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Radiation characteristics in a tropical seasonal rain forest canopy gap

热带季节雨林林窗辐射特征研究



全 文 :热带季节雨林林窗辐射特征研究*
张一平1* * 窦军霞1, 2, 3 刘玉洪1 马友鑫1
( 1 中国科学院西双版纳热带植物园,昆明 650223; 2中国科学院生态环境研究中心,北京 100085;
3 中国科学院研究生院, 北京 100039)
=摘要> 利用不同季节热带季节雨林林窗、林内及旷地不同波长太阳辐射的实测资料, 探讨了热带季节雨
林林窗不同波长辐射特征. 结果表明,热带季节雨林林窗中央和北侧林冠下的不同波长太阳辐射存在/ 突
跃现象0 ,中午前后各辐射量值迅速达到最大后又急速下降;林窗内不同波长太阳辐射日总量值均大于林
内,却小于旷地;林窗中央和北侧林冠下比较可见, 在干热季、雨季和雨季后期,林窗中央的各辐射要素总
量值高于北侧林冠下, 但雾凉季时受浓雾和太阳高度以及方位的影响, 各辐射要素总量值较北侧林冠下
低;林窗中央的总辐射日总量在雨季太阳高度角最大时最高, 雨季后期和干热季其次,雾凉季时最小;林窗
中央和北侧林冠下的红外辐射及可见光在总辐射中所占份额随季节的变化而不同, 充分显示了林窗辐射
环境的异质性;与旷地和林内相比,林窗内各测点的红外辐射在总辐射中所占份额介于旷地和林内之间,
高于旷地却低于林内;而可见光占总辐射的比值情况正好相反. 另外, 林窗可见光分配率的季节变化都大
于红外辐射;热带季节雨林林窗有增加红外辐射、减少可见光的特征.
关键词 林窗 太阳辐射 热带季节雨林
文章编号 1001- 9332(2004) 06- 0929- 06 中图分类号 S7181 512 文献标识码 A
Radiation chara cteristics in a tropical seasonal rain forest canopy gap. ZHANG Yiping1 , DOU Junxia1, 2, 3 , LIU
Yuhong1, MA Youxin1 ( 1Xishuangbanna Tropica l Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Kunming
650223, China ; 2Research Center for Eco2environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beij ing
100085, China ; 3 Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China ) . 2Chin . J . Appl .
Ecol . , 2004, 15( 6) : 929~ 934.
Based on the observation on the r adiation with different wavelengths in tropical seasonal rain forest canopy gap,
inter ior of forest, and meteorological station in different seasons, the radiation character istics of canopy gap were
discussed. The results showed that the value of different wavelengt h radiation had the phenomenon of / suddenly
emergent0 at the center and north edge of canopy gap. Moreover, each radiation value reached the maximum
rapidly, and then decr eased quickly around the noon. The daily gross radiation of different wavelengths within the
canopy gap was bigger than that in the interior of for est , but smaller than that at meteorological station. Com2
pared to the north edge, the daily gross r adiation in t he center of the gap was bigger in dry2hot season, r ain season
and later rain season, but smaller in fog2cool season, which was influenced by dense fog, solar angle and azimuth.
The total daily gross solar radiation at the center was the maximum when the solar angle was the biggest in r ain
season, higher in later r ain season and dry2hot season, and was the minimum in fog2cool season. T he ratios of in2
frared and visible light radiation to total solar radiation var ied with the seasons at the center and nor th edge of the
canopy gap, which fully indicated the environmental heterogeneity within t he canopy gap. Compared with meteo2
rological station and interior of forest, the r at ios of infr ar ed radiat ion to total solar radiation in the gap were bigger
than those of meteorological station, but smaller than those of interior of for est, which were just contrary to the
ratios of visible light to total solar radiat ion. In addition, the seasonal variation of the ratios of visible light to total so2
lar radiation was higher than that of the ratios of infrared radiation to total solar radiation within the gap. Generally,
canopy gap could increase infrared radiation and decrease visible light radiation in tropical seasonal rain forest.
Key words Canopy gap, Radiation, Tropical seasonal r ain forest.
* 中国科学院知识创新工程重大项目 ( KZCX12SW201201A4 )、中国
科学院知识创新工程项目( KZCX22406)、云南省自然科学基金项目
( 98C098M)和中国科学院研究生科学与社会实践资助项目.
* * 通讯联系人.
2003- 03- 11收稿, 2003- 09- 27接受.
