Spatiotemporal variation and scale effect of canopy leaf area index of larch plantation on a slope of the semi-humid Liupan Mountains, Ningxia, China
LIUZe-Bin1, WANGYan-Hui1,*,, LIUYu2, TIANAo1, WANGYa-Rui1, ZUOHai-Jun1 1Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of Forestry Ecology and Environment of State Forestry Administration, Beijing 100091, Chinaand 2College of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China 收稿日期:2016-09-13 接受日期:2017-02-28 网络出版日期:2017-07-10 版权声明:2017植物生态学报编辑部本文是遵循CCAL协议的开放存取期刊,引用请务必标明出处。 基金资助:国家重点研发计划项目(2016YFC0501603)、国家自然科学基金(41390461、41230852和41471029)和科技部科技基础性工作专项(2014FY120700) 作者简介: -->* 通信作者Author for correspondence (E-mail:wangyh@caf.ac.cn)
关键词:华北落叶松林;叶面积指数;坡面差异;季节变化;尺度效应 Abstract Aims Leaf area index (LAI) is an important canopy structure parameter characterizing ecological and hydrological processes, such as forest growth, canopy interception and transpiration. Forest LAI is limited by both light and soil water availability, thus may vary with slope position and seasonality. This study is aimed at the spatiotemporal variation of LAI and its relationship with environmental variables. Methods A 34-years-old Larix gmelinii var. principis-rupprechtii planted forest situated on a typical slope located in a small watershed of Xiangshuihe within Liupan Mountains was selected for LAI observations. Sixteen plots along a 30 m wide transect along the slope was surveyed from May to October of 2015 to measure the monthly canopy LAI. Important findings It showed there was a remarkable difference of LAI among slope positions. The LAI in May decreased toward downslope direction with a scale effect of -0.02/100 m. Whereas for the period from June to August, LAI showed a nonlinear variation along slope positions: increasing from to top slope downward, reaching its maximum at the middle slope, and then decreasing to the slope foot. The scale effect of LAI was +0.15/100, +0.16/100, and +0.18/100 m in the slope range (downward positive) of 0-244.2 m, but -0.09/100, -0.08/100, and -0.07/100 m in the slope range of 244.2-425.1 m for June, July and August, respectively. The LAI increased toward downslope in September and October, with a slope scale effect of +0.03/100 m and +0.09/100 m, respectively. The seasonal variation of LAI-slope relationship showed a shift from the light and temperature control in the early growing season, to the soil water resources control in the mid growing season, and then to an integrated control of many factors in the late growing season. In the early growing season when soil moisture and nutrients were abundant, terrain shading limited the leaf growth in middle and downslope. From early to the mid growing season, the soil moisture on the slope was quickly depleted due to fast evapotranspiration and poor moisture retention of the coarse soil. On the other hand, average solar height increased, and allowed direct light radiation to penetrate to the middle then downslope. The result is that the leaf growth in the middle slope was the strongest in the mid growing season. During the late growing season, the temperature decreased fast in the mountain top to incur earlier leaf fall than the mountain foot. Thus the LAI exhibited the increasing trend toward the downslope.
