全 文 ：林业科学研究　２０１５，２８（４）：５０８ ５１７
ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ
　　文章编号：１００１１４９８（２０１５）０４０５０８１０
云冷杉林风倒区坑丘微立地微气候因子时空
变化及其与土温的关系
段文标１，王金铃１，陈立新１，景　鑫１，张玉双１，魏全帅１，
杜　珊１，２，赵　莹１，秦必达１
（１．东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨　１５００４０；２．四川省达州市职业技术学院建工系，四川 达州　６３５０００）
收稿日期：２０１４１０１５
基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（Ｃ２０１５０５７）；国家自然科学基金项目 （３１２７０６６６）；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（２０１２２５８）；哈尔滨市科技创新人才研究专项资金项目（ＲＣ２０１２ＬＸ００２０１８）；东北林业大学大学生创新创业计划训练项目
（２０１４１０２２５１５８）资助．
作者简介：段文标，男，博士，教授，博士生导师，主要从事森林气象学、水土保持和荒漠化防治研究。Ｅｍａｉｌ：ｄｗｂｉａｏ８８＠１６３．ｃｏｍ地址：
哈尔滨市东北林业大学林学院，１５００４０
 通讯作者：博士，教授．主要研究方向：森林土壤与林地养分管理．Ｅｍａｉｌ：ｌｘｃｈｅｎ８８＠１６３．ｃｏｍ．
摘要：　为了揭示云冷杉林生长季坑丘微立地上微气候因子的时空变化以及ＰＰＦＤ、ＲＨ、ＳＷＣ与不同深度ＴＳ的相关
性。２０１３年７—９月在小兴安岭谷地云冷杉林风倒区１．５０ｈｍ２的固定样地内，测定所有３５对坑丘微立地（丘顶、丘
面、坑底、坑壁）的光量子通量密度（ＰＰＦＤ）、空气相对湿度（ＲＨ）、地表土壤温度（ＴＳ０）、５ｃｍ和１０ｃｍ深度的土壤温
度（ＴＳ５和ＴＳ１０），以及０ ７．６ｃｍ、０ １２ｃｍ和０ ２０ｃｍ土壤含水量（ＳＷＣ１、ＳＷＣ２和ＳＷＣ３）等微气候因子，并将完
整立地（未受掘根干扰的完整林地）设为对照样地。比较５个不同微立地微气候因子的月变化以及ＰＰＦＤ、ＲＨ以及
ＳＷＣ对土壤温度（ＴＳ）的影响。结果表明：７—９月，坑丘微立地（丘顶、丘面、坑底、坑壁）的月均 ＰＰＦＤ和 ＴＳ０均为７
月＞８月＞９月，月均ＲＨ以及 ＴＳ５和 ＴＳ１０均为８月 ＞７月 ＞９月，月均 ＳＷＣ均为８最大；７—８月不同微立地月均
ＰＰＦＤ大小顺序均为丘顶＞丘面 ＞坑底 ＞完整立地，９月却为丘顶 ＞丘面 ＞完整立地 ＞坑底 ＞坑壁；７—９月，各微
立地ＴＳ０大小顺序均为丘顶＞丘面＞完整立地＞坑壁＞坑底，而５ｃｍ和１０ｃｍ均为丘顶 ＞丘面 ＞坑壁 ＞完整立地
＞坑底；月均ＲＨ和月均ＳＷＣ均为坑底＞坑壁＞完整立地＞丘面＞丘顶；７月丘顶的ＰＰＦＤ最大，为７３６．１１μｍｏｌ·
ｍ－２·ｓ－１，完整立地最小，为２５．４６μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１，丘顶ＴＳ最高，为２６．２９℃，坑底 ＴＳ最低，为５．１３℃；浅层 ＳＷＣ
大于较深层的，最大ＳＷＣ出现在８月的坑底，为５１．５８％。相同微立地（丘顶、坑底、完整立地）ＰＰＦＤ与浅层 ＴＳ的
相关性大于较深层的土壤，ＴＳ０与ＰＰＦＤ呈正相关，与ＲＨ呈负相关。
关键词：丘顶；坑底；微气候因子；土壤温度
中图分类号：Ｓ７９１ 文献标识码：Ａ
ＳｐａｔｉｏｔｅｍｐｏｒａｌＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭｉｃｒｏｃｌｉｍａｔｉｃＦａｃｔｏｒｓａｔＰｉｔａｎｄＭｏｕｎｄ
ＭｉｃｒｏｓｉｔｅｓｉｎＷｉｎｄｔｈｒｏｗＡｒｅａｏｆｔｈｅＳｐｒｕｃｅｆｉｒＦｏｒｅｓｔａｎｄＴｈｅｉｒ
ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｗｉｔｈＳｏｉｌＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＤＵＡＮＷｅｎｂｉａｏ１，ＷＡＮＧＪｉｎｌｉｎｇ１，ＣＨＥＮＬｉｘｉｎ１，ＪＩＮＧＸｉｎ１，ＺｈａｎｇＹｕｓｈｕａｎｇ１，
ＷＥＩＱｕａｎｓｈｕａ１，ＤｕＳｈａｎ１，２，ＺＨＡＯＹｉｎｇ１，ＱｉｎＢｉｄａ１
（１．ＣｏｌｅｇｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ　１５００４０，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ；
２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｚｈｏｕＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｅｇｅ，Ｄａｚｈｏｕ　６３５０００，Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎａ１．５ｈｍ２ｐｅｒｍａｎｅｎｔｐｌｏｔｉｎｔｈｅｗｉｎｄｔｈｒｏｗａｒｅａｏｆＰｉｃｅａａｓｐｅｒａｔａａｎｄ
ＡｂｉｅｓｎｅｐｈｒｏｌｅｐｉｓｆｏｒｅｓｔｉｎＸｉａｏｘｉｎｇ’ａｎＭｏｕｎｔａｉｎｓｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｍｉｃｒｏｃｌｉｍａｔｉｃｆａｃｔｏｒｓｏｆｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｐｈｏｔｏｆｌｕｘ
ｄｅｎｓｉｔｙ（ＰＰＦＤ），ｒｅｌａｔｉｖｅａｉｒｈｕｍｉｄｉｔｙ（ＲＨ），ｔｈｅｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｓｕｒｆａｃｅ（ＴＳ０），ｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆ５ｃｍ（ＴＳ５）ａｎｄ１０