1 引 言
林窗的产生改变了群落内部的环境条件,如具有
较强的光照条件[10].林窗内的光照水平由于其形状、
面积、纬度、位置及方位角的变化而表现出不同的特
点.林窗内光照的增强使林窗内的地2气温度及其变
幅都较林内增大,湿度则减小[5, 10, 17, 25, 29] ,造成了森
林内温度变化程度(日较差和年较差)比林外小, 以及
夜暖昼凉和冬暖夏凉等热力特征的改变[35, 36] ,引起
林窗内土壤理化性质、营养元素分解、土壤微生物活
性等环境因子发生相应的变化[ 7] ,从而导致林窗环境
的异质性.而林窗微环境在森林种群动态方面扮演着
重要角色[2, 4, 5, 9, 11, 14] .林窗通过对群落内微生态环境
的改变,影响着林窗斑块内的种子雨与种子库的特
应 用 生 态 学 报 2004 年 6 月 第 15 卷 第 6 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Jun. 2004, 15( 6)B929~ 934
征,同时对不同植物的种子萌发和幼苗生长发育产生
作用,使到达林窗内和在林窗内能存活的植物种类及
数量不同[6, 12, 15, 20, 27, 30, 32] ,对不同特征植物的更新具
有选择效果, 从而影响林窗内的物种组成[ 8] .随着林
窗形成年龄的增加,不同树种的不同个体在对林冠空
隙资源的利用和竞争中形成了各自生态位的分化,树
种的特征也会在生存竞争中随林冠空隙年龄的增加
而改变,直至林冠空隙被填充完毕后, 进入林冠层的
只是少数物种的部分个体[ 26] .另外,不同大小的林窗
与非林窗通过其对斑块内各生态因子及其组合的改
变,形成了不同的生态环境,还可满足不同种类或生
态种组的植物在其生活史不同阶段对环境的不同需
求[18] , 从而影响不同特性的斑块在森林景观中的循
环变化[37] . Lerzman等[21]认为, 从林窗边缘到林窗
中心,光强呈明显增大趋势,到中心区光强值达到最
大, 而林窗边缘则是光强梯度变化最大的地段;
Minckler 等[23]发现, 林窗光照强度随空隙直径(D)
与周围树高(H)比例的增加而增强,并且当 D约为
H 的 2倍时光照最强.对于相同面积的林窗, 椭圆形
林窗的日照率小于圆形[ 1, 33] . 从纬度变化来看, 热
带森林的林窗形成初期的最大光照强度要高于温带
林窗形成初期[26] . Canham 等[ 9]在对北半球 5 个热
带和温带森林的林内和林窗的光照机制比较研究后
指出,纬度越高,穿过林窗空隙的光照投影的偏移也
就越大, 在 40bN 处已无直射光投射到林地上空隙
垂直投影轮廓内.另外,林窗的方位角极大地影响着
林窗内的光照水平, N2S 向重叠的林窗光照水平大
于 E2W向,中午太阳光可直接照射到 N2S 林窗北缘
的林冠上而达不到地面[ 21] .
虽然气候环境对森林的影响是光、热、水、气各因
子的综合作用,但在热带地区, 热量和水分条件得到
充分保障,光照条件常常是主导因子[19] .国外的研究
表明,光照条件是影响热带雨林植物生长、生存众多
环境因子中最常遇到的限制因子[10] .植物生理学研
究表明,在未达到光饱和点时, 植物光合成随光照强
度增加而加大;当光照增加到一定数值后,光照强度
的增加,将构成光抑制[3, 13, 22] ,降低植物光合生产力,
限制植物的生存和适应能力,特别是在林冠层造成植
物的光休眠,情况严重时会导致夜间植物体温降低,
昼间温度升高,进一步加剧光抑制发生[24] . 林窗的出
现使林下光照强度显著增加,致使某些阴性植物种生
长不利,甚至死亡;而具有阳性特征的植物种生长较
快[41].可见太阳辐射的增加不仅影响植物的生长,还
将导致森林群落多样性发生变化[42] .
