鹤山丘陵3种人工林叶面积指数的测定及其季节变化
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三峡库区消落带人工林三个主要树种的生长、叶片分解及其修枝强度研究长江三峡工程正式运行以后,库区受到水库周期性水位调度的影响,形成了大面积周期性出露与淹水的消落带。
由于库区水文的大幅度、反季节周期性变化,库区消落带内的原有植物因不能适应生境的巨大变化而逐渐死亡,导致库区消落带出现了许多严峻的生态环境问题,威胁着三峡工程的持续、安全运行,急需进行生态修复。
人工林构建能够快速恢复库区消落带上部的植被,稳固库区消落带的土壤,提高消落带最后一道屏障的缓冲功能,是修复库区消落带环境的可行方法。
树木在消落带出露期的生长能够吸收径流和土壤中的营养元素,同时也能在水淹期间腐烂分解再次释放这些营养元素,对库区水环境产生影响。
因此,研究消落带人工林构建后的生长、叶片分解及适宜的管理措施具有十分重要的意义。
本研究通过将前期实验中筛选出的具有较好耐淹性的落羽杉(Taxodium distichum(Linn.)Rich.)、池杉(Taxodium ascendens Brongn.)和旱柳(Salix matsudana Koidz.)在三峡库区消落带上部165 m~175 m区域进行种植,研究人工林中3种主要树木经历多个周期水淹后的生长状况(叶片产量)、水淹期间叶片分解所产生的养分负荷情况、影响叶片分解的因素(水淹深度、水温、叶片质量)以及削减树木叶片被水体淹没的总生物量的方法。
得到的主要研究结果如下:(1)2015年7月,树木经历三个周期水淹后,中度淹没胁迫(170 m)和深淹胁迫(165 m)组落羽杉的净光合速率未恢复至对照组水平(175 m),分别比对照组显著降低39%和25%。
气孔导度的降低与树木叶片中的光合色素含量减少是造成中度淹没胁迫组净光合速率降低的主要原因,而非气孔限制因子则是导致深淹胁迫组净光合速率降低的主要因素。
此外,恢复时间较短也是导致其净光合速率降低的主要原因。
与落羽杉的变化不同,中度淹没胁迫和深淹胁迫组池杉的净光合速率和色素含量均恢复至对照水平。
南方人工林叶面积指数的摄影测量马泽清;刘琪璟;曾慧卿;李轩然;陈永瑞;林耀明;张时煌;杨风亭;汪宏清【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2008(28)5【摘要】利用CI-110冠层分析仪、鱼眼镜头数码照片分析,结合胸径-叶片半表面积模型对千烟洲不同森林类型(20年生)的叶面积指数进行了测定,并对3种方法进行了比较.共调查74块样地.研究对象主要为湿地松(Pinus elliottii)林、马尾松(Pinus massoniana)林、杉木(Cunninghamia lanceolata)林.针对上述3种林型,CI-110观测值分别为1.355(0.38~2.85)、1.265(0.62~2.55)和2.140(0.76~3.31);鱼眼镜头测定值依次为1.339(0.71~1.79)、1.491(1.11~1.92)和1.984(1.26~2.59).利用胸径-叶片半表面积模型测定的叶面积指数(范围)依次为4.53(2.24~6.34)、3.88(1.19~6.28)和6.63(3.5~8.37).间接仪器法测定的值明显小于实测值,但具有一定的相关性.胸径-叶片半表面积模型测定叶面积指数最为可靠,而鱼眼镜头测定法比冠层分析仪测定精度高.【总页数】10页(P1971-1980)【作者】马泽清;刘琪璟;曾慧卿;李轩然;陈永瑞;林耀明;张时煌;杨风亭;汪宏清【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;中国科学院生态环境研究中心,北京,100085;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101【正文语种】中文【中图分类】Q948;S758.15【相关文献】1.华北落叶松人工林蒸散及产流对叶面积指数变化的响应 [J], 王亚蕊;王彦辉;于澎涛;熊伟;杜阿朋;李振华;刘泽彬;任璐;徐丽宏2.利用不同方法测定红松人工林叶面积指数的季节动态 [J], 王宝琦;刘志理;戚玉娇;金光泽3.中山长江库区自然保护区植物群落叶面积指数与绿量--基于摄影测量法的评价[J], 蒋谦才;黄润霞;张毅;徐明锋;贾小容4.基于无人机激光雷达的银杏人工林有效叶面积指数估测 [J], 吴项乾; 曹林; 申鑫; 汪贵斌; 曹福亮5.