第４期 段文标等：云冷杉林风倒区坑丘微立地微气候因子时空变化及其与土温的关系
ｃｍ（ＴＳ１０），ｓｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔａｔｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆ０ ７．６ｃｍ（ＳＷＣ１），０ １２ｃｍ（ＳＷＣ２）ａｎｄ０ ２０ｃｍ（ＳＷＣ３）ｏｎ
３５ｐａｉｒｓｏｆｐｉｔａｎｄｍｏｕｎｄｍｉｃｒｏｓｉｔｅｓ（ｍｏｕｎｄｔｏｐ，ｍｏｕｎｄｆａｃｅ，ｐｉｔｂｏｔｏｍ，ｐｉｔｗａｌ）ｆｒｏｍＪｕｎｅｔｏＳｅｐｔｅｍｂｅｒｉｎ
２０１３．Ｔｈｅｉｎｔａｃｔｓｉｔｅ（ｉｎｔａｃｔｆｏｒｅｓｔｆｌｏｏｒｕｎｄｉｓｔｕｒｂｅｄｂｙｕｐｒｏｏｔｉｎｇ）ｗａｓｓｅｔｕｐａｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓ．Ｔｈｅｍｏｎｔｈｌｙｖａｒｉａ
ｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｃｌｉｍａｔｉｃｆａｃｔｏｒｓｏｎ５ｄｉｆｅｒｅｎｔｍｉｃｒｏｓｉｔｅｓａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｏｆＰＰＦＤ，ＲＨ，ａｎｄＳＷＣｏｎＴＳｗｅｒｅｃｏｍ
ｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：ｆｒｏｍＪｕｌｙｔｏＳｅｐｔｅｍｂｅｒ，ｂｏｔｈｍｅａｎｍｏｎｔｈｌｙＰＰＦＤａｎｄＴＳ０ｉｎｐｉｔａｎｄｍｏｕｎｄｍｉ
ｃｒｏｓｔｅｓｒａｎｋｅｄｉｎｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｏｒｄｅｒｏｆＪｕｌｙ＞Ａｕｇｕｓｔ＞Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，ｂｕｔｔｈｅｍｏｎｔｈｌｙｍｅａｎＲＨ，ＴＳ５ａｎｄＴＳ１０ｄｅ
ｃｒｅａｓｅｄｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆＡｕｇｕｓｔ＞Ｊｕｌｙ＞Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，ｔｈｅｍｏｎｔｈｌｙｍｅａｎＳＷＣｄｅｃｒｅａｓｅｄｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆＡｕｇｕｓｔ＞
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ＞Ｊｕｌｙ；ｆｒｏｍＪｕｌｙｔｏｔｈｅＡｕｇｕｓｔ，ｔｈｅｍｏｎｔｈｌｙｍｅａｎＰＰＦＤｗａｓｌｉｓｔｅｄｉｎｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｏｒｄｅｒｏｆｍｏｕｎｄ
ｔｏｐ＞ｍｏｕｎｄｆａｃｅ＞ｐｉｔｂｏｔｏｍ ＞ｉｎｔａｃｔｆｏｒｅｓｔｆｌｏｏｒ，ｂｕｔｉｎＳｅｐｔｅｍｂｅｒ，ｉｔｃｈａｎｇｅｄｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｍｏｕｎｄｔｏｐ＞
ｍｏｕｎｄｆａｃｅ＞ｉｎｔａｃｔｆｏｒｅｓｔｆｌｏｏｒ＞ｐｉｔｂｏｔｏｍ ＞ｐｉｔｗａｌ；ｆｒｏｍＪｕｌｙｔｏＳｅｐｔｅｍｂｅｒ，ｔｈｅｍｏｎｔｈｌｙｍｅａｎＴＳ０ｄｅｃｒｅａｓｅｄ
ｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｍｏｕｎｄｔｏｐ＞ｍｏｕｎｄｆａｃｅ＞ｉｎｔａｃｔｆｏｒｅｓｔｆｌｏｏｒ＞ｐｉｔｗａｌ＞ｐｉｔｂｏｔｏｍ，ｂｕｔｔｈａｔｏｆＴＳ５ａｎｄＴＳ１０ｗｅｒｅ
ｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｍｏｕｎｄｔｏｐ＞ｍｏｕｎｄｆａｃｅ＞ｐｉｔｗａｌ＞ｉｎｔａｃｔｆｏｒｅｓｔｆｌｏｏｒ＞ｐｉｔｂｏｔｏｍ，ｂｏｔｈｔｈｅｍｏｎｔｈｌｙｍｅａｎＲＨ
ａｎｄＳＷＣｗａｓｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｐｉｔｂｏｔｏｍ ＞ｐｉｔｗａｌ＞ｉｎｔａｃｔｆｏｒｅｓｔｆｌｏｏｒ＞ｍｏｕｎｄｆａｃｅ＞ｍｏｕｎｄｔｏｐ；ｉｎＪｕｌｙ，ｔｈｅ
ＰＰＦＤａｔｍｏｕｎｄｔｏｐｗａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ（７３６．１μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１）ａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔｉｎｉｎｔａｃｔｆｏｒｅｓｔｆｌｏｏｒ（２５．４６μｍｏｌ·
ｍ－２·ｓ－１），ｔｈｅＴＳａｔｍｏｕｎｄｔｏｐｗａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔ（２６．２９℃）ａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔｉｎｐｉｔｂｏｔｏｍ（５．１３℃）；ｔｈｅＳＷＣｉｎ
ｓｈａｌｏｗｓｏｉｌｌａｙｅｒｗａｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｄｅｅｐｓｏｉｌｌａｙｅｒ，ｔｈｅＳＷＣｗａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｉｎｐｉｔｂｏｔｏｍ（５１．５８％ ）ｏｎＡｕ
ｇｕｓｔ．ＴｈｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＰＰＦＤｉｎｔｈｅｓａｍｅｍｉｃｒｏｓｉｔｅａｎｄＴＳｉｎｓｈａｌｏｗｓｏｉｌｌａｙｅｒｗａｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｉｎｄｅｅｐｓｏｉｌ