光对植物的生态作用由光照强度、日照时间及
光谱成分的对比关系构成[ 28] .林窗与林内光环境的
显著差异在森林下层和林窗特有种的生理、生活史
以及森林群落的演替方面起重要作用, 而林窗自身
光环境的异质性通过林窗更新物种对其周围光环境
的微小差异所做出的不同反应, 影响了森林群落的
结构. 张一平等[ 38~ 40]曾对西双版纳热带次生林林
窗区域的光照强度和日照时间进行了探讨,指出林
窗区域光照强度的最大值均在中午出现, 但不同方
位、不同季节最大光强的数值和高光照维持时间不
同,呈现/空间不对称分布0特征;并且林窗区域光照
在水平空间内呈现/高值区时空动态位移0现象. 研
究表明,在旷地的太阳辐射中, 可见光和红外线占
90%以上[31] . 其中, 绿色植物进行光合作用所利用
的主要波段为可见光, 而红外光在种子萌发、幼苗生
长方面起着重要作用[ 28] .红外辐射是影响植物热力
状况的重要因素, 其热效应使植物的体温升高, 促进
植物的蒸腾和物质输送等生理过程, 外界环境温度
越低,红外辐射的热效应越大[ 31] .本研究拟对季节
雨林林窗不同波长辐射的时间变化和空间分布特
征,以及与林内和旷地的比值进行分析.
2 研究地区和研究方法
本研究以云南省西双版纳典型的季节雨林林窗为研究对
象,自然概况见文献[ 16] . 观测点为林窗中央、北侧边缘及林
内;观测要素为总辐射、红外辐射(TRL 型管状辐射表,英国
DELTA2T 公司)、反射辐射(长春气象仪器厂)、净辐射(MF240
净辐射仪, 日本 EKO株式会社)及热流量 (热量板,中国预防
医学科学院环境与卫生工程研究所)等.旷地辐射利用中国生
态系统研究网络(CERN)西双版纳热带森林生态站的辐射自
动观测系统的资料.观测在 1999 年 7 月 23~ 24 日和 10 月 14
~ 15 日的 8B00~ 18B00 以及 2000 年 12 月 24~ 26 日和 2001
年 4 月 5~ 7日的 9B00~ 18B00 进行, 每小时正点观测一次.
其中 12 月代表雾凉季, 4 月为干热季, 7 月为雨季, 10 月为雨
季后期,观测期间天气状况均为相应季节的典型天气.
3 结果与分析
311 季节雨林旷地辐射分析
31111不同波长辐射量日变化特征 雾凉季、干热
季、雨季和雨季后期,与季节雨林观测期间对应的旷
地(图 1)的总辐射值均早晚较低、中午前后高.因受
雾和太阳高度变化的影响,昼间总辐射值在雨季晴
天时最高,雨季后期和干热季时总辐射值相近, 稍低
于雨季晴天,而雾凉季时最低.旷地各季节红外辐射
和可见光的日变化特征都与其总辐射相似.
930 应 用 生 态 学 报 15卷
图 1 旷地总辐射、红外辐射和可见光的不同季节日变化
Fig. 1 Daily variat ion characteristics of total radiation, infrared radiat ion
and visible light in four seasons at meteorological stat ion.
a:雾凉季Fog2cool season; b:干热季 Dry2hot season; c:雨季 Rain sea2
son; d:雨季后期 Later rain season.下同 T he same below.
图 2 旷地总辐射、红外辐射和可见光的不同季节日总量
Fig. 2 Characteristics of daily gross of total radiat ion, infrared radiat ion
and visible light in four seasons at meteorological stat ion.
31112不同波长辐射日总量特征 比较旷地各季节
的总辐射、红外辐射和可见光的日总量(图 2)可见,
雨季太阳高度最大, 晴天时接受光照的时间较长, 因
而其总辐射、红外辐射和可见光的日总量均高于其
它季节, 其日总量值分别为 2113、915 和 916 MJ#
m- 2;在雨季后期和干热季, 太阳高度角和昼长方面
的条件相似,所以对应的各辐射要素的日总量值相
近;雾凉季时,受浓雾和较低的太阳高度及较短的昼
长影响,旷地的各辐射要素日总量值均为最小,总辐
射、红外辐射和可见光的日总量值分别是 1313、710
和 514 MJ#m- 2.
31113红外辐射与可见光占总辐射比例 雾凉季和
干热季时(表 1) , 旷地的红外辐射分别占总辐射的
5216% 和 5314%, 都高于可见光的 4015% 和
4019%, 而雨季和雨季后期时因空气相对湿度值较
高[34]、红外辐射被水分子吸收较多的缘故, 红外辐
射所占比例下降至 44145%和 4519%, 雨季时红外
辐射比例甚至略低于可见光.