华北落叶松人工林叶面积指数与立地指数、密度、林龄关系模型研究 [J], 王雄宾;徐成立;余新晓;李洁因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第30卷 第5期2008年9月北 京 林 业 大 学 学 报JOURNA L OF BEI J I NG FORESTRY UNI VERSITYV ol.30,N o.5Sep.,2008收稿日期:200722102219http :ΠΠw w ,http :ΠΠ基金项目:国家杰出青年科学基金项目(B 类)(30428022)、国家自然科学基金项目(30770328)、广东省自然科学基金项目(07006917)、中国科学院知识创新工程重大项目专题(K SCX222SW 22133)、华南植物园博士启动项目、中国生态系统研究网络(CERN )监测项目。
第一作者:曾小平,博士,副研究员。
主要研究方向:植物生理生态学。
电话:0202237252921 Email :zengxp @ 地址:510650广州乐意居中国科学院华南植物园。
责任作者:赵平,博士,研究员。
主要研究方向:植物生理生态学。
电话:0202237252881 Email :zhaoping @ 地址:同上。
鹤山丘陵3种人工林叶面积指数的测定及其季节变化曾小平 赵 平 饶兴权 蔡锡安(中国科学院华南植物园)摘要:叶面积指数(LAI )是反映森林冠层结构的重要参数,通常情况下,用光学仪器测定的LAI 值偏低需要进行校正。
该文使用数码植物冠层图像仪(CI 22110DPCI )测定鹤山丘陵3种人工林(马占相思林、针叶林和荷木林)的有效叶面积指数(LAI e ),用直接测定法得出的LAI 对LAI e 进行校正,并分析冠层LAI 的季节变化特征。
结果表明:LAI e 明显低于LAI ,两者存在密切的相关关系(P <0101);拟合的经验方程适用于校正相应林分的LAI e 。
3种人工林冠层的LAI 总体上没有明显的季节变化;荷木林的年平均LAI 最高(6156),其次为马占相思林(3194),针叶林最低(3176),荷木林的LAI 明显高于另两种人工林(P <0105)。
不同年龄阶段杉木人工林植物热值分析何介南;康文星;王东【摘要】应用会同国家野外科学观测研究站的连续定位测定资料,研究了杉木林不同林龄阶段乔木、灌木、草本和枯死物热值动态变化.结果表明:同一林龄阶段,杉木叶的热值>皮>枝>干>根,杉木各器官热值随林龄增加而增大;相同林龄的灌木叶热值>枝>根,草本地上部分热值>根,灌木和草本的热值随林龄增大而减少;同一林龄的凋落叶的热值>凋落枝>碎屑>死根,枯死物热值随林龄增加而增大;整个杉木林系统,乔木层热值>灌木>草本>枯死物;灰分含量与会同杉木器官热值的大小与变化关联性不密切,与灌木、草本呈显著负相关(P<0.05);会同杉木热值随林龄变化与器官随林龄增大木质化程度提高,以及不同年份的降水量、太阳辐射、温度有关;林分不同层次植物热值的变化与某个层次的植物接受的光能资源量关系密切.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2015(035)002【总页数】11页(P449-459)【关键词】杉木人工林;热值;灰分;林龄;会同【作者】何介南;康文星;王东【作者单位】中南林业科技大学,长沙410004;中南林业科技大学,长沙410004;南方林业生态应用技术国家工程实验室,长沙410004;国家野外科学观测研究站,会同418307;中南林业科技大学,长沙410004【正文语种】中文植物热值高低能反映植物周围环境对植物生长的影响,热值大小能体现植物生理功能的强弱,是衡量植物生产力大小的指标[1],也是生物生态系统建立的基础,直接决定系统的效益[2- 3]。
自Long[4] 于20世纪30年代比较系统地开展植物热值研究以来,不少学者对此展开了大量研究[5]。
对植物热值的研究我国起步较晚,20世纪80年代初,杨福囤[6]介绍了植物热值及其测定方法,之后相继开展了针叶林[7- 9]、热带及亚热带天然林[10- 11]、常绿阔叶林[12- 13]、红树林 [14]、草原地带植物[15]、水生植物[16]、灌木[17]等的热值研究。
生态环境学报 2019, 28(9): 1776-1784 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目:国家“十三五”重点研发计划项目(2016YFD0600304-03);国家“973”计划项目(2010CB950602;2012CB416905) 作者简介:王亮(1995年生),男,硕士研究生,主要研究方向为森林培育学。
