(三)林内温度状况
森林林冠对林内温度具有两方面的影响:
第一,林冠的存在减少了到达林内的太阳辐射和长波辐射;当射入辐射占优势时,即辐射差额为正值时,林冠有减小辐射差额的作用,当射出辐射占优势时,即辐射差额为负值时,林冠有增大辐射差额的作用。这样就使得白天和夏季的林内温度(包括地温)比林外低,不致太热;夜间和冬季比林外高,不致太冷。林冠具有减小气温日较差和年较差的作用。高纬度地区,夏季射入辐射占优势,冬季射出辐射占优势,所以森林的存在有降低林内夏季日平均温度,提高冬季日平均温度的效应。由于高纬度地区冬长夏短,所以提高了林内年平均温度。中纬度地区,森林对夏季和冬季日平均温度的影响与高纬地区相同,但由于夏季较长,所以森林有降低年平均温度的作用。低纬度地区全年都是射入辐射占优势,森林的存在有降低日平均温度的作用,因此,也就降低了年平均温度。
第二,林冠的存在减低了林风风速和乱流交换作用,使与林外热量交换减少。因此,有增大林内温度日较差和年较差的作用。
由此可见,第一种作用使林内温度变化趋于缓和,称为林冠对温度的正作用。第二种作用是使林内温度趋于极端,称为林冠对温度的负作用。在一般的森林中正作用常大于负作用,因此,林内的温度变化比林外要缓和。只有在疏林中负作用大于正作用,所以其温度变化比林外极端。
森林中温度的垂直分布也存在密林和疏林两种类型。
密林型:白天最高温度和夜间的最低温度均出现在林冠,林内白天一般呈逆温分布,夜间呈等温分布。
疏林型:白天最高温度和夜间最低温度均出现在林地,而林冠处有一个次最高、最低值、白天林内温度呈日射型,夜间呈辐射型分布。
林内土壤温度特征与气温相类似,即在密林内,林内土温最高值低于林外,最低值高于林外,所以林内土温日较差和年较差均比林外小。而疏林则相反。
(四)林内湿度状况
1、林内湿度的日变化和年变化
由于林冠的阻挡林内外空气交换,林内水汽不易向外扩散,所以一般林内的空气湿度要比林外高,水汽压比林外高1-3hpa,相对湿度夏季可高2%-1l%,干旱时期可高出34%。冬季林内外相对湿度差异不大。
林内湿度增大的效应与林分郁闭度有关。通常林分郁闭度愈大的林分,林内温度较低,林内蒸发力弱,林内湿度增大的效应就不显著。
水汽压的日变化,在密林里呈单波型,其变化趋势与气温日变化相一致。在疏林里,特别是在干旱时期,水汽压日变化呈双波型,最大值分别出现在10点和16点左右,最小值分别出现在5点和13点左右。原因是10点和16点左右温度较高,森林植物蒸腾量较多,而这时乱流作用不太强,因此林内水汽压出现最高值。5点左右温度最低,森林植物蒸腾水分最少,13点左右温度升高,乱流交换加强,近地面水汽容易被输送出去,因此这两时刻空气水汽压达最小值。
疏林里的水汽压日变化比旷野大,而密林里则比旷野小。林内相对湿度日变化与气温日变化位相相反,日较差比林外小。
在一年中,林内的绝对湿度和相对湿度均比林外高,最大值出现在夏季,最小值出在冬季年较差比旷野小。
2、林内空气湿度垂直分布
林内水汽有两个来源,一个是林地植被的蒸腾和林地土壤的蒸发,另一个是林冠的蒸散,所以林内水汽压在林地附近为最大,另有一个次大值在林冠表面。总的趋势是水汽压由地面向上随高度增加而减小。在2m以下变化比较迅速,往上递减相当平缓,到林冠之中和林冠表面又有所增大。相对湿度的垂直分布与水汽压大致相似。
3、林内土壤湿度状况
一般说来,林中土壤湿度要比空旷地高,这种差异在地表层(0-l0cm)比较明显,大致林内比林外高2%-3%,变动较大。而在土壤下层由于林木根系吸水作用,林内比林外反而小了,大致林内比林外低2%-3%,变动较小。林内土壤湿度垂直分布在0-20cm范围内变化剧烈,20cm以下变化甚微。