表 1 旷地红外辐射和可见光占总辐射比例
Table 1 Ratios of infrared r adiat ion, visible light to total solar radia2
tion at meteor ological station ( % )
雾凉季
Fog2cool
season
干热季
Dry2hot
season
雨季
Rain
season
雨季后期
Later rain
season
A 5216 5314 4415 4519
B 4015 4019 4511 4219
A:红外辐射 Infrared radiation; B:可见光 Visible light .下同 T he same
below.
312 季节雨林林窗各测点不同波长辐射量日变化
特征
31211 林窗中央 林窗中央(图 3)的总辐射值在雾
凉季、干热季、雨季及雨季后期都是早晚较小、中午
前后较高,与旷地情况不一致的是其中午的极值呈
现/突跃现象0,峰值区间较窄,表明周围树木对林窗
中央辐射的影响. 受雾、太阳高度和方位角以及树木
遮蔽等因素的影响, 林窗中央总辐射最大值出现时
刻在雨季后期最早, 雾凉季和干热季次之, 雨季最
晚;各季节总辐射最大值为雨季( 70617 W#m- 2 ) >
干热季( 480 W#m- 2) > 雨季后期 ( 35313 W#m- 2)
> 雾凉季( 10414 W#m- 2) .
图 3 季节雨林林窗中央总辐射、红外辐射和可见光不同季节日变化
Fig. 3 Daily variat ion characteristics of total radiation, infrared radiat ion
and visible light at the center of seasonal rain forest gap in four seasons.
各季节的红外辐射和可见光的日变化趋势大致
都与其总辐射趋势相似,且除极个别时刻外,一般红
外辐射值总是大于可见光.但各季节红外辐射和可
见光的最大值大小顺序与总辐射不同, 其中红外辐
射为雨季后期( 33313 W#m- 2) > 干热季( 32212 W#
m- 2) > 雨季 ( 280 W#m- 2 ) > 雾凉季 ( 5313 W#
m- 2) ;而可见光则为雨季> 干热季> 雾凉季> 雨季
后期,最大值分别是 42617、15718、5111和 4617 W#
m- 2.
31212北侧林冠下 雾凉季时(图 4) ,因浓雾维持时
间较长且太阳高度较低, 雾消散后林窗内接受太阳
直射时间较长的地点不是林窗中央,而是北侧(南
9316 期 张一平等:热带季节雨林林窗辐射特征研究
图 4 季节雨林林窗北侧林冠下总辐射、红外辐射和可见光不同季
节日变化
Fig. 4 Daily variat ion characterist ics of total radiat ion, infrared radiat ion
and visible light at the north edge of seasonal rain forest gap in four sea2
sons.
向)边缘,使得北侧林冠下的总辐射、红外辐射及可
见光值普遍比林窗中央高, 最大值分别是 273、
15516和 11718 W#m- 21 而在干热季、雨季和雨季
后期,随着太阳高度角的增大,雾时的缩短, 林窗北
侧边缘不再是阳光长时间直射中心,特别是在雨季,
太阳已过天顶, 偏向北天球,林窗北侧边缘正午时位
于背阴面,所以该期间北侧林冠下的总辐射、红外辐
射和可见光值与同期林窗中央的各辐射要素值相比
都较低,并且各辐射要素的最大值也普遍低于雾凉
季时.因此,北侧边缘总辐射最大值的大小顺序是雾
凉季> 干热季> 雨季> 雨季后期,其出现时刻则是
雨季后期最早, 干热季次之,雾凉季和雨季最晚.
31213林内 受林冠遮蔽作用的影响,林内总辐射、
红外辐射和可见光值无论是在雾凉季还是干热季时
都较小(雨季和雨季后期因故缺测) ,远远低于同期
林窗中央和北侧林冠下的各辐射分量值(图 5) .
313 季节雨林林窗各测点不同波长辐射日总量特征
图 5 季节雨林林内总辐射、红外辐射和可见光不同季节日变化
Fig. 5 Daily variat ion characteristics of total radiation, infrared radiat ion
and visible light at the interior of seasonal rain forest in four seasons.
31311 林窗中央 由于雨季日出较早, 且午间太阳
高度最大,因而林窗中央的总辐射日总量也随之达
最大,为 413 MJ#m- 2;雨季后期和干热季时的总辐
射日总量值接近, 分别为 311和 310 MJ#m- 2;而受
浓雾和较低太阳高度的影响,雾凉季的总辐射日总
量最小,只有 112 MJ#m- 2.