E-mail: 943035615@*通信作者:徐小牛(1961年生),男,教授,主要从事森林培育、森林生物地球化学循环及其相关领域。
E-mail: xnxu2007@收稿日期:2019-07-05不同叶龄杉木人工林叶碳氮化学计量及其稳定同位素的海拔梯度变化特点王亮,曹小青,孙孟瑶,李培玺,滕臻,徐小牛*安徽农业大学林学与园林学院,安徽 合肥 230036摘要:以安徽省马鬃岭地区杉木(Cunninghamia lanceolata )人工林叶片为研究对象,测定不同海拔梯度下(750、850、1000、1150 m )不同叶龄(当年生、1年生、2年生和3年生)杉木叶片碳氮同位素(δ13C 、δ15N )以及碳氮磷养分含量,探讨海拔和叶龄对杉木叶片碳氮稳定同位素、叶片碳氮磷元素含量及其计量比的影响机制,从而为不同海拔梯度下杉木人工林的科学经营提供依据。
结果表明,海拔对杉木当年生叶片δ13C 含量影响显著(P <0.05),海拔1150 m 当年生叶片δ13C 含量(−29.40‰)显著高于750 m 海拔叶片δ13C 含量(−30.49‰),且随着海拔增加当年生叶片δ13C 含量逐渐升高,温度可能是导致这种变化的主要原因,其他叶龄叶片对海拔的响应无显著差异(P >0.05);不同叶龄的叶片δ13C 含量差异不显著(P =0.388)。
海拔对杉木叶片δ15N 含量无显著影响(P =0.092),但总体变化趋势与C/P 和N/P 保持一致;而叶龄对叶片δ15N 含量影响显著(P <0.05),同一海拔不同叶龄叶片之间δ15N 含量均随着叶龄的增加而降低,这可能是氮元素在不同叶龄叶片间的富集效应不同导致的;此外,温度降水和土壤氮磷可能是影响叶片δ15N 含量的重要因素。
第五章植被与土壤 B卷一、单选题1.土壤中排放的CO2主要来自生物残体分解和根系呼吸,与土壤温度密切相关。
读某地8月份土壤CO2实地监测统计图。
完成下面小题。
(1)与其它植被相比,红松阔叶林土壤CO2排放量峰值明显滞后的原因是( )A.蒸发量较小,土壤湿度大B.生物群落多,多样性丰富C.枯枝落叶多,微生物丰富D.树冠较茂密,土壤升温慢(2)由图示信息可推断,仅考虑生物体作用和土壤温度,下列自然带土壤CO2排放量较大的是( )A.热带雨林带B.亚热带常绿阔叶林带C.温带草原带D.亚寒带针叶林带2.植物的光合作用释放出的氧气在短波紫外线辐射下,易发生光电效应,形成氧负离子,从而提升小区域空气负离子水平。
研究表明,空气负离子与光照、温度、湿度等环境因子关系密切,高温对植物叶片光合作用有一定抑制。
某研究团队测定了我国T山山顶、山中及山麓固定样地中9个柳杉(我国特有的一种常绿乔木)群落中空气负离子水平的日变化情况。
下图示意T山6月空气负离子日变化。
据此完成下面小题。
(1)导致T山6月空气负离子日变化呈双峰型的主导因素是( )A.气温B.降水C.光照D.风力(2)T山最有可能位于我国( )A.浙闽丘陵B.秦岭山脉C.横断山脉D.天山山脉3.树干液流是自然环境中营养物质循环过程中的重要环节,树干的液流变化特征受环境因素影响明显。
下图为我国某地樟树在同一月份内三种不同天气条件下的液流速率和液流量变化图。
据此回答下面小题。
(1)据图中信息推测一年中樟树液流量最大的时期出现在( )A.春季B.秋季C.夏季D.冬季(2)樟树对干旱环境反应敏感,干旱期液流量大大减少。
樟树适应干旱的特征表现在( )①树干脱皮,抑制水分蒸发②根系枯萎,减少地下水吸收③气孔收缩,削弱蒸腾耗水④树木大量落叶A.①②B.①③C.②③D.③④4.原产于澳大利亚东北部热带雨林中的几种高大桉树,主根深扎地下,能大量吸收地下水。
这几种桉树适应性强,生长迅速,3—5年即可成材,统称速生核。
广东鹤山三种南亚热带人工林的生态系统服务价值动态李振;李浩;曾宪曙;陆宏芳【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2013(000)006【摘要】在鹤山国家森林生态系统定位研究站长期定位研究的基础上,参照和修订了我国LY/T 1721-2008《森林生态系统服务功能评估规范》给出的生态系统服务价值量化方法与服务价格,分析揭示了三种人工林生态系统0~22龄间的服务价值结构特点及其动态规律。
