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基于气象数据及体感温度的内蒙古赤峰油松人工林小气候分析

2024-01-15张今奇崔晓慧李显玉穆喜云李凤敏李向晨杨旭亮

安徽农业科学 2024年1期
关键词:气象因子小气候相关分析

张今奇 崔晓慧 李显玉 穆喜云 李凤敏 李向晨 杨旭亮

摘要  为揭示油松人工林小气候效应,以赤峰森林生态站南山生态园油松人工林为研究对象,采用定位观测获取2019—2021年林内温度、露点、相对湿度、风速及风速总量5个气象因子,通过对比风寒指数、热指数、体感温度3项指标及相关性分析,探究该研究区油松人工林小气候变化特征。结果表明:2019—2021年油松人工林内夏季温度降低,秋季温度回暖,2021年夏季温度均较2019、2020年有所下降,相较于2019年整体下降了2.14 ℃,秋季温度均较2019、2020年有所升高,相较于2019年升高了4.99 ℃;林内相对湿度增加,富含大量水汽,空气湿润,露点均较2019、2020年有所升高,夏季相较于2019年升高了0.15 ℃,秋季升高了8.69 ℃,相對湿度变化与露点一致,夏季整体升高10%,秋季整体升高17.48%;林内风速减小,风速及总量均较2019、2020年有所下降,夏季风速相较于2019年整体降低了0.02 m/s,风速总量减少了0.11 m/s,秋季风速降低了0.06 m/s,风速总量减少了0.23 m/s。

关键词  油松人工林;小气候;气象因子;体感温度;相关分析;赤峰

中图分类号  S716.3  文献标识码  A  文章编号  0517-6611(2024)01-0125-08

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.01.027

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Microclimate Analysis of Pinus tabulaeformis Plantation in Chifeng, Inner Mongolia Based on Meteorological Data and Apparent Temperature

ZHANG Jin-qi1,2, CUI Xiao-hui1,2, LI Xian-yu1,2 et al

(1. Chifeng Forestry Research Institute, Chifeng,  Inner Mongolia 024005; 2. National Observation and Research Station of Ancient Chifeng Forest Ecosystem in Inner Mongolia, Chifeng, Inner Mongolia 024000)

Abstract  In order to reveal the microclimate effect of Pinus tabulaeformis plantation, the Pinus tabulaeformis plantation in Nanshan Ecological Park of Chifeng Forest Ecological Station was taken as the research object, and five meteorological factors including forest temperature, dew point, relative humidity, wind speed and total wind speed from 2019 to 2021 were obtained by positioning observation. The microclimate change characteristics of Pinus tabulaeformis plantation in this study area were explored by comparing the three indexes of wind-cold index, heat index and body temperature and correlation analysis. The results showed that during 2019-2021, the summer temperature of Pinus tabulaeformis plantation decreased, and the autumn temperature increased. The summer temperature in 2021 decreased compared with the previous two years, and it decreased by 2.14 ℃ compared with 2019. The autumn temperature increased compared with the previous two years, and it increased by 4.99 ℃ compared with 2019. The relative humidity in the forest increased, which was rich in water vapor. The air was moist, and the dew point increased compared with the previous two years. Compared with 2019, the relative humidity in summer increased by 0.15 ℃ as a whole, and that in autumn increased by 8.69 ℃. The change of relative humidity was consistent with that of dew point, which increased by 10% in summer and 17.48% in autumn. The wind speed in the forest decreased, and the wind speed and total amount decreased compared with the previous two years. Compared with 2019, the wind speed in summer decreased by 0.02 m/s, and the total amount decreased by 0.11 m/s. The wind speed in autumn decreased by 0.06 m/s, and the total amount decreased by 0.23 m/s.

Key words  Pinus tabulaeformis plantation;Microclimate;Meteorological factors;Body temperature;Correlation analysis;Chifeng

基金项目  内蒙古自治区林业科技支撑项目“森林草原湿地碳中和评估研究与示范”(内林科研〔2022〕11号);赤峰市2023年市本级部门预算项目“西伯利亚红松引种及采穗圃建设技术研究”(赤财指预〔2023〕1号)。

