林窗

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微地形的多样性增加
林窗形成时常与树倒有关,由此形成的树桩,或 风倒(根拔)形成的坑穴和根盘,根盘腐烂形成的 根盘堆,造成了林窗下微地形的变异. 此外,同一生境中不同林窗的土壤基质也存在差 异( Nakshizuka, 1989),从而增加了森林中多样 性的微地形。有关林窗内种子捕食者的研究目前 不多,但它们在林窗内外的存在对林窗内植物的 补充和存活具有潜在的重要意义.
土壤温湿度的异质性增强
1960年北京林学院在小兴安岭伊春林区的观测资料表明, 林窗小气候特征随林窗大小而不同,随林窗面积的增大, 温湿度振幅增大,风速增大。王进欣等(2002)研究也 发现,较小林窗的小气候接近于林内,温湿度变化缓和, 较大林窗的温湿度变化剧烈。白天林窗上部CO2和水汽含 量低于林冠上部,而热焓值则低于林冠上部(Scott D. Miller et al.2007)。林窗内太阳光能直射的地方有最高 积温和最小土壤湿度,但种子发芽率最高的是阴凉处,说 明对于种子发芽土壤水是重要的条件;云杉在林窗中的重 建需要充足的水湿和光照,但光照过强会促进喜阳物种入 侵造成对云杉的竞争(L.M. Page et al., 2006)。
林窗重建植被特征
林窗对于植被更新的重要意义体现在两个方面, 一是促进种子发生,二是促进原来就生长在林下 幼苗获得更多光照和营养(徐化成,2004)。研 究表明(Faith M. Inman et al.,2007),林窗中幼 苗生长加快,但萌芽率和成活率与林下差异不明 显,尽管草本和藤本植物增加,但竞争没有阻止 树苗生长增速;局部和景观水平的多样性在林窗 中得到增加。SORTIE模型模拟表明,阴性树种 生长随林窗密度的变化更明显,空间分析则显示 几个相邻林窗光照增加的联合作用对幼苗生长至 关重要,并最终导致幼树生长释放(S. Banal, D.J. Marceau et al.,2007)。
林窗改变了森林内部的局部湿度,造成森 林内部湿度的异质性。
在3-10cm地表层,枯落物减少而土壤湿度增大(S. Boudreau et al.,2005),在热带雨林林窗中,表层10 cm 土壤的湿度始终比邻近森林底层的土壤湿度高得多(V itousek和Denslow, 1987) ,在哥斯达黎加,这种差异在 大、小林窗(116-600 m2)及干湿季节都同时表现出来。这 可能是林窗中蒸腾作用较低的结果
生物对林窗植被影响
林窗的形成改变一些动物在这些区域的活动。如松鼠、鸟 类对种子的掠食与传播,蝶类与蜜蜂等昆虫的传媒特性, 以及草食动物对植被的取食等。 例如,林鼠对种子影响很明显,因为其喜欢在木屑旁筑巢, 所以经常把种子从林窗外和林窗边缘搬运到林窗中木屑比 较集中的地方,而且种子一般被储存在阴凉潮湿处,利于 其萌芽。
重建植被的种间竞争
林窗重建植被还取决于地形和下层的常绿植物。
研究表明,林窗中某些常绿植物的存在可以改变重建植被 的类型,例如有杜鹃的林窗中光照小于没有杜鹃的林窗, 整个春夏季节,有杜鹃的林窗中土壤含水量低于没有杜鹃 的林窗,杜鹃的出现导致了其他重建植被光合率的变化, 影响土壤和大气温湿度,从而加剧微环境空间异质性 (Barton D. Clinton,2003)。草本植物在幼苗初期也是重 要的竞争者。用除草剂清除林窗杂草后第一年发现潮湿林 窗树苗粗生成长大于对照,而干燥林窗中树苗变化不明显, 第二年不再出现粗生长规律,除草剂不影响树苗高生长和 成活率。