Keywords:Larix gmelinii var. principis-rupprechtii plantation;leaf area index (LAI);slope difference;seasonal variation;scale effect -->0 PDF (1233KB)元数据多维度评价相关文章收藏文章 本文引用格式导出EndNoteRisBibtex收藏本文--> 刘泽彬, 王彦辉, 刘宇, 田奥, 王亚蕊, 左海军. 宁夏六盘山半湿润区华北落叶松林冠层叶面积指数的时空变化及坡面尺度效应. 植物生态学报, 2017, 41(7): 749-760 https://doi.org/10.17521/cjpe.2016.0288 LIUZe-Bin, WANGYan-Hui, LIUYu, TIANAo, WANGYa-Rui, ZUOHai-Jun. Spatiotemporal variation and scale effect of canopy leaf area index of larch plantation on a slope of the semi-humid Liupan Mountains, Ningxia, China. Chinese Journal of Plant Ecology, 2017, 41(7): 749-760 https://doi.org/10.17521/cjpe.2016.0288 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006)。由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012)。因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助。 目前已有一些LAI时空变异研究。如姚丹丹等(2015)利用空间统计分析方法定量描述了云杉(Picea asperata)针阔混交林局部尺度的LAI空间异质性; Burrows等(2002)利用地统计学分析方法在景观尺度上比较了山杨(Populus davidiana)林、硬阔叶林和针叶林的LAI空间分布特征, 指出LAI空间相关性变程的大小主要由地形条件和人为干扰程度决定; Bulcock和Jewitt (2010)基于遥感技术, 利用LAI与归一化植被指数(NDVI)、土壤修正植被指数(SAVI)等植被指数间的关系, 反演了南非夸祖鲁塔尔中部地区桉树(Eucalyptus robusta)林、松树林和金合欢(Acacia farnesiana)林这3种当地主要森林类型的LAI空间分布格局; 吕瑜良等(2007)研究了亚高山暗针叶林LAI时空变化特征, 认为海拔和坡度是影响LAI空间变化的重要因子。这些研究多是在较大空间尺度内或较大山体的海拔范围内进行的, 在LAI随空间尺度增大而快速变化的坡面关键尺度上还研究较少, 限制着对林冠层LAI变化机理的理解。 六盘山是黄土高原重要水源地和泾河、清水河、葫芦河等多条河流的源头。华北落叶松(Larix gmelinii var. principis-rupprechtii)是该地区最主要的人工造林树种, 在涵养水源、水土保持及维持生态平衡等方面发挥着重要作用。其林冠层LAI空间变化研究目前已有一些, 如六盘山南坡生长季中期林冠层LAI坡面尺度效应及影响因素(王云霓等, 2016)、六盘山北坡林冠层LAI的时空变化(童鸿强等, 2011), 但仍缺乏LAI坡面变化的季节差异及机理分析。 本研究选取六盘山南坡香水河小流域的一个华北落叶松同龄人工纯林典型坡面, 建立空间连续的16个样地, 于2015年5-10月, 监测了各样地冠层LAI的空间差异和季节变化特征, 分析主要影响因子, 并探讨在不同季节将特定样地实测LAI上推估计坡面平均值的尺度转化方法, 从而为森林资源清查及经营管理中的抽样调查、森林生长和森林水文研究代表性样地选择等提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 研究区概况
研究区位于宁夏固原市泾源县香水河小流域(106.15°-106.50° E, 35.25°-35.68° N), 其面积为43.7 km2, 海拔2 010-2 942 m。气候类型属温带半湿润气候。土壤以灰褐土为主。年平均气温6.0 ℃, 年降水量632 mm, 主要集中在7-9月。小流域的森林覆盖率为72.8%, 包括天然次生林和人工林; 天然次生林覆盖率为48.8%, 以华山松(Pinus armandii)、辽东栎(Quercus mongolica var. liaotungensis)、少脉椴(Tilia paucicostata)、白桦(Betula platyphylla)和红桦(Betula albosinensis)等树种为主组成; 人工林主要是华北落叶松林, 覆盖率为24.0%, 占小流域人工林总面积的90%, 另有少量油松(Pinus tabuliformis)等树种的人工林。
1.2 典型坡面的选取与调查