作者简介  张今奇(1996—),男,内蒙古赤峰人,研究实习员,硕士,从事森林草原生态研究。

*通信作者,副研究员,硕士,从事森林草原生态研究。

收稿日期  2023-02-16;修回日期  2023-03-27

森林小气候主要是指由森林以及林冠下灌丛、草被和枯枝落叶层等共同形成的一种与周边大气候不同的小范围的特殊气候[1],是森林中水、气、热等气象要素综合作用的结果。由于森林的存在使得林内与林外相比,热量和水分的交换在时间和空间上与空旷地相比发生了显著的改变,使林内温度、相对湿度发生了变化,而使得光照、降水等在进入森林后进行了重新分配[2]。这不仅影响植被生长、种子繁殖及土壤微生物生境,还影响林内光合作用、营养循环和水分传输[3]。

森林小气候研究从常规观测到建立森林生态系统定位观测研究网络,引入自动观测系统和梯度气象观测系统,开始从多维度空间对小气候进行分析;3S技术发展促进了森林小气候研究向宏观大尺度观测研究的进一步发展,使得观测范围从局部扩大到整个地区、生态系统、物候带和全球[1]。方炳法等[4]通过对千岛湖区小气候热量和水分因子进行常规观测,表明小气候促进了杉木、柑橘等生长,减少了冻害和旱害;陈进等[5]测量了光照强度、气温、相对湿度、风速等小气候指标,揭示了黔中地区马尾松林具有显著的遮阳降温、增湿保湿、维持林冠下小气候稳定的作用;李洁等[6]对比分析了麻栎-栓皮栎混交林与云南松林内外空气温度及相对湿度、光照强度、土壤温度、风速5个气象因子,发现林内外的主要气象因子具有明显差异,混交林改善了其所在区域小气候的环境。国外,Zellweger等[7]对比分析了实地经验温度与气象站测量的冠层覆盖变化,发现在冠层覆盖和温度缓冲下降的区域小气候变暖较大,热干化速率较高,相反冠层盖度增加,温度缓冲导致了生长季节的降温效果;Von等[8]通过监测气温(T)、相对湿度(RH)、光合有效辐射(PAR)和风速等气象数据,证实冠层覆盖的研究区日最高气温平均降低了1.8 ℃,阔叶林和非松树针叶林对日间小气候的调节作用大约是松树林的2倍;Hardwick[9]等利用遥感影像获取植物面积指数,通过独立的气候变量数据集校正计算叶面积指数,并与空气温度、相对湿度等气象因子进行回归检验,得出叶面积指数越高,森林小气候变化越小,高叶面積指数冠层下的空气在白天较凉爽,相对湿度较高。

森林小气候资料的长期对比研究,对于揭示森林小气候效应,阐明森林破坏对局地气候的影响具有重要价值[10]。油松作为是我国北方植树造林、退耕还林还草、荒漠化防治等优势树种,具有耐干耐旱、改善土壤生境的特点,人工林对调节气候及稳定生态平衡有着突出贡献。赤峰地区作为退耕还林还草重点示范区,建立的南山生态园在满足城市公园服务功能的同时,对开展退耕还林工作及建立城市生态屏障起到了先驱示范性作用。笔者拟基于赤峰森林生态系统定位站城市检测样点(南山生态园)内标准地面气象观测场2019—2021年夏秋两季的观测资料,分析油松人工林内空气温度、相对湿度及风速等气候要素的差异,旨在揭示油松人工林小气候的效应,加强对森林生态系统服务功能的认识,为继续推进赤峰市退化林分改造修复工作开展,建成内蒙古赤峰城市森林、退耕还林水、土、气、生要素数据库,积累区域科学治理的基础数据。

1  研究地区与研究方法

1.1  试验地概况

试验地是内蒙古赤峰森林生态系统国家定位观测研究站南山定位观测样点,位于赤峰市红山区城区南部(66°14′69.46″~66°24′17.06″E,46°79′300.96″~46°80′418.09″N)。地形为山地丘陵区,海拔为770 m,属温带半干旱大陆性季风气候区,年气温为0~7 ℃,年降水量为380 mm,日照时数在2 800~3 100 h,无霜期为120~135 d。夏秋两季的气候特征:夏季,时间较短,普遍高温,雨量集中。6月下旬入夏,8月上旬结束,最热月7月平均气温多数地区为21~23 ℃,降水70%集中于6—8月,雨热同季,有利于植物生长;秋季,气温下降快,霜冻早临,晴天多。平均初霜日在9月下旬,最早出现于9月上旬[11]。油松人工林林内乔木平均树高为8.64 m,平均胸径为5.56 cm,平均枝下高3.16 m,冠幅平均可达2.70 m;林下灌木有平榛(Corylus heterophylla Fisch.ex Trautv.)、枸杞(Lycium chinense Mill.)等,草本有苍耳(Xanthium strumarium L.)、马齿苋(Portulaca oleracea L.)、百里香(Thymus mongolicus Ronn.)等,林下灌草平均盖度为46.33%,平均高度为14.40 cm。南山油松样地1 200  m2,位于118°57′52.43″~118°58′07.32″E,42°14′4.62″~43°14′07.44″N,乔木树高8.64 m,胸径5.56 cm,冠幅2.70 m,枝下高3.16 m,灌草株数28株,盖度46.33%,均高14.40 cm。

