林窗是森林生態(tài)系統(tǒng)演替的重要驅(qū)動(dòng)力,自林窗概念提出至今已70余年,人們卻一直沿用林窗的定性定義,即:林窗是由林冠喬木的死亡等原因造成林地上形成不連續(xù)的林間隙地。
那么,該林間空隙到底大到何種程度、或者到底小何種程度就不再屬于林窗呢?查閱全球關(guān)于林窗研究的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),最大的林窗面積達(dá)2 ha,而最小的林窗面積僅4 m2。很顯然,這樣的林窗定義使不同研究之間很難進(jìn)行比較;尤其是對(duì)于目前森林近自然經(jīng)營(yíng)的決策者,無(wú)法模擬自然林窗過(guò)程進(jìn)行現(xiàn)實(shí)森林的經(jīng)營(yíng)。
為此,中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所朱教君研究員的研究團(tuán)隊(duì)提出了基于樹(shù)木在生長(zhǎng)季平均投影(光環(huán)境)的影響范圍,即,樹(shù)木的平均影長(zhǎng),作為確定林窗上、下限的主要依據(jù)。以正午(12:00)樹(shù)木的投影長(zhǎng)度為最小的林窗平均直徑(林窗下限)(Fig. 1),以光強(qiáng)超過(guò)陽(yáng)性樹(shù)種光飽和點(diǎn)時(shí)樹(shù)木的投影長(zhǎng)度為最大的林窗平均直徑(林窗上限)(Fig. 2),從而客觀確定了林窗大小的范圍,且具有生態(tài)學(xué)意義。研究結(jié)果為不同林窗研究之間比較和森林近自然經(jīng)營(yíng)提供量化指標(biāo)。

Fig. 1 Sketch for determining the lower limit of gap size.

Fig. 2 Sketch for determining the upper limit of gap size.
為不同地區(qū)、不同林窗研究的可比性,提出利用林窗直徑與林窗周邊樹(shù)木(邊緣木)平均高之比表達(dá)林窗的相對(duì)大?。―/H,D:林窗平均直徑,H:平均樹(shù)高)。對(duì)于溫帶森林區(qū),以擴(kuò)展林窗為例,D/H<0.49(林窗下限)和D/H> 3.49(林窗上限)均不屬于林窗,即林窗的范圍D/H:0.49-3.49(擴(kuò)展林窗)。
同時(shí),對(duì)目前一直定性使用的小、中、大林窗進(jìn)行了規(guī)范,以溫帶森林為例,小林窗:0.49< D/H≤1.0,中林窗:1.0< D/H≤2.0,大林窗:2.0< D/H <3.5。
由于林窗下限僅由地點(diǎn)和邊緣木高度決定,因此,可以在世界范圍內(nèi)使用;對(duì)于林窗上限,提出了利用日照時(shí)數(shù)與影長(zhǎng)的關(guān)系確定世界范圍內(nèi)的林窗上限,但需要進(jìn)一步的確認(rèn)監(jiān)測(cè)與研究。
該研究結(jié)果發(fā)表于Agriculturaland Forest Meteorology, 213 (2015) 64-76.




