南岭小坑常绿阔叶林林下光环境变化及对幼树功能性状的影响

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森林冠层通过对太阳辐射的截获和再分配,改变了林下的光照强度和分布,对林下幼树的生长发育有重要的意义。准确量化森林群落冠层和林下光环境特征能够为为林下幼树的响应提供合理的解释方向,对光环境与幼树功能性状的关系进行研究对天然林的更新与演替具有重要的生态学意义。本研究以广东南岭区域天然常绿阔叶林不同林龄(幼龄林,中龄林,老龄林)的森林群落为研究对象,通过监测冠层结构、林下光照数据和林下幼树功能性状等指标,研究不同林龄天然常绿阔叶林群落林冠特征和林下光环境的差异性及其季节变化,为进一步了解林冠特征与林下光环境之间的关系、透光率与光质之间的关系以及林下幼树功能性状对光环境的响应提供参考。主要研究结果如下:(1)随着幼龄林→中龄林→老龄林林龄递增,群落的冠层结构特征发生了显著的变化,表现为林冠开度先下降后增加,叶面积指数先增加后减少。中龄林叶面积指数显著高于幼龄林和老龄林(P<0.001)。3个林龄阶段中林冠开度和叶面积指数季节变化极显著(P<0.001),均呈单峰变化趋势,林冠开度随着生长季的到来而下降,叶面积指数与之相反,峰值均出现在6月;林下光质也表现出了明显的季节特征变化特征,但是相比于冠层结构的变化延迟了一个月,可能与叶片结构成熟有关。三个林分中,中龄林的冠层结构和光环境特征的季节变化最为明显。(2)天然林冠层结构在很大程度上对林下光强和光质有影响,叶面积指数高、冠层开度低的林分透光率越弱,R/FR(红光与远红光的比值)越低,Bw/Rw(宽带蓝光与宽带红光的比值)越高。不同林龄天然常绿阔叶林透光率、R/FR和Bw/Rw存在极显著差异(P<0.001),透光率与光质之间极显著相关(P<0.001)。(3)林下幼树的生长与形态和林下光环境密切相关。随着林龄递增,林下光照强度的降低,林下幼树的形态和生理特征发生了相应的变化。林下幼树通过增加叶片氮含量和减小重叠率来提高对光的利用效率,有效适应弱光环境。R/FR和Bw/Rw的变化对林下幼树的高径比和光合作用并无显著影响。(4)以广东南岭天然常绿阔叶林为代表的林下光照强度的改变对演替前期种-少花桂(Cinnamomum pauciflorum),演替中期种-木荷(Schima superba),演替后期种-锥(Castanopsis chinensis)的最大净光合速率都产生了一定的影响。演替前期种少花桂在光照充足的环境中具有较高的光合能力,较耐荫的后期演替种锥在光照强度较弱的环境中具有较高的光合能力,演替中期种木荷在不同的光照条件下光合能力相近。综上所述,不同林龄常绿阔叶林森林群落冠层结构和林下光环境具有差异性,这在一定程度上影响着林下幼树的功能性状,林下幼树对光环境的适应影响森林的更新与演替,对未来森林群落冠层结构又会产生一定的影响。
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