全 文 ：林业科学研究!"#$%!"&""#$$*V $&"
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云冷杉林风倒区林隙和掘根微立地微气候变化
王金铃$! 段文标$!! 陈立新$! 王!婷$! 景!鑫$! 魏全帅$!
杜!珊$!"! 赵!莹$
"$.东北林业大学林学院! 黑龙江 哈尔滨!$%###+ ".四川省达州市职业技术学院建工系!四川 达州!:V%####
收稿日期$ "#$(#:($:
基金项目$ 哈尔滨市科技创新人才研究专项资金项目"+G"#$"JS##"#$&#+黑龙江省自然科学基金项目"G"#$"V$##+国家自然科学基
金项目 "V$"*#:::#+人力资源与社会保障部留学回国人员科技活动择优启动项目""#$" W"%&#
作者简介$ 王金铃!硕士研究生) 主要研究方向$森林气象学%水土保持学) /(01,2$ *#)"%&&#&988.;70地址$哈尔滨市东北林业大学
林学院!$%###
!
通讯作者$博士!教授) 主要研究方向$森林气象学%水土保持学) /(01,2$ HRK,17&&9$:V.;70地址$哈尔滨市东北林业大学林学院!
$%###
摘要!"#$V 年 * 月!在小兴安岭凉水国家级自然保护区云冷杉林风倒区 $.% 40" 的样地内!选取由掘根倒木形成且
包含坑和丘微立地的大%中%小 V 个代表性林隙) 在每个林隙中心安装jkMk自动气象站!测定了 **) 月林隙中心
以及林隙内丘顶和坑底的总辐射%光合有效辐射"U?+#%空气温度和相对湿度!并在郁闭林分和空旷地设置对照)
分析了不同大小林隙之间以及林隙内丘顶和坑底之间小气候在生长季的动态变化及其差异) 结果表明$林隙总辐
射%U?+以及空气温度依照大林隙%中林隙和小林隙的次序依次降低+ 同一林隙内!丘顶的总辐射%U?+和空气温度
大于坑底!丘顶空气相对湿度小于坑底+月均气温和月均 U?+均为 * 月 s& 月 s) 月!绝大多数按照空旷地%大林
隙%中林隙%小林隙和郁闭林分的次序递减!仅 ) 月份小林隙的气温大于中林隙) 同一林隙的平均气温日较差均为
* 月s) 月s& 月!相同微立地"林隙中心%丘顶%坑底#气温日较差均为大林隙s中林隙s小林隙) 相同月份丘顶的
气温日较差均大于坑底) 各林隙空气相对湿度均为 & 月s) 月s* 月!并按照空旷地%大林隙%中林隙%小林隙和郁
闭林分的次序依次递增) * 月份大林隙的总辐射%U?+与 &%) 月份相比均差异显著) ) 月不同大小林隙之间的总辐
射%U?+差异均不显著) **) 月!大林隙和小林隙中心的空气湿度均差异显著) 同一林隙相同月份丘顶和坑底的
U?+%空气相对湿度差异均显著!空气温度差异不显著+无论是在林隙内还是林隙内的丘顶和坑底!同一林隙不同月
份的温度差异均显著)
关键词!小兴安岭+云冷杉林+风倒区+微立地+丘顶+坑底+微气候
中图分类号!>*$& 文献标识码!?
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D@0Q@B1D
;B7;2,01D@
在北方森林里!树木风倒是一种非常常见的自
然现象,$ W"- ) 由大尺度景观水平上的风灾到小尺度
上个体树木的扰动!风从不同的时间和空间对森林
进行干扰,V- ) 风的干扰能够导致树干的折断%树冠
的缩减或损坏以及树木的连根拔起, W:- ) 在森林群
落中!单株或多株树木的死亡形成的冠空隙被称为
林隙!树倒是林隙形成的主要因素之一,* W&- !
G413H75和U@1B;F在 $))$ 年指出林隙的干扰可以导
致资源的再分配以及微生境的异质性,)- !它能通过
改变微生境而对幼苗的出土%存活%定居和生长产生
重要影响!它的大小%形状和方向对微生境有着重要
影响,$#- !张春雨等提出微环境的异质性主要表现在
小气候%土壤理化性质及微地形等方面!都是微环境
异质性的重要构成因素,$$- ) 微气候的异质性能够
为种子萌发%幼苗定居和各种各样的林下物种和树
种提供有利的环境条件,$"- ) e1等 "#$# 年曾指出!