研究坡面位于香水河小流域的分水岭沟子流域, 为东南坡向, 其斜坡长480.6 m, 水平坡长425.1 m, 平均坡度27.8°。坡面上生长着华北落叶松人工纯林, 林龄均为34年生, 足以反映不同坡位立地的植被生长差异。 2015年5月, 对从坡顶到坡脚在空间上连续分布的16块斜坡长30 m、宽30 m的华北落叶松林样地(表1), 进行每木检尺, 调查胸径、树高、枝下高和冠幅等林分结构指标。因林冠郁闭度较高, 各样地林下灌木层均发育不良, 覆盖度15%左右, 种类主要是刺五加(Eleutherococcus senticosus)、蒙古荚蒾(Viburnum mongolicum)、李(Prunus salicina), 林下草本层覆盖度均约40%, 主要为东方草莓(Fragaria orientalis)和点叶薹草(Carex hancockiana)。 Table 1 表1 表1典型坡面华北落叶松人工林样地基本信息 Table 1The basis information of Larix gmelinii var. principis-rupprechtii plantation plots on the study slope
样地 Plot
海拔 Elevation (m)
坡度 Slope degree (°)
水平坡长 Horizontal length (m)
坡位 Slope position
林分密度 Stand density (ind.·hm-2)
林冠郁 闭度 Canopy density
平均胸径 Mean diameter at breast height (cm)
平均树高 Mean tree height (m)
枝下高 Clear length (m)
冠幅直径 Canopy diameter (m)
地上生物量 Aboveground biomass (t•hm-2)
1
2β471.4
26.3
26.9
坡上 Upper
942
0.73
20.25 ± 3.46
16.71 ± 1.71
5.53 ± 1.03
3.22 ± 0.60
108.59
2
2β458.1
27.2
26.7
坡上 Upper
749
0.74
21.04 ± 3.91
17.04 ± 2.12
5.77 ± 1.06
3.58 ± 0.58
105.55
3
2β444.4
24.4
27.3
坡上 Upper
854
0.72
20.34 ± 4.22
17.04 ± 2.14
5.83 ± 0.94
4.31 ± 0.93
112.55
4
2β432.0
25.3
27.1
中上 Upper-middle
870
0.73
20.01 ± 5.00
17.40 ± 2.73
5.93 ± 0.90
4.07 ± 0.86
116.60
5
2β421.3
22.5
27.7
中上 Upper-middle
746
0.75
19.94 ± 3.65
17.54 ± 2.05
6.22 ± 0.95
3.22 ± 0.58
111.88
6
2β409.8
24.5
27.3
中上 Upper-middle
831
0.68
18.46 ± 5.60
15.72 ± 3.13
5.44 ± 1.19
3.53 ± 1.09
91.32
7
2β397.4
22.0
27.8
坡中 Middle
719
0.81
21.03 ± 4.56
17.94 ± 2.25
6.43 ± 1.24
3.41 ± 0.98
118.19
8
2β386.1
26.8
26.8
坡中 Middle
933
0.79
20.28 ± 5.65
17.12 ± 2.77
6.18 ± 1.30
3.37 ± 1.10
127.51
9
2β372.6
27.7
26.6
坡中 Middle
815
0.73
19.78 ± 4.70
17.87 ± 2.50
6.46 ± 1.13
3.29 ± 0.90
108.54
10
2β358.7
20.1
28.2
中下 Lower-middle
674
0.67
20.83 ± 4.64
18.24 ± 2.27
5.82 ± 0.88
3.76 ± 1.01
99.21
11
2β348.4
17.9
28.6
中下 Lower-middle
572
0.65
20.62 ± 4.68
17.75 ± 2.91
5.88 ± 1.10
3.46 ± 0.78
88.44
12
2β339.2
30.0
26.0
中下 Lower-middle
770
0.70
19.69 ± 5.68
17.04 ± 3.54
5.52 ± 1.03
3.23 ± 0.92
101.87
13
2β324.2
30.4
25.9
坡下 Lower
786
0.74
19.93 ± 5.08
18.07 ± 2.53
5.77 ± 1.11
2.81 ± 0.83
108.20
14
2β309.0
37.4
23.8
坡下 Lower
1β035
0.75
18.07 ± 5.08
16.57 ± 2.98
5.85 ± 1.25
2.93 ± 0.80
111.96
15
2β290.8
37.3
23.9
坡下 Lower
955
0.70
18.36 ± 5.43
15.97 ± 3.03
5.32 ± 0.95
3.38 ± 1.03
104.81
16
2β275.6
34.9
24.6
坡脚 Bottom
907
0.72
18.72 ± 4.06
16.19 ± 2.35
6.06 ± 0.93
3.33 ± 0.77
98.67