结果显示:南亚热带人工林各生态系统服务呈现非线性、不同步的动态发展特征:涵养水源和总服务价值动态特征为先大幅上涨,然后上升速度减缓,最终维持在一定价值高度出现小幅波动;固碳释氧和林木积累营养物质价值动态特征为迅速增长,然后趋于缓慢下降;生物保育价值和保育土壤价值动态特征为一直处于上升态势,但上升过程中变幅较大。
0~22龄间,涵养水源始终是三种人工林生态系统服务价值组成中的最大组分,其次是固碳释氧和生物保育。
三种人工林相比,在12龄以前马占相思林生态系统服务总价值最高,之后三者生态系统服务总值差异明显变小,乡土混交林生态系统服务功能总价值逐渐超越马占相思林。
【总页数】9页(P967-975)【作者】李振;李浩;曾宪曙;陆宏芳【作者单位】中国科学院华南植物园,广东广州 510650; 中国科学院大学,北京100049;中国科学院华南植物园,广东广州 510650; 中国科学院大学,北京100049;中国科学院华南植物园,广东广州 510650; 中国科学院大学,北京100049;中国科学院华南植物园,广东广州 510650【正文语种】中文【中图分类】F062.2【相关文献】1.鼎湖山南亚热带森林生态系统服务价值动态 [J], 刘树华;李浩;陆宏芳2.广东鹤山南亚热带植被重建对土壤动物群落的影响 [J], 徐国良;方碧真;周丽霞;刘占锋3.广东鹤山南亚热带丘陵人工林昆虫资源的研究(Ⅰ) [J], 刘桂林;庞虹;周昌清;温瑞贞;陈海东4.广东鹤山南亚热带丘陵人工林昆虫资源的研究(Ⅱ) [J], 刘桂林;庞虹;周昌清;温瑞贞;陈海东5.南亚热带鹤山三种人工林小气候效应对比 [J], 林永标;申卫军;彭少麟;任海;李明辉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
北京山区典型林分生长季叶面积指数动态变化蒋丽伟;张家琦;赵一臣;赵永雷【摘要】叶面积指数为植物冠层表面的物质循环与能量循环提供了结构化的定量信息,是估算植被冠层功能的重要参数,也是生态系统中最重要的结构参数之一.以北京西山实验林场作为研究区域,以研究区域内5种典型林分作为研究对象,对各林分生长季内的叶面积指数进行测量,结果表明:1)不同植物类型叶面积指数表现为乔木林>草本层>灌木林;4种乔木林分类型生长季平均叶面积指数大小排序为栓皮栎林>刺槐林>油松林>侧柏林.2)在整个生长季,4种乔木林分的叶面积指数表现出了一致的变化趋势,均表现为“增大—平稳—减小”的趋势;3)灌木林叶面积指数的变异系数均高于乔木林与草本层,就整个生长季,5种林分的变异系数为灌木林(荆条)>栓皮栎林>刺槐林>侧柏林>油松林.【期刊名称】《林业资源管理》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】5页(P132-136)【关键词】北京山区;典型林分;叶面积指数;生长季;动态变化【作者】蒋丽伟;张家琦;赵一臣;赵永雷【作者单位】国家林业和草原局调查规划设计院,北京100714;国家林业和草原局调查规划设计院,北京100714;国家林业和草原局调查规划设计院,北京100714;北京市房山区林果科技服务中心,北京房山102400【正文语种】中文【中图分类】S718.5叶片是植物的营养器官、光合作用的主要场所,是森林生态系统中能量流动、物质循环、尤其是水文循环的重要生物调节器官,是研究森林生态系统蒸散、光合、林冠截留等生态水文过程不可缺少的环节[1]。
叶面积指数最早由英国农业生态学家Watson于1947年提出,是指单位土地面积上的植物叶片的总面积,即叶面积指数=叶片总面积/土地面积,是一个能定量描述冠层结构及其动态的重要植被属性[2],同时也是反映植物群体生长状况和生态系统结构的一个重要指标[3]。
它能有效地表达植物叶片数量、冠层结构变化、植物群落生长及其环境效应等信息,为生态系统的物质循环和能量循环提供结构化的定量参数,并且在生态系统的碳循环、生产力、土壤-植物-大气系统相互作用、植被遥感信息等许多方面起到重要作用[4-6]。
植物生态学报2008,32(2)440~447Journa l o f Plant Eco logy(Chinese Version)叶面积测定仪/product/769.html半干旱黄土丘陵区人工林叶面积特征¹尹婧1邱国玉1*何凡1贺康宁2田晶会2张卫强2熊育久1赵少华1刘建新2(1北京师范大学资源学院土地资源研究所,北京100875)(2北京林业大学水土保持学院,北京100083)摘要该文通过对黄土丘陵区4个密度的刺槐(Robinia pseu doacacia)人工林、3个密度的侧柏(Platycladus oriental-is)人工林生长季叶面积变化的研究,揭示了不同密度林分叶面积生长与林分密度的关系;通过对灌木生长季叶面积变化的研究,建立了灌木柠条(Ca r a gana korshinskii)、沙棘(Hippophae rhamnoides)和紫穗槐(Amorpha fruticosa)叶面积与叶鲜重、枝条基径的经验公式,为半干旱区灌木生长调查提供了一种方便、快捷的方法。