森林群落中林冠层乔木的死亡必然导致森林 内部形成林窗。对于树木的死亡原因有其内 部因素与外部因素。内部因素包括生理效率 的降低、树木的衰老、生长状况变差、林分 分层结构中优势树种的腐朽等;外部因素包 括自然灾害(如火灾、台风、暴雨、地震、 干旱)、人为干扰(砍伐森林、盗伐)等。 这些因素中的某一方面或几个方面共同造成 了森林中树木的折干、枯立、风倒或死亡等 事件的发生,从而导致森林中相对连续的林 冠层面出现间断的现象。这种空间上的不连 续现象,在形态上就表现为一定尺度的空隙, 即林窗。
微地形的多样性增加
与林内相比,林窗内鲜果被食用的比例较大。倒 伏的圆木四周是种子随动物排泄物排放的主要场 所。但林窗对一些鸟兽来说相对缺少遮蔽物,会 增大被捕食的危险,因而,它们在林窗内留下的 种子量又会相对减少(Schupp E W.1989)。微地 形变化对动物活动的影响间接影响林窗种子库, 但是其效应是复杂的,因为动物活动在林窗内减 少,既减少了对林窗种子的掠食,同时也减少了 将其他地方种子输入林窗的机会。
光照增加
张一平等(2001a)还发现在林窗区域除己知的林冠 面、林内地面和林窗地面3个热力作用面之外,还存在第4 个热力作用面-林缘墙面,林窗边缘林墙对林窗区域有着 不可忽略的热力作用。热力作用面的热力强度大小顺序在 不同时段存在差异,上午为林窗地表面>林内地表面>林 冠下方表面>林墙壁面,而下午为林冠下方表面>林窗地 表面>林墙壁面>林内地表面,并且各热力作用面的热力 作用均大于上午。
土壤温湿度的异质性增强
林窗内N的硝化作用、净矿化和土壤N浓度都有增 加趋势,矿化累积率峰值出现在9、10月,但增 加的N主要以氨态N为主。第一年树叶分解加速, 地被物C/N、质量亏损和N释放没有大的变化(Eva Ritter,2005a)。但林窗导致的森林各发展阶段土 壤C/N比、土壤有机质含量、N化合的月变化和净 N矿化率变化不明显,N化合和净N矿化率的季节 变化是明显的,NH4+态N的含量在林窗出现的 第二年开始下降,并在整个生长季节都保持较低 水平(Eva Ritter et al.,2005b)。
question
对于林窗植被重建,人为干扰可行性强吗?
谢谢!
1.生物对林窗植被 影响
2.重建植被的种间竞争 3.林窗重建植被特征
光照增加
在森林群落中出现林窗时,首先表现为光照增强,林窗北 部光照增加更明显,在晴朗夏季尤其如此。 Brown建立起热力特征与林窗大小的关系,指出林窗小气 候特征的变化某种程度上依赖于林窗的大小,其关系是非 线性的;小气候特征的变化率随林窗大小的增加而减小, 而林窗中央有相对稳定的小气候特征,边缘小气候特征变 化梯度最大;此外还和林窗的形状、纬度、位置、林窗参 数及林缘树木叶片特征有关。
光照增加
Geiger通过对德国厄伯斯瓦尔德林区的不同大小松树、 山毛榉混交林林窗(林窗直径和树木高度之比(即D:H)的 研究发现,随林窗直径与树木高度之比的增加,辐射增加。 另外,他认为林窗范围指数( D:H)在1.5-2.0时,林窗中 午温度与林内差异最大,超过该指数,林窗小气候与旷地 相近,小于该指数范围,林窗小气候与林内相近,最低温 度随林窗直径的增大而减小。因此,林窗最直接、最重要 的作用是增加了光到达森林底层的持续时间和光照强度, 从而改变森林内部光环境。
重建植被的种间竞争
植物自身特性在植被重建中起着重要作用
将18种先锋树种和24种商品树种移植于玻利维亚 采伐新林窗内,1年后先锋树种以低于1.5m的树 苗为主,2年和4年后则以高于1.5m的树苗为多数, 而商品树种在各龄级林窗种差别不大,尽管大多 数林窗中先锋树种占优势,但也有一些林窗内商 品树种能稳定生存,同时也有部分商品树种在林 窗里没有出现。
林窗
易盼盼
一.林窗பைடு நூலகம்述
二.林窗内微环境变化 三.questions
林窗概述
