東北典型森林葉面積指數(shù)的時空動態(tài).pdf

1、葉面積指數(shù)(leaf area index，LAI)是量化森林生態(tài)系統(tǒng)冠層結(jié)構(gòu)特性最常用的參數(shù)之一，其與許多森林生態(tài)過程密切相關(guān)，尤其是準(zhǔn)確測定LAI的季節(jié)變化，對于模擬植被對氣候變化的響應(yīng)以及預(yù)測林木生長狀況至關(guān)重要。目前，光學(xué)儀器法（間接法）因其方便快捷經(jīng)常用于測定森林生態(tài)系統(tǒng)的LAI，然而，因其自身局限性，該方法的測量精度需要校準(zhǔn);直接法雖然技術(shù)成熟、測量準(zhǔn)確，然而費時費力，且多具有破壞性。因此，如何提高光學(xué)儀器法測定LAI的精度

2、以及如何在非破壞性條件下直接測定不同森林類型的LAI及其動態(tài)變化是近年來的研究熱點與難點。
　　本研究首先結(jié)合凋落物法和常綠針葉樹種的針葉壽命測定了針闊葉混交林-闊葉紅松(Pinus koraiensis)林葉面積最大時期的LAI，同時測定了闊葉混交林的LAI。以該值為參考評估了半球攝影法(DHP)和LAI-2000植物冠層分析儀2種光學(xué)儀器法測定LAI的精度。闊葉紅松林內(nèi)，DHP和LAI-2000測定的有效LAI(Le)分別比直

3、接法測定值平均低估61％和32％;經(jīng)過對木質(zhì)部和集聚效應(yīng)的合理校正后，闊葉紅松林內(nèi)，DHP和LAI-2000校正后的值與直接法測定值間的平均差異均小于6％;闊葉混交林內(nèi)，DHP校正后的值與直接法測定值間的平均差異為21％。該結(jié)果表明光學(xué)儀器法經(jīng)過校正后能有效地測定不同森林類型葉面積最大時期的LAI，尤其是針闊混交林，DHP和LAI-2000測定LAI的精度高于94％。
　　其次，探索了一種在非破壞性條件下，能夠準(zhǔn)確測定闊葉混交林和

4、針闊混交林LAI季節(jié)變化的直接法，即結(jié)合不同樹種展葉物候和凋落物法;同時探討了2種提高光學(xué)儀器法測定LAI季節(jié)變化精度的方法。1）針闊混交林內(nèi)，木質(zhì)部、集聚指數(shù)、針簇比和曝光設(shè)置是影響DHP測定LAI精度的主要因素，通過校正這些因素產(chǎn)生的誤差，該方法測定LAI季節(jié)變化的精度高于85％;相對而言，前3個因素是影響LAI-2000測定LAI精度的主要因素，校正后精度高于91％。闊葉混交林內(nèi)，5月21日到10月1日，DHP測定的Le比直接法測

5、定值低估14-55％，但在5月12日和10月11日分別比直接法測定值高估78％和226％;經(jīng)過校正方案D的校正后，DHP測定闊葉混交林LAI季節(jié)變化的精度高于83％。2）基于間接法，通過直接法和間接法測定的LAI間的經(jīng)驗?zāi)Ｐ停軌蚩焖佟?zhǔn)確地測定不同森林類型LAI的季節(jié)動態(tài)。結(jié)果表明:不同針闊混交林內(nèi)，基于DHP和LAI-2000兩種間接法，通過分類經(jīng)驗?zāi)Ｐ途芡暾?、?zhǔn)確地測定LAI的季節(jié)變化，其精度分別能達到87％和92％。闊葉混交林

6、內(nèi)，基于DHP，通過分類經(jīng)驗?zāi)Ｐ蜏y定不同季節(jié)的LAI與直接法測定值均沒有顯著差異(P＜0.01)。
　　以2009-2013年為例，研究了本區(qū)域主要樹種展葉速率、年凋落葉量及其LAI的年際動態(tài)。結(jié)果表明:常綠針葉樹種中，紅松展葉速率的年際波動大于冷杉和云杉;紫椴、五角槭、楓樺和裂葉榆在2009年的展葉速率與其他年份存在明顯差異，而水曲柳的展葉比其他樹種遲緩。不同樹種的年凋落葉量表現(xiàn)出不同的年際波動模式，且不同森林類型的LAI均存在