海南石梅灣青皮林群落與光合生理生態(tài)分析

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1、中山大學(xué)博十學(xué)位論文：海南石梅灣青皮林群落與光臺(tái)生理生態(tài)研究摘要本文采用樣方法研究了石梅灣青皮林的群落學(xué)特征，觀測(cè)了群落小氣候的季節(jié)性與日變化規(guī)律，并通過不同擬合曲線對(duì)最小取樣面積進(jìn)行了探討；對(duì)不同階段青皮林LAI進(jìn)行了基于消光系數(shù)的間接數(shù)字成像測(cè)定；采用離體和連體相結(jié)合的方式，研究了青皮林優(yōu)勢(shì)物種的光合生理生態(tài)特征；使用氣體交換法研究了青皮林林內(nèi)土壤的呼吸規(guī)律；測(cè)定了基于濕度變化的主要物種葉片的蒸騰速率特征。本文深入探討了青皮林這一獨(dú)特雨林類型的特殊群落特征與光合呼吸的生理生態(tài)機(jī)理，并進(jìn)一步建立了光能利用模型，將植物生態(tài)與植物生理、生態(tài)與數(shù)學(xué)進(jìn)行了一定的結(jié)合，從而豐富和

2、深化了熱帶雨林生態(tài)學(xué)理論，并為熱帶雨林的利用和保護(hù)提供了新鮮科學(xué)依據(jù)。1相關(guān)群落特征(1)小氣候。不同深度的地溫日變化都呈單峰型，樹林具有白天的降溫作用和夜間的保溫作用。林內(nèi)的空氣相對(duì)濕度比林外高，林內(nèi)空氣相對(duì)濕度日變化幅度比林夕l-d,。地面溫度位相要落后于太陽輻射位相，而且隨土壤深度的增加，位相越落后。林外的太陽輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于林內(nèi)的輻射強(qiáng)度，中午時(shí)分林內(nèi)的輻射強(qiáng)度只有林外的1／100左右。地表地溫隨著太陽輻射強(qiáng)度的變化而變化，而地表以下的土壤溫度這一特征不明顯。干季林內(nèi)的地表地溫、空氣相對(duì)濕度、太陽輻射強(qiáng)度的平均值分別為：23．660C、90．96％、286．541

3、ux；干季林外分別為：23．750C、87．71％、22437．381ux；濕季林內(nèi)分別為：26．34UC、95．83％、271．771ux；濕季林外分別為：27．19“C、92．58％、25530．771ux。(2)青皮林物種多樣性與最小取樣面積。本文選用8種“種．面積漸近線”對(duì)該群落的最小取樣面積進(jìn)行了擬合研究，結(jié)果表明，其中5條曲線的Rz大于0．97，擬合狀況很好，但所得出的最小取樣面積各不相同，進(jìn)一步經(jīng)過“重要值一面積曲線”的群落特征分析，確認(rèn)群落的最小取樣面積只有800m2。石梅灣青皮林最小取樣面積比中國(guó)海南其他類型雨林、滇南熱帶雨林、東南亞熱帶雨林以及非洲雨林

4、都要小。通過對(duì)1000m2樣地的物種多樣性分析，結(jié)果表明：在垂直結(jié)構(gòu)上，石梅灣青皮林B層喬木的Gleason指數(shù)大于A層喬木的，和海南山地雨林的情況不同。海岸青皮林為物種多樣性不高的單優(yōu)林，群落的物種多樣性、均勻度遠(yuǎn)小于海南其他類型的山地雨林與混合青皮林；對(duì)海岸青皮林群落本身麗言，青皮的相對(duì)密度、相對(duì)優(yōu)勢(shì)度、重要值大大高于其它物種。此研究表明：海南熱帶雨林同樣存在物種多樣性不高、單優(yōu)特征顯著的頂極群落；海南海岸青皮林是至今為止熱帶雨林取樣面積最小的森林類型。中山人學(xué)博士學(xué)位論文：摘要(3)葉面積指數(shù)(LAD。本文對(duì)基于林隙比(gap．fraction)原理的LAI數(shù)字成像

5、間接法進(jìn)行了系統(tǒng)的描述，通過對(duì)石梅灣青皮林及其周圍其它不同類型的次生林和人工群落共9個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的測(cè)定，得出了相應(yīng)群落的葉面積指數(shù)、消光系數(shù)、輻射透過系數(shù)等冠層的特征指標(biāo)，按垂直結(jié)構(gòu)測(cè)算了不同階段的青皮林LAI特性，指出了CIll0冠層數(shù)字成像儀(DigitalPlantCanopyImagerCIll0)減小人為誤差的方法。處于頂極狀態(tài)的青皮林的葉面積指數(shù)為3．554，低于其它典型結(jié)構(gòu)類型的熱帶雨林，本研究探討了石梅灣青皮林LAI比混合雨林和山地雨林LAI小的原因。2優(yōu)勢(shì)物種的光合呼吸特征不同物種葉片凈光合速率的大小對(duì)PAR響應(yīng)的曲線是類似的，都以漸近線的方式展開，但在數(shù)值

6、大小上存在顯著差異。首先，林內(nèi)葉片對(duì)PAR更敏感，相應(yīng)的光補(bǔ)償點(diǎn)比上層葉低：其次，林內(nèi)葉片對(duì)PAR的利用效率比林冠上層葉片高。青皮林主要物種的凈光合速率與PAR之間的關(guān)系為改進(jìn)型的冪相關(guān)，改進(jìn)后的數(shù)學(xué)模型為Y=pl—p2×e叩“。，本公式更加切合熱帶雨林植被的光合生理生態(tài)狀況。青皮林主要物種的凈光合速率與暗呼吸速率呈顯著的線形關(guān)系，6個(gè)物種的數(shù)據(jù)顯示P都小于0．OooL相關(guān)系數(shù)大于0．94。在濕季，青皮、烏口樹和黑嘴葡萄為典型的雙峰型光合特征，雙峰分別出現(xiàn)在上午和下午，在濕季沒有這種現(xiàn)象。所有物種的暗呼吸臼進(jìn)程只有一個(gè)峰值，出現(xiàn)在中午前后，夜晚暗呼吸微弱。對(duì)于主要物種凈光

7、合速率和暗呼吸速率，季節(jié)上，濕季大于干季：垂直結(jié)構(gòu)上，上層葉片大于下層。在物種光合日進(jìn)程方面，與凈光合速率呈正相關(guān)的生態(tài)因子是空氣溫度和光合有效輻射，呈負(fù)相關(guān)的是空氣相對(duì)濕度和空氣C02濃度。青皮林主要物種的凈光合速率與PAR、空氣相對(duì)濕度、空氣溫度、空氣C02濃度存在數(shù)量上的關(guān)系，或只與其中的某個(gè)因子相關(guān)，所有測(cè)定物種的凈光合速率都與光臺(tái)有效輻射的自然對(duì)數(shù)存在線形關(guān)系，空氣C02濃度與凈光合速率的相關(guān)性最小。凈光合速率與主要生態(tài)因子的數(shù)學(xué)模型表達(dá)為'，=日。+a函+a澎+83瑪+日4甄+8511LYl+日olnX2+日71r