程曉琳
(遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院,遼寧 沈陽 110101)
遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院實驗林場,位于撫順市清原滿族自治縣西南部,系長白系龍崗山北坡,大陸性氣候特征明顯,年平均氣溫6~9 ℃,年極端最低氣溫-37 ℃,全年日照時數(shù)2436.9 h,無霜期125~136 d,年平均降水量800 mm。土壤以棕色森林土、暗棕色森林土為主,植被主要以落葉松、紅松、樟子松等人工林為主,灌木主要有胡枝子,藤本植被主要有東北獼猴桃和北五味子等。
選擇晴朗無云的晴天,從6:00~18:00對所選樣地的氣候因子進行連續(xù)對比觀測。具體觀測以下內(nèi)容:(1)遮蔭效益:用TES-1332型照度計測距地面20 cm、150 cm處的不同植物群落的光照強度,每層測25個點取平均值。(2)降溫效益:空氣溫度用AR827型溫濕度表觀測近地表、距地表150 cm處空氣溫度。(3)增濕效益:用AR827型溫濕度表觀測距地表處空氣濕度。
照射在植物群落上的太陽輻射可分為3部分:一部分被植物群落反射;一部分被植物群落吸收;剩余部分則穿透植物群落而到達地表[1]。太陽輻射被吸收、反射的多少主要決定于群落結(jié)構(gòu),因此群落的遮蔭效益跟群落的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
從圖1、圖2可以看出,從6:00~18:00和空曠地相比,不同結(jié)構(gòu)的森林群落均能降低光照強度。其中紅松林減弱的最明顯,距地表20 cm處可降低199.9~9064.4 Lux,距地表150 cm處可降低600.4~9185.8 Lux;灌叢降低的光照強度的能力最弱,距地表20 cm處可降低40.5~190.9Lux,距地表150 cm處可降低162.0~2139.5Lux。
圖1 不同樣地距地面20 cm處的光照
圖2 不同樣地距地面150 cm處光照強度日變化
從光照強度的日變化看,樣地紅松林、落葉松林、樟子松林、天然次生林日變化不大,而樣地灌叢林、空曠地日變化較大,由于紅松林覆蓋率較高,地被植物較豐富;灌叢降低的光照強度的能力最弱,無高大的遮擋物,陽光直射。從光照強度的高度變化看,說明樣地內(nèi)光照強度隨著高度的降低而降低。
由于植物遮蔭作用和蒸騰作用消耗大量熱[2],因此夏季植物群落能降低溫度。從圖3可以看出:從早晨 6:00到晚上6:00和空曠地相比,不同結(jié)構(gòu)的森林群落均能降溫。其中紅松林降溫效益最好,近地表處可降低1.0~14 ℃,距地表150 cm處可降低1.7~22.3 ℃;灌叢降溫的能力最弱,近地表處可降低2~7.7 ℃,距地表150 cm處可降低0.5~5.6 ℃;無論是地表溫度還是距地面150 cm處溫度,空曠地的日變化最劇烈??諘绲赜捎谔栔鄙?,導(dǎo)致地表溫差大,紅松群落由于有高大的遮擋物,林內(nèi)植被較豐富,郁閉度較高,具有明顯的降溫作用,并且林內(nèi)溫差小。其它群落林內(nèi)環(huán)境較相似[3]。
圖3 不同樣地地表溫度日變化折線圖(單位:℃)
從圖4可以看出,從6:00~18:00和空曠地相比,不同結(jié)構(gòu)的綠地均能增加濕度。其中紅松林增加的最明顯,近地表處可增加3.3%~30%;灌叢增加濕度的能力最弱[4],近地表處可增加0.2%~15.6%,由于紅松的林內(nèi)環(huán)境較豐富,覆蓋率和郁閉度均很高,有較高的增濕效益,灌叢的增加效果不明顯,日變化也最不明顯。
圖4 不同樣地地表濕度日變化折線圖
遼東山區(qū)主要森林群落主要有紅松林,落葉松林,樟子松林,天然次生林和灌叢。森林環(huán)境效益與群落結(jié)構(gòu)密切相關(guān),結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,生態(tài)效益越明顯。觀測結(jié)果表明:紅松林生態(tài)效益最好,紅松林的林內(nèi)環(huán)境較好,可降低光照強度9064.4~9185.8 Lux,降低溫度14~22.3 ℃,增加濕度15.6%~30%。對降低光照強度、地表溫度和空氣溫度都有一定的作用,而且在增加空氣濕度、保持土壤溫度上也優(yōu)于其它的森林群落,灌叢群落生態(tài)效益最差。