ｌａｙｅｒ．ＴｈｅｒｅｗａｓｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＴＳ０ａｎｄＰＰＦＤ，ｂｕｔｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＴＳ０ａｎｄＲＨ，ｒｅｓｐｅｃ
ｔｉｖｅｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｕｎｄｔｏｐ；ｐｉｔｂｏｔｏｍ；ｍｉｃｒｏｃｌｉｍａｔｅｆａｃｔｏｒ；ｓｏｉｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
无论温带还是热带森林，掘根树倒都是森林生
态系统受干扰的一个重要来源［１－４］，是形成微地形
变异的一个重要的过程［５－６］。人们将矿质土壤被暴
露的区域称为坑，将植物的根盘由水平转变为近似
垂直位置而形成的突状体称为丘。坑丘微地形与整
个森林相比，尽管面积很小，但是对森林群落的组成
和结构起着非常重要的作用［７］。仅坑和丘之间土壤
温度和水分的差异就能够小范围影响森林的组
成［８－９］。坑丘微地形、周围的完整立地以及腐烂的
原木构成了一个具有独特微气候特征的区域［１０－１４］。
Ｐｅｔｅｒｓｏｎ和 Ｃａｒｓｏｎ指出，与掘根倒木相关的坑、丘、
坑壁与完整林地（土壤未被干扰的林地）４种微立地
之间的光照、土壤水分和土壤温度有显著的差异［６］。
微气候高度的变异性对许多生态过程来说是非常重
要的。如在混交针叶林里，物种多样性和丰富度的
增加常常与微气候高度的空间变异性有关［１５－１６］。
这是因为在针叶林里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［１７］。因此对由掘根倒木形成的坑丘
微立地的微气候进行研究，对探讨坑丘内幼苗更新
具有极为重要的意义。
国内对森林里微气候的研究主要是从林隙的角
度展开的。如李猛等探讨了阔叶红松（Ｐｉｎｕｓｋｏ
ｒａｉｅｎｓｉｓＳｉｅｂ．ｅｔＺｕｃｃ．）林单一林隙里部分小气候因
子的时空分布格局，指出实验区内各样点的月平均
光量子通量密度（ＰＰＦＤ）郁闭林分最低，林隙次之，
空旷地的最高［１８］；段文标等比较了不同大小林隙中
心和丘顶部微气候因子的差异，指出在同一林隙中，
丘顶的月均光合有效辐射（ＰＡＲ）和月均气温大于林
隙中心，月均空气相对湿度（ＲＨ）小于林隙中心；不
同大小林隙的月均 ＰＡＲ和月均气温为大林隙 ＞中
林隙＞小林隙，空气湿度则相反［１９］，而对风倒区内
形成的坑丘微立地的微气候差异报道很少。仅魏全
帅等［２０］对红松阔叶混交林丘坑复合体不同微立地
（坑底、坑壁、丘顶、丘面及完整立地）的土壤温度、
土壤含水量和空气相对湿度进行了测定。但报道的
内容并不全面，通过查阅相关文献得知，掘根倒木最
直接、最重要的作用是改变了微生境的光照条件，由
此引起土壤温度（ＴＳ）、气温和空气相对湿度（ＲＨ）以
及土壤理化性质的变化。因此，本研究增加了光量
子通量密度（ＰＰＦＤ）以及不同深度ＴＳ和土壤水分含
量（ＳＷＣ）的测定。而温度是影响种子萌发的主要因
素，本研究还增加了生长季内坑丘微立地 ＰＰＦＤ、
ＲＨ、ＳＷＣ与不同深度 ＴＳ的相关性分析
［２１］。所选取
９０５
林　业　科　学　研　究 第２８卷
的样地为小兴安岭的谷地云冷杉林，是黑龙江省重
要的森林群落和用材林基地之一，在涵养水源、护岸
保土等方面起着重要作用［２２］。因此，本文通过对小
兴安岭谷地云冷杉林风倒区坑丘微立地在生长季
（７—９月）微气候因子的测定，旨在揭示该林型生长
季坑丘微立地上微气候因子的时空变化以及
ＰＰＦＤ、ＲＨ、ＳＷＣ与不同深度 ＴＳ的相关性，为云冷杉
林坑丘微立地的更新、生态系统的恢复及其科学经
营提供基础数据和理论参考。
１　研究地区与研究方法
１．１　研究区概况
研究区位于黑龙江省伊春市凉水国家级自然保
护区（４７°６′４９″ ４７°１６′１０″Ｎ，１２８°４７′８″ １２８°５７′
１９″Ｅ），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。年平均气温－０．３℃，年平均降
水量６７６．０ｍｍ，年平均相对湿度７８％ ９６％，年平
均蒸发量８０５．０ｍｍ。年日照时数１８５０ｈ，年平均地
温１．２℃，无霜期１００ １２０ｄ。本地区春、夏季多西
南风，秋、冬季多西北风。地带性土壤为暗棕壤。所
选样地位于保护区中段，主要组成树种有红皮云杉
（ＰｉｃｅａｋｏｒａｉｅｎｓｉｓＮａｋａｉ）、臭冷杉（Ａｂｉｅｓｎｅｐｈｒｏｌｅｐｉｓ
（Ｔｒａｕｔｖ．）Ｍａｘｉｍ），因受云杉、冷杉非地带性植被的
影响，少量混生一些白桦（ＢｅｔｕｌａｐｌａｔｙｐｈｙｌａＳｕｋ）、花
楷槭（ＡｃｅｒｕｋｕｒｕｎｄｕｅｎｓｅＴｒａｕｔｖ．ｅｔＭｅｙ）、五角槭（Ａ
ｃｅｒｍｏｎｏＭａｘｉｍ）、青楷槭（ＡｃｅｒｔｅｇｍｅｎｔｏｓｕｍＭａｘｉｍ）
和毛赤杨（Ａｌｎｕｓｓｉｂｉｒｉｃａ）等阔叶树种。灌木层种类
也相对较少，代表种类有刺五加（Ａｃａｎｔｈｏｐａｎａｘｓｅｎｔｉ
ｃｏｓｕｓ）、珍珠梅（Ｓｏｒｂａｒｉａｓｏｒｂｉｆｏｌｉａ（Ｌ．）Ａ．Ｂｒ）、兰靛
果忍冬（ＬｏｎｉｃｅｒａｃａｅｒｕｌｅａＬｉｎｎ．ｖａｒ．ｅｄｕｌｉｓＴｕｒｃｚ．ｅｘ
Ｈｅｒｄ）、刺玫蔷薇（Ｒｏｓｉａａｃｉｃａｌａｒｉｃａ）等，藤本植物不
发达，有五味子（Ｓｃｈｉｓａｎｄｒａｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｔｕｒｃｚ．）Ｂａｉｌ）
等。草本植物也不发达，多呈点状分布，种类极贫
乏，以矮小的典型耐荫植物为主，有宽叶荨麻（Ｕｒｔｉｃａ
ｌａｅｔｅｒｉｒｅｎｓＭａｘｉｍ）、水金凤 （Ｉｍｐａｔｉｅｎｓｎｏｌｉｔａｎｇｅｒｅ
Ｌｉｎｎ）、林金腰（ＣｈｙｓｏｓｐｌｅｎｉｕｍｌｅｃｔｕｓｃｏｃｈｌｅａｅＫｉｔａｇａ
ｗａ）、东北蹄盖蕨（ＡｔｈｙｒｉｕｍｂｒｅｖｉｆｒｏｎｓＣｈｉｎｇｅｔＳ．Ｋ．
Ｗｕ）、小叶芹（ＡｅｇｏｐｏｄｉｕｍａｌｐｅｓｔｒｅＬｅｄｅｂ）和舞鹤草