林窗中央红外辐射和可见光的日总量在各季节
的分布形式与总辐射不同,其中红外辐射日总量值
在太阳高度较大的雨季、雨季后期和干热季均较高,
雾凉季时较小;可见光日总量则仍是雨季时最大,高
出其它季节较多(表 2)
31312 北侧林冠下 由于季节雨林的群落高度较
高,相对于林窗中央而言,林窗北侧边缘受树木遮蔽
作用的影响更大, 因而北侧林冠下的总辐射日总量
在各季节的分布形式与林窗中央不同, 为 210~ 212
MJ#m- 2,均近于相等.红外辐射和可见光的日总量
分布规律与总辐射相似(表 2) . 由此可见, 西双版纳
热带森林林窗内的辐射环境除与季节、太阳高度角
和方位以及地方性天气现象(雾)的影响有关外, 树
木的高度和林冠的疏密程度等森林群落结构特征也
是重要的影响因素之一.
表 2 季节雨林林窗中央、北侧林冠下和林内不同季节总辐射、红外辐射和可见光日总量及其与旷地比值
Table 2 Daily gross of total solar radiat ion, infrared r adiat ion and visible light at the center, the north edge of gap and interior of seasonal rain forest
in four seasons and ratios of daily gr oss of radiat ion factors wi thin gap and forest to meteorological stat ion
季节
Season
总辐射T otal solar radiat ion
日总量
Daily gross
(MJ#m- 2)
比 值
Ratio
( % )
红外辐射 Infrared radiation
日总量
Daily gross
(MJ#m- 2)
比 值
Rat io
( % )
可见光 Visible light
日总量
Daily gross
(MJ#m- 2)
比值
Rat io
( % )
雾凉季 Ñ 1121 912 0170 1010 0151 916
Fog2cool Ò 1197 1419 1127 1812 0170 1311
season Ó 0129 212 0125 317 0104 017
干热季 Ñ 2197 1710 1199 2113 0198 1317
Dry2hot Ò 2106 1118 1136 1416 0170 918
season Ó 0163 316 0143 416 0120 218
雨 季 Ñ 4125 2010 2117 2219 2108 2116
Rain Ò 2105 916 1129 1316 0176 719
season Ó - - - - - -
雨季后期 Ñ 3111 1719 2156 3211 0155 714
Later rain Ò 2117 1215 1165 2017 0153 711
season Ó - - - - - -
Ñ:林窗中央 Center of gap; Ò:北侧林冠下 North edge of gap; Ó:林内 Interior of forest .
932 应 用 生 态 学 报 15卷
31313林内 林内总辐射、红外辐射和可见光的日
总量值很小, 雾凉季总辐射仅为 0129 MJ#m- 2;干
热季时虽各辐射要素日总量均有所增加, 但仍与林
窗中央和北侧林冠下相差甚远, 其总辐射日总量值
仅相当于同期林窗中央和北侧林冠下总辐射日总量
值的 2010%和 2816%(表 2) .
314 季节雨林林窗各测点与旷地不同波长辐射的
日总量比较
由表 2可见,林窗中央的总辐射、红外辐射和可
见光日总量与旷地对应辐射要素日总量的比值, 在
雨季和雾凉季时差异较小, 而雨季后期和干热季时
相差较大,特别是雨季后期,红外辐射为 3211%, 高
于同期可见光( 714% ) ;北侧林冠下与旷地各辐射要
素日总量的比值随季节的推移变化不明显, 其中总
辐射维持在 916% ~ 1419%, 红外辐射在 1316% ~
2017%之间波动,而可见光比值最小为 711%, 最大
为1311% ;林内总辐射、红外辐射和可见光日总量
与旷地的比值在雾凉季和干热季时很小, 最大比值
仅为 416%.
比较各季节林窗中央和北侧林冠下与旷地的辐
射比值可以看出, 干热季、雨季和雨季后期, 林窗中
央与旷地的各辐射日总量比值高于北侧林冠下, 并
且在雨季太阳高度角最大时差异最明显, 两方位总
辐射、红外辐射和可见光的比值差值分别达
1014%、913%和 1317%;雾凉季时情况相反, 受阳
光直射时间较长的北侧林冠下的比值较大, 其总辐
射、红外辐射及可见光分别高出林窗中央 517%、
812%和 315% . 总的说来, 季节雨林各辐射分量与
旷地比值波动的高端均呈林窗中央> 林窗边缘(北
侧林冠下) > 林内;但是总辐射和红外辐射比值的低
端则是林窗边缘(北侧林冠下) > 林窗中央> 林内,
说明林窗中央辐射比值的季节变化幅度更大( 212~
312倍) .