结果表明:1)刺槐和侧柏各密度林分的单株林木叶面积和叶面积指数均在9月达到最大值,其中刺槐林叶面积指数峰值可达到10.5,侧柏峰值可达到3.2;灌木柠条、沙棘和紫穗槐叶面积和叶面积指数都在8月份达到各自的最大值,柠条、沙棘和紫穗槐的叶面积指数峰值分别为1.195、1.123和1.882;2)刺槐叶面积与叶鲜重具有极显著相关的幂函数关系,侧柏、柠条、沙棘、紫穗槐叶面积与叶鲜重具有极显著相关的线性函数关系,其中柠条枝条基径与叶面积还具有极显著相关的幂函数关系,沙棘、紫穗槐枝条基径与叶面积还具有极显著相关的线性函数关系;3)黄土丘陵区,由于林地土壤水分条件的限制,承载力有限。
人工林进入生长盛期后,不同密度刺槐和侧柏林分叶面积指数趋于一致,与最初的造林密度和现存密度没有关系。
在不同密度的刺槐和侧柏林分间,单株叶面积与其林分密度成反比。
叶面积指数采样方案一、确定采样地点。
1. 先找一个像百宝袋一样丰富的大区域,这个区域要有咱们要研究的植物。
比如说,如果是研究森林里树木的叶面积指数,那这片森林得有不同种类的树,有高的有矮的,有老的有小的,就像一个植物大家庭。
2. 在这个大区域里呢,再划分出几个小地块,就像给这个大家庭分几个小房间一样。
可以根据地形啦、植被分布看起来不太一样的地方来划分。
比如说,这边山坡上的树看起来长得更密,那就单独划成一个小地块;那边山谷里的树好像有点不一样,也划一个。
二、采样时间的选择。
1. 要像选好日子出门旅游一样选好时间哦。
如果是研究一年生植物,那最好在它们长得最茂盛的时候去采样,就像在它们最漂亮、最精神的时候给它们拍个照。
对于树木呢,不同季节可能叶子情况不一样,一般选择叶子都长全了、还没开始大量掉落的时候。
比如说在夏天或者秋天刚开始的时候,这个时候叶子基本都长开了,不会有刚发芽的小不点叶子,也不会有掉得七零八落的情况。
2. 而且啊,最好选个天气比较好的日子,不要下雨天或者大风暴刚过的时候去,因为那样叶子可能被吹得乱七八糟,测量就不准啦,就像给人拍照的时候,要在人打扮得整整齐齐的时候拍,不能在刚被风吹得头发乱成鸡窝的时候拍呀。
三、采样方法。
1. 随机采样法。
这就像抽奖一样。
在每个小地块里,闭上眼睛(当然实际上不用闭眼啦,就是随机的意思),然后选一些植物来测量它们的叶面积指数。
比如说用个小棍,在小地块里乱指,指到哪棵植物就采哪棵。
不过呢,也不能太随便,要保证采的植物能代表这个小地块的情况。
就像抽奖,虽然是随机的,但奖品也得是大家都有可能得到的那种,不能专门挑特别的。
对于每一棵被选中的植物,可以从不同的方向,比如东边、西边、南边、北边,各采几片叶子。
这就像从一个人的前后左右都看一下一样,这样能更全面地了解这棵植物的叶子情况。
2. 分层采样法。
如果这个小地块里的植物长得层次很分明,就像蛋糕有好几层一样,那可以用分层采样。
第30卷 第5期2008年9月北 京 林 业 大 学 学 报JOURNA L OF BEI J I NG FORESTRY UNI VERSITYV ol.30,N o.5Sep.,2008收稿日期:200722102219http :ΠΠw w ,http :ΠΠ基金项目:国家杰出青年科学基金项目(B 类)(30428022)、国家自然科学基金项目(30770328)、广东省自然科学基金项目(07006917)、中国科学院知识创新工程重大项目专题(K SCX222SW 22133)、华南植物园博士启动项目、中国生态系统研究网络(CERN )监测项目。
第一作者:曾小平,博士,副研究员。
主要研究方向:植物生理生态学。
电话:0202237252921 Email :zengxp @ 地址:510650广州乐意居中国科学院华南植物园。
责任作者:赵平,博士,研究员。
主要研究方向:植物生理生态学。
电话:0202237252881 Email :zhaoping @ 地址:同上。
鹤山丘陵3种人工林叶面积指数的测定及其季节变化曾小平 赵 平 饶兴权 蔡锡安(中国科学院华南植物园)摘要:叶面积指数(LAI )是反映森林冠层结构的重要参数,通常情况下,用光学仪器测定的LAI 值偏低需要进行校正。