在混交针叶林里!物种多样性和丰富度的增加常常
与微气候的空间变异性有关,$V- ) 林隙干扰最直接%
最重要的作用是提高了生境中的光照条件!然后进
一步造成林隙内温度%湿度%土壤理化性质的变化!
从而形成了微生境的时空异质性,$#- ) 因此!对林隙
微气候的研究具有极为重要的意义) 张一平
等,$ W$*-指出林隙形成后!上层林冠疏开!光照增强!
致使温度升高!太阳辐射在林隙内重新分配!形成独
特的林隙小气候) 刘少冲等人指出林隙面积越大!
乔木幼苗的更新密度也会增大,$&- ) 大多数的天然
林里!由树木掘根形成的坑丘微立地,$)- !是林隙的
一个主要的干扰因素,"#- !也具有其独特的微气候)
G2,5D75和M1g@B对坑丘和完整立地"未受干扰的郁
闭林分#上的光合有效辐射"U?+#%土壤温度和土
壤水分进行测量!得出不同微立地的微气候状况明
显不同的结果,"$- ) 已有研究表明!坑和丘的微气候
对林隙内植被的更新有一定的影响,""- ) j@5BF和
>R15指出三分之二的黑桦"G$&9:( Q(*9#4)( U12.#生
长在树木风倒形成的丘上!三分之一的红枫"-)$#
P(:C(&9CL4<5K.# 幼苗生长在坑里,"V- ) "#$# 年
n7HH@则曾提出在大而较浅的坑上更有利于幼苗的
生长,"- ) 因此对由掘根倒木形成的林隙及林隙内
的坑和丘微立地微气候进行研究!对探讨林隙内物
种共存和更新具有极为重要的意义)
*$
第 " 期 王金铃等$云冷杉林风倒区林隙和掘根微立地微气候变化
国内对林隙小气候的相关研究大多集中在热带
和亚热带地区!而在温带天然林里!主要是针对阔叶
红松林展开的!而且仅集中于对林隙中心的研究!如
李猛等%冯静等%段文标等分别对林隙中心%林隙中
心与林隙边缘以及林隙中心与丘顶的小气候进行过
探讨,"% W"*- !而对谷地云冷杉林风倒区林隙微气候及
林隙里掘根倒木形成的丘顶和坑底微气候的差异及
其在生长季的变化尚未进行过报道) 因此!本研究
以小兴安岭谷地云冷杉林为研究对象!通过对风倒
区生长季不同大小林隙以及林隙内掘根形成的坑丘
微立地的微气候进行连续测定!旨在为小兴安岭谷
地云冷杉林风倒区不同大小林隙和林隙内丘顶和坑
底微气候在生长季的动态变化及其差异提供基础数
据!为林隙及林隙内坑丘微立地物种更新的研究提
供理论参考)
$!研究地区与研究方法
=.=>研究区概况
研究区位于黑龙江省伊春市带岭区凉水国家级
自然保护区"*a#:b)w *a$:b$#wc!$"&a*b#&w
$"&a%*b$)w/#) 该区地处欧亚大陆东缘!具有明显
的温带大陆性季风气候特征!冬长夏短!寡照低温)
年平均气温 W#.Vd!年平均最高气温 *.%d!年平
均最低气温W:.:d!年日照时数 $ &%# 4!日照百分
率 V.:=) 年平均降水量 :*: 00!年平均相对湿度
*&=!年平均蒸发量 &#% 00) 无霜期 $## $"# H)
该区地带性土壤为暗棕壤土) 所选的样地位于保护
区的中段!主要组成树种有红皮云杉"F4)$( D"#(4$02
%4%c1g1,#%冷杉 "-S4$%0$P*#":$P4%"LB1
一些白桦 "G$&9:( P:(&7P*7:( >
"-:09%%4S4#4)( E,A;4.#等阔叶树种) 灌木层种类也
相对较少!代表种类有$刺五加"-)(0&*"P(0(Y%$0&42
)"%9%"+
9:$( j@0A2.#%刺玫蔷薇""%( Q(R9#4)( U12.#等!藤
本植物不发达! 有五味子 " U)*4%(0Q#( )*40$0%4%
"L
荨麻"5#&4)( :($&$R4#$0%e1X,0.#%水金凤 "6CP(&4$0%
0":4&(01$#$J.#%林金腰"I*#7%"%P:$049C:$)&9%)")*:$($
I,D16.#%东北蹄盖蕨"-&*7#49CS#$R4T#"0%c1g1,#%小
叶芹"-$1"P"Q49C(:P$%&#$J@H@K.#和舞鹤草"A(4(02
&*$C9CS4T":49C"J,55.#E.f.>;40,HD.#等)
=.?>研究方法
$.".$!样地的设置!"#$V 年 * 月!在小兴安岭谷地
云冷杉林风倒区内!通过踏查选择具有较多掘根倒
木形成的典型的坑丘微立地的林分) 在该林分内!