1.2  研究方法

林内观测站建有高10 m的小气候观测塔,塔上安装有自动气象观测系统(Davis Vantage Pro2,USA),空气温度和相对湿度等通过10 m高度的温湿度传感器(Vaisala HMP45C,GER)测得,风速通过10 m高度的风速风向传感器(Davis 7911,USA)测得,数据传输间隔60 min,全天不间断采集,采用组件(ISS)采集外部的天气数据和发送数据到控制台,并在控制台上实时显示相关气象参数。观测站周围均用防盗铁丝网围栏围住,避免人为干扰。

1.3  数据处理

使用2019—2021年夏秋两季的温度、相对湿度、露点、风速等气象观测数据,计算风寒指数(WCT)、热指数(HI)及体感温度(AT),分析其逐年变化特征和相互影响机理。季节划分采用通用的气象划分法,即6—8月为夏季,9—11月为秋季[6]。各气象要素均采用每天24 h的平均值计算。采用SPSS 25对数据进行均值分析和相关分析来检验林内小气候变化的差异性及林内气象因子的相关性,以变异系数(公式(7))衡量波动幅度。试验数据经Excel 2016整理后,采用Origin 2018进行作图。

露点(dew point):空气中饱和水汽开始凝结结露的温度,在100%的相对湿度时,周围环境的温度就是露点。露点越小于周围环境的温度,结露的可能性越小,也就意味着空气越干燥,露点受压力影响。测量范围为-76~54 ℃,精度为±1.5 ℃。

ln(ee0)=-ΔHR×(1T-1T0)(1)

式中:e为空气中水蒸气的压力;e0为绝对温度在T0时的压力,可以取101 325 Pa和100°;ΔH为水的摩尔汽化热,取44 000 J/mol;R为气体常数8.134;T为露点的绝对温度,℃。

风速总量(wind run,WR):在给定的一定时间内,通过站点位置的风速总量。风速测量范围1~68 m/s,精度为±1 m/s。

WR=vw×T1(2)

式中:WR为风速总量,km;vw为风速,m/s;T1为时间间隔,min。

风寒指数(wind chill temperature,WCT):人体对低温和风的感觉程度,是皮肤表面的温度。同样的气温条件下,有风时皮肤感受到的温度要比无风时更低,因而觉得更冷,测量范围为-84~54 ℃,精度为±1 ℃。计算公式如下:

WCT=13.12+0.62Tair-11.37V0.1610 m+0.40Tair×V0.1610 m(3)

式中:WCT为风寒指数;Tair为气温,℃;V10 m为10 m处的风速,m/s。

热指数(heat index,HI):人体感到的热程度,由温度和相对湿度决定。测量范围为40~57 ℃,精度为1.5 ℃。采用Blazejczyk等[12]提出的热指数计算公式计算:

HI=-8.78+1.61Tair+2.34RH-0.15TairRH-1.23×10-2Tair2-1.64×10-2RH2+2.21×10-3Tair2RH+7.25×10-4TairRH2-3.58×10-6Tair2RH2(4)

体感温度(apparent temperature,AT):人体感受冷热的程度,由空气温度、相对湿度、风速共同作用。采用Steadman[13]提出的通用公式計算:

AT=Tair+0.35e-0.7V10 m+0.7QV+10-4.25(5)

e=6.105RH100×e17.27Tair237.7+Tair(6)

式中,Q为净辐射,W/m2。

变异系数(coefficient of variation,CV):反应观测值变异程度的统计量,是标准差与平均数的比值。

CV=SDME×100%(7)