该文使用数码植物冠层图像仪(CI 22110DPCI )测定鹤山丘陵3种人工林(马占相思林、针叶林和荷木林)的有效叶面积指数(LAI e ),用直接测定法得出的LAI 对LAI e 进行校正,并分析冠层LAI 的季节变化特征。
结果表明:LAI e 明显低于LAI ,两者存在密切的相关关系(P <0101);拟合的经验方程适用于校正相应林分的LAI e 。
3种人工林冠层的LAI 总体上没有明显的季节变化;荷木林的年平均LAI 最高(6156),其次为马占相思林(3194),针叶林最低(3176),荷木林的LAI 明显高于另两种人工林(P <0105)。
结合历史数据可发现:荷木林的LAI 呈明显上升趋势;马占相思林则相反,呈下降趋势;针叶林的LAI 处在相对平稳期,反映不同森林类型的生长发育状态。
关键词:叶面积指数;比叶面积;CI 22110DPCI ;人工林中图分类号:S718143 文献标识码:A 文章编号:1000221522(2008)052200332206ZE NG X iao 2ping ;ZH AO Ping ;RAO X ing 2quan ;C AI X i 2an.Measurement of leaf area index of threeplantations and their seasonal changes in H eshan hilly land .Journal o f Beijing Forestry Univer sity (2008)31(5)332238[Ch ,31ref.]S outh China Botanical G arden ,Chinese Academy of Sciences ,G uangzhou ,510650,P.R.China.Leaf area index (LAI )is an im portant parameter in forest canopy structure.Measurement values ofoptical instrument often underestimate LAI and need to be corrected.E ffective leaf area index (LAI e )measured by a CI 2110digital plant canopy imager (DPCI )was calibrated by LAI in three plantations of Acaciamangium plantation ,Schima plantation (S .superba +S .wallichi )and coniferous plantation (Pinus massoniana +Cunninghamia lanceolata )in Heshan hilly land ,G uangdong Province ,S outh China.Directdetermination was used to estimate LAI of three plantations ,and the seas onal changes of LAI were analyzed as well.Direct estimations were higher than optical estimations ,and significant correlations (P <0101)were found between LAI and LAI e for each plantation with different equations.There weren ’t obvious seas onal changes of LAI in three plantations as a whole.Schima plantation had the highest mean annual LAI (6156)am ong the plantations ,followed by A .mangium plantation (3194)and coniferous plantation (3176),and LAI of Schima plantation was obviously higher than those of A .mangium and coniferous plantations (P <0105).C om pared with historical data ,the results suggest that LAI s of Schima ,coniferous and A .mangium plantations present the definite trend of increase ,relative stabilization and decrease ,respectively.K ey words leaf area index (LAI );specific leaf area (SLA );CI 2110digital plant canopy imager ;plantation 叶面积指数(LAI )是森林生态学研究的重要参数之一。