设置 $## 0Z$%# 0的矩形固定样地!将其作为试验
样地) 在该样地内!选取立地条件基本相似的小%
中%大林隙各 $ 个!并在其周围的空旷地和郁闭林分
设置对照样地) 林隙的大小按照 ,\B值来划分,&-
"其中$,为林隙边缘木的平均树高!B为林隙长轴
"-#和短轴"G#长度的平均值#) 经调查!V 个林隙
的形状均近似为椭圆形!利用皮尺测量每个林隙长
轴"-#和短轴"G#的长度,"&- !按照椭圆形面积公式 U
Y
!
-G\!计算它们的面积"表 $#)
表 =>样地内各林隙和对照的基本特征
样地 郁闭度
边缘木平均
树高_0
边缘木平均树高_
林隙直径 ",\B# 面积_0
" 海拔_0 坡度_a 坡向 林隙形成木 边缘木主要树种
空旷地 * * * %##.# VV$.: "# 西 * *
大林隙 * "*.) $$ $. &)".& VV".: "$ 西 云杉 冷杉%糖槭%白桦
中林隙 * "$.: $$ #.& V*#." VV$.) "# 西 冷杉 冷杉%红松%白桦
小林隙 * $&.& $$ #.% "$V.% VV$. $) 西 云杉 白桦%红松%糖槭
郁闭林分 #.&% "#.* * %##.# VV".V "# 西 * 云杉%白桦%糖槭
$."."!不同大小林隙中心及丘坑微立地微气候因
子的测定!在每个具有丘坑微立地的林隙中心距地
面 $.% 0高度处!安装多通道的 jkMk自动气象站
" V^#! >^?#!与林隙中心的总辐射%U?+%空气温湿
度传感器相连接+并在每个林隙内由掘根倒木形成
的典型丘坑微立地的丘顶%坑底的相同高度处!安装
U?+%空气温湿度传感器) 所有传感器均与 jkMk
自动气象站的数据采集器相连接) 数据采集器每 $
0,5采集 $ 次数据!每 0,5记录 $ 次平均值) 在空
旷地和郁闭林分内设置 " 个对照样点) 数据采集时
间为 "#$V 年 * 月 * 日至 "#$V 年 ) 月 V# 日)
%*$
林!业!科!学!研!究 第 "& 卷
=.A>数据处理
每月筛选 : & 个典型晴天!计算每个林隙中
心的总辐射%U?+%空气温度和相对湿度的月平均
值!以及同一林隙内由掘根倒木形成的坑丘微立地
的丘顶和坑底的 U?+%空气温度和相对湿度的月平
均值!并计算它们的月平均气温日较差) 利用 >U>>
$).# 软件处理数据!使用单因素方差分析方法!检
验不同大小林隙之间以及同一林隙内丘顶和坑底各
微气候因子之间的差异) 差异显著性水平设为
"
Y
#.#%) 采用/SG/J"##V 绘图)
"!结果与分析
?.=>不同大小林隙中心的总辐射$光合有效辐射$
气温和空气相对湿度的变化
".$.$!不同大小林隙中心总辐射的月变化!**)
月!随着太阳高度角的减小和日照时间的缩短!太阳
总辐射逐渐减少"见图 $#) * 月份光照最强!大%中%
小林隙中心的月均总辐射分别为 "$.)%V:.)%
V"Vh# i/A
W$
/0
W"
) ) 月份最小!分别为 ":%.:%
"&.:%""%.$ i/A
W$
/0
W"
!其中大林隙月总辐射在
& 月份的降幅最大!大%中%小林隙分别下降 $#).%
%".:%.$ i/A
W$
/0
W"
) ) 月份林隙总辐射继续下
降!其中小林隙降幅最小) 这可能是因为 & 月份林
冠层郁闭度比 ) 月份高!阻挡了较多的太阳辐射!)