The data after ± is standard error. The aboveground biomass was the aboveground biomass of L. gmelinii var. principis-rupprechtii, the formula for estimating aboveground biomass of single tree was: lnW = 0.9100ln(D2H) - 3.2417, D is diameter at breast height (cm), H is tree height (m) (Liu et al., 2011).±后数据为标准误差。地上生物量指乔木层地上生物量, 单株华北落叶松地上生物量(W)计算公式为: lnW = 0.9100ln(D2H) - 3.2417, D为胸径(cm), H为树高(m)(刘延惠等, 2011)。 新窗口打开
1.3 林冠层LAI的测定
在2015年5-10月, 于每月的上、中、下旬, 选取适宜天气下(均一天气, 即天气变化相对较小)的9:00-10:30, 利用LAI-2200c植物冠层分析仪(LI- COR, Lincoln, USA), 测定各样地的林冠层LAI, 测定时按固定的S形路线, 每个样地测38个点(图1), 取平均值作为样地林冠层LAI特征值, 为保证不测到样地外林冠层, 测点距样地上下边缘为3 m (斜坡长), 左右边缘为2.5 m。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图1华北落叶松样地内林冠层叶面积指数(LAI)测点布设图。 -->Fig. 1The distribution of leaf area index (LAI) sampling point in Larix gmelinii var. principis-rupprechtii plantation plots. -->
由图2可知, 各样地冠层LAI的生长季平均值有明显的坡位差异, 变化范围2.68-3.27, 变异系数为0.06, 总体变化规律为“从坡顶向下渐增, 在坡中部最大, 然后又逐渐降低”。整个坡面的生长季冠层LAI的样地坡长加权平均值为2.90。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图2华北落叶松坡面样地冠层叶面积指数(LAI)的生长季平均值随离坡顶水平距离的变化。 -->Fig. 2The variation of mean canopy leaf area index (LAI) of Larix gmelinii var. principis-rupprechtii during the whole growth season along the horizontal distance of plots from slope top. -->
进一步分析发现, 各样地冠层LAI坡面变化的季节差异明显(图3)。在5月份, 坡面加权平均值为2.81, 变异系数为0.05, 总体表现为随离坡顶距离增加而逐渐减小。在6、7、8月份, LAI的坡面加权平均值分别为3.45、3.60和3.64, 变异系数分别为0.10、0.08和0.07; 其沿坡变化总体相对一致, 即随离坡顶距离增加先增后减, 最大值出现在距坡顶200 m处的坡中部。但6月份坡下部LAI (3.25)明显小于坡上部(3.41), 至7月和8月这个差异才逐渐减小。在9、10月份, LAI的坡面加权平均值分别为2.88和1.01, 变异系数分别为0.03和0.28, LAI的坡面变化表现为随离坡顶距离增加逐渐增大的趋势。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图3生长季内各月华北落叶松样地冠层叶面积指数(LAI)随离坡顶水平距离的变化。 -->Fig. 3Variations of monthly canopy leaf area index (LAI) of Larix gmelinii var. principis-rupprechtii during growing season along the horizontal distance of plots from slope top. -->
2.2 生长季内各月的林冠层LAI相对值及其坡面变化
为定量评价生长季内不同月份的林冠层LAI坡面变化规律及不同坡位样地冠层LAI的坡面代表性, 进一步分析了不同坡位样地LAI与各月坡面加权平均值的比值及其随离坡顶水平坡长增加的变化(图4)。依据各样地林冠层LAI相对值与其离开坡顶水平距离的拟合曲线可知, 在5月份, LAI比值总体表现为逐渐下降, 其中LAI的比值在0-306.7 m范围内基本都大于1, 之后向下至坡底基本都小于1。在6-8月份, LAI比值表现为增加-减小-小幅增大-减小的波动变化趋势, 但整体变化趋势呈现为增加-减小的变化, 其中6月份在0-62.9 m和320.6-425.1 m范围内小于1, 在62.9-320.6 m范围内大于1; 7月份在0-62.8 m和294.0-425.1 m范围内小于1, 在62.8-294.0 m范围内大于1; 8月份在0-65.4 m和290.3-425.1 m范围内小于1, 在65.4-290.3 m范围内大于1。在9-10月份, LAI比值总体表现为随水平距离增加逐渐上升的趋势, 但各坡段具体情况有异, 9月份, LAI比值在0-221.1 m范围内均小于1, 之后基本都大于1; 10月份, LAI比值在0-224.3 m范围内均小于1, 之后基本都大于1。由此可见, 利用某坡位处(如坡面底部或中部)典型样地调查值作为整个坡面平均值会存在较大误差, 且各月不同。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图4生长季内各月华北落叶松林冠层叶面积指数(LAI)与坡面均值的比值随样地离坡顶水平距离的变化。 -->Fig. 4Variations of the ratio of plot leaf area index (LAI) to the whole slope average of Larix gmelinii var. principis- rupprechtii during different months along the horizontal distance of plots from slope top. -->