（Ｍａｉａｎｔｈｅｍｕｍｂｉｆｏｌｉｕｍ（Ｌｉｎｎ）Ｆ．Ｗ．Ｓｃｈｍｉｄｔ）等。
１．２　研究方法
１．２．１　样地选择及其基础状况调查　２０１３年７月，
在小兴安岭谷地云冷杉林风倒区内，通过踏查，选择
由掘根倒木形成的典型坑和丘微立地的代表性林
分。在该林分内，设置１００ｍ×１５０ｍ的矩形固定样
地，作为试验样地，并将完整立地（未受掘根倒木及
其形成的坑和丘微立地影响的郁闭林分）设为对照
样地。经过调查，确认该试验样地内共有３５对坑丘
微立地。
１．２．２　外业调查　２０１３年７—９月，每月选定６
１０个典型晴天。在每个晴天的１０：００—１４：００时段
内，测定每对坑丘微立地的微气候因子。利用土壤
时域反射仪 ＴＤＲ２００（ＳｐｅｃｔｒｕｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＩｎｃ．，
ＵＳＡ，测量范围为０ １００％；测量精度为 ±３．０％；
分辨率为 １．０％），测定５个微立地（坑底、坑壁、丘
顶、丘面以及完整立地）上０ ７．６ｃｍ、０ １２ｃｍ和
０ ２０ｃｍ深度的土壤含水量（分别用 ＳＷＣ１、ＳＷＣ２、
ＳＷＣ３表示）；采用红外测温仪测量地表的 ＴＳ，利用
数字电偶探针温度计（ＳｐｅｃｔｒｕｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．，
ＵＳＡ）测定以上微立地５ｃｍ、１０ｃｍ深度处的 ＴＳ；使
用光量子／照度双辐射计（ＡｐｏｇｅｅＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＩｎｃ．，
ＵＳＡ）和数字温湿度仪（ＴＥＳＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ｃｏｒｐ．，中国台湾）分别测定微立地上方２０ｃｍ处的
ＰＰＦＤ和ＲＨ。
１．３　数据处理
计算每对坑丘微立地的 ＰＰＦＤ、ＲＨ、ＴＳ和 ＳＷＣ
的月均值和标准差，比较不同深度处 ＴＳ和 ＳＷＣ的
最大值和最小值，并计算不同深度 ＴＳ和 ＳＷＣ的变
异系数。使用 ＳＰＳＳ１９．０软件中的单因素方差分
析，检验不同微立地之间各微气候因子的差异；采用
Ｐｅａｒｓｏｎ相关分析法，探讨 ＰＰＦＤ、ＲＨ以及 ＳＷＣ１与
不同层次ＴＳ（地表、地下５ｃｍ和１０ｃｍ）的相关性，
并对主要微气候因子与坑底、丘顶和完整立地草本
植物物种丰富度的影响进行分析。
２　结果与分析
２．１　ＰＰＦＤ的时空变化
２．１．１　相同微立地 ＰＰＦＤ的月变化　不同月份
ＰＰＦＤ不同，除完整立地外，相同微立地 ７—９月的
ＰＰＦＤ均呈明显下降趋势，丘顶、丘面、坑底和坑壁８
月比７月分别下降了 ２４８．０３、２０９．１９、１７０．９８和
９８２４μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１，９月比 ８月又分别下降了
２２３．３７、３１．５０、１００．８７和１２７．４３μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１
（图１）。完整立地的 ＰＰＦＤ大小顺序为９月 ＞８月
＞７月，这是因为９月份随着气温降低，树叶开始脱
落，进入完整立地的光照不断增加，ＰＰＦＤ也相应增
大；其他微立地（丘顶、丘面、坑底和坑壁）的 ＰＰＦＤ
０１５
第４期 段文标等：云冷杉林风倒区坑丘微立地微气候因子时空变化及其与土温的关系
均为７月＞８月 ＞９月。７—９月，除完整立地外，相
同微立地（丘顶、丘面、坑底和坑壁）８月和 ９月
ＰＰＦＤ差异不显著，其他月份差异均显著；而完整立
地７月和８月差异不显著，其他月份差异显著。
２．１．２　相同月份不同微立地 ＰＰＦＤ的变化　７—８
月不同微立地月均ＰＰＦＤ大小顺序均为丘顶＞丘面
＞坑底＞完整立地。９月为丘顶 ＞丘面 ＞完整立地
＞坑底＞坑壁（图１）。除完整立地外，各微立地（丘
顶、丘面、坑底、坑壁）ＰＰＦＤ均为７月份最大，分别
为７３６．１１、４０２．６０、３１５．５４、２６７．２７μｍｏｌ·ｍ－２·
ｓ－１；９月份最小，分别为 ２６４．７１、１６１．９１、４３．６９、
４１６０μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１。完整立地９月份的 ＰＰＦＤ
最大，为８３．１７μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１，７月份最小，仅为
２５．４６μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１。７—９月，丘顶与其他微立
地之间ＰＰＦＤ的差异均显著，坑底仅７月与完整立
地差异显著，８、９月差异不显著。
２．２　ＲＨ的时空变化
２．２．１　相同微立地 ＲＨ的月变化　７—９月各微立
地ＲＨ大小顺序均为８月＞７月＞９月（图２）。８月
份月均ＲＨ均最大，各微立地（丘顶、丘面、坑底、坑
壁、完整立地）分别为 ７９．４％、８６．７％、９２．４％、
８９９％、８６．７％，９月份最小，分别为 ４４．３％、
４５３％、５２．３％、５１．２％、４８．９％。单因素方差分析
表明，除７月和９月丘顶的 ＲＨ差异不显著外，其他
微立地７—９月差异均显著。
注：大写字母不同表示相同微立地不同月份间差异显著，
小写字母不同表示相同月份不同微立地间差异显著，下同
图１　７—９月不同微立地的月均ＰＰＦＤ（ｍｅａｎ±ＳＤ）
２．２．２　相同月份不同微立地ＲＨ的变化　７—９月，
不同微立地月均ＲＨ大小均为坑底 ＞坑壁 ＞完整立
地＞丘面＞丘顶，３个月总平均值的大小依次为坑
底（７１．７％）＞坑壁（７０．６％）＞完整立地（６９．８％）
＞丘面（６１．１％）＞丘顶（５６．９％）。７—９月丘顶的
月均ＲＨ最小，分别为４６．３％、７９．４％和４４．３％；坑
底最大，分别为７１．５％、９２．４％、５２．４％。７—９月，
坑底、坑壁和完整立地两两之间差异均不显著，丘顶
和丘面仅８月份差异显著，其他月份差异均不显著。
图２　７—９月不同微立地的月均ＲＨ（ｍｅａｎ±ＳＤ）
２．３　土壤温度的时空变化