月份部分树木的树叶开始凋落!但小林隙周围的边
缘木距离林隙中心较近!因此总辐射月变化最小)
**) 月份!不同大小林隙中心月均总辐射的次序均
为$大林隙s中林隙 s小林隙) 这是因为林隙面积
越大!能够接收更多的太阳短波辐射!到达林隙内的
太阳总辐射较多) **) 月份!仅小林隙中心的月均
总辐射的差异均不显著!其它林隙中心月均总辐射
差异显著+& 月和 ) 月不同大小林隙中心之间的月
均总辐射则差异均不显著)
".$."!不同大小林隙中心光合有效辐射的月变化
!光合有效辐射是太阳直接辐射的一部分!是能够
被植物用来进行光合作用的那一部分能量) 无论是
大林隙%中林隙还是小林隙!相同林隙 **) 月份林
隙中心的 U?+呈明显的降低趋势"图 $#) * 月份
U?+最大!大%中%小林隙中心的月均 U?+分别为
*V.%&%::$.:"%%*#."&
"
072/0
W"
/A
W$
+) 月份
U?+最小!大%中%小林隙中心 U?+分别为 #.*)%
V)".V*%V**.*
"
072/0
W"
/A
W$
) **) 月份!不同
大小林隙中心月均U?+次序均为$大林隙 s中林隙
s小林隙) 相同林隙 **) 月 U?+的差异显著性分
析表明!各林隙仅 &%) 月份之间差异均不显著!其他
月份之间差异显著) ) 月份不同大小林隙中心之间
的U?+差异均不显著!其它月份差异显著) 这是因
为进入 ) 月份!树木枝叶开始凋落!使林隙的林冠层
有一定程度的疏开!对U?+的下降起到了一定的补
偿作用!致使 ) 月份大%中%小林隙的 U?+差值
较小)
注$
$
%
#
%
%
分别代表大林隙%中林隙和小林隙中心+小写字母不同表示同月份不同林隙间差异显著+大写字母不同表示同林隙不
同月份间差异显著"下同#)
图 $!**) 月不同大小林隙中心的月平均总辐射和光合有效辐射
".$.V!不同大小林隙中心空气温度的月变化!**
) 月!空气温度在不同大小林隙内和对照均有明显
的递减趋势"表 "#) * 月份林隙中心的温度最高!
大%中%小林隙分别为 "#.*:%"#.V)%"#.V*d) ) 月
份最低!各林隙中心的空气温度分别为 $#."$%
$#h$$%$#.$#d) 这是因为 ) 月森林内落叶树种树
:*$
第 " 期 王金铃等$云冷杉林风倒区林隙和掘根微立地微气候变化
叶凋落!林冠叶面积指数降低!林内外接收的太阳辐
射量的差异也减小!林内外空气交换也相对充分!所
以此时不同大小林隙的平均温度差异并不明显,")- )
不同大小林隙中心的月均空气温度为大林隙s中林
隙s小林隙!这是因为白天大林隙接受的光照最多!
