森林冠层是森林与外界环境相互作用最直接和最活跃的界面层,对生态系统物质、能量交换,生物多样性,气候变化等具有重要的影响。冠层结构是林冠研究的一个重要方面,林冠结构深刻地影响着植物群落与环境的相互作用,对林冠结构的研究是深入理解整个森林生态系统的格局、过程及其运作机制的重要基础。同时林冠通过对冠层光的透射、反射和吸收,改变林下光的分布,对林下植被的组成、生长和更新有着重要的作用和意义。伏牛山自然保护区是我国东部森林样带中的亚热带和温带的结合点,兼具南北气候过渡带的典型特征,且保护良好,是研究森林冠层结构沿海拔梯度动态变化的理想场所。本研究在伏牛山自然保护区南北坡及同一坡向的不同海拔地段,以保护区南坡北亚热带含常绿树种的落叶阔叶林生态系统和北坡暖温带典型落叶阔叶林生态系统为主要研究对象,利用WinScanopy冠层分析仪对其冠层结构及林下光环境进行研究。研究结果表明:在伏牛山自然保护区北坡,从海拔900～1900m随着海拔的不断升高,林隙分数先减小后增大,叶面积指数变化趋势与林隙分数相反,这是因为低海拔人为干扰严重,林分稀疏,乔木层多中幼龄树木;中海拔干扰小,且具备优势种锐齿栎生长的最佳水热条件,多为成熟林;高海拔由于受到生境条件的影响,形成高山矮曲林。平均叶倾角集中分布在20～30°之间,高海拔群落的平均叶倾角与中、低海拔相比偏小。冠层上各PPFD随海拔变化一致,大致呈上升趋势,冠层下直射PPFD和总PPFD随海拔升高,呈“高—低—高”的变化。在伏牛山自然保护区南坡,由于植被保护良好,群落冠层结构差异没有北坡明显。栓皮栎林(1050m)、锐齿栎过熟林(1550m)、矮曲林(1850m)林隙分数值偏大,叶面积指数最大值出现在海拔1450m的锐齿栎成熟林。与北坡相同,平均叶倾角也集中分布在20～30°之间,但整体看来,南坡的平均叶倾角比北坡大。低海拔(1050～1250m)三个群落冠下直射PPFD比较接近;中海拔(1350～1550m)各群落的冠下直射PPFD值差异很大。直接定点因子随海拔呈波动变化,间接定点因子在各海拔群落的变化不大。短柄枹林和锐齿栎林冠层的季节变化为9月林分最郁闭,叶面积指数最大;5月叶子正处于快速生长期,还未形成足够郁闭的林冠,林隙分数较大,叶面积指数偏小;11月叶凋落,林隙分数最大。平均叶倾角在叶茂盛期的值最小,叶落后最大,此时测得的为平均枝角。短柄枹林和锐齿栎林冠层上总PPFD的日变化呈明显的单峰曲线,在正午12时左右达到一天中的峰值。冠下PPFD日变化曲线出现波动,锐齿栎林冠下PPFD日变化曲线波动幅度大于短柄枹林,说明锐齿栎林的林冠对太阳辐射的影响更大。对于PPFD的季节变化,在不同时期,冠层下PPFD短柄枹林都明显高于锐齿栎林,通过对定点因子的比较,发现短柄枹林的透光率高于锐齿栎林。短柄枹林作为过渡群落,林分结构相对简单,锐齿栎林林分结构复杂,二者林冠发育程度存在一定差异,这种差异导致林下光环境的不同。通过此研究对伏牛山自然保护区典型群落冠层结构和光环境特征的空间、季节动态变化有了一定的认识,为林下物种多样性、优势种更新研究提供理论依据和数据支持,对于森林生态系统的恢复、合理经营具有重要实践意义。