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森林冠层几乎包含了大约40%的陆地生物种,在针对诸如CO2浓度升高、气候变暖、土地利用变化、陆地碳吸收、生物多样性丧失等全球变化的研究中均有重要意义。森林冠层的结构、功能研究是开展森林生态系统研究的基础和重要内容。中国常绿阔叶林是全球常绿阔叶林分布的主体,是中国面积最大的植被类型,也是中国东部的地带性森林植被。本文以天童常绿阔叶林各演替群落为研究对象,通过野外实地观测,对各演替阶段群落的冠层结构特征、环境因子变化及冠层光合作用进行定量,主要结论如下:(1)在生长季节的七、八月份,各群落冠层开阔度变化范围为11.5%~13.5%,平均叶倾角介于14.5到16.0之间;乔木冠层叶面积指数(LAI)随着演替的发展一直稳定增大,但各演替阶段群落LAI之间差异不明显,总体在2.2—2.5之间;灌木层的LAI变化趋势与乔木层相反,除灌丛样地大于2.8以外,其他群落灌木层LAI均不足1.5。(2)各演替阶段群落冠层LAI的季节变化差异不显著,但均随着生长季节来临而逐渐增加并于夏季达到最大,各季节LAI均在1.9—2.5之间;林冠开阔度的季节动态十分显著,但均保持在18%以下,变动范围为10—15%,变化规律与叶面积指数相反。(3)天童常绿阔叶林各演替阶段群落内,灌木层水平上的CO2浓度在370—380μmol/mol之间;各演替阶段群落灌木层的光合有效辐射和相对湿度均小于群落冠层上的值,而温度则有所增加;全年冠层下光合有效辐射不到冠层上光合有效辐射的14%,冠层下温度相对于冠层上温度的增加值0.1—0.3℃,冠层下相对湿度的下降值仅占冠层上相对湿度的1.5%。(4)栲树群落开阔度与栲树冠层LAI、栲树冠层下温度呈负相关;冠层LAI与栲树冠层下温度、光合有效辐射均呈正相关;而冠层下相对湿度则与冠层结构的相关性不显著;在晴朗无云的天气条件下,基于地面的光学仪器对栲树冠层上的光合有效辐射的模拟准确性可达98%,季节动态的模拟需要观测地点的气象数据调整。而对于冠层下光合有效辐射的模拟则有很大的出入,模拟精度有待进一步改善。(5)各演替群落灌木层整体的净光合作用速率在1.4—5.0μmol CO2/m2 s之间,乔木层净光合作用速率除灌丛样地不及1.0μmol CO2/m2 s,其他演替群落中均达到7.0μmol CO2/m2 s左右;随着演替的进行,乔木层整体的净光合作用速率逐渐增加,并趋于稳定。灌木层净光合作用速率呈现先增加后减少再增加趋势;各群落灌木层及乔木层净光合作用速率与温度、CO2浓度、相对湿度及光合有效辐射等环境因子参数均显著相关。