贵州省三种典型森林类型叶面积指数的测定研究

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lj200610819
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叶面积指数(leaf area index,LAI)作为表征森林植被冠层结构的重要核心参数之一,也是定量描述森林生态系统生产力和水文循环及生态过程模型的关键参数,与诸多森林生理生态过程密切相关,因此,准确测定森林LAI季节动态变化对预测植被生长状况、评估森林生态系统生产力及制定合理的森林经营及管理策略至关重要。然而,在非破坏性条件下,利用凋落物法、异速生长方程法、半球摄影法(digital hemispherical photography,DHP)及LAI-2200植物冠层分析仪(LAI-2200)法估测不同森林类型LAI季节动态的研究较少。本研究选择贵州省三种典型森林:常绿落叶阔叶混交林、常绿针叶林和针阔混交林为研究对象,利用DHP和LAI-2200两种光学仪器获取三种森林类型有效叶面积指数(effective LAI,Le)的季节动态,对DHP测定Le的影响因子(木质比例(woody-to-total area ratio,α)、集聚指数(clumping index,ΩE)、针簇比(needle-to-shoot area ratio,γE)及自动曝光)进行合理性量化,对LAI-2200测定的Le进行前3项参数校正;同时,为获取相对准确的LAI,基于展叶调查结合凋落物法测定三种森林类型的实测LAI,对DHP和LAI-2200测定的Le和经过误差源校正后得到的LAI进行评估。主要研究结果如下:(1)展叶调查发现,不同森林类型中各树种生长季节总叶面积增加比例存在明显差异,大部分树种展叶高峰期出现在4月份,少数出现在3月份,总叶面积在7月初达到最大值。(2)不同森林类型各树种的比叶面积(specific leaf area,SLA)差异较大。各森林类型冠层水平上的集聚效应(ΩE)随季节变化均表现出较小的季节波动(0.86-0.93)。木质部对LAI的贡献率随季节变化存在显著差异,表现为α值随叶片的展开而逐渐减小,随着叶片的凋落呈逐渐增大的趋势。(3)整个调查期内,不同方法测定各森林类型的LAI均表现出单峰型变化模式,7月份达到峰值。DHP测定常绿落叶阔叶混交林的Le比真实的LAI(凋落物法)平均低估48%;常绿针叶林的LAI平均低估57%;针阔混交林的LAI平均低估54%。相对而言,LAI-2200测定的Le在3个林型内分别比真实的LAI平均低估39%、32%和37%。(4)DHP获取的Le进行自动曝光、α、ΩE及γE校正后,精度大幅度提高,但常绿落叶阔叶混交林、常绿针叶林及针阔混交林的LAI仍比真实值分别低估4%-12%、4%-16%和5%-17%;而LAI-2200测定的各林型Le经过α、ΩE及γE校正后与真实LAI的差异均小于4%,精度明显提高。(5)异速生长方程法和凋落物法测定的常绿针叶林LAI在各季节间均不存在显著差异(P<0.05),表明异速生长方程法只要运用合理,仍具有较广泛的适用性。
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