315 季节雨林林窗各测点红外辐射和可见光占总
辐射比例及与旷地比较
林窗各测点的红外辐射占总辐射之百分比均高
于可见光(表 3) ,以林内表现最显著, 在雾凉季和干
热季时,到达林内地面辐射能量的 68%以上是红外
光能. 林窗中央红外辐射所占比值在雨季后期和干
热季时较高,雾凉季和雨季时较小,可见光所占比值
情况正好相反. 北侧林冠下的红外辐射和可见光比
值在各季节的大小顺序与林窗中央一致, 但林窗中
央的红外辐射和可见光比值随季节的变化波动较
大,比值的最大值和最小值之间相差达到 3112% ,
而北侧林冠下仅为 13% .
表 3 季节雨林林窗区域红外辐射和可见光占总辐射比例
Table 3 Ratios of infrared radiation, visible light to total solar r adiat ion
wi thin the gap and in the seasonal rain forest( % )
季节
Season
林窗中央
Cent er of gap
北侧林冠下
Nort h edge of gap
林内
Inter ior of forest
雾凉季 A 5717 6412 861 5
Fog2cool season B 4213 3518 131 5
干热季 A 6710 6610 681 4
Dry2hot season B 3310 3410 311 6
雨 季 A 5111 6218 -
Rain season B 4819 3712 -
雨季后期 A 8213 7518 -
Lat er rain season B 1717 2412 -
比较林窗各测点和旷地的红外辐射、可见光占
总辐射的百分比可知, 由于林窗周边树木冠层对可
见光的反射、散射和吸收作用,季节雨林林窗可见光
分配率的季节变化都大于红外辐射, 并且任何季节
林窗各测点的红外辐射在总辐射中所占比例都高于
旷地,特别是在雨季后期林冠较茂密时,林窗中央和
北侧林冠下的红外辐射分别高出旷地 3614% 和
2919% .与旷地相比, 热带森林林窗有增加红外辐
射,减少可见光的效应,证明红外辐射是影响林窗区
域热力状况和植被动态的重要环境因素之一.由此
可见,林窗形成后,不仅光强度会发生变化,光质(不
同波长辐射)也会随之发生改变.
4 结 论
季节雨林林窗中央和北侧林冠下的不同波长太
阳辐射的日变化规律相似, 存在/突跃现象0,中午前
后各辐射量值达到最大,其波峰区一般较窄.
林窗中央和林窗北侧林冠下的不同波长太阳辐
射日总量值均大于林内,而小于旷地.林窗中央和北
侧林冠下比较而言, 在季节雨林林窗,干热季、雨季
和雨季后期时,林窗中央的各辐射要素总量值高于
北侧林冠下, 而雾凉季时受浓雾和太阳高度以及方
位的影响,林窗中央的各辐射要素总量值较北侧林
冠下低.
林窗区域的红外辐射及可见光在总辐射中所占
比例随所在的林窗方位和季节的改变而不同,充分
显示了林窗辐射环境的异质性. 与旷地和林内相比,
林窗内各测点的红外辐射在总辐射中所占份额介于
旷地和林内之间, 高于旷地却低于林内;而可见光占
总辐射的比值情况正好相反.另外,林窗可见光分配
率的季节变化都大于红外辐射;相对于旷地而言,热
带森林林窗有增加红外辐射,减少可见光的特征.
西双版纳热带森林林窗内的辐射环境除与季
9336 期 张一平等:热带季节雨林林窗辐射特征研究
节、太阳高度角和方位以及地方性天气现象(雾)的
影响有关外,树木的高度和林冠的疏密程度等森林
群落结构特征也是至关重要的影响因素之一.
致谢 得到中国生态系统研究网络西双版纳热带森林生态
站的大力支持;郭萍、王进欣、何云玲等同学参加了野外观
测,表示感谢.