为从任意坡位处样地的LAI观测值推求坡面平均值, 实现由“点”到“面”的尺度转换, 按月建立了各样地LAI实测值与整个坡面平均值的比值随样地离坡顶水平距离而变化的非线性拟合方程(表2)。虽然相关系数不很高, 但显著性均较高, 5和10月份在0.01水平上显著, 6-9月份在0.1水平上显著。因此, 为节省测定时间和工作量, 可基于这些方程由特定坡位样地的测定值估算整个坡面平均值。 Table 2 表2 表2生长季内各月华北落叶松样地叶面积指数(LAI)与坡面平均值的比值(y)与离坡顶水平坡长(x)的关系 Table 2Numerical relationship between the ratio of plot leaf area index (LAI) to the whole slope average (y) and the horizontal length (x) in different months
为定量理解林冠层LAI的坡面长度尺度效应, 即坡面均值随坡长的变化, 计算了LAI从坡顶向下随水平坡长增加(代表坡面长度增加)的滑动平均值。由图5可知, 生长季各月的林冠层LAI均存在不同程度的坡面长度尺度效应。在5月份, 随水平坡长增加, LAI滑动平均值总体呈下降趋势, 最大值出现在水平坡长80.9 m处(2.93), 最小值出现在坡脚(2.80), 变幅为0.13, 平均每增加100 m水平坡长滑动平均值降低0.02, 即坡面尺度效应为-0.02/100 m。在6、7、8月份, 随水平坡长增加, LAI滑动平均值均呈先增后减的趋势, LAI滑动平均值最大值出现在水平坡长244.2 m处(3.61、3.74和3.76), 最小值在坡顶(3.28、3.39和3.38), 变幅分别为0.33、0.35和0.38, LAI的坡面尺度效应在离坡顶0-244.2 m和244.2-425.1 m范围内分别为+0.15/100 m、+0.16/100 m和+0.18/100 m及-0.09/100 m、-0.08/100 m和-0.07/100 m; 在9和10月份, LAI滑动平均值均呈随水平坡长增加而增大的趋势, 变化范围分别为2.75-2.88和0.64-1.01, 变幅分别为0.13和0.37, 坡面尺度效应分别为+0.03/100 m和+0.09/100 m。由此可见, 生长季内各月的林冠层LAI坡面尺度效应明显不同, 且林冠层LAI的坡面滑动平均值随水平坡长增加均呈非线性变化。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图5不同季节华北落叶松林冠叶面积指数(LAI)滑动平均值随水平坡长增加的变化。 -->Fig. 5Variations of the moving average of canopy leaf area index (LAI) of Larix gmelinii var. principis-rupprechtii during different months along the horizontal distance from slope top. -->
为量化华北落叶松林冠层LAI的顺坡滑动平均值随水平坡长的变化, 拟合了二者的统计关系(表3), 其R2均达0.82以上, 且均在0.01水平上显著, 表明拟合效果较好。 Table 3 表3 表3生长季各月华北落叶松林冠层叶面积指数(LAI)的坡面滑动平均值(y)随水平坡长(x)增加而变化的数量关系 Table 3Numerical relationship between the moving average (y) of canopy leaf area index (LAI) of Larix gmelinii var. principis-rupprechtii and the horizontal length (x) in different months
由表4可知, 生长季内各月林冠层LAI与环境因子的关系存在差异。5月份, 林冠层LAI与海拔及气温、辐射强度和风速等微气象因子呈显著正相关, 与林分结构、坡度和土壤物理性质不相关; 6-8月份, 林冠层LAI与土壤水分呈显著正相关, 与林分结构、海拔、坡度以及土壤物理性质不相关; 9月份, 林冠层LAI与海拔、辐射强度、风速、土壤总孔隙度和持水能力呈显著负相关, 与气温和坡度呈显著正相关, 与林分结构、土壤水分和土壤容重不相关; 10月份, 林冠层LAI与海拔、辐射强度、风速、土壤孔隙度、持水能力和土壤水分呈显著负相关, 与气温和坡度呈显著正相关, 与林分结构和土壤容重不相关。 Table 4 表4 表4不同月份华北落叶松林冠层叶面积指数(LAI)与林分特征、地形、立地及微气象因子的相关分析 Table 4Correlation of canopy leaf area index (LAI) of Larix gmelinii var. principis-rupprechtii with factors of vegetation, landform, exposure and microclimate in different months
