3 森林与森林群落 讲义.pdf

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1、森林与森林群落森林与森林群落 1 什么是植物群落 什么是森林群落 森林群落有何生态学特征 什么是植物群落 什么是森林群落 森林群落有何生态学特征 植物群落是在特定空间或特定生境下 具有一定的植物种类组成及其与环境之间彼此影响 相互作用 具有一定的外貌及结构 包括形态结构与营养结构 并具特定的功能的植物集合 体 森林群落就是具有一定树木种类组成的植物群落 森林群落的特征 具有一定的种类组 成 具有一定的结构和外貌 具有特定的群落环境 具有一定的动态变化规律 具有相应的 地理分布范围 地带性 非地带性 2 根据植物种在群落中的地位以及数量特征植物种可以分为哪几类 根据植物种在群落中的地位以及数量特

2、征植物种可以分为哪几类 1 优势种 对群落的结构与群落环境的形成具有明显控制作用的物种 优势种通常是 个体数量多 投影盖度大 生物量高 体积较大 生活能力强 优势度 较大的物种 一般说来 优势种在与其环境及其它种类的关系中达到了生态上的高度成功 决定了群落内较大范围的生境条件 而这种条件是与之相结合的其它植物种类生长所必需 的 群落不同层次可以有各自不同的优势种 可资以大致区别出群落类型 建群种 群落中优势层中的优势种 如森林乔木层中的优势种 根据群落中优势种或建 群种的数目 可将群落分为如下两类 单优种群落或单建群种群落 群落中的优势种或建群 种只有一个 林学中称为纯林 多优种群落或共建群种

3、群落 具有两个或两个以上的优势种 或建群种 林学中称混交林 一般地 若群落中某一优势种的数量占总种类数的 85 时可认 为是纯林 若群落中数量最多的优势种其数量不超过总种类数的 85 时可认为是混交林 热 带森林几乎全是共建种群落 而温带森林和草原 则多是单优种群落 2 亚优势种 个体数量与作用都次于优势种 但在决定群落性质和控制群落环境方面 仍起着一定作用的物种 它们常居于群落下层 3 伴生种 群落中的某些常见种类 它们与优势种相伴生长 但不起主要作用 伴生种 在一些群落中出现 而在另一些群落中可能不出现 4 偶见种或罕见种 在群落中出现频率很低的种类 多半数量稀少 偶见种可能是偶然 被带入

4、 或随某种条件的改变而侵入群落中来 也可能是群落演替中衰退物种的残留 3 什么是生活型 森林植物的生活型结什么是生活型 森林植物的生活型结构由哪几部分组成 构由哪几部分组成 生活型是生物对外界环境适应的外部表现形式 对植物而言 其生活型是植物对于综合环境 条件的长期适应 而在外貌上反映出来的植物类型 自 19 世纪初洪堡以外貌特征划分生活型至今 已建立多种植物生活型分类系统 其中最广 泛应用的是丹麦植物生态学家劳恩凯尔 C Raunkiaer 建立的系统 他按越冬休眠芽的位置 与适应特征 将高等植物分为高位芽 地上芽 地面芽 地下芽和一年生植物五大生活型类 群 1 高位芽植物 渡过不利生长季节

5、的芽或顶端嫩枝位于离地面较高处的枝条上 如乔木 灌木和热带潮湿地区的大型草本植物都属此类 根据芽距离地面的高度 又可将其分为大型 30 米以上 中型 8 30 米 小型 2 8 米 和矮小型 0 25 2 米 四类 再根据常 绿或落叶 芽有无芽鳞保护的特征 将其进一步分为 12 个类型 加上肉质多浆汁高芽位植 物 多年生草本高芽位植物和附生高芽位植物 合计有 15 个类型 2 地上芽植物 芽或顶端嫩枝位于地表或接近地表 距地表的高度不超过 20 30 厘米 在不利于生长的季节中能受到枯枝落叶层或雪被的保护 可分为四个类型 矮小半灌木地上 芽植物 被动地上芽植物 即一些枝条太纤弱而不能直立只能平

6、伏于地面的植物 主动地上 芽植物 这类植物也平伏于地面 但枝条并不纤弱 而是主动地横向伸展 垫状植物 3 地面芽植物 在不利季节时地上的枝条枯萎 其地面芽和地下部分在表土和枯枝落叶 的保护下仍保持生命力 到条件合适时再度萌芽 可分为原地面芽植物 半