２．３．１　同一微立地相同深度 ＴＳ的月变化　由表１
可见，７—９月，各微立地（丘顶、丘面、坑底、坑壁、完
整立地）ＴＳ０均为７月 ＞８月 ＞９月，７月份 ＴＳ０最大，
分别为２６．２９、２４．９６、１９．５８、２０．３５、２０．５３℃，９月份
最小，分别为１１．７９、１０．９、８．５９、８．８８、１０．０１℃；而
ＴＳ５和ＴＳ１０深度月均土壤温度７—９月大小顺序均为８
月＞７月＞９月，８月份最大，其中ＴＳ５分别为２２．０４、
２１．０８、１４．４１、１５．３２、１５．０９℃，ＴＳ１０分别为 ２１．１３、
２０．６８、１３．３４、１４．２０、１４．０６℃。两个深度 ＴＳ５和 ＴＳ１０
的最大值均出现在８月，而不是出现在太阳辐射最
强的７月。这是因为土壤的热量是由表层向深处传
递的，浅层土壤被加热后才能进一步加热深层土壤，
因此温度在较深土壤中出现的时间相对浅层土壤要
晚。丘顶、丘面、坑底的地表温度７、８月差异均不显
著；同一微立地不同月份 ＴＳ５和 ＴＳ１０差异均显著。从
变异系数来看，各微立地（丘顶、丘面、坑底、坑壁）９
月份的变异程度最大，７月份变异程度最小。仅 ８
月份丘顶和丘面不同深度处的 ＴＳ、完整立地地表温
度均属于弱变异性，其他均为中等变异程度。
２．３．２　相同月份同一深度不同微立地ＴＳ的变化　
从表１看出，７—９月，相同月份不同微立地 ＴＳ０大小
均为丘顶 ＞丘面 ＞完整立地 ＞坑壁 ＞坑底，ＴＳ５和
ＴＳ１０大小均为丘顶＞丘面＞坑壁＞完整立地＞坑底。
无论是那个深度的土壤，同一月份丘顶的 ＴＳ均最
大，坑底的均最小。例如７—９月丘顶总平均 ＴＳ０为
２１．１９℃，比其他微立地（丘面、坑底、坑壁、完整立
地）分别高１．２６、５．３６、４．７５、４．２℃。ＴＳ的极大值出
现在７月份丘顶 ＴＳ０处，为３７．４℃，极小值也出现在
９月丘顶ＴＳ１０，仅为２．２℃；单因素方差分析表明，ＴＳ０
在７月仅坑底、坑壁和完整立地两两间差异不显著，
８月仅坑壁和完整立地差异不显著，９月丘顶和丘面
１１５
林　业　科　学　研　究 第２８卷
以及坑底、坑壁和完整立地两两差异均不显著；７—９
月丘顶和丘面 ＴＳ５和 ＴＳ１０差异均不显著，７—８月坑
底、坑壁和完整立地两两之间差异均不显著，９月完
整立地ＴＳ１０与坑底差异显著，与其他微立地差异均
不显著。从变异系数（ＣＶ）来看，同一月份相同深度
丘顶ＴＳ的ＣＶ＞坑底ＴＳ的ＣＶ。
表１　７—９月各微立地不同深度土壤温度
微立地 深度／ｃｍ 月份
最大值
／℃
最小值
／℃
极差
／℃
平均值±标准差
／℃
总均值
／℃
变异系数
ＣＶ／％
７ ３７．４ ２０．０ １７．４ ２６．２９±４．６０Ａａ １７．５０
０ ８ ３１．２ ２０．６ １０．６ ２５．４９±２．１７Ａａ ２１．１９ ８．５１
９ ２０．８ ７．０ １３．８ １１．７９±３．８６Ｂａ ３２．６９
７ ２８．３ １４．７ １３．６ １９．９８±３．９０Ｂａ １９．５１
丘顶 ５ ８ ２７．２ １８．６ ８．６ ２２．０４±１．５６Ａａ １６．３７ ７．０６
９ １２．９ ３．２ ９．７ ７．０９±２．４２Ｃａ ３４．１７
７ ２６．０ １３．０ １３．０ １８．６５±３．０５Ｂａ １６．３８
１０ ８ ２６．０ １８．４ ７．６ ２１．１３±１．３９Ａａ １５．４２ ６．５７
９ １２．０ ２．２ ９．８ ６．４９±２．７２Ｃａ ４１．９３
７ ３５．６ １７．８ １７．８ ２４．９６±４．８１Ａａ １９．２８
０ ８ ２６．８ １９．３ ７．５ ２３．９２±１．７３Ａｂ １９．９３ ７．２４
９ ２０．４ ６．６ １３．８ １０．９０±３．８７Ｂａ ３５．４９
７ ２４．８ ８．４ １６．４ １８．３８±３．０８Ｂｂ １６．７４
丘面 ５ ８ ２４．７ １８．２ ６．５ ２１．０８±１．４７Ａａ １５．４７ ６．９７
９ １６．０ ３．３ １２．７ ６．９４±３．０４Ｃａ ４３．８０
７ ２６．１ １０．１ １６．０ １８．０９±３．０３Ｂａ １６．７４
１０ ８ ２３．３ １８．２ ５．１ ２０．６８±１．３６Ａａ １５．２１ ６．５８
９ １３．９ ２．７ １１．２ ６．８７±２．７１Ｃａ ３９．４０
７ ２６．８ １２．８ １４．０ １９．５８±３．１０Ａｂ １５．８１
０ ８ ２５．２ １５．８ ９．４ １９．３３±２．３８Ａｄ １５．８３ １２．２９
９ １５．４ ３．６ １１．８ ８．５９±２．５９Ｂｂ ３０．１３
７ １６．６ ６．６ １０．０ １０．８４±２．４４Ｂｃ ２２．４８
坑底 ５ ８ １９．０ ９．０ １０．０ １４．４１±１．９６Ａｂ １０．１３ １３．６２
９ １０．４ ３．０ ７．４ ５．１３±１．２１Ｃｂ ２３．６９
７ １４．４ ４．９ ９．５ ９．５９±２．２１Ｂｂ ２３．０６
１０ ８ １６．０ ８．１ ７．９ １３．３４±１．８０Ａｂ ９．４０ １３．４９
９ １０．０ ３．２ ６．８ ５．２７±１．０６Ｃｂ ２２．６７
７ ３２．８ １６．０ １６．８ ２０．３５±３．１８Ｂｂ １５．６３
０ ８ ２６．４ １５．５ １０．９ ２０．１０±１．９７Ａｃ １６．４４ ９．０３
９ １５．６ ４．２ １１．４ ８．８８±２．４０Ｃｂ ２７．５４
７ １９．０ ６．９ １２．１ １１．２９±２．４０Ｂｃ ２１．２７
坑壁 ５ ８ １９．７ ８．２ １１．５ １５．３２±２．５０Ａｂ １０．６８ １６．３７
９ １０．２ ３．３ ６．９ ５．４３±１．２２Ｃｂ ２２．５３
７ １５．０ ６．０ ９．０ １０．１４±２．１０Ｂｂ ２０．６７
１０ ８ １７．７ ７．０ １０．７ １４．２０±２．３１Ａｂ ９．９３ １６．２８
９ ９．４ ３．８ ５．６ ５．４５±１．０６Ｃｂ １９．４２
７ ２４．５ １３．８ １０．７ ２０．５３±２．２７Ｂｂ １１．０４
０ ８ ２６．２ １７．８ ８．４ ２０．４３±１．８８Ａｃ １６．９９ ８．４１
９ １９．０ ５．４ １３．６ １０．０１±２．８１Ｃｂ ２８．０２
７ １３．８ ６．７ ７．１ １０．７２±１．７５Ｂｃ １６．３５