森林林窗(Forest gap),是由英国植物学家Watt(1947) 提出来的。指森林中由于某一林冠层树木死亡而在林地上 形成的不连续的林中隙地。他认为森林更新是由林窗相 (gap phase)、营造相(building phase)、成熟相(mature phase)组成的。美国森林生态学家Runkle(1982)在其研 究中对林窗的内涵进行扩充,将林窗定义为“林窗就是林 丛中单株树或其树枝或多株树的死亡而形成的林冠空隙 ( opening)。”并将林窗分为林冠林窗(canopy gap和扩 展林窗(expanded gap)。
林窗的创造者(gapmaker)一般是指创建 林窗的树木,其组成一般是占据主林层的 多年生优势树种。可以说,林窗的形成主 要是由于林冠层乔木树种的根拔、枯朽、 倒伏或死亡等原因所造成。
林窗内微环境变化
非生物因子变化 生物因子变化
1.光照增加 2.土壤温湿度的异质性 增强 3.微地形的多样性增加 4.改变其他环境因子
林窗重建植被特征
植被重建影响因子很多,林窗大小是其中之一。 澳大利亚8a生花楸树苗胸径在空地为9.6cm,大林窗 (2ha)内平均为7.9cm,小林窗内则为3.5-5.8cm,平 均高度则分别为13.2m,10.7m和8.8m(Peter J. Van Der Meer et al.,2007)。白桦幼苗(2-4a生)在云杉迹地的 重建表明其生长与林窗大小密切相关,在大于50m2的林 窗内,白桦幼苗很常见并且生长迅速,但林窗若超过 1000m2,则因草本竞争激烈而少见(Franka Huth et al.,2006)。美国南部阔叶林林窗中幼苗在小林窗和大中林 窗中部长得最高,林窗边缘次之,林下最矮(C.-A. Holladay et al.,2006)。林窗大小不仅决定物种种群大小, 而且植株个体大小也随林窗增大而增大,马樱丹果(一种 入侵种)单位产量随着林窗增大而增大,林窗内传粉者与 林窗大小无关但与林窗开放度密切相关。缅因州人工橡木 林中树苗总密度和林窗大小密切相关,香农-威纳指数和 均匀度指数与人工排水系统有关
生物对林窗植被影响
林窗还能对森林昆虫产生影响,尤其是蚀木甲虫, 尽管光照增强,减少了喜阴蚀木甲虫的种类和数 量,但甲虫种群与林内相比却有少量增加 林窗形成对林鸟影响也较大,林冠掠食鸟基本不 在林窗出现,森林边缘鸟如地面或底层掠食鸟种 类和数量有所增加,这会影响种子的有效性
生物对林窗植被影响
林窗大小会引起微气候、根系间竞争及内生菌根 感染的变化(Hartshorn, 1978)。林窗与非林窗的 森林底层相比,有较少的病原体和树枝残体,而 且新林窗为食果动物提供的资源较少,也是鸟类 栖息、蝙蝠飞行的危险境地,因而降低了种子和 幼苗在林窗中的死亡率。因此,定居在林窗中的 幼苗通常比森林底层的多得多。一些植食性哺乳 动物对林窗植被重建影响很大
光照增加
面积不同的林窗内温度、湿度日变化均比 林内大,其中以大林窗最为明显,且最小 林窗内的温湿度变化最为缓慢;大林窗中 央光照强度,蒸发耗热量大于林内(刘文 杰等2000)。此外,林窗年龄对地被物获 得的光强也有影响。新近形成的林窗中光 强度更高,但成熟林窗和林下差别不明显。
土壤温湿度的异质性增强
改变其他环境因子
林窗形成后,胸径大于20cm的窗缘树木生长得到 释放,它们的生长速度快于非窗缘林木,因此小 型林窗的郁闭主要归功于边缘木的闭合生长 (Brian S. Pedersen,2004)。在干旱环境,树荫 和灌木的遮蔽可能是树苗成活的保证,林窗在这 样的年份边缘比中央潮湿,因此窗缘可以成为树 苗短期干旱的避难所(Dante Arturo Rodrí guezTrejo et al.,2003)。林窗面积比例过大可能会影 响C平衡,导致大气CO2浓度升高
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