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  • 森林小气候

    森林小气候是指森林林灌及林下灌木丛和草被影响下形成的一种特殊气候。森林小气候的特点由于林冠层的存在使白天摄入林内的太阳辐射,夜间林内的有效辐射相应减少,从而使林内气温日、年变化缓和,林内空气湿度大,风速小。

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    简介/森林小气候 编辑

    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,在研究森林小气候时必须注意分析森林的特征和自然环境的影响。[1]

    影响/森林小气候 编辑

     一、林中温度状况:

     (一)林中各季气温变化:

    1、冬季(12-2月),林中气温全天比林外气温高,但相差不大。

    2、春季(3-5月),白天林中气温比林外高,但夜间比林外低。这是因为春季树林没有发叶,白天获得的太阳辐射较充足,加之林内乱流较弱,所以白天林内气温比林外高;夜间林冠上有冷空气下沉和林内乱流不强,因而气温比林外低。

    3、夏季和秋季(6-9月),白天因林冠稠密的树叶强烈地削弱了太阳辐射,以致林中所获得的热量较无林地少,加之森林总蒸发耗热较大,所以气温自然比林外低;夜间森林继续有蒸发耗热以及乱流较弱,因之气温仍旧比林外偏低。深秋因叶子脱落,林内与林外气温之差与春季相仿。

     二、林中湿度状况和蒸发条件: 

    (一)林中湿度状况可分三点讨论:

    1、林中湿度的日变化和年变化。在茂密的森林内,绝对湿度的日变化具有单峰型的特点,即在午后出现最大值,日出前出现最小值。但林型及其密度的不同,林内绝对湿度日变化也会有差异。在稀疏的林内,晴天绝对湿度的日变化通常表现为双峰型,具体来说,在午后13时和清晨4-5时绝对湿度较小,而在10时-11时和15时左右分别出现最大值。因为午后辐射较强,气温达到最高值,森林经过较长时间的蒸发,林内土壤湿度减小了,这时乱流交换较强,近地面层水汽被输送出去,所以空气湿度减小。日出前,一方面温度低,蒸发量极小,另一方面在近地面层出现水汽凝结现象,因而绝对湿度在一天中最低。

    然而自爱10时和15时前后,一方面温度比较高,森林蒸腾量比较大,另一方面乱流作用不是太强,因之出现两个高峰。从年变化来看,森林内湿度变化特征与植物生长期的蒸腾作用和周围环境的气候背景有关。例如,小兴安岭松林内空气湿度的最大值出现在夏季月份,最小值出现在冬季月份,春、秋季介于其间。森林内的空气湿度几乎全年高于林外空旷地方的湿度。

    (二)林中蒸条件 森林蒸发与乱流交换强度、林型、密度、生长期、林龄和郁闭度等因素有很大关系。不同的气候区和同一地区同一森林内不同的层次,蒸发或蒸腾量都是不一样的。一般的情况是,干燥地区森林的总蒸发量比湿润地区森林的总蒸发量要小一些,同一森林内上层大总蒸发量比低层高一些。 

    三、林中风状况: 森林对风的影响表现在;

    (1)林中风速减弱:

    (2)在森林表面以上,风速一方面受林冠粗糙起伏的削弱,另一方面由于流线受到压缩而得到增强,总的效应使其比开旷地方同样高度处的风速有所增强。气流越过森林时,在森林上方几百米的高度上都能出现乱流加强的现象。

    (一)林中风速的铅直分布林中风速随高度变化不大;当森林上方的风速为4/米秒时,秋季长满叶簇的林中风速比春季未长新叶的林中风速要小0.4-1.0米/秒;在长满叶子的林冠层中部风速出现最小值,而在林冠之下的树干处风速有所增大。后者在林下无灌木层的疏林中更为明显。事实上这与有作物的农田中的风速垂直分布是相似的。