因此温度也最高) 与大%中%小林隙相比!郁闭林分
的空气温度最小!空旷地的最大) **) 月不同大小
林隙之间的月均空气温度差异均不显著!无论是大
林隙%中林隙还是小林隙!相同林隙不同月份之间的
温度差异均显著)
表 ?>R%L 月不同大小林隙中心月平均气温$最高$最低气温及日较差变化
月份 样地 平均气温_d 平均最高气温_d 平均最低气温_d 平均日较差_d
* 大林隙 "#.*: v%.#%?K "&.&% v$.V $.$ v$.)$ $. v".)#
中林隙 "#.V) v.:&?K "&.$ v$.V: $.$ v$.)" $V.*V v".*:
小林隙 "#.V* v.:&?K "*.: v$.: $.: v$.&$ $V.$* v".*)
空旷地 "".V v%.$#?1 ").&) v$.# $%.V) v".&% $.%# v%.%$
郁闭林分 "#.V" v.%#?K "*.* v$.V% $.V* v$.&" $V.$# v".V&
& 大林隙 $*.:" vV.)"MK ".)% v"." $".V& v".$ $".%* v".&:
中林隙 $*.:$ vV.:$MK "V.%* v".#) $".*" v".#) $#.&% v".*
小林隙 $*.* vV.:$MK "V.V* v$.*) $".*V v"."$ $#.:% v".$"
空旷地 $&.)& v.V#M1 "*." v$.% $V.:: v".V" $V.%& v".$"
郁闭林分 $:.%$ vV.:#MK "V.$V v$.%& $".%& v".#V $#.%% v".#*
) 大林隙 $#.$$ v*.$%GK $)."V v%.#V %.#" v%.#" $."$ v".)&
中林隙 $#."$ v:.)&GK $&.:: v.%" %."V v:.% $V." v".%*
小林隙 $#.$# v*.#"GK $&.%) v.:* %."V v:.% $V.V: v".:"
空旷地 $#.V" v*.&#G1 "".%% v".%$ %.#% v%.:% $*.%# v.V&
郁闭林分 $#."V v*.#VGK $&.) v.$V %.$) v:.$: $V.V# v".:V
**) 月!所有林隙的月平均最高气温和最低气
温总体呈下降趋势"图 "#) 月平均最高气温依照大
林隙%中林隙%小林隙顺序依次降低!月平均最低气
温却依照大林隙%中林隙%小林隙次序依次升高)
**) 月!大林隙最高气温最大!分别为 "&.&%%
"h)%%$)."Vd+最低气温也最低!分别为 $.$%
$"hV&%%.#"d) 这是因为白天大林隙接受的光照最
多!最高气温也最大!而到了夜间!林隙越大!林地的
有效辐射越强!损失的热量越多!温度下降得越剧
烈) **) 月!相同月份不同大小林隙的温度日较差
均为大林隙s中林隙s小林隙) 所有林隙的月平均
日较差均为 * 月 s) 月 s& 月) * 月日较差最大!不
同大小林隙月平均日较差分别为 $.%$V.*V%
$Vh$*d+ & 月份 最 小! 分 别 为 $".%*% $#.&%%
$#h:%d) 与对照样地相比!空旷地日较差最大!郁
闭林分最小) 这是白天由于林冠%灌木与草本层对
太阳辐射的阻挡!导致林内近地表空气温度低于林
外空旷地!而夜间却由于它们对地面辐射的阻挡!减
弱了地面的有效辐射!导致林内近地表空气温度高
于林外空旷地!因而郁闭林分具有较低的日较差)
".$.!不同大小林隙中心空气相对湿度的月变化
!**) 月!同一林隙的月均空气相对湿度均差异显
著"图 "#!其中 & 月份的空气相对湿度最大!大%中%
小林隙中心分别为 )#.)=%)".V=%)V.V=) * 月份
注$