完整立地 ５ ８ １９．８ ９．８ １０．０ １５．０９±２．４１Ａｂ １０．６６ １６．００
９ ８．１ ４．３ ３．８ ６．１８±１．０６Ｃｂ １７．２０
７ １１．９ ５．４ ６．５ ９．０７±１．９３Ｂｂ ２１．２７
１０ ８ １８．８ ８．７ １０．１ １４．０６±２．２１Ａｂ ９．８０ １５．７０
９ ８．７ ４．３ ４．４ ６．２７±１．１０Ｃａ １７．５４
　　极差＝最大值－最小值；大写字母不同表示相同微立地同深度不同月份间差异显著；小写字母不同表示同月份同深度不同微立地间差异
显著（下同）。
２１５
第４期 段文标等：云冷杉林风倒区坑丘微立地微气候因子时空变化及其与土温的关系
２．３．３　同一月份相同微立地不同深度ＴＳ的变化　
由表１可知，７—８月，相同微立地同一月份 ＴＳ０均大
于ＴＳ５和ＴＳ１０。这是因为白天地表土壤首先受到阳
光的照射，得到的太阳辐射最多，而热量在由土壤表
层向深层土壤传递的过程中，每层土壤均要吸收一
部分热量，而随着土壤深度的增加，供深层土壤吸收
的热量越来越少，温度自然就越来越低。相同微立
地（丘顶、丘面、坑底、坑壁、完整立地）７月 ＴＳ０比 ＴＳ５
的分别高６．３１、６．５８、８．７４、９．０６、９．８１℃，比 ＴＳ１０的
分别高７．６４、６．８１、９．９９、１０．２１、１１．４６℃；８月的 ＴＳ０
比ＴＳ５的分别高 ３．４５、２．８４、４．９２、４．７８、５．３４℃，比
ＴＳ１０的分别高 ４．３６、３．２４、５．９９、５．９０、６．３７℃；９月
ＴＳ０比ＴＳ５的分别高４．７０、３．９６、３．４６、３．４５、３．８３℃，
比ＴＳ１０的分别高５．３、４．０３、３．３２、３．４３、３．７４℃。７—
８月ＴＳ５均大于ＴＳ１０，仅９月份坑底、坑壁和完整立地
的ＴＳ５＜ＴＳ１０，这可能是因为ＴＳ的变化是由白天吸热
和夜间放热综合作用的结果。９月份随着日照时间
的减少和太阳辐射的减弱，白天土壤吸收的热量逐
渐减少，而夜间失去的热量却在不断增加，尤其表层
土壤表现明显，而较深层次的土壤夜间失去的热量
较少且缓慢，坑底、坑壁和完整立地由于所处的微地
形比较隐蔽，土壤热量不易散失，而５ｃｍ深度土壤
白天吸收的热量不足以弥补夜间损失的热量，因此
温度较１０ｃｍ深度的土壤略低。相同微立地的 ＴＳ０
分别与ＴＳ５和ＴＳ１０差异均显著，７月和９月相同微立
地ＴＳ５和 ＴＳ１０差异均不显著。从表１的变异系数可
知，ＴＳ０的ＣＶ＞ＴＳ５的ＣＶ＞ＴＳ１０的ＣＶ。
２．４　ＳＷＣ的时空变化
２．４．１　同一微立地相同深度 ＳＷＣ的月变化　从表
２看出，７—９月，同一微立地（丘顶、丘面、坑底和坑
壁）相同深度ＳＷＣ均为８月＞９月 ＞７月，完整立地
为８月 ＞７月 ＞９月，７月相同微立地（丘顶、丘面、
坑底、坑壁、完整立地）ＳＷＣ１ 分别为 ２．３５％、
２６２％、３９．３４％、３８．１１％、３８．３９％；８月有所增加，
分别 为 １４．７３％、９．０６％、５１．５８％、４５．４５％、
４５７２％，９月又呈现下降趋势，分别为 ４．３１％、
５４９％、４４．９％、４１．８８％、３５．２８％。ＳＷＣ２和 ＳＷＣ３
土壤含水量月变化趋势与 ＳＷＣ１相同。单因素方差
分析表明，ＳＷＣ１仅坑底在７月和９月差异显著，其
它微立地７月和９月差异均不显著；０ １２ｃｍ丘
顶、丘面７月和９月的差异均不显著；坑底、坑壁８
月和９月差异不显著，完整立地７月和８月差异不
显著；０ ２０ｃｍ丘顶７—９月差异均显著，坑底、坑
壁和完整立地７月和９月份差异均不显著。
２．４．２　相同月份同一深度不同微立地 ＳＷＣ的变化
　由表２可知，不同微立地各深度 ７—９月总平均
ＳＷＣ均为坑底＞坑壁＞完整立地＞丘顶。相同微立
地（坑底、坑壁、完整立地、丘顶）总平均 ＳＷＣ１分别
为４５．２７％、４１．８１％、３９．８０％、７．１３％；随着深度的
增加，各微立地的 ＳＷＣ有所降低（丘顶的 ＳＷＣ３除
外），ＳＷＣ２ 分别为 ４４．００％、４０．９０％、３８．２２％、
６４７％，ＳＷＣ３分别为 ４１．１５％、４０．２７％、３６．８８％、
７４７％。极大值出现在 ８月份坑底 ＳＷＣ１处，为
６６８％，极小值出现在７月丘顶为０．２％。由于丘顶
的位置高，受降雨、光照等外界条件的影响较大，丘
顶ＳＷＣ的变异程度均大于坑底。７—９月丘面以及
７月丘顶不同深度 ＳＷＣ属于强变异程度，其它微立
地（坑底、坑壁、完整立地）不同深度 ＳＷＣ均属中等
变异程度。７—９月，丘顶和丘面仅在８月 ＳＷＣ３差
异显著，其余深度不同月份差异均不显著，与坑底和
完整立地均差异显著。
２．４．３　相同月份同一微立地不同深度 ＳＷＣ的变化
　由表２可知，相同月份同一微立地（坑底、坑壁、完
整立地）浅层ＳＷＣ大于深层 ＳＷＣ，各微立地（坑底、
坑壁、完整立地）７—９月总平均 ＳＷＣ１ 分别为
４５２７％、４１．８１％、３９．８０％，比 ＳＷＣ２ 分 别 高
１２７％、０．９１％、１．５８％，比 ＳＷＣ３分别高 ４．１２％、
１５４％、２．９２％。７—９月丘顶和丘面的月均ＳＷＣ随
着深度的增加先上升后下降，７月和９月相同微立
地不同深度的 ＳＷＣ差异不显著，８月仅坑底 ＳＷＣ２
和ＳＷＣ３及完整立地 ＳＷＣ１和 ＳＷＣ２差异显著，其它
差异均不显著。从变异系数来看，同一月份相同微
立地（丘顶、丘面、坑底、坑壁、完整立地）不同深度
的ＳＷＣ变异程度相差不大。
２．５　ＰＰＦＤ、ＲＨ、ＳＷＣ与不同层ＴＳ的关系
由表３可知，７—９月 ＰＰＦＤ与 ＴＳ０均呈正相关，
ＲＨ和ＳＷＣ与ＴＳ０均呈负相关，ＰＰＦＤ、ＲＨ和ＳＷＣ与
ＴＳ５和ＴＳ１０的相关性并没有呈现统一的规律。但总的
来说，ＰＰＦＤ与浅层 ＴＳ的相关性大于较深层次 ＴＳ。
其中７月光照最强，各微立地（丘顶、坑底、完整立
地）ＰＰＦＤ与ＴＳ０均呈极显著的相关性，相关系数分
别为０．４６９４、０．７３４３、０．４６７２；与７月和８月相比，
９月太阳辐射最小，光照最弱，仅丘顶ＰＰＦＤ与ＴＳ０相
关关系显著；丘顶地表土壤由于所处的位置较高且
接受的太阳辐射最多，温度较高，因此，丘顶 ＰＰＦＤ
与ＴＳ０的相关程度大于与 ＴＳ５和 ＴＳ１０相关性（相关系
３１５
