亞熱帶次生林葉面積指數(shù)時(shí)空變異及其與林分特征關(guān)系研究.pdf

1、林冠是聯(lián)接森林和大氣之間碳、水、能量交換的重要界面，葉面積指數(shù)(leaf areaindex，LAI)是定量研究森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和水文循環(huán)及生態(tài)過程模型的關(guān)鍵參數(shù)。然而，我國亞熱帶森林的LAI數(shù)據(jù)較少，林分尺度的時(shí)空異質(zhì)性及其影響因子缺乏較為深入的研究。本研究選擇3種森林:馬尾松（Pinus massoniana）-石櫟（Lithocarpusglaber）針闊混交林、南酸棗（Choerospondias axillaris）落葉闊葉

2、林和石櫟（L.glaber）-青岡（Cyclobalanopsis glauca）常綠闊葉林，分別建立90 m×190 m、100 m×100 m和100 m×100 m的觀測樣地，每個(gè)樣地劃分10 m×10m的小樣方。于2014年4月、7月、10月和2015年1月，在小樣方的中心位置用SY-S01A葉面積指數(shù)測定儀獲取全天空圖像，計(jì)算木質(zhì)部分比率（α）、集聚指數(shù)(ΩE)和有效LAI，從而推算實(shí)際LAI。采用地統(tǒng)計(jì)方法分析不同季節(jié)LAI

3、空間異質(zhì)特征，用廣義可加模型(GAMs)建立LAI與林分因子之間的關(guān)系，分析林分因子對LAI變化的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)3個(gè)森林木質(zhì)部分比率(α)表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化，其中南酸棗林的α均值表現(xiàn)出單峰的季節(jié)變化模式，與季節(jié)性落葉有關(guān)，變幅在0.04-0.15之間，最大值出現(xiàn)在1月(0.15)，最小值出現(xiàn)在7月(0.04)。馬尾松-石櫟林的α均值在0.06-0.09之間，最大值出現(xiàn)在10月(0.09)，最小值出現(xiàn)在1月(

4、0.06);石櫟-青岡林的α均值在0.05-0.15之間，最大值出現(xiàn)在4月(0.15)，最小值出現(xiàn)在7月(0.05)。3種森林ΩE在0.84-0.92之間。
　　(2)森林類型和測定季節(jié)對LAI的影響存在顯著的交互作用(p＜0.01)，在同一測定季節(jié)里不同森林之間LAI差異顯著(p＜0.05)，同種森林在不同季節(jié)差異顯著(p＜0.05)。南酸棗林的LAI表現(xiàn)出單峰的季節(jié)變化，最大值（3.11±1.18）出現(xiàn)在7月（夏季），最小值（

5、1.28±0.44）出現(xiàn)在1月（冬季）;而馬尾松-石櫟林及石櫟-青岡林LAI表現(xiàn)出1月最小，其它3個(gè)測定季節(jié)相對穩(wěn)定，最大值出現(xiàn)在10月，最小值出現(xiàn)在1月。3個(gè)森林中，馬尾松-石櫟林LAI變異程度(CV)最低(27.5％-38.3％)，石櫟-青岡林LAI變異程度(CV)最大(33.1％-59.6％)。3種林分LAI季節(jié)變異與植被物候期所一致。
　　(3)3種森林1月測定的LAI及石櫟-青岡林在4月、7月和10月測定的LAI空間自相

6、關(guān)程度較強(qiáng)，半方差函數(shù)的理論模型符合高斯模型或指數(shù)模型(r2＞0.50)，變程介于13.80m-27.00m。馬尾松-石櫟林、南酸棗林在4月、7月和10月測定的LAI空間自相關(guān)程度較弱，半方差函數(shù)的理論模型符合高斯模型、線性模型或球狀模型(r2＜0.50)，變程介于11.70m-92.69m。采用Kriging空間插值方法對3種森林進(jìn)行空間插值，在非生長季，3種森林LAI表現(xiàn)出明顯的斑塊分布，這種空間分布格局在生長季有所減弱。
　

7、　(4)選擇LAI值最低和最高的月份分析林分因子對LAI的影響，1月測定的LAI值在3種森林之間存在差異，并與林分胸高總斷面積、冠幅呈非線性正相關(guān)，與蓋度、落葉闊葉樹種斷面積占林分總斷面積的比例呈非線性負(fù)相關(guān);7月測定的LAI值在3種森林之間存在差異，與物種數(shù)、蓋度呈非線性正相關(guān)，與植被株數(shù)呈非線性負(fù)相關(guān)。
　　本研究提供了亞熱帶次生林不同季節(jié)的LAI的數(shù)據(jù)，對LAI空間異質(zhì)性及影響的林分因子進(jìn)行了分析，研究結(jié)果為準(zhǔn)確測定亞熱帶森