式中:CV为变异系数,SD为标准差,ME为平均值。

2  结果与分析

2.1  油松人工林小气候因子变化

2.1.1  温度变化。

空气温度作为主要的气象要素,受气候背景及区域环境因子等诸多因素的影响[10]。通过观测获取的2019—2021年夏秋两季温度和露点变化(表1)可知,2019—2021年夏秋两季平均温度和平均露点变化趋势一致。夏季呈现倒“U”形,即平均温度和平均露点先升高后降低,2020年夏季平均温度和平均露点相较于相邻2个年份相对较高,分别为22.04 ℃和16.99 ℃。秋季平均温度和平均露点呈现增长趋势,2021年秋季平均温度和平均露点高于2019和2020年,分别为8.80 ℃和3.45 ℃。极差及变异系数(CV)显示,2019年温度变化幅度有较大差异,夏秋两季平均温度极差均相对高于2020和2021年,且2019年秋季极差高于夏季,夏秋两季极差分别为29.10与48.00 ℃,变异系数分别为25.78%与28.71%,表明2019年秋季温差相对较大,温度变化最为明显。

由图1可知,2019—2021年同一连续月份温度和露点呈现相似的变化趋势,5—12月温度和露点在7月达到顶峰,2019—2021年7月平均温度分别为23.59、22.61、21.65 ℃,露点分别为17.25、17.22、19.15 ℃,随后逐渐降低,11月起温度低于0 ℃。

对比2019—2021年每月平均温度变化,2021年6—8月平均温度均低于2019和2020年,说明油松人工林枝叶茂密程度正逐年扩大,降温作用正在逐年增强,其中2021年7月在平均温度低于2019和2020年同期对比的情况下,平均露点也高于同期对比的年份,表明2021年7月温度降低的同时,空气相对湿润。9—11月,昼夜温差逐渐变大,秋季保温效果未见明显变化。

2.1.2  相对湿度变化。

水在空气中的蒸汽压与同温度同压强下水的饱和蒸汽压的比值被称为相对湿度,空气相对湿度的高低受降水量的影响[6,14]。通过观测2019—2021年夏秋两季相对湿度变化(表2),2019—2021年油松人工林空气相对湿度存在明显的季节变化,夏季平均相对湿度高于秋季,夏季平均相对湿度呈现随年份逐年增长的趋势,其中2021年平均相对湿度最高,为81.28%;极差及变异系数显示,2019年平均相对湿度变化幅度有较大差异,夏、秋两季平均相对湿度极差均高于2020和2021年,且2019年秋季极差高于夏季,夏、秋两季极差分别为74.00%与76.00%,变异系数分别为23.91%与30.21%,表明2019年秋季相对湿度变化最为明显。

由图2可知,2019—2021年各月份存在较为明显的相对湿度变化,2019年夏秋两季平均相对湿度较高的月份为5—9月,其中8月平均相对湿度相对最高,达75.53%;2020年夏秋两季平均相对湿度较高的月份有6—9月,其中6月平均湿度相对最高,达79.23%;2021年夏秋两季平均相对湿度较高的月份有6—9月,其中7月平均湿度相对最高,达86.73%。

对比2019—2021年每月平均相对湿度变化,2020年6—12月平均相对湿度较2019年有不同程度的升高,2021年7—11月平均相对湿度较2020年不同程度的升高,表明冠层对油松人工林的增湿作用逐年增强,林内积攒大量水汽,遇冷形成降雨,对人工油松林内相对湿度进一步产生影响[15]。

2.1.3  风速变化。

风速影响空气的蒸发率,从而间接影响储热的散热效率[16]。通过观测获取的2019—2021夏秋两季风速变化见表3,夏季风速变化呈“U”形,即平均风速在2020年降低至0.02 m/s,风速总量下降至0.09 m/s后,在2021年风速上升至0.03 m/s,风速总量上升至0.10 m/s。秋季风速随年份增长逐年下降,2021年风速相对最低,为0.10 m/s,总量为0.38 m/s。变异系数显示,2019—2021年夏季与秋季风速变化存在明显差异,夏季风速变化高于秋季,在夏季变化中,2021年风速变化幅度较大,变异系数为45.73%,总量变异系数为44.73%。这表明2021年夏季风速变化较秋季明显。

由图3可知,2019—2021年各月存在较为明显的风速变化,5—12月平均风速较高的月份均为5、11、12月,其中5月在2019和2020年平均风速相对最高,分别为0.30、0.46 m/s;11月在2021年平均风速相对最高,为0.31 m/s,风速总量为1.18 m/s。油松人工林整体夏季风速较小且持續时间较短,多风天气多,2021年较2019和2020年风速有所下降,但不明显,这是由于随着油松人工林龄级增长,对风力起到了部分延缓的作用。

对比2019—2021年每月风速变化,2020年5—12月相较于2019年风速降低变化的月份有6、7、8、10、11月,风速降低月份较为明显,2021年5—12月相较于2020年风速降低的月份有5、8、9、10、12月,风速变化并不明显。

