针阔混交林的边缘效应——环境因子

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1、针阔混交林的边缘效应——环境因子的空间分布分析花莹曾敏会张益张箭柳善达陈磊宋君君张宏明（东北师范大学生命科学学院长春130024）[摘要]：对长白山露水河地区针阔混交林与人参撂荒地交界区域，运用样带法进行了边缘效应——环境因子空间分布的调查研究。研究结果表明，从林缘带垂直深入林内，光照强度、温度、湿度、风速等气候因子强度呈现出不同程度的变化，光照强度和温度均呈下降趋势，而湿度呈上升趋势，且随着距离的增加，边缘效应逐渐减弱，这种变化趋势越来越小，最终趋于一致；而随着林内的深入，土壤温度逐渐降低，水分含量逐渐增加，同样其

2、介电常数也随着水分增加而增加。本文从小气候和土壤两方面分析环境因子的空间分布对边缘效应的重要影响，对实现长白山区针阔混交林带植物多样性保护以及森林恢复管理等具有重要的生态学意义。[关键词]：针阔混交林边缘效应环境因子土壤小气候1引言森林边缘，由于环境因子的梯度变化形成了从林缘到森林群落中心的空间异质性梯度，使林缘具有边缘效应，从而为物种入侵、生长和更新提供了充足的资源和环境。边缘效应具有物种组成、配置和动态方面的特殊性质，在很大程度上影响和控制了森林物种多样性和群落更新过程。环境因子的空间分布在边缘效应的研究中具有重

3、要意义。林缘(Forestedge)是一个典型的生态过渡区(Ecotone)，以高生物多样性和迅速变化的光环境为显著特征，主要因砍伐、林火等干扰而形成。实验样地为针阔混交林与多年人参撂荒地林缘，光照因子变化剧烈，形成不同的光环境，致使大气温度、地表温度、空气湿度以及风速等气候因子也随之发生巨大变化。边缘效应(Edgeeffect)是一个自然界中普遍存在的规律。20世纪30年代，野生动物学家Leopold首先提出了边缘效应的概念，将生态交错带内物种种类和个体数量多于邻近生态系统的现象称为边缘效应[1]。此后，许多生态学

4、家又根据不同的研究对象、目的和角度，赋予边缘效应不同的定义[2]。1985年，我国著名生态学家王如松和马世骏将前人的研究结果加以总结和丰富，提出了目前为大多数学者所接受的边缘效应的定义：在两个或多个不同性质的生态系统（或其他系统）交互作用处，由于某些生态因子（物质、能量、信息、时机或地域）或系统属性的差异和协和作用而引起系统某些组分及行为（如种群密度、生产力和多样性等）的较大变化[3]。边缘效应的概念自提出起便受到了世界范围内的广泛关注，随着生物多样性以及景观生态学研究的逐步深入，边缘效应的研究也进入了一个全新的领域

5、。 近年来，由于人类的过度活动，片段化的森林代替了大面积的自然森林，森林边缘地带逐渐增加，使得森林生态系统受到边缘效应的影响也越来越大[4][5]。边缘效应的存在使林缘到森林群落内部各种环境因子产生梯度变化，从而对生态系统中的动植物种类、数量以及分布产生影响。同时，边缘效应的存在使得林缘生态系统抵抗力稳定性较低，极易导致森林生态系统的退化[6][7]。因此，对于森林生态系统边缘效应的研究具有极其重要的生态学意义。本文以长白山西北麓针阔混交林带为研究对象，通过测定并分析其林缘各种环境因子的空间分布，探究其与边缘效应的内

6、在联系，在此基础上，还从小气候及土壤两个方面对长白山露水河红松王针阔混交林边缘进行了环境因子分布动态变化的研究，为森林营造和优化管理提供科学依据。2样地自然概况及研究方法本实验选择的实验样地位于吉林省抚松县露水河红松王（42°20′N-42°40′N,127°29′E-128°02′E），海拔720m~1100m，位于长白山西北麓，为针阔混交林带，地势比较平坦，起伏不大。该区温带大陆性气候显著，冬季风向更替明显，常年西风主导。年平均气温1.5℃，最高气温33.2℃，最低气温-44.1℃，≧10℃年积温2200℃。降水

7、多集中在7~8月份，年降水量800mm~1040mm，土壤以暗棕壤为主。该区植物生长茂盛，动物种类繁多，群落结构层次分明，生物多样性丰富。实验样地为红松王针阔混交林与多年人参撂荒地林缘，整体呈东西走向。实验时（2011年7月12日上午9:00~下午4:00）天气晴朗，温度25~27℃，西风2~4级。以长白山区露水河红松王地区针阔混交林群落为样地，从群落边界开始向森林内部方向设置垂直于群落边缘的三个5m×40m平行样带，每个样带间隔30m。在每个样带内均匀布置3个5m×5m的灌木样方（分别距林缘1m、15m、30m），

8、于10:30am~14:30pm每隔60min测一次大气温度、湿度、光照强度及风速等小气候指标并记录；在每个灌木样方内再设置3个1m×1m的草本样方，分别于9:30am~1:30pm各测一次土壤温度、湿度、介电常数及电导率等土壤指标。实验仪器主要有：照度计，测地面及胸高处光照强度；小型气象站，测定林内空气温度、湿度以及风速等；POGO便携式土壤