森林冠层的叶面积指数是有关实验和模型研究中必须考虑的主要指标[1],在许多生态系统碳水循环模型的研究中叶面积指数是主要变量[2],有研究表明,叶面积指数与光合作用、蒸腾作用、蒸发散和净初级生产力密切相关[3225],另外,叶面积指数还可用于预测森林生长和揭示冠层结构对竞争、病害和气候变化的响应[6]。
因此,叶面积指数在林学和生态学等领域的研究中得到广泛的应用。
叶面积指数的测定方法大体上可归为直接测定法(破坏性取样或凋落叶取样)和间接测定法(主要通过光学仪器测定)两大类。
根据光学原理研制的冠层分析仪,测定森林叶面积指数具有操作简便、不损坏群落结构等优点。
但不同的光照条件对仪器的测定结果会产生影响,通常要在多云天气的较佳条件下进行测定以减小误差。
与直接测定法相比,冠层分析仪的测定结果明显偏低,这可能是由于冠层分析仪是通过植被间隙率计算叶面积指数,测定值为有效叶面积指数(effective LAI,简称LAIe),其数值本身就较实际叶面积指数偏小[7]。
直接测定法是最准确的一种,但存在着测定工作耗时耗力、不适合开展叶面积发育的长期性时空动态监测等局限性。
间接测定法一直以来存在着验证的需要,直接测定法是间接测定法校正的重要依据[8229],在间接测定法的实际应用中,需要直接测定法对其进行校正,从而提高叶面积指数研究的深度和广度。
目前,测定叶面积指数的主要光学仪器有美国产的LAI222000PC A植物冠层分析仪(LAI222000Plant Canopy Analyzer,简称LAI222000PC A)和CI22110DPCI 数码植物冠层图像仪(CI22110Digital Plant Canopy Imager,简称CI22110DPCI)等类型,据近期的文献报道,对LAI222000PC A的应用相对较多,有学者使用直接测定法对LAI222000PC A的测定值进行校正和论证[102215],结果表明,间接测定值与直接测定值之间呈现密切的相关关系,达到较好的校正效果; Acock[16]曾将LAI222000PC A和CI22110DPCI两种仪器进行比较,结果发现CI22110DPCI的测定结果比LAI222000PC A更接近直接测定法的测定值,遗憾的是没有更多相关的验证报道。
与LAI222000PC A相比,CI22110DPCI不用测定植物冠层上方作为参照值,测定操作更加简便,尤其是测定没有观测塔等设施的森林生态系统。
国内有学者利用CI22110DPCI 对不同区域多种森林类型的叶面积指数进行研究,如:赵平等[17]比较分析了广东南亚热带8种不同森林类型的乔木层、灌木层和草本层叶面积指数的变化;席建超等[7]将千烟洲红壤丘陵4种针叶林的遥感数据与有效叶面积指数相结合进行比较分析,表明遥感植被指数与不同林型针叶林有效叶面积指数存在较好的相关性;王希群等[18]通过CI22110DPCI 测定和野外实测的叶面积指数,分析了北京地区不同立地、不同林龄条件下油松(Pinus tabulaeformis)林和侧柏(Platycladus orientalis)林冠层有效叶面积指数和实测叶面积指数的关系。
然而,未见报道森林冠层叶面积指数的季节变化以及利用实测叶面积指数对有效叶面积指数(用CI22110DPCI测定)的校正。
本文以南亚热带丘陵植被恢复试验区内3种人工林(马占相思林、针叶林和荷木林)为研究对象,利用CI22110DPCI定期测定3种林分冠层的有效叶面积指数,同时,建立叶面积指数(直接测定法)与有效叶面积指数的相关经验方程,并对CI22110DPCI测定值进行校正,比较3种不同林型冠层的叶面积指数及其季节变化特征,为研究类似林型冠层叶面积指数动态变化、森林生产力、水分利用以及森林经营管理提供基础试验依据。
1 研究地概况与研究方法111 研究地概况野外调查与取样工作在中国科学院鹤山丘陵综合试验站(简称鹤山站)进行。