2.2  小气候因子指数评价

表4为WCT、HI、AT对应的体感分级,能够直观地表示在油松人工林内的感受,笔者还参考Blazejczyk等[12]对通用热气候指数(UTCI)的研究,Koteswara等[17]对印度地区热指数(HI)的研究,杜家铭等[18]基于《避暑旅游气候适宜度评价方法》对粤北地区体感温度的研究,计算出各因子指数,以杨文婷等[19]对中国户外体感温度(AT)的研究为基准,评价赤峰油松人工林多年的小气候适宜性。

计算的WCT、HI、AT等因子见表5,夏季中,2019—2021年AT平均值分别为21.84、22.84、19.61 ℃,处于分级表4体感等级中的“舒适”(18~26 ℃),说明位于林内的人们会感到舒适,油松人工林在夏季可提供良好的遮阴避暑场所;极差显示,夏季AT最大值由2019年的42.80 ℃降低到2021年的34.20 ℃,体感等级由“热”降为“较热”,这是由于体感温度随外界温度变化而变化,一天中,当外界温度在正午达到最高时,林内温度也会相应升高,随着油松人工林龄级的变化,林分逐渐郁闭,高大乔木枝叶进一步遮挡了照射进林内的阳光,遮阴避暑能力进一步增强,因此体感温度最大值逐年降低。夏季AT最小值呈现逐年升高趋势,2019—2021年体感等级均处于“冷”,这是由于林内植物的遮挡阻碍了温度变化造成温度流失,早晚体感温差缩小,林内最低体感温度逐年改善。

秋季中,2019—2021年AT平均值分别为3.39、7.04、8.52 ℃,呈逐年增长趋势,体感等级均处于“冷”,最大值显示,AT最大值由2019年的32.2 ℃降低至2021年的26.7 ℃,呈逐年降低趋势,体感等级由“较热”变为“温暖”,AT最小值由2019年的-15.70 ℃升高至2021年的-10.30 ℃,与夏季油松人工林内小气候变化一致,油松人工林内小气候逐年改善。

结合图4可知,3种指数各月变化相似,2019年5—9月AT处于“舒适”级,其中7月AT相对同年其他月份最高,为24.56 ℃,进入10月,AT由“舒适”降至“冷”;2020年6—8月AT处于“舒适”级,其中7月AT相对同年各月份最高,为23.48 ℃,5、9月AT处于“偏凉”级,进入10月,AT由“偏凉”降至“凉”;2021年各月AT变化与2020年变化一致,2019—2021年各月对比显示,相较于2020年“舒适”月份,2021年6—8月AT相对降低,“舒适”月份AT分别降低了1.58、0.36、

3.12 ℃,AT更加趋于凉爽,而“偏凉”月份相较于2020年分别升高0.37、0.38 ℃,AT更加趋于“舒适”,油松人工林内小气候逐年变化趋于稳定。

2.3  小气候因子相关性

用小气候观测因子与林分因子进行Pearson相关性分析,结果见表6。由表6可知,温度与灌草均高呈显著正相关(P<0.05),相关系数(R)为0.496,这是由于温度的升高提高了灌草参与代谢活动的酶活性,加快了灌草对营养物质的吸收,促进了灌草的生长;露点与树高、灌草均高呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.183、0.476,与胸径呈极显著正相关(P<0.01),相关系数为0.370,与冠幅呈极显著负相关(P<0.01),相关系数为-0.327;相对湿度与胸径呈极显著正相关(P<0.01),相关系数为0.341,与冠幅呈极显著负相关(P<0.01),相关系数为-0.283;露点、相对湿度与林分因子呈现相似规律,这是由于露点与相对湿度均能反映空气中水蒸气的含量,露点与相对湿度增大时,相应空气中可容纳的水汽数量越多,水汽通过植物呼吸与土壤入渗逐渐被植物吸收,促进植物的生长,树高正向变化,同时冠幅也进一步扩大,枝叶逐渐繁茂,植物呼吸作用进一步增强,从而减少空气中CO2及水汽,释放出的O2等有益物质进一步改善了林内环境。风速、WR、WCT、HI及AT等与林分因子未见明显变化。