参考文献
1 Ashton PMS. 1992. Some measurement of the microclimat ic differ2
ences within a SriLan kan t ropical rainforest . Agr ic For Meteor ol ,
59( 2) : 217~ 235
2 Bazzaz FA, Wayne PM. 1994. Physiological ecology of t ree seedling
regenerat ion across the gap2understory continuum. In : Caldwell
MM,Pearcy RW, eds. Physiological Ecology - A Series of Mono2
graphs Texts and T reat ises. San Diego: Academic Press. 349~ 390
3 Bjrkman O, Demming2Adams B. 1993. Regulat ion of photosyn2
thet ic light energy capture, conversion and dissipat ion in leaves of
higher plants. In: Schulze ED, Caldwell MM, eds. Ecophysiology of
Photosynthesis. Berlin: Springer2Verlag. 17~ 47
4 Bongers F, Popma J. 1988.Species differentiation in relation to gap2
associated environmental h eterogeneity. Ph. D. T hesis. Ut recht: U2
niversity of Utrecht. 185
5 Brokaw NVL. 1985. Gap2phase regeneration in a t ropical forest . E2
cology , 66( 4): 682~ 687
6 Brokaw NVL, Scheiner SM . 1989. Species composit ion in gaps and
st ructure of a t ropical forest . Ecology, 70( 3) : 538~ 541
7 Brown N. 1993. Implications of climate and gap microclimate for
seedling growth condit ion in a Bronean lowland rain forest . J T rop
Ecol , 9: 153~ 168
8 Canham CD. 1989. Different responses to gaps among shade toler2
ant tree species. E cology , 70( 3): 548~ 550
9 Canham CD, Denslow JS, Platt WJ , et al . 1990. Light regimes be2
neath closed canopies and t ree2fall gaps in temperate and tropical
forest. Can J For Res, 20: 620~ 631
10 Chazdon RL, Fetcher N. 1984. Photosynthet ic light environments
in a lowland t ropical rain forest in Costa Rica. J Ecol , 72: 553~ 564
11 Clark DB. 1990. The role of disturban ce in the regeneration of
neot ropical moist forest . In: Bawa KS, Hadley M, eds. Reproduct ive
Ecology of T ropical Forest Plants. Paris: MAB2UNESCO Series.
291~ 315
12 Connell JH . 1989.Some processes affect ing the species composit ion
in forest gaps. Ecology , 70( 3) : 560~ 562
13 Demming2Adams B, Adams WW. 1992. Photoprotect ion an d other
responses of plants to high light st ress. Ann Rev Plant Physiol
Plant Molecular Biol , 43: 599~ 626
14 Denslow JS. 1980. Gap part itioning among t ropical rainforest t rees.
Biotrop ica , 12: 47~ 55
15 Denslow JS, Gomez AE. 1990. Seed rain to t ree2 fall gaps in a
Neot ropical rain forest . Can J For Res, 20: 642~ 648
16 Dou J2X(窦军霞) , Zhang Y2P(张一平) , Ma Y2X(马友鑫) , et al .
2003. A primary study on thermal effect of soil2plant2atmosph ere
cont inuum in t ropical seasonal rain forest gap. Envi ron Sci (环境科
学) , 23( 6) : 91~ 96( in Chin ese)
17 Freitas CR, Enright NJ. 1995. Microclimat ic differences between
and with in canopy gaps in a temperate rainforest . I nt J Biometeor ,
38( 4) : 188~ 193
18 Grubb PJ. 1977. The maintenance of species richn ess in plant com2
munit ies: T he importance of regen erat ion niche. Biol Rev , 52: 107
~ 145
19 He Q2T (贺庆棠) . 2001.Ch inese Forest Meteorology. Beijing: Chi2
na Forest ry Press. 244~ 246( in Chinese)
20 Lawdon RO, Putz FE. 1988. Natural disturbance and gap2phase re2
generation in a wind exposed t ropical cloud forest . Ecology, 69: 764
~ 777
21 Lerzman KP, Krebs C. 1991. Gap2phase st ructure of a subalpine
old2growth forest . Can J For Res, 21: 1730~ 1741
22 Long SP, H umph ries S, Folkowski PG. 1994. Photoinhibit ion of
photosynth esis in nature. Ann Rev Plant Physiol Plant Mol Biol ,
45: 633~ 663
23 Minckler LS, Woerheide JD. 1965. Reproduct ion of hardwoods 10
years after cut ting as affected by site and opening size. J For , 63:
103~ 107
24 Mulkey SS, Pearey RW. 1992. Interactions between acclimat ion and
photoinhibit ion of photosynthesis of t ropical forest understorey
herb, Alocasia macrorr hiza, during simulated canopy gap forma2
tion. Funct Ecol , 6: 719~ 729
25 Pearcy RW. 1987. Photosynthet ic gas exchange responses of Aus2
tral ian t ropical forest trees in canopy gap and understory micro2en2
vironments. Funct Ecol , 1( 2) : 169~ 178
26 Poulson TL, Platt WJ. 1989. Gap light regimes influence canopy
t ree diversity. Ecology, 70( 3) : 553~ 555
27 Putz FE. 1983. T reefall pit s and mounds, buried seeds, and the im2
portance of soil disturbance to pioneer t rees on Barro Colorado Is2
land, Panama. Ecology , 64( 5) : 1069~ 1074
28 Qu Z2X(曲仲湘) , Wu Y2S(吴玉树) , Wang H2 J(王焕校) , et al .
1983. Plant Ecology. Beijing: Higher Educat ion Press. 42~ 68 ( in
Chinese)
29 Runkle JR. 1985. Disturbance regimes in temperate forest . In: Pick2
et t STA and White PS, eds. The Ecology of Nature Disturbance and
Patch Dynamics. Orlan do: Academic Press. 17~ 33
30 Schupp EW, Home HF, Augspurger CK, et al . 1989. Arrival and
survival in t ropical t reefall gaps. Ecology, 70( 3) : 562~ 564
31 T he Chin ese Academy of Agricultural Sciences ed. 1999. Chinese
Agricultural Meteorology. Beijing: China Agricultural Press. 39~ 41
( in Chinese)
32 Uhl C, Clark K, Dezzeo N, et al . 1988. Vegetat ion dynamics in A2
mazonian t reefall gaps. Ecology, 69( 3) : 751~ 763
33 Veblen TT . 1992. T he regenerat ion dynamics and species coexis2
tence. In: Glenn2Lewin DC, Peet PK, Velben TT, eds. Plant succes2
sion: Th eory and Predict ion .London: Chapman & Hall. 165~ 187
34 Wang J2X(王进欣) . 2000. T he character of microclimate of forest
gap in the t ropical forest s of Xishuangbanna, SW Ch ina. Master de2
gree thesis. Kunming: Xishuangbanna T ropical Botanical Garden,
Chinese Academy of Sciences. 61~ 62
35 WangZ2F(王正非) , Zhu T2Y(朱廷曜) , Zhu J2W(朱劲伟) , et al .
1985. Forest Meteorology. Beijing: China Forest ry Press. 236~ 252
( in Chinese)
36 Weng D2M(翁笃鸣) , Chen W2L(陈万隆 ) , Shen J2C(沈觉成 ) , et
al . 1981. Micrometeorology and Farmland M icrometeorology. Bei2
jing: China Agricultural Press. 175~ 177( in Chin ese)
37 Zang R2G( 臧润国) . 1998. Research advan ces of gap regenerat ion
dynamics. Chin J E col (生态学杂志) , 17( 2) : 50~ 58( in Chinese)
38 Zhang Y2P(张一平) , Wang J2X(王进欣) , L iu Y2H (刘玉洪) , et
al . 2000. A preliminary study on the sun2shine characterist ics of the
secondary forest gap in Xishuangbanna in foggy2cool season. J Trop
Meteor (热带气象学报) , 16( 4) : 374~ 379( in Chinese)
39 Zhang Y2P(张一平) , Wang J2X(王进欣) , L iu Y2H (刘玉洪) , et
al . 2001a. Study on the sun2shine characterist ics of the t ropical sec2
ondary forest gap in the dry2hot season in Xishuangbanna. Guihaia
(广西植物) , 21( 1) : 1~ 8( in Chinese)
40 Zhang Y2P(张一平) , Wang J2X(王进欣) , L iu Y2H (刘玉洪) , et
al . 2001b. A study on th e sun2 shine spat ial and temporal character2
ist ics in the t ropical secondary forest canopy gap in the different
season in Xishuangbanna. J Nanj ing For Univ (南京林业大学学
报) , 25( 1) : 13~ 17( in Chinese)
41 Zhou X2F(周晓峰) . 1999. Ch inese Forest and Ecological Environ2
ment . Beijing: China Forest ry Press. 28~ 42( in Chinese)
42 Zhu H(朱 华) ,Xu Z2F(许再富) . 2000. Florist ic composition and
change of rain forest fragments in Xishuangbanna, Southern Yun2
nan. Chin Biod iv (生物多样性) , 8( 2) : 39~ 145( in Chinese)
作者简介 张一平, 男, 1957 年 8 月生, 博士, 研究员, 主要
从事生态气候学研究, 发表论文 70 余篇. Tel: 087125160904;
E2mail: yipingzh@xtbg. ac. cn
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