林　业　科　学　研　究 第２８卷
数）；坑底和完整立地 ＰＰＦＤ与 ＴＳ０均呈正相关，与
ＴＳ５和ＴＳ１０影响较小且相关性不显著。丘顶 ＲＨ与不
同层ＴＳ均呈负相关关系，且７月 ＰＰＦＤ与 ＴＳ０和 ＴＳ５
呈极显著负相关关系，与 ＴＳ１０相关不显著；７—９月，
坑底ＲＨ与 ＴＳ０呈负相关，与 ＴＳ５、ＴＳ１０无明显的相关
性。丘顶ＳＷＣ１与不同层 ＴＳ均呈负相关关系，且７
月与ＴＳ５、ＴＳ１０相关显著，相关系数分别为 －０．５７２６、
－０．４４７４，与 ＴＳ０相关不显著。坑底 ＳＷＣ与不同层
次ＴＳ相关性均不显著。其中８月 ＳＷＣ最高，丘顶
和坑底月均ＳＷＣ１分别为１４．７３％和５１．５８％（由表
２可知），对 ＴＳ上升的抑制作用最大，两者均与 ＴＳ０
呈显著负相关，而完整立地接收到的太阳辐射较少，
且受植被或枯落物的覆盖影响较大，深层土壤水分
更不易蒸发，且导致ＳＷＣ与ＴＳ的相关并不显著。
表２　７—９月各微立地不同深度土壤水分含量
微立地 深度／ｃｍ 月份
最大值
／％
最小值
／％
极差
／％
月均值±标准差
／％
总均值
／％
变异系数
／％
７ ６．６ ０．５ ６．１ ２．３５±２．９８Ｂｂ １２６．７０
０ ７．６ ８ ２８．９ １．５ ２７．４ １４．７３±７．２６Ａｃ ７．１３ ４９．３２
９ １８．７ ０．７ １８．７ ４．３１±４．２８Ｂｄ ９９．１９
７ ２０．３ ２．０ １８．３ ２．８４±４．４７Ｂｂ １５７．２２
丘顶 ０ １２ ８ ２６．４ ３．９ ２２．５ １２．５３±７．５８Ａｄ ６．４７ ６０．４７
９ １２．０ ０．６ １１．４ ４．０３±３．６９Ｂｄ ９１．５０
７ １３．８ ０．９ １２．９ ２．６１±３．５６Ｃｂ １３６．２６
０ ２０ ８ ２８．２ ４．１ ２４．１ １４．３９±７．６４Ａｂ ７．４７ ５３．１２
９ １３．４ ０．２ １３．２ ５．４３±４．１３Ｂｄ ７６．１９
７ ２１．４ ０．５ ２０．９ ２．６２±３．９６Ｂｂ １５１．４１
０ ７．６ ８ ３４．４ ４．０ ３０．４ ９．０６±１０．７３Ａｃ ５．７２ １１８．４０
９ ２７．５ ２．０ ２５．５ ５．４９±８．２１ＡＢｄ １４９．４７
７ ２３．８ ０．６ ２３．２ ３．７１±４．８８Ｂｂ １３１．６４
丘面 ０ １２ ８ ３６．８ ６．０ ３０．８ ８．７４±１０．５６Ａｄ １７．０９ １２０．７９
９ ２２．７ ０．８ ２１．９ ４．６４±５．７８Ｂｄ １２４．５２
７ １２．１ １．１ １１．０ ２．９３±３．６６Ａｂ １２４．５８
０ ２０ ８ ３１．０ ３．０ ２８．０ ９．１１±１０．８６Ａｃ ５．８５ １１９．１３
９ ２３．３ ０．６ ２２．７ ５．５３±９．０１Ａｄ １６３．０７
７ ６４．７ ３．８ ６０．９ ３９．３４±１７．５９Ｂａ ４６．６９
０ ７．６ ８ ６６．８ ２８．５ ３８．３ ５１．５８±１０．１９Ａａ ４５．２７ １９．７６
９ ６４．０ １３．９ ５０．１ ４４．９０±１２．０６Ａａ ２６．８６
７ ５５．８ ８．１ ４７．７ ３７．７２±１１．７９Ｂａ ３１．２４
坑底 ０ １２ ８ ５８．４ ３９．４ １９．０ ４８．８３±５．１９Ａａ ４４．００ １０．６２
９ ６１．８ ２０．３ ４１．５ ４５．３２±１１．４３Ａａ ２５．２３
７ ６６．３ １０．５ ５５．８ ３７．６±１０．５１Ｂａ ２６．７１
０ ２０ ８ ５３．７ １２．７ ４１．０ ４４．２１±７．３０Ａａ ４１．１５ １６．５２
９ ６２．５ ２２．３ ４０．２ ４１．６３±９．２６ＡＢａ ２２．１６
７ ６５．０ ２．６ ６２．４ ３８．１１±１６．４１Ｂａ ４３．０４
０ ７．６ ８ ６２．４ ２７．０ ３５．４ ４５．４５±９．９６Ａａ ４１．８１ ２１．９２
９ ５９．１ １４．３ ４４．８ ４１．８８±１０．４４ＡＢｂ ２６．８５
７ ６１．６ ７．３ ５４．３ ３８．５８±１１．４２Ａａ ２９．６１
坑壁 ０ １２ ８ ５９．６ ２５．９ ３３．７ ４３．２６±７．０９Ａｂ ４０．９０ １６．３９
９ ５５．７ １３．３ ４２．４ ４０．８５±１２．０１Ａｂ ２９．４１
７ ６５．３ ９．９ ５５．４ ３９．６２±９．８９Ａａ ２４．９６
０ ２０ ８ ４９．６ ３３．１ １６．５ ４１．５５±５．０５Ａａ ４０．２７ １２．１５
９ ５６．４ １７．０ ３９．４ ３９．６４±９．３０Ａｂ ２３．７５
７ ６４．８ ４．９ ５９．９ ３８．３９±１４．８９Ｂｂ ４０．３４
０ ７．６ ８ ６２．７ １５．７ ４７．０ ４５．７２±１２．３６Ａｂ ３９．８０ ２７．０２
９ ５４．０ １４．１ ３９．９ ３５．２８±１０．７０Ｂｃ ３４．５１
７ ５６．３ ９．０ ４７．３ ３８．２８±８．９０Ａｂ ２３．５０
完整立地 ０ １２ ８ ４９．５ ２１．３ ２８．２ ４３．１１±９．０５Ａｃ ３８．２２ ２２．５８
９ ３９．６ １４．８ ２４．８ ３３．２７±８．１３Ｂｃ ２４．４３
７ ５２．７ ８．４ ４４．３ ３６．９１±８．３７Ｂｂ ２１．８１
０ ２０ ８ ４９．０ ２１．７ ２７．３ ４２．７１±６．８３Ａａ ３６．８８ １５．９９
９ ５２．５ １８．１ ３４．４ ３１．０１±７．９２Ｂｃ ２２．４４
４１５
第４期 段文标等：云冷杉林风倒区坑丘微立地微气候因子时空变化及其与土温的关系
表３　ＰＰＦＤ、ＲＨ、ＳＷＣ１与不同深度ＴＳ的Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数
月份
微气候
因子
丘顶
０ｃｍ ５ｃｍ １０ｃｍ
坑底
０ｃｍ ５ｃｍ １０ｃｍ
完整立地
０ｃｍ ５ｃｍ １０ｃｍ
ＰＰＦＤ ０．４６９４ ０．２９７９ ０．０８２２ ０．７３４３ ０．２４９８ ０．２４７３ ０．４６７２ ０．１６４６ ０．２１９２
７月 ＲＨ －０．４２７７ －０．４４３８ －０．３２８４ －０．３４６７ －０．０６８３ －０．０４２２ －０．３２３１ －０．０３３０ －０．０４９４
