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本研究以海南岛尖峰岭热带雨林的冠层结构为研究对象,从林冠光因子角度出发,研究不同森林类型的冠层结构季节变化特征,探讨冠层结构与林下植被、土壤有机碳含量之间的关系。使用LAI-2000(Li-cor, Inc., USA)冠层分析仪,分别在2007年4月(旱季末)、7月(雨季)、11月(雨季末)和2008年3月(旱季)测定了不同森林类型的11个固定样地的冠层结构指标:叶面积指数(LAI)、叶倾角(MTA)、天空可见度(DIFN)和林下光合有效辐射(PAR),对不同森林类型冠层结构的季节变化进行了研究;分析比较了原始林与次生林冠层结构特征、不同更新年代的次生林冠层结构特征、不同类型原始林间、次生林间的冠层结构特征;对每一个冠层测量点进行了林下植被调查和土壤有机碳含量的分析,研究冠层结构与林下植被的关系、土壤有机碳含量的关系。结果如下: 1)不同季节冠层结构的测定结果表明:不同森林类型冠层结构的各项指标季节性差异均极显著(P<0.001),受台风影响的山地雨林原始林变化幅度较大,几乎未受干扰的原始林季节变化幅度则较小;次生林的冠层结构季节变化无规律性。不同更新年代的山地雨林次生林中,1959年更新的叶面积指数最大(LAI=6.09),依次是1964年更新的(LAI=5.08)、1980-82年更新的(LAI=3.96);1959年更新的叶面积指数LAI与原始林差异不显著(P>0.05),说明其恢复程度最好,1964年和1980-82年更新的LAI依次低于原始林,差异显著(P<0.05)。林下光合有效辐射 PAR依次是1980-82年更新的(PAR=37.21μmol/m2.s)>1964年更新的(PAR=28.74)>1959年更新的(PAR=12.73)。低地雨林老龄林与不同更新时期次生林LAI差异不显著,次生林的叶面积指数与老龄林基本一致。山地雨林原始林的叶面积指数远高于低地雨林老龄林,差异极显著(P<0.001)。 2)山地雨林原始林冠层结构垂直分布特征的研究结果表明:LAI与高度呈显著负线性相关,越靠近地面 LAI越大;DIFN与高度呈对数相关,不同高度 DIFN差异极显著(P<0.001)。林下光合有效幅射PAR与高度相关性极强(P<0.001),PAR随着高度增加而增加;叶倾角随着高度的增加而逐渐加大,越接近上层冠层叶倾角越大,越接近地面,叶倾角越趋于水平。冠层结构的水平分布格局表明:LAI、DIFN季节变化显著(P<0.01),整个样地3月份的LAI大于11月份,但林窗处的LAI则相反。11月份的DIFN大于3月份。PAR季节变化不显著(P>0.05)。 3)不同森林类型的叶面积指数和天空可见度具有极强的相关性(R>0.8,P<0.001)。说明LAI决定着林下光分布状况,与林内微环境具有密不可分的关系。 4)山地雨林原始林的LAI与林下植被的盖度CW相关性不显著(R均小于0.1,P>0.05)。不同更新时期次生林LAI与CW的关系:1959年更新的次生林和1964年更新的次生林LAI与CW均没有显著相关性(R均小于0.1,P>0.05)。1980-82年更新的LAI与CW具有较强的负相关性(R=0.1611,P<0.05)。 5)低地雨林老龄林LAI与林下植被盖度CW呈正相关性(R=0.2189,P<0.05)。低地雨林不同更新时期次生林 LAI与 CW相关性分析结果表明:1986年更新的次生林和1996-97年更新的次生林LAI与CW均没有显著的相关性(P>0.05)。 6)通过对山地雨林原始林林下植被的种类组成进行分析,发现在LAI<5.5的测点,阳性植物的平均盖度达51%,主要种类有越南白椎、尖峰栲、闽粤栲等;LAI在5.5-6.5之间的测点,其阳性植物的平均盖度下降至47%,而其种类也以偏阳性的华南省藤和红藤为主,而中生性的植物如毛荔枝、中华厚壳桂等则逐步增多;LAI>6.5的测定,其阳性植物的平均盖度下降至33%,主要种类则多为射毛悬竹,阴生植物种类增多,如柏拉木、长柱山丹、单叶新月蕨、多刺鸡藤、裂叶棕梅、燕尾葵等。阳性植物平均盖度有随 LAI增加而下降的趋势。 7)1959年更新的山地雨林LAI与SOC所得回归方程为:y=-3.5823x+41.583,无显著相关性(R2=0.108,P=0.062)。1964年更新的山地雨林LAI与SOC所得回归方程为:y=1.2163x+11.622,呈显著正相关关系(R2=0.1081,P=0.001),这可能与样地2005年受台风“达维”影响倒木较多,机械损伤较大,至2007年调查土壤时林下积累养分较多有关。1980-82年更新的山地雨林LAI与SOC无明显相关关系。低地雨林老龄林和不同更新时期次生林LAI与SOC进行相关性分析表明均没有明显相关性。热带山地雨林原始林LAI与土壤有机碳含量(SOC)相关性不大(P>0.05)。关于热带地区森林的LAI与SOC的关系还需作进一步的深入研究。