&
和
分别代表郁闭林分和空旷地)
图 "!**) 月不同大小林隙中心和对照的空气温度和相对湿度
**$
林!业!科!学!研!究 第 "& 卷
的空气相对湿度最低!分别为 &:.*=% &*.$=%
&)h#=) &*) 月份空气相对湿度呈现下降趋势) )
月份不同大小林隙中心的空气相对湿度分别为
&)h%=%)#.V=%)#.*=) **) 月不同大小林隙中
心和对照样地的月均空气相对湿度均为郁闭林分s
小林隙s中林隙 s大林隙 s空旷地!这可能是因为
林隙越大!林冠开敞度越大!边缘木对林冠的遮蔽程
度越低!白天能够接受的太阳辐射能越多!空气温度
也越高!从而降低了空气相对湿度) **) 月!大林
隙和小林隙中心的空气湿度均差异显著)
?.?>林隙内坑底和丘顶的光合有效辐射$空气温度
和相对湿度的月变化
".".$!林隙内坑底和丘顶光合有效辐射的月变化
!在 **) 月观测期间!所有林隙的月均光合有效辐
射随着时间的推移均呈现递减的趋势"图 V#) 丘顶
的月均 U?+均大于坑底) * 月份丘顶月均 U?+最
大!大%中%小林隙分别为 )"&.%%&:.)%:#).*
"
072
/0
W"
/A
W$
) ) 月份的 U?+最小!分别为 &".:%
*&.%%V&.V
"
072/0
W"
/A
W$
!且大林隙 s中林隙
s小林隙+ * 月份大林隙坑底的 U?+最大!为
:%*h*
"
072/0
W"
/A
W$
!而小林隙 ) 月份最大!为
V&.V
"
072/0
W"
/A
W$
) 这可能是因为 * 月和 & 月
坑底植物的长势良好!覆盖度较高!周围的边缘木与
坑底的距离相对大%中林隙较近!遮挡了较多的太阳
辐射!) 月份树叶凋落!使小林隙坑底相对能够接受
较多的 U?+) 同一林隙丘顶与坑底之间的 U?+差
异均显著) 仅 ) 月份不同大小林隙在相同位置上的
U?+差异不显著 **) 月差异$仅中林隙丘顶的U?+
在 & 月和 ) 月差异不显著!其它林隙 *%&%) 月均差
异显著) 不同大小林隙坑底之间的 U?+差异均
显著)
注$ 大写字母不同表示同月份不同林隙相同位置差异显著+小写字母不同表示相同林隙同月份丘顶和坑底间差异显著)
图 V!不同大小林隙内 **) 月丘顶和坑底月均光合有效辐射
"."."!林隙内坑底和丘顶空气温度的月变化!所
有林隙中!**) 月丘顶的空气温度均大于坑底"图
#) 大%中%小林隙丘顶和坑底空气温度均为 * 月最
高!丘顶分别为 "#.)$%"#.%)%"#.%Vd!坑底分别为
"#.%%"#.$#%"#.#*d) ) 月最低!丘顶气温分别为
$#.:%$#.")%$#.V$d!坑底分别为 $#."V%$#.$V%
$#."%d) * 月和 & 月!不同大小林隙丘顶和坑底的
空气温度均为大林隙 s中林隙 s小林隙+) 月却为
大林隙s小林隙 s中林隙) 这可能是进入 ) 月份!
气温明显下降!小林隙受周围边缘木树冠的影响!降
温幅度较小) 同一林隙同一微立地"坑底或丘顶#
**) 月之间空气温度差异均显著!同一林隙相同月
&*$
第 " 期 王金铃等$云冷杉林风倒区林隙和掘根微立地微气候变化
份丘顶和坑底的空气温度差异均不显著)
**) 月丘顶%坑底的月均最高气温%月均最低
气温均呈降低趋势) 由表 V 可见!相同微立地空气
温度的日较差均为大林隙s中林隙s小林隙) **)
月最高气温均出现在大林隙的丘顶!分别为 ").%:%
"%."V%$).&*d) 最低气温 **& 月出现在小林隙
里!) 月出现在中林隙但位置并不固定) 这是因为
丘顶的位置与坑底相比要高!能够接受较多的太阳
辐射!因此丘顶最高气温大于坑底!而到了夜间!坑
底由于位置较丘顶低!由于地形隐蔽!气流不通畅!