    (二)林中风速的水平分布在森林中由林缘向内,随着距离的不断增加,风速逐渐减弱。森林密度的不同,对林内风速减弱的程度是不一样的。有关专家研究指出,阔叶林中2米高度风速与空旷平地上的风速相比,在稀疏的森林中,冬季(脱叶)的比值为40-60%,夏季为30-40%,在稠密的森林中,冬季为20-30%,夏季为10-20%。此外,在天气晴朗静稳的日子里,森林与邻近的空旷地之间易形成弱的局地环流。白天,在林冠高度以上气流从空旷地流向温度较高的林冠,地面上的气流则从森林流向空旷地。夜间相反。森林面积越大,这种局地环流越明显。

     四、森林对降水的影响: 森林对降水的影响,主要表现在对铅直和水平降水的增大效应以及对降水结留作用等方面。

    (一)森林对铅直降水的影响森林区域对其上方大气的铅直降水量的增大现象,久已引起人们的注意。经统计分析:平均每年有林区降水量比无林地区增多17%左右。冬季中纬度森林地区降水量的增加,主要是与森林内积雪量比空旷地方增多有关。森林地区暖季降水量增加的原因主要有两点;一是由于森林反射率比四周空旷平地要小,这样被森林表面吸收并用来产生阵雨的热量将比反射率大的裸露地要多,二是森林上方乱流得到加强,由于森林蒸发的大量水汽被迅速输送到高空,因而增加了森林地区的铅直降水量。

    (二)森林对水平降水的影响 在森林内、雨淞的凝聚量比空旷地方多。另外,从森林雾日收集到的降水也比空旷地方多。森林无论对铅直降水还是水平降水的影响,结果都是使森林区的降水量有所增加。

    (三)林冠对降水的截留作用由于森林的林冠对铅直降水大截留作用,真正下落到林内土壤上的降水是有所减少的。雨量较小时,森林的截留作用较明显,雨量大时,森林的截留作用反而减弱。一般来说,落叶松的截留量占裸地降水量的15%,松树占20-25%,云杉占40-60%,冷杉占40-80%。热带森林的截留量占65%以上。森林郁闭度越大,截留量也就越大。

    观测/森林小气候 编辑

    研究各种不同体分的气候特征及其形成原因和气象条件对林木的群体或个体生长发育的影响而进行的小气候观测。根据不同研究目的,观测方法包括三方面:

    (1)为研究不同体型小气候变化规律,常选择地形、地势、土壤类型等自然条件相同的各种林型和空旷地进行对比观测,又称双联气象观测。

    (2)为研究林内不同高度上气象要素的变化特征而进行林冠层至地表不同层次的气象观测,称梯度观测。

    (3)在研究林木生长和气象条件关系时,除进行林水物候观测外,还要配合进行林木生长环境的小气候观测,称森林气候的平行观测。

    森林小气候观测,一般由定位观测和流动观测两部分组成。定位观测的任务是长期进行观测,积累森林地区的小气候、水文等方面的资料,以进行气候与林木生长关系的研究,为护林防火,防止病虫害、霜冻害的预报及育苗、更新和抚育等森林经营措施服务。流动观测常随着研究目的、任务的不同而决定其观测方法,一般不需要长年连续进行。对起主导作用的单项或几项气象要素则进行多点观测。定位和流动观测任务不同,但关系密切,可相互配合,以取得较丰富完整的资料。 

    特征/森林小气候 编辑

    研究森林及林冠下的灌木丛和草被等形成的小气候特征并为森林防火,防病和林木业生产提供气候服务的气候学分支叫森林小气候。森林小气候的主要特征是: 

    1)日间到达林内的太阳辐射和夜间林内地面向外的长波辐射均受到林冠的削弱,因此,林内气温日变化和年变化均比林外平缓。 

    2)森林内空气湿度增加,雾、霜、雨淞现象增多。 

    3)森林内降水量有所增加,而且森林面积越大,降水量增加越多。 

    4)林中风速减小。 

    上述特征的明显程度随林木品种、林龄、结构等因素有所差异。[2]

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    参考资料
    [1]^引用日期:2011-03-16
    [2]^引用日期:2011-03-16

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