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图16-8月华北落叶松林冠层叶面积指数(LAI)增加量与0-100 cm土层土壤含水量的关系。 -->Fig. 1The relationship between the leaf area index (LAI) increment of Larix gmelinii var. principis-rupprechtii and soil moisture of 0-100 cm layer in June-August. -->
Table 1 表1 表11、9和16号样地0-100 cm土层的饱和持水量、总孔隙度和9月平均土壤温度 Table 1The water holding capacity, total porosity and mean temperature in Sept. 2015 of the 0-100 cm soil layer of plot 1, plot 9 and plot 16
样地 Plot
海拔 Elevation (m)
土壤温度 Soil temperature (℃)
饱和持水量 Water holding capacity (%)
总孔隙度 Porosity (%)
1
2 471.4
8.3
65.8
59.0
9
2 372.6
8.5
66.1
58.9
16
2 275.6
9.3
61.3
56.3
土壤温度由布设在样地内的与EM50数据采集器相连接的5TE土壤温湿度探头获取。 Soil temperature was obtained by 5TE soil moisture, temperature, and electrical conductivity sensor, which is connected with the EM50 data logger. 新窗口打开 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图2生长季内各月样地0-100 cm土层土壤水分随离坡顶水平距离的变化。 -->Fig. 2Variations of monthly soil moisture in 0-100 cm soil layer during growing season along the horizontal distance of plots from slope top. -->
致谢 本研究得到国家林业局宁夏六盘山森林生态站和宁夏回族自治区生态修复与多功能林业综合研究中心项目的支持,特此致谢。 The authors have declared that no competing interests exist. 作者声明没有竞争性利益冲突.
AlvesLF, VieiraSA, ScaranelloMA, CamargoPB, SantosFAM, JolyCA, MartinelliLA (2010). Forest structure and live aboveground biomass variation along elevational gradient of tropical Atlantic moist forest (Brazil). , 260, 679-691. [本文引用: 1]
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Forest structure and live aboveground biomass variation along elevational gradient of tropical Atlantic moist forest (Brazil). 1 2010
Global synthesis of leaf area index observations: Implications for ecological and remote sensing studies. 1 2003
... 受植被组成、结构、立地条件、微气象等诸多因素的影响, 林冠LAI的空间差异往往较大(Asner et al., 2003; Jonckheere et al., 2004).如吕瑜良等(2007)在较大山体海拔变化范围内的研究表明, 海拔和坡向等地形因子是影响川西亚高山暗针叶林LAI空间变异的主要因素.Bequet等(2012)基于不同植被组成的研究表明, 林冠LAI与胸径、树高、冠长、冠幅等林分因子有关.鉴于对相对高差较小的坡面(本研究为239.6 m)及对人工纯林的研究还很少, 王云霓等(2016)在处于半湿润区的六盘山南坡(本研究的同一坡面)研究了生长中期林冠LAI的坡位变化及影响因素, 但没有涉及林冠层LAI坡位变化的生长季内月份差异及影响因素; 童鸿强等(2011)在处于半干旱区的六盘山北坡研究了华北落叶松林坡面林冠LAI的时空变化, 但没有揭示LAI时空变化的影响因素. ...