不易于周围的空气进行热量的交换!因此温度下降
并不明显) 相同林隙丘顶和坑底日较差均为 * 月s
) 月s& 月!相同月份丘顶的日较差均大于坑底)
图 !不同大小林隙 **) 月丘顶和坑底月均空气温度
表 A>R%L 月不同大小林隙丘顶和坑底的月平均气温$最高$最低气温及日较差变化
月份 林隙大小
平均气温_d
丘顶 坑底
平均最高气温_d
丘顶 坑底
平均最低气温_d
丘顶 坑底
平均日较差_d
丘顶 坑底
* 大林隙 "#.)$ v%.#:?1 "#.% v.&#?1 ").%: v$.$ "&.)& v$.V) $.& v$.)# $."V v$.&* $%.#& v".)" $.*% v".:)
中林隙 "#.:# v.&*?1 "#.$# v.%&?1 "&."$ v$." "&.#* v$.# $.V v$.&& $."% v$.&% $V.&: v".:" $V.&" v".:*
小林隙 "#.%V v.&&?1 "#.*# v.%*?1 "&.") v$.#* "*.*" v$.V* $.V# v$.&) $.$" v$.:: $V.)) v".%: $V.:# v".:"
& 大林隙 $*.)$ vV.)VM1 $*.: vV.*"M1 "%."V v".#) ".$ v$.*# $".*% v".$# $".:* v".#* $".) v"."$ $$.* v$.)#
中林隙 $*.% vV.&$M1 $*."& vV.%$M1 "V.&" v$.*% "V.$# v$.%) $".: v".#& $".:) v".# $$.$& v"." $#.$ v".$&
小林隙 $*.%* vV.&*M1 $*.V: vV.*#M1 "."$ v$.)# "V.** v$.*$ $".%V v".#& $".:" v".#" $$.:& v".V" $$.$: v"."$
) 大林隙 $#.: v*.$)G1 $#."V v*.#:G1 $).&* v%.$) $).%: v.:V %.#" v:.& %.#V v:.%# $.&: vV.#& $.%V v".&
中林隙 $#.") v*.#&G1 $#.$ v:.&VG1 $).$ v.:% $&.&) v.&# .&) v:.& .)) v:.) $."% v".%" $V.)# v".V
小林隙 $#.V$ v*.$G1 $#."% v*.#&G1 $&.&: v.:V $&.V# v.& .) v:.% %.#& v:.V) $V.)# v".& $V."# v".#
".".V!林隙内坑底和丘顶空气相对湿度的月变化
!**) 月!同一林隙内坑底和丘顶月均空气相对湿
度大小顺序均为丘顶 r坑底"图 %#!最大值均出现
在 & 月份!大%中%小林隙丘顶的月均空气相对湿度
分别为 &).V=% )#.=% )$."=+坑底的分别为
)#h)=!)$.*=! ).V=) 月均空气相对湿度的最
小值均出现在 * 月份!大%中%小林隙丘顶分别为
&h&=!&%.#=!&:.&=!坑底的分别为 &:.*=%
&*h$=%&).#=) 同一月份相同林隙的丘顶和坑底
空气相对湿度差异均显著) * 月份丘顶和坑底的空
)*$
林!业!科!学!研!究 第 "& 卷
气湿度分别在不同大小林隙之间的差异均显著!)
月均不显著) * 月大%中%小林隙之间坑底差异显
著!) 月不显著) 同一林隙坑底 * 月和 ) 月的差异均
不显著!* 月和 & 月以及 & 月和 ) 月差异显著!相同
林隙 & 月丘顶的空气湿度与 * 月和 ) 月均差异
显著)
图 %!不同大小林隙 **) 月丘顶和坑底的月均空气相对湿度
V!讨论
在大多数的森林里!由大风引起的掘根"树木的
连根拔起#和树倒是一种普遍的自然现象,V#- ) 一般
风倒事件是导致树木掘根的主要原因,$)- !但同时也
受到地形%地势以及土壤等因素的影响) 本研究所
选的样地位于保护区的中段!具体位于坡向朝西的
斜坡上) 研究区秋冬季多西北风!样地内的主要树
种有云杉%冷杉%白桦%红松%糖槭!这些树种大多属
于浅根性树种!容易掘根形成风倒现象) 这与 >1(
075,2
,V$-的研究结论大体一致) 树木掘根和风倒形
成的林冠空隙!为森林打开了一片空地!释放了资
源!从而促进了植被的演替和树木的更新,V"- ) 已有
研究表明!不同的温度梯度对种子发芽的影响具有
