[辽东山区人工红松林小气候的影响特征研究]辽东山区

　　摘 要：采用对林外和林内小气候定位观测的实验方法，以辽东半岛站2013年9月―2014年8月的观测数据为基础，从温度、湿度、风速风向、降雨量、土壤温度（土壤深度：5cm、10cm、20cm、40cm、80cm）等因子对草河口人工红松林林外林内的小气候要素差异性分析，得出了以下结论：保温作用：林内对环境温度影响效果平均在4%左右；林外温度越是向极端情况发展时，影响的效果越显著；在不同土壤深度中，林内的各个土层温度都减小了土壤的温度变化；保湿作用：林内月平均湿度基本高于林外；林内平均提高环境湿度5%左右；林内外的湿度白天低于晚上，成U字形曲线；当外界湿度达到70%以上时，红松林有提高湿度的作用；当外界湿度低于80%时，红松林有降低湿度的作用；防风作用：红松林影响空气地表层的风速明显，平均降低35.5%的风速；涵养水源：林木生长的最旺盛期时对林外降雨影响效果是最明显的，减少降雨量在70%以上。红松生长的最旺盛期时对林外降雨影响效果是最明显的，减少降雨量在70%以上；林木对于降水的影响表现为：森林能增加大气的垂直降水；森林可以减少地表迳流；森林能增加水平降水。 　　关键词：森林小气候；红松；特征 　　中图分类号：S791.247 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.[1**********] 　　森林小气候是指由森林以及林冠下灌木丛和草被等形成的一种特殊小气候。在森林小气候的形成中，组成森林的树木品种、林龄、结构、郁闭度以及灌木层和草被的特性等，都起着很大的作用。由于森林的存在和影响，在林内表现出太阳辐射减少、气温日变化缓和、空气湿度和降水量增大以及风速减小等小气候特征。此外，森林小气候还与四周气候条件、地形特征和土壤性质等有关。因之，研究森林小气候是揭示森林生态系统服务功能评估森林对环境影响的重要基础。 　　国内对于森林小气候的研究较早。�R其�颍�1963）根据1960年8―11月在热带地区海南岛树林内外的辐射平衡、热量平衡与小气候的观测，对林内外的辐射能与热能收支作了计算，分析了林内外小气候要素的分布与变化规律[1]；洪启法（1981）在1960―1970年，对吉林省防护林重点县进行了3次考察，对主要结构类型的杨树林带进行了5次以小气候效应为主的调查研究[2]；刘学勤等（1988）研究了华北落叶松人工林的小气候特征，为营林作业和生态效益研究积累一些资料[3]；李海涛等（1999）探讨了暖温带山地落叶阔叶混交林和油松林不同梯度的气温、湿度、土壤温度的日变化特征[4]；张远彬等（2006）对川西亚高山白桦林（海拔2540m）内太阳辐射、空气温湿度以及土壤5cm和15cm层温度等进行了连续的定位观测[5]；欧阳旭等（2014）选取2010年鼎湖山针阔叶混交林通量塔林内气象资料及其附近气象站空旷地同时段内气象资料，对两站点的气温、湿度、地温等小气候因子的日变化及月变化进行分析和对比[6]。上述文章多是基于某一年或是一年中某个生长季的数据进行分析。 　　森林内外小气候特征的对比研究，对于揭示森林小气候效应，阐明森林植被对局地气候的影响具有重要的价值。人工红松林是辽东山区主要的森林植被类型，它对于调节气候，保持生态平衡意义重大。本文是辽东半岛森林生态定位站标准气象观测数据为基础，分析人工红松林内外空气温度、湿度、风速、降雨量、土壤温度（土壤深度：5cm、10cm、20cm、40cm、80cm）等因子差异，揭示人工红松林小气候效应。提高森林的生态效益认识，为森林保护和营林生产提供科学依据。 　　1 研究区概况 　　人工红松林区地处辽宁东部山区的本溪县草河口镇境内。属于温带大陆性气候，温度低，雨量大，冬季干冷，夏季多雨。林区位于辽东丘陵地带，属长白山脉向西南延伸的支脉或余脉，平均海拔645m。林区土壤为棕色森林土，土层厚度50～70cm，pH值5.5～6.5。人工林区属长白和华北植物区系交汇处，具有2个区系植物组成特点，种类组成丰富，有木本植物192种。森林植被类型主要以人工林为主，主要有人工红松林、人工落叶松林及少量以辽东栎为主的天然次生林等。 　　2 观测区的自然状况与研究方法 　　2.1 观测区自然状况 　　2.1.1 林外观测区 　　林外对照观测区选择在辽东半岛森林生态定位站标准气象观测场内，该气象观测场地理位置N4052"2.84"、E12354"11.64"，年平均气温6.1℃，最高气温36.1℃，最低气温-31.7℃，无霜期127.6d，年降水量为926.3mm，年蒸发量1072.5mm，年平均相对湿度为72%，日照时数2285.3h，平均日照率51%，气象观测场内地被植物是三叶草。 　　2.1.2 林内观测区 　　林内观测区林分系人工红松林，观测点位于草河口镇茳草村八组人工红松林内，距离到林外标准气象观测场约1.36km。观测区面积为1.2hm2，处于下坡位，人工红松林龄23a，树高平均25m，胸径平均20cm，地面腐殖质层厚15cm，郁闭度0.6。 　　2.2 研究方法 　　林外对照观测区、林内观测区均采用美国Campbellscientific公司生产的自动气象仪器观测。仪器的布置使用和观测均按照中央气象局编制的《地面气象观测规范》的要求�斫�行。对温度、湿度、风速风向、降雨量、土壤温度（土壤深度：5cm、10cm、20cm、40cm、80cm）的数据自动采集是隔10min一次。观测时间为2013年9月1日―2014年8月31日。 　　3 结果与分析 　　3.1 森林对于空气温度影响 　　3.1.1 林内外月平均温度动态情况 　　将观测期间的温度数据分析（由图1、表2可知）按月统计结果看：林外的最高温出现在8月，温度达到34.3℃。林内的最高温出现在8月，温度达到33.3℃。由此可见，人工红松林将林外最低温度降低了1℃，降低幅度为3%；人工红松林外最低温度出现在1月，温度达到-23.9℃；林内最低温度出现在1月，温度达到-22.6℃。由此可见，人工红松林将林外最低温度提高了1.3℃，提高幅度为5.7%；人工红松林在11月到次年2月间平均温度处于零下，而林内外平均温度最低出现在次年1月，且林内平均温度高于林外平均温度，最大相差出现在12月和次年2月，相差值为1.2℃，最小相差出现在11月，相差值为0.4℃，次年1月的平均温度相差值为1.1℃；而在9―10月以及次年3―8月间林内外的平均温度在零上，而林内外平均温度最高出现在8月，且林内平均温度低于林外平均温度，最大相差出现在10月，相差值为2.6℃，最小相差出现在次年8月，相差值为0.9℃。由此可见，林内外平均温度进入零下时，林内平均温度高于林外，且林外平均温度越低，林内外平均温度相差就越大；林内外平均温度在高于零上时，林内平均温度低于林外，且林外平均温度越高，林内外平均温度相差就越小。