半径为 R范围内的物种多度、丰富度、平均树高、平均最大冠幅、胸高断面积等指标 冠层结构与冠层开阔度之间的关系 17 Old-growth forest R=2.5m AUG Pearsons correlation coefficient Old-growth forest R=5m AUG Pearsons correlation coefficient 18 Second-growth for
8、est R=5m AUG Pearsons correlation coefficient Second-growth forest R=2.5m AUG Pearsons correlation coefficient 19 方差分解 (R=5m) Y=物种多度 X1=冠层开阔度 X2=光环境参数 x3=空间信息 (PCNM) 阔叶红松林 次生杨桦林 X1 X2 X3 Residuals阔叶红松林 0.112 0.137 0.163 0.7485次生杨桦林 0.147 0.128 0.406 0.5829X1 X3 X2 20 方差分解 (R=5m)： Y=物种多度 X1=冠层开阔度 +光环
9、境参数 X2=树高及冠幅参数 X3=空间信息 (PCNM) 阔叶红松林 X1 X2 X3 Residuals阔叶红松林 0.205 0.068 0.15 0.6493次生杨桦林 0.14 0.297 0.406 0.3758次生杨桦林 X1 X2 X3 21 小结 在生长季初期和末期，两种林型林下光环境的差异是极显著的，但生长季初期阔叶红松林各参数平均值均高于次生杨桦林，而生长季末期则刚好相反。初步分析认为两种林型林下光的时间异质性可能与各林型的物种组成、物候期不同有关； 阔叶红松林冠层开阔度的异质性可能高于次生杨桦林； 林下光环境对阔叶红松林物种多度的解释程度要高于次生杨桦林。 22 下一步研究工作 林下光环境的空间格局分析 林下光环境对幼苗更新的影响 林下光的光质测量 林下不同垂直结构的光环境测定 半球面照片分析方法 。 23 谢谢！ 24
