典型植被林冠结构比较思考范文

1研究方法

1.1样地设置本项研究在对林区植被全面调查的基础上，选择有代表性的杉木林、木荷林和毛竹林3种林型地为研究对象，比较林冠层、凋落物层及土壤层水源涵养差异。一般每个林型设置1块样地，样地面积为10m×20m，3种林型本底值见表1。

1.2林冠水平结构的测定植被冠层叶片的数量可通过测量光线透过冠层时被削弱的程度推导出来。本项研究测量了5个角度(7°、23°、38°、53°、68°)上的天空漫射线的削弱，用LAI-2000植物冠层仪测定叶面积指数(LAI)［4］。测定过程中，采用45°镜盖。不同位置叶面积指数在同一样地中，由于空间位置不同，叶面积指数有所差异。距林冠投影中心距离相同位置处的叶面积系数取平均值，每20cm记录1个测试点，每个测试点测定5次，给出了叶面积水平分布的测量值，采用LAI-2000冠层分析仪测定LAI。

1.3林冠垂直结构的测定以冠顶为0点，垂直向下将整个树冠平均分为3段，即0～1/3，1/3～2/3，2/3～3/3三个层次，分别测量出每层叶面积。每个样地每次测定相同垂直高度不同方位群落的叶面积指数，每次在样地的不同位置测定5个数值，其均值就代表该群落的叶面积指数。

1.4LAI水平空间分布在每个林型的10m×20m样地中，设定2m×2m方格，每个方格中心测定1次叶面积，共测定50次，统计计算LAI水平空间分布的变异系数。

1.5数据处理采用统计分析软件SPSS15.0进行方差分析及回归分析。采用最小显著差异法(LSD)比较各林型叶面积指数之间的差异。

2结果与分析

2.13种典型植被林冠层叶面积的水平分布叶面积的空间分布直接影响林冠层与水文过程的相互作用，叶面积的水平分布直接决定林下穿透雨的分布强度与范围，并使其具有与林冠结构水平分布相似的规律性［6］。单株叶面积的水平分布，随着距林冠投影中心距离的不同而发生变化，距树干相同位置处的叶面积系数取平均值，给出了叶面积水平分布的测量值(表2)。根据实测的3种林型的叶面积指数和水平距离的关系建立回归方程如下。杉木y=0.125x2－0.354x+0.704R2=0.984P＜0.01，木荷y=－2.317x2+1.223x+2.238R2=0.977P＜0.01，毛竹y=－2.000x2+0.310x+0.617R2=0.982P＜0.05，式中，y为叶面积指数(LAI)，x为距林冠投影中心距离，单位m。图1为水平方向上不同林型叶面积指数模拟的效果。由图1可知，3种植被的叶面积指数表现出一致的变化趋势，随着距林冠投影中心距离的加大，均表现为逐步减少的趋势。但木荷林叶面积指数较大，明显大于其他两种乔木林分，而杉木林和毛竹林叶面积指数相差不大。杉木林、木荷林和毛竹林叶面积指数水平分布由内向外逐渐减小，叶面积指数与距林冠投影中心距离呈二次函数关系，模型拟合效果较好。杉木林叶面积指数由内向外下降较为缓慢，这是因为其枝叶茂密部分主要集中在树冠顶端及树冠外侧，受光条件较好的部位。木荷林和毛竹林的叶面积指数从内向外下降较快，而木荷林作为常绿阔叶树种，其树冠内部树叶也较多;毛竹林因为树冠冠幅小，到达距离树冠中心一定距离处，树叶急剧减少。

2.23种典型植被叶面积指数垂直分布的比较森林植被从冠顶垂直向下到地面，可以分为0～1/3，1/3～2/3，2/3～3/3三个层次，利用LAI-2000冠层分析仪测定3种典型植被叶面积垂直分布，结果见表3。由表3可知，由于杉木是典型阳性树种，杉木林叶分布的最大值在树冠顶部，树冠下部由于受光量较小，枝叶重叠度大，影响了枝叶的发育，由于自疏作用，树冠中下部中心逐渐形成无叶区或少叶区，故而叶面积指数逐渐下降。但木荷冠层位置垂直分布明显，且从上层到下层叶面积指数显著增加。这是由于木荷为常绿阔叶的非典型阳性树种，树冠形状近似伞形，树木枝叶充分伸展以最大限度地利用空间，群体生长良好，叶分布的最大值在树冠的中下部，这种树形分布对光的利用率高，从上层到下层叶面积指数显著增加。毛竹林由于密度大，枝叶重叠度高，且冠层结构单一，叶分布主要集中在冠顶，冠底无枝少叶，使毛竹林叶分布的最大值在树冠上部。

2.33种典型植被LAI水平空间分布的均匀性变异系数能够反映数据的离散程度，其数据大小不仅受变量值离散程度的影响，而且还受变量值平均水平大小的影响［6］。研究表明，杉木林、木荷林和毛竹林的实测叶面积指数分别为1.37(0.02)、1.52(0.02)和1.02(0.01)(括号内数值为标准误)。对3种林型的冠层均匀性进行比较分析，3种林型的叶面积指数变异系数有明显差异，3种林型LAI变异系数由大到小排序依次为毛竹(11.17%)＞木荷(9.89%)＞杉木(6.25%)。由3种林型LAI的变异系数可知，杉木林的变异系数最小，即杉木林的冠层在水平空间分布的均匀性要好于其他2种林型。这是由于杉木为常绿针叶林，在整个样方内叶片的变化幅度要远小于其他2种林分，因此，其叶面积指数的变异系数也最小。而毛竹林由于在水平空间的发生和生长随机性较大，因此其空间变异系数也最大。

3结论

叶面积指数是影响森林生态水文过程的重要因素，本项研究对比分析了3种典型森林植被叶面积空间分布以及其水平空间分布的均匀性。结果表明，(1)杉木林、木荷林和毛竹林叶面积指数水平分布由内向外逐渐减小，叶面积指数与距林冠投影中心距离呈二次函数关系;(2)杉木林叶分布的最大值在树冠顶部，从上到下叶面积指数逐渐下降，而木荷林从上层到下层叶面积指数显著增加;(3)杉木林的冠层在水平空间分布的均匀性要好于其他2种林型，毛竹林分布均匀性最差。

作者：赵明秀樊亚明史梅容魏彦会李海防单位：桂林理工大学旅游学院南宁职业技术学院