ＳＷＣ１ －０．３１０７ －０．５７２６ －０．４４７４ －０．２４５９ －０．１４４３ －０．２１２１ －０．２４４７ －０．２５６５ －０．２１４８
ＰＰＦＤ ０．３１４８ ０．１１８４ ０．１２２６ ０．３０６２ ０．０１３７ ０．０９０３ ０．１１２５ －０．３０１７ －０．２０９９
８月 ＲＨ －０．２８５２ －０．１８９９ －０．０７１９ －０．０３６５ －０．１７４５ －０．０８３８ －０．２４４０ ０．１６９０ ０．０２３４
ＳＷＣ１ －０．２７６６ －０．４５７３ －０．３２１４ －０．２３２２ －０．１２５３ －０．２２０３ －０．１２５５ －０．０８９ －０．０５９８
ＰＰＦＤ ０．２８６０ －０．００５８ －０．００８２ ０．０５９７ ０．０２９９ －０．０３６６ ０．０８４４ －０．２４３９ －０．１４
９月 ＲＨ －０．１２８９ －０．１７６２ －０．５０００ －０．１３５９ ０．０５８８ ０．１０６９ －０．３９４９ ０．４３５６ ０．３９２５
ＳＷＣ１ －０．２５７９ －０．１８９５ －０．０８１１ ０．１７３３ ０．２３１４ ０．１２００ －０．１９１１ ０．１６７３ －０．３３００
　　（Ｐ＜０．０１）；（０．０１＜Ｐ＜０．０５）；－负相关；下同
７—９月，相同微立地（丘顶、坑底、完整立地）各
个微气候因子（ＰＰＦＤ、ＲＨ、ＳＷＣ１）对 ＴＳ０的影响并不
完全一致。丘顶和坑底７—９月月均 ＰＰＦＤ与月均
ＴＳ０均呈显著的正相关（Ｐ ＜０．０５），Ｒ
２分别为
０１９２２和 ０．３７９７，而且丘顶 ＴＳ０对 ＰＰＦＤ的敏感性
（方程斜率）小于坑底（图３和图４）；丘顶７—９月ＴＳ
除受ＰＰＦＤ的显著影响外，与 ＲＨ呈显著负相关关
系（方程斜率为－０．２２６８，图５），ＲＨ越大，ＴＳ０越低。
完整立地由于林冠郁闭，受光照条件的影响较小，
ＴＳ０主要受ＲＨ和ＳＷＣ的影响显著，它与 ＲＨ的敏感
性（方程斜率）高于ＳＷＣ（图６，图７）。综上所述，丘
顶和坑底由于位置的差异，ＰＰＦＤ、ＲＨ和 ＳＷＣ对 ＴＳ０
的影响程度不同。
图３　丘顶ＰＰＦＤ与ＴＳ０的相关关系图
图４　坑底ＰＰＦＤ与ＴＳ０的相关关系图
图５　丘顶ＲＨ与ＴＳ０相关关系图
图６　完整立地ＲＨ与ＴＳ０的关系图
图７　ＳＷＣ与ＴＳ０的相关关系图
注：图３～图７为不同微立地上与 ＴＳ０相关显著的微气
候因子与ＴＳ０的相关关系图
５１５
林　业　科　学　研　究 第２８卷
３　讨论
风的干扰能够导致树干折断、树冠缩减或损坏
以及树木连根拔起［２３－２５］。在大多数天然林里，掘根
倒木形成的倒坑和倒丘是森林的一个重要的干扰因
素［２６］。Ｐｅｔｅｒｓｏｎ和Ｃａｍｐｂｅｌ通过调查和研究发现，
样地内倒坑和倒丘可以覆盖云冷杉林林地面积的
２０％ ４０％，能提供一个独特且长时间持续的微
生境［２７］。
（１）坑丘微立地（丘顶、丘面、坑底、坑壁）的月
均ＰＰＦＤ和 ＴＳ０均为 ７月 ＞８月 ＞９月，这与段文
标［２３］等的月均光合有效辐射和月均气温最大值出
现在７月，最小值出现在９月的研究结果相一致。
月均ＲＨ为８月＞７月＞９月，与冯静［２８］等的研究结
果一致。与月均ＴＳ０不同，月均ＴＳ５和ＴＳ１０均为８月＞
７月＞９月，这是由于热量是由表层土壤向深层土壤
传递的，因此温度在较深土壤中出现的时间相对浅
层土壤要相对滞后。不同土层的月均 ＳＷＣ均为８
月最大，同一微立地（丘顶、丘面、坑底和坑壁）相同
深度ＳＷＣ均为８月＞９月＞７月，而完整立地却为８
月＞７月＞９月，这可能是由于完整立地凋落物覆盖
和植被更新已达到相对稳定阶段，土壤的蓄水保水
能力较好。
（２）丘顶、丘面、坑底、坑壁以及完整立地等５种
不同微立地 ＰＰＦＤ、ＴＳ、ＲＨ、ＳＷＣ均存在很大差异。
总的来说，坑底和丘顶的差异最大。调查结果显示，
坑底具有较少的光照和较低的土壤温度，而 ＳＷＣ最
高。相反地，丘顶的月均ＰＰＦＤ最高，月均 ＴＳ最大，
而ＲＨ和ＳＷＣ最低。这与 Ｃｌｉｎｔｏｎ和 Ｂａｋｅｒ［２９］、段文
标［１９］等、魏全帅［２４］等的研究结果基本一致。这是
由于丘顶所处微地形的位置较高，接受光照的能力
最强，因此 ＰＰＦＤ最高。然而由于其凸出的微地形
引起气流流速快和土壤蒸发量大等原因，导致丘顶
的空气相对湿度和土壤含水量最低。
（３）各微立地上 ＰＰＦＤ、ＲＨ、ＳＷＣ与不同层 ＴＳ
的Ｐｅａｒｓｏｎ相关分析表明，ＰＰＦＤ与 ＴＳ呈正相关，而
ＲＨ、ＳＷＣ与ＴＳ呈负相关，ＴＳ０受 ＰＰＦＤ的影响显著，
深层ＴＳ则与ＳＷＣ关系更为密切。这与陈丽娟等
［３０］
２００８年提出的“土壤含水率的变化是影响 ＴＳ状况
的主要因素，土壤含水率和 ＴＳ呈极显著的负相关”
的结论略有差异。这是因为陈丽娟等是针对相同光
照条件下不同土壤水分处理对 ＴＳ的影响进行研究
的，而本研究由于坑丘微立地所处的独特位置，光照
情况不同，得出了导致 ＳＷＣ并不是影响 ＴＳ的主要
因素的结果。
本研究由于条件所限，仅对生长季（７—９月）坑
丘微立地的微气候进行测定，而由掘根倒木形成的
坑丘微地形随着时间的推移，丘上的土壤经过雨水
长时间的冲刷和淋溶，往往会变得不那么明显或逐
渐消失，因此坑丘微地形的微气候因子和植被的更
新也会相应发生变化。随着植被覆盖度的增加，太
阳辐射、气温日较差、土温日较差以及风速随之减
小，但空气相对湿度却会相应增加。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［３１］。因此，要更加系统地揭示坑丘微气候的时空
变化及其对物种更新的影响还需要进行长期的定位
研究。
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［３０］陈丽娟，张新民，王小军，等．不同土壤水分处理对膜上灌春
小麦土壤温度的影响［Ｊ］．农业工程学报，２００８，２４（４）：９
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［３１］李　岩，段文标，陈立新，等．阔叶红松林林隙地面温度微环
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７１５