海南石梅湾青皮林群落与光合生理生态分析

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1、中山大学博十学位论文：海南石梅湾青皮林群落与光台生理生态研究摘要本文采用样方法研究了石梅湾青皮林的群落学特征，观测了群落小气候的季节性与日变化规律，并通过不同拟合曲线对最小取样面积进行了探讨；对不同阶段青皮林LAI进行了基于消光系数的间接数字成像测定；采用离体和连体相结合的方式，研究了青皮林优势物种的光合生理生态特征；使用气体交换法研究了青皮林林内土壤的呼吸规律；测定了基于湿度变化的主要物种叶片的蒸腾速率特征。本文深入探讨了青皮林这一独特雨林类型的特殊群落特征与光合呼吸的生理生态机理，并进一步建立了光能利用模型，将植物生态与植物生理、生态与数学进行了一定的结合，从而丰富和

2、深化了热带雨林生态学理论，并为热带雨林的利用和保护提供了新鲜科学依据。1相关群落特征(1)小气候。不同深度的地温日变化都呈单峰型，树林具有白天的降温作用和夜间的保温作用。林内的空气相对湿度比林外高，林内空气相对湿度日变化幅度比林夕l-d,。地面温度位相要落后于太阳辐射位相，而且随土壤深度的增加，位相越落后。林外的太阳辐射强度远远大于林内的辐射强度，中午时分林内的辐射强度只有林外的1／100左右。地表地温随着太阳辐射强度的变化而变化，而地表以下的土壤温度这一特征不明显。干季林内的地表地温、空气相对湿度、太阳辐射强度的平均值分别为：23．660C、90．96％、286．541

3、ux；干季林外分别为：23．750C、87．71％、22437．381ux；湿季林内分别为：26．34UC、95．83％、271．771ux；湿季林外分别为：27．19“C、92．58％、25530．771ux。(2)青皮林物种多样性与最小取样面积。本文选用8种“种．面积渐近线”对该群落的最小取样面积进行了拟合研究，结果表明，其中5条曲线的Rz大于0．97，拟合状况很好，但所得出的最小取样面积各不相同，进一步经过“重要值一面积曲线”的群落特征分析，确认群落的最小取样面积只有800m2。石梅湾青皮林最小取样面积比中国海南其他类型雨林、滇南热带雨林、东南亚热带雨林以及非洲雨林

4、都要小。通过对1000m2样地的物种多样性分析，结果表明：在垂直结构上，石梅湾青皮林B层乔木的Gleason指数大于A层乔木的，和海南山地雨林的情况不同。海岸青皮林为物种多样性不高的单优林，群落的物种多样性、均匀度远小于海南其他类型的山地雨林与混合青皮林；对海岸青皮林群落本身丽言，青皮的相对密度、相对优势度、重要值大大高于其它物种。此研究表明：海南热带雨林同样存在物种多样性不高、单优特征显著的顶极群落；海南海岸青皮林是至今为止热带雨林取样面积最小的森林类型。中山人学博士学位论文：摘要(3)叶面积指数(LAD。本文对基于林隙比(gap．fraction)原理的LAI数字成像

5、间接法进行了系统的描述，通过对石梅湾青皮林及其周围其它不同类型的次生林和人工群落共9个观测点的测定，得出了相应群落的叶面积指数、消光系数、辐射透过系数等冠层的特征指标，按垂直结构测算了不同阶段的青皮林LAI特性，指出了CIll0冠层数字成像仪(DigitalPlantCanopyImagerCIll0)减小人为误差的方法。处于顶极状态的青皮林的叶面积指数为3．554，低于其它典型结构类型的热带雨林，本研究探讨了石梅湾青皮林LAI比混合雨林和山地雨林LAI小的原因。2优势物种的光合呼吸特征不同物种叶片净光合速率的大小对PAR响应的曲线是类似的，都以渐近线的方式展开，但在数值

6、大小上存在显著差异。首先，林内叶片对PAR更敏感，相应的光补偿点比上层叶低：其次，林内叶片对PAR的利用效率比林冠上层叶片高。青皮林主要物种的净光合速率与PAR之间的关系为改进型的幂相关，改进后的数学模型为Y=pl—p2×e叩“。，本公式更加切合热带雨林植被的光合生理生态状况。青皮林主要物种的净光合速率与暗呼吸速率呈显著的线形关系，6个物种的数据显示P都小于0．OooL相关系数大于0．94。在湿季，青皮、乌口树和黑嘴葡萄为典型的双峰型光合特征，双峰分别出现在上午和下午，在湿季没有这种现象。所有物种的暗呼吸臼进程只有一个峰值，出现在中午前后，夜晚暗呼吸微弱。对于主要物种净光

7、合速率和暗呼吸速率，季节上，湿季大于干季：垂直结构上，上层叶片大于下层。在物种光合日进程方面，与净光合速率呈正相关的生态因子是空气温度和光合有效辐射，呈负相关的是空气相对湿度和空气C02浓度。青皮林主要物种的净光合速率与PAR、空气相对湿度、空气温度、空气C02浓度存在数量上的关系，或只与其中的某个因子相关，所有测定物种的净光合速率都与光台有效辐射的自然对数存在线形关系，空气C02浓度与净光合速率的相关性最小。净光合速率与主要生态因子的数学模型表达为'，=日。+a函+a澎+83玛+日4甄+8511LYl+日olnX2+日71r