各气象因子间,温度与露点呈极显著正相关(P<0.01),相关系数为0.928,与相对湿度呈显著负相关(P<0.05),相关系数为0.023。这是由于温度越高,可容纳的水汽数量越多,因此露点越大,而温度的增加,带走了大量水汽,相对湿度降低。风速及风速总量与温度、露点、相对湿度均呈极显著负相关(P<0.01),这与刘冰玉等[16]的研究结果一致,这是由于温度升高,温差变化引起空气对流,由于热空气向上运动,导致下层空气缺失,但受油松人工林内植物影响,阻碍了向下层补充空气的对流运动,因此与温度呈负相关,同时风的产生也带走富含水汽的空气,与露点、相对湿度也呈负相关。

3  结论与讨论

3.1  结论

通过对油松人工林内小气候进行观测,油松人工林内温度显示,2019—2021年夏季温度降低,秋季温度回暖。2021年夏季温度均较2019、2020年有所下降,相较于2019年整体下降了2.14 ℃,最高气温月为7月,相较于2019年7月降低了1.94 ℃,秋季温度均较前2019、2020年有所升高,相较于2019年升高了4.99 ℃,11月开始温度低于0 ℃;露点及相对湿度显示:林内相对湿度增加,富含大量水汽,空气湿润。露点均较2019、2020年有所升高,夏季相较于2019年整体升高了0.15 ℃,秋季升高了8.69 ℃;相对湿度变化与露点一致,相对湿度显示,夏季整体升高10.00%,秋季整体升高17.48%;风速及风速总量显示:林内风速减小,风速及风速总量均较2019、2020年有所下降,夏季风速相较于2019年整体降低了0.02 m/s,风速总量减少了0.11 m/s,秋季风速降低了0.06 m/s,风速总量减少了0.23 m/s。

通過计算AT,2019—2021年“舒适”月份逐渐趋于“偏凉”,而“偏凉”月份更加趋于“舒适”。夏季连续3年体感等级处于“舒适”,截至2021年,AT平均下降了2.23 ℃,AT最大值下降了8.60 ℃,AT最小值上升了0.70 ℃;秋季连续3年体感等级处于“冷”,AT平均上升了5.13 ℃,AT最大值下降了5.50 ℃,AT最小值上升了5.40 ℃。

3.2  讨论

2019—2021年5—9月平均温度变化幅度逐渐趋于正态分布,这是由于随着叶盛期的到来,枝叶变得繁茂,林冠在遮挡一部分太阳光线的同时,也使林内温度保持相对稳定的状态。其中2020年风速降低变化的月份最多,表明2020年油松人工林对风力起到阻碍作用最强,进入林内的风会受到枝干叶的摇摆和摩擦,一部分气流会停止并消散在林内,另一部分受到阻挡会减少气流的动能[6];2021年7月平均湿度相对最高,符合油松人工林平均湿度最高出现在夏季的特点。这是由于6—8(雨季)油松人工林地区降雨增多,同时林冠层的遮挡,降低林内风速,林内植物和土壤所产生的水汽难以散逸至林外,造成林内相对湿度相对较高[10]。

森林是通过林分结构、植被覆盖度、土壤、微生物等因素共同相互作用形成稳定的林内生态系统。杨钙仁等[3]研究认为,结构相对复杂的林分,林内小气候相对稳定。相较于天然林,赤峰油松人工林在建设初期经历了开沟、整地、挖穴等作业,在栽植油松后,又进行施肥、施药以帮助栽植树种成活,造成林下植被群落单一,林内气候受外部环境气候变化影响较大,造成林内小气候稳定性差。笔者对油松人工林内小气候研究发现,油松人工林相较于建设初期的稳定性明显提高,尤其是夏季林内气候变化逐渐趋于稳定状态,观测期间林内的AT均已达到“舒适”级,这与朱寿燕等[20]的研究结果相似,当温度为18 ℃左右时,温度与AT接近,对环境的差异感知不大,是维持健康的最理想气温,能够为周围居民提供舒适的避暑纳凉的场所。

在对气象因子与林分因子进行相关性分析中,温度、露点、相对湿度、风速等气象因子与林分因子部分存在相关性,但WCT(R=0.496,P<0.05)、HI(R=0.511,P<0.01)及AT(R=0.511,P<0.01)与灌草均高存在显著关系,这说明AT受林下植物生长状态的影响,这是由于油松人工林植被的恢复会改变了群落小气候条件,而林内植被的恢复率先开始于草本及小型灌木,随着草灌生长繁育,植被演替进一步影响小气候变化,造成周围环境变化,进而影响体感温度[21]。影响林内小气候变化除了林分因子外,还具有很大的区域性,还与降雨、降雪、土壤呼吸等相关,其中存在的影响因素也需进一步讨论。

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