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六盘山区华北落叶松人工林小气候特征

杨文海 杨志莲 王彦辉 李向栋 王正安 陈炜

杨文海, 杨志莲, 王彦辉, 李向栋, 王正安, 陈炜. 六盘山区华北落叶松人工林小气候特征[J]. 陆地生态系统与保护学报. doi: 10.12356/j.2096-8884.2024-0026
引用本文: 杨文海, 杨志莲, 王彦辉, 李向栋, 王正安, 陈炜. 六盘山区华北落叶松人工林小气候特征[J]. 陆地生态系统与保护学报. doi: 10.12356/j.2096-8884.2024-0026
Wenhai Yang, Zhilian Yang, Yanhui Wang, Xiangdong Li, Zhengan Wang, Wei Chen. Microclimate Features of Larix principis-rupprechtii Plantations in the Liupan Mountains of Northwestern China[J]. Terrestrial Ecosystem and Conservation. doi: 10.12356/j.2096-8884.2024-0026
Citation: Wenhai Yang, Zhilian Yang, Yanhui Wang, Xiangdong Li, Zhengan Wang, Wei Chen. Microclimate Features of Larix principis-rupprechtii Plantations in the Liupan Mountains of Northwestern China[J]. Terrestrial Ecosystem and Conservation. doi: 10.12356/j.2096-8884.2024-0026

六盘山区华北落叶松人工林小气候特征

doi: 10.12356/j.2096-8884.2024-0026
基金项目: 宁夏回族自治区重点研发计划项目“六盘山华北落叶松林人工促进天然更新技术研究”(2021BEG02004);国家自然科学基金项目“黄土高原泾河流域森林植被水文功能的形成与补偿机制”(U20A2085)
详细信息
    作者简介:

    杨文海:E-mail:276479980@qq.com

    通讯作者:

    E-mail:373015308@qq.com

Microclimate Features of Larix principis-rupprechtii Plantations in the Liupan Mountains of Northwestern China

  • 摘要:   目的  实测华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林的林内和林窗小气候特征,认识森林的小气候调节作用,为促进林下更新和森林多种功能利用提供科学依据。  方法  在宁夏六盘山南部半湿润区,建立林内(林龄40 a,郁闭度0.52)和林窗(面积750 m2)小气候观测样地,用自动气象站从2022年12月起连续一年监测气象指标和10 cm深土壤温度湿度,并用标准气象站数据按海拔内插得到林外气象数据作为对照。  结果  与林外相比,林内和林窗有明显的小气候调节作用,这表现在:1)年均太阳辐射日累积值(MJ/m2)为林内(4.53)<林窗(8.87)<林外(13.99),林内和林窗仅为林外的0.32和0.63倍;林内和林窗与林外的月均太阳辐射累积值的差在生长季大于非生长季。2)年均气温(℃)为林内(7.2)<林外(7.5)<林窗(7.8),气温日较差(℃)为林内(6.1)<林窗(6.3)<林外(8.0),林内和林窗的气温变化更平缓;林内、林窗、林外之间的月均气温差值在生长季小于非生长季。3)年均空气相对湿度(%)为林内(69.1)>林窗(64.7)>林外(62.5),林内和林窗比林外提高了6.6%和2.2%,且提高幅度为生长季大于非生长季。4)10 cm深土壤温度年均值(℃)为林内(6.8)<林窗(8.8)<林外(9.1),林内和林窗比林外低2.3 ℃和0.3 ℃;土壤温度日较差(℃)为林内(0.7)<林窗(1.5)<林外(4.5);林内和林窗土壤温度与林外相比在生长季降低但在非生长季提高。5)10 cm深土壤湿度年均值(%)为林内(24.4)<林窗(29.8)<林外(33.8),林内和林窗比林外降低了9.4%和4.0%,林内和林窗降低土壤湿度的作用在生长季中期较小。  结论  华北落叶松人工林的小气候调节作用明显,且在生长季大于非生长季。与林外相比,林内和林窗大幅降低了太阳辐射、土壤温度、土壤湿度,但显著提高了空气湿度,还减小了各指标变幅和调节了峰值时间,对空气温度有良好的调控缓冲作用。
  • 图  1  林内和林窗及林外的太阳辐射强度日变化

    注:IOF = in open field,下同 the same below。

    Figure  1.  Diurnal variation of solar radiation intensity at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    图  2  林内和林窗及林外月均太阳辐射累积值变化

    注:RD = rain day。

    Figure  2.  Variation of monthly mean cumulative solar radiation at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    图  3  林内和林窗及林外空气温度的日变化

    Figure  3.  Diurnal variation of air temperature at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    图  4  林内和林窗及林外空气温度的月均值变化

    Figure  4.  Variation of monthly mean air temperature at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    图  5  林内和林窗及林外空气相对湿度的日变化

    Figure  5.  Diurnal variation of relative air humidity at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    图  6  林内和林窗及林外空气相对湿度月均值变化

    Figure  6.  Variation of monthly means of relative air humidity at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    图  7  林内和林窗及林外10 cm深土壤温度日变化

    Figure  7.  Diurnal variation of soil temperature at 10 cm depth at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    图  8  林内和林窗及林外10 cm土壤温度月均值变化

    Figure  8.  Variation of monthly mean soil temperature at 10 cm depth at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    图  9  林内和林窗及林外10 cm深土层湿度日变化

    Figure  9.  Diurnal variation of soil moisture at 10 cm depth at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    图  10  林内和林窗及林外10 cm深土层湿度月均值变化

    Figure  10.  Variation of monthly mean soil moisture at 10 cm depth at the habitats of under forest canopy, in forest gap, and in open field

    表  1  华北落叶松实验样地基本信息

    Table  1.   Basic information of the sample plots of Larix principis-rupprechtii plantations

    样地
    编号
    Plot No.
    经度
    Longitude/°E
    纬度
    Latitude/°N
    海拔
    Altitude/m
    树龄
    Age/a
    郁闭度
    Canopy
    density
    平均树高
    Tree
    height/m
    平均胸径
    Mean
    DBH/cm
    密度
    Tree density/
    (trees·hm−2)
    坡向
    Slope
    aspect
    坡度
    Slope/°
    坡位
    Slope
    position
    林内 UFC 106.393 66 35.300 60 2 056 40 0.52 15.3 14.4 870 东南 1
    林窗 IFG 106.399 09 35.306 40 2 101 40 东南 15
      注:UFC = under forest canopy;IFG = in forest gap。下同 the same below。
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  • 收稿日期:  2024-02-18
  • 修回日期:  2024-04-25

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