南京林业大学学报(自然科学版)

作者：杜昕,董雪,谷会岩,陈祥伟

单位：1.森林生态系统可持续经营教育部重点实验室,东北森林资源培育国家林业和草原局重点实验室,东北林业大学林学院,黑龙江 哈尔滨 150040,2.国家林业和草原局黑龙江省凉水森林生态系统定位观测研究站,黑龙江 伊春 153000

关键词：阔叶红松林,叶面积指数,Voronoi图,垂直分布倾向度,空间自相关

基金：科技基础资源调查专项(2021FY100702),林业公益性行业科研专项(201404303)

【目的】摸清阔叶红松林中叶面积指数的垂直与短程水平空间分布规律,探索分层Voronoi图法在复层林生态系统叶面积指数空间分布模拟中的应用价值。【方法】以凉水国家级自然保护区核心区内中下坡位的原始阔叶红松林为研究对象,在将阔叶红松林林分内达到起测胸径(5 cm)的林木依据树高分入5个高度(H)级(Ⅰ.H<10 m;Ⅱ.10 m≤H<15 m;Ⅲ.15 m≤H<20 m;Ⅳ.20 m≤H<25 m;Ⅴ.H≥ 25 m)后,以Voronoi图法模拟红松林不同高度级中叶面积指数空间分布,并将各高度级中叶面积指数模拟结果叠加,形成林分总体叶面积指数空间分布模拟结果。在此基础上统计林分尺度上阔叶红松林叶面积指数的总体特征;分析各树种及林分总体的叶面积指数垂直分布规律;基于空间半变异函数及增量空间自相关法分析不同高度级及林分总体叶面积指数的短程水平空间自相关规律。【结果】①研究样地林分总体叶面积指数为10.807,红松(Pinus koraiensis)、色木槭(Acer momo)、白桦(Betula platyphylla)、紫椴(Tilia amurensis)及水曲柳(Fraxinus mandshurica)对林分叶面积指数的贡献居于前5位。林下局部叶面积指数在0~75,其中林下48.7%的区域的叶面积指数为0,而在具有树冠覆盖区域内叶面积指数的概率密度直方图呈峰值在15~25的单峰式分布。②阔叶红松林高度级Ⅰ—Ⅴ叶面积指数分别为0.420、2.420、2.210、2.707及3.050,林分总叶面积指数的垂直分布倾向度为1.171,不同高度级中总叶面积指数的变异系数为47.3%。不同高度级中各树种叶面积指数的变异系数均大于总叶面积的变异系数。在高度级Ⅰ—Ⅴ中,树冠斑块的数量分别为53、39、12、11、8个。随着高度上升,各树种树冠斑块下叶面积指数均呈上升趋势。③阔叶红松林叶面积指数空间半变异函数的块金值、基台值、变程及结构比分别为4.770、164.010、5.108 m及0.029。林分总体及各高度级的叶面积指数均体现为强空间自相关性。在滞后距小于27.0 m及滞后距大于38.5 m时样地内叶面积指数表现为相似聚集,滞后距在27.0~38.5 m范围时叶面积指数表现为空间随机(P<0.05)。随着滞后距的逐渐增加,叶面积指数的Z得分分别在14、24 m出现两处峰值。【结论】处于中下坡位缓坡的阔叶红松林中叶面积指数具有明显的垂直分层特征,不同树种的叶面积倾向分布于不同的高度中,红松、云杉(Picea asperata)、水曲柳等高大乔木的叶面积倾向分布于冠层上方;以槭属(Acer)和榆属(Ulmus)为代表的中乔和小乔木叶面积倾向分布于冠层下部。处于中下坡位缓坡生境的阔叶红松林的叶面积指数在水平方向上具有高度的短程空间自相关性。林分内叶面积指数的水平空间分布在大多数研究尺度下表现为相似性聚集,且受林木空间分布影响强烈。

来源：2025年第3期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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