七种人工林分的冠层特性与林下光照条件

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摘要：人工林分是城市森林的重要组成部分，也是城市公园的重要组成元素之一。本文对广州天河公园七种典型人工林分的冠层特性和林下光照条件进行了调查，分析了两者之间的相关关系，结果表明，七种人工林分的冠层特性与林下光照条件有一定的差异，两者之间呈极显著的相关关系。研究对树种选择及城市公园植物群落的合理营建有指导意义。

关键词：人工林分；冠层特性；林下光照条件；城市公园；园林绿化

Abstract：Artificial forest stand is one of the important part of the urban forests as well as the factor of the city park landscape. Canopy structural parameters and understory light regimes of 7 artificial forest stands were investigated and the relationship between canopy structural parameters and understory light regime was analized. The result showed that there were different canopy characteristics among different stands and the relationship between them was significant. The result could provide reference for tree species selection and the construction of landscape stands.

Key words：Artificial forest stand; Canopy structural parameters; Understory light regimes; City park; Landscaping

中图分类号：DF457文献标识码：A 文章编号：

树木的冠层是林木的主要光合装置，因此冠层特性与树木生长密切相关[1]。森林冠层结构指的是组成乔木冠层的叶、嫩枝和小分枝在时空上的组织方式[2]，是植物群体结构的重要组成部分，它对植物群体的物质生产的形成有重大影响。森林冠层的结构不仅直接影响森林截获太阳辐射的程度以及截留大气降水的能力,而且还影响森林内部的小气候特征，如光环境、空气温湿度、土壤有机质含量等，进而影响林下植被的生长和更新以及森林群落的演替动态[3]。冠层特性的各指标成为森林结构优劣及探讨不同林分光合、固碳和生产能力大小的重要依据，因此研究森林冠层结构，对研究森林的功能有现实的意义。

有关森林公园林分的研究，前人在林分群落结构及其改造策略[4-8]等方面做过不少研究，但从林分的冠层特性角度论述森林功能的比较少见。本文通过对广州天河公园的7个具有代表性的林分进行调查研究，比较分析其冠层特性，包括林冠孔隙度、叶面积指数以及林下光照条件，为我省的城市公园树种选择及植物群落的合理营建提供一定的依据。

1 林分选择与研究方法

本文以广州天河公园的凤凰木林、阴香林、杨桃林、落羽杉林、小叶榕林、竹林以及台湾相思林等七种具有代表性的人工纯林为研究对象，选取2个冠层结构参数: 林冠孔隙度(canopyopenness，CO)和叶面积指数(leaf area index，LAI)以及林下光照条件，主要是林下直射光(transmitted direct gap light，TransDir)和林下散射光(transmitted diffuse gap light，TransDif)，定量研究七种人工纯林的冠层结构和林下光照条件，并对七种人工林分的冠层结构与林下光照的关系进行了分析，对城市公园在调整林分结构和充分发挥城市公园生态功能等管理经营方面，将起到重要指导作用。本项研究利用半球面影像技术获得七种人工林分的林冠影像，通过GLA专用软件对影像进行分析，得出LAI、CO指标等冠层结构参数和林下光照条件。

2 结果与分析

2.1 七种人工林分的冠层结构

各林分的CO和LAI两个指标的平均值、标准差、最大值、最小值和变异系数见表1。表1表明，凤凰木林分的CO显著最大，LAI显著最小，这可能与凤凰木的叶片形态有关。凤凰木为羽状复叶，小叶比较小，叶面积指数较小，因而林冠开度比较大；其次是台湾相思林，再次是落羽杉林，而阴香林、杨桃林、小叶榕林和竹林的CO最小，LAI最大，它们之间的差异都是不显著的。

从统计的数据来看，七种人工林分CO和LAI的变异系数(CV)范围分别是7.65%~25.14%和4.23%~28.78%。七种人工林分的空间异质性明显的有凤凰木林、竹林和台湾相思林，有较高的变异程度，其原因在于林分中个体差异比较大，特别是在竹林里掺杂有少量的其它树种；中等明显的有阴香林、落羽杉林和小叶榕林，个体差异不大；杨桃林的空间异质性最不明显，变异系数最低，仅为7.65%和4.23%。

表1 七种人工林分的冠层结构特性

注：表中字母为Duncan检验结果，相同字母间差异不显著（P>0.05），余表同。

2.2 七种人工林分的林下光照条件

各林分的林下直射光Trans Dir和林下散射光Trans Dif两个指标的平均值、标准差、最大值、最小值和变异系数见表2。研究结果表明，七种林分林下直射光和林下散射光的大小差异基本一致，凤凰木林和台湾相思林的林下光照条件都显著高于其它林分，其次是落羽杉林林、杨桃林、竹林、阴香林，林下光照条件较弱的有小叶榕林。

表2 七种人工林分林下光照条件

七种人工林分林下光照均表现为一定的变异性，林下直射光的变异程度要强于林下散射光，其林下直射光和林下散射光的变异系数范围分别是11.63 %~34.30 %和8.08 %~28.54 %。而阴香林、落羽杉林和竹林林下光照的空间异质性最为明显，杨桃林和台湾相思林林下光照的空间异质性较为接近, 均小于凤凰木林和小叶榕林。

2.3 不同林分的冠层结构与林下光照条件的相关性

对冠层特性的各参数进行相关性分析（Pearson 积矩相关系数）见表3，可以分析林冠孔隙度、叶面积指数、林下直射光和林下散射光四者之间的两两关系。结果表明七种人工林分的四个参数之间均有极显著相关关系，说明冠层结构与林下光照条件极相关。其中，林冠孔隙度与林下直射光和林下散射光之间，以及林下直射光与林下散射光之间均呈极显著正相关；叶面积指数与林冠孔隙度、林下直射光和林下散射光之间均呈极显著的负相关。

表3 冠层特性与林下光照条件的相关性

3 结语

从本文的结果看，杨桃林、竹林、阴香林和小叶榕林具有较高的叶面积指数，其对光资源的利用能力较强，实际上其叶幕也相对比较密集；而落羽杉林、凤凰木林、台湾相思林则光资源的利用能力较低，其叶幕也相对较稀疏。在公园绿化上，可以根据景观的需要，合理地选择树种。如作为休闲的林荫环境，可以考虑上述叶幕密集树种。本研究是一个初步的探讨，如何根据冠层特性进行园林绿化树种的选择与合理进行林分的营建，有待进一步研究。

参考文献

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[4]邓送求，关庆伟，闫家锋，等. 南京无想寺国家森林公园群落结构特征及林分结构调整[J]. 中国城市林业，2009，7（1）：50-53.

[5]杨加志，苏志，许月明. 东莞大屏嶂森林公园的现状植被及林分改造对策[J]. 生态科学，2004，23（2）：144-146.

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