An indirect method of estimating leaf area index in Jatropha curcas L. using LAI-2000 plant canopy analyzer. 1 2010
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
Spatial variability of leaf area index in homogeneous forests relates to local variation in tree characteristics. 2 2012
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
... 往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
Comparison of regression and geostatistical methods for mapping Leaf Area Index (LAI) with Landsat ETM+ data over a boreal forest. 1 2005
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
Spatial mapping of leaf area index using hyperspectral remote sensing for hydrological applications with a particular focus on canopy interception. 1 2010
The impact of new land surface physics on the GCM simulation of climate and climate sensitivity. 1 1999
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
A lumped water balance model to evaluate duration and intensity of drought constraints in forest stands. 1 1999
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
A generic model of forest canopy conductance dependent on climate, soil water availability and leaf area index. 1 2000
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
Review of methods for in situ leaf area index determination: Part I. Theories, sensors and hemispherical photography. 1 2004
... 受植被组成、结构、立地条件、微气象等诸多因素的影响, 林冠LAI的空间差异往往较大(Asner et al., 2003; Jonckheere et al., 2004).如吕瑜良等(2007)在较大山体海拔变化范围内的研究表明, 海拔和坡向等地形因子是影响川西亚高山暗针叶林LAI空间变异的主要因素.Bequet等(2012)基于不同植被组成的研究表明, 林冠LAI与胸径、树高、冠长、冠幅等林分因子有关.鉴于对相对高差较小的坡面(本研究为239.6 m)及对人工纯林的研究还很少, 王云霓等(2016)在处于半湿润区的六盘山南坡(本研究的同一坡面)研究了生长中期林冠LAI的坡位变化及影响因素, 但没有涉及林冠层LAI坡位变化的生长季内月份差异及影响因素; 童鸿强等(2011)在处于半干旱区的六盘山北坡研究了华北落叶松林坡面林冠LAI的时空变化, 但没有揭示LAI时空变化的影响因素. ...
Alpine Plant Life: Functional and Plant Ecology of High Mountain Ecosystems 1 1999
... The data after ± is standard error. The aboveground biomass was the aboveground biomass of L. gmelinii var. principis-rupprechtii, the formula for estimating aboveground biomass of single tree was: lnW = 0.9100ln(D2H) - 3.2417, D is diameter at breast height (cm), H is tree height (m) (Liu et al., 2011). ...
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
Seasonal changes of leaf area index (LAI) in a tropical deciduous forest in west Mexico. 1 1995
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
Vertical integration of leaf area index in a Japanese deciduous broad-leaved forest. 1 2008
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
A general model of forest ecosystem processes for regional applications I. Hydrologic balance, canopy gas exchange and primary production processes. 1 1988
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
Spatial variability and temporal stability of throughfall water under a dominant beech (Fagus sylvatica L.) tree in relationship to canopy cover. 1 2006
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...
... 叶面积指数(LAI)是描述森林结构特征的重要参数, 是森林生长和演替的重要驱动因子(Berterretche et al., 2005; 姚丹丹等, 2015), 与植被蒸腾、林下蒸发、降雨截留等水文过程和林木生长等生态过程密切相关(Granier et al., 2000; Nasahara et al., 2008; Behera et al., 2010), 因而是许多森林生长及生产力模型、气候模型和水文模型的主要输入项(Running & Coughlan, 1988; Cox et al., 1999; Granier et al., 1999), 在关注森林动态结构影响水文过程的生态水文研究中被看作是重要的水文要素(Staelens et al., 2006).由于受林分结构(Bequet et al., 2012)、立地环境(土壤水分、理化性质等)(王云霓等, 2016)、地形因子(海拔、坡度、坡向)(吕瑜良等, 2007)、气象条件(Maass et al., 1995)等多种因素的共同影响, 林冠LAI往往具有高度复杂的时空变异, 即使在林分结构单一的同龄纯林中也是如此(Bequet et al., 2012).因此, 准确理解冠层LAI的时空变异并进行定量描述, 对多尺度精确评估森林生产力及开展从林分、坡面、小流域、流域到区域等不同空间尺度的能量和水分通量等的研究具有很大帮助. ...