极显著的差异,VV- )
本研究结果表明!林隙的大小和形状对光环境
的影响很大) 大林隙的光照水平比小林隙和郁闭林
分的高!光合有效辐射所占的比例也大) 不同大小
林隙中心月均总辐射和 U?+大小次序均为大林隙
s中林隙s小林隙!这与T@,6@B,V-和段文标,"*-等的
研究结果基本一致) 光照条件的不同!使得气温和
空气相对湿度也有所不同) 在整个生长季!所有林
隙的空气温度均低于空旷地而高于郁闭林分!空气
相对湿度则相反) **) 月!研究样地内空气相对湿
度大小顺序依次为$大林隙r中林隙r小林隙!在整
个观测期间!郁闭林分空气相对湿度一直最大!空旷
地最小) 这与 e7@;B7-D和 k2,N@B,V%- %段文标等,V:-的
研究结果吻合) 月均空气相对湿度为 & 月 s) 月 s
* 月!这与冯静等,":-的研究结果略有不同) 这说明
月均空气相对湿度的变化趋势并不一致!它与观测
年份的天气条件%立地类型等诸多因素有关) 总的
来说!不同大小林隙的月均总辐射%光合有效辐射以
及空气温度变化趋势大体一致!与空气湿度的变化
趋势相反)
对林隙内丘顶和坑底微气候的研究表明!**)
月!丘顶的月均光合有效辐射"U?+#和空气温度均
大于坑底!空气相对湿度则小于坑底) 这与 G2,5D75
和M1g@B,"$-的研究结果相一致) 这是因为丘是由树
#&$
第 " 期 王金铃等$云冷杉林风倒区林隙和掘根微立地微气候变化
木的根盘由水平转变为垂直而形成的一个小山形状
的土状体!更容易接受较多的光照!因此丘顶的光合
有效辐射和空气温度较高!而相对湿度却低+而坑则
形成一个凹状!有利于土壤水分的集聚和滞留!因此
坑底的空气相对湿度高!同时坑由于部分受到位置
较高的丘的遮蔽!光照条件较差!气温也就相对较
低) 不同大小林隙相同位置"丘顶%坑底#U?+和空
气温度均为大林隙 s中林隙 s小林隙) 这与魏全
帅,V*-等的研究结果基本一致) **& 月不同大小林
隙丘顶和坑底的空气温度均为大林隙s中林隙s小
林隙+) 月却为大林隙 s小林隙 s中林隙!月均相对
湿度均为 & 月 s) 月 s* 月!这与刘少冲等,$&-的研
究结果略有不同) 这可能是由于两块样地的林型%
所处位置%地形地势和研究年份的天气条件有所不
同造成的)
不同大小林隙相同位置 "林隙中心%丘顶%坑
底#温度月均日较差均为大林隙s中林隙s小林隙!
相同月份丘顶的日较差均大于坑底) 这是因为 **
) 月所有林隙中心的月平均气温%最高%最低气温均
呈下降趋势!且下降幅度随林隙大小的增加而变大!
林隙越大!白天最高温度越高!而夜间最低温度越
低!导致月均日较差随着林隙大小的增加而增大)
这与G1B2A75和TB77D,V&-曾提出的皆伐迹地的日较差
"最高温度和最低温度之差#比森林内的大的原理
大致相同) 皆伐迹地由于林冠敞开!白天接受的光
照多!气温增加明显!夜间气流交换顺畅!温度下降
得快) 林内由于林冠层的遮挡!光照少!温度较皆伐
迹地低!而在夜间!林内由于有周围树木的遮挡和林
冠的遮蔽!气流不通畅!不易与周围的空气进行热量
交换!因此温度下降得也慢)
本研究由于受条件所限!只选择了地形条件相
对一致而面积不同的大%中%小 V 个林隙进行研究!
旨在揭示一个生长季内林隙内以及林隙内由掘根倒
木形成的坑低和丘顶的微气候变化) 林隙内物种的
更新不是一层不变的!在林隙更新过程中!林隙内幼
苗的种类和数量随着林隙面积及其形成年龄的变化
而发生改变!最后只有少数种类的小部分个体进入
林冠层!完成林隙树种的更新,V)- ) 在常见林隙内!
林隙初期存在的微地形!也会随着时间的流逝!变得
不明显或逐渐消失) 大林隙的幼苗更新%草本植物
覆盖度和丰富度均大于小林隙,$&!#- !而随着植物覆
盖度的增加!净辐射%光照强度%风速和温度日较差
随之减小!但空气湿度却增加,$- ) 在具有坑和丘微
立地的林隙内!必然会增加其微气候的变异性,$&- )
因此!需要对林隙内以及林隙内由掘根倒木形成的
坑和丘微立地微气候的动态变化过程进行长期而系
统的定位研究) 在今后的研究中!还可以进一步对
林隙内坑丘微立地微气候因子之间的相关关系以及
微气候因子对物种丰富度和多样性的影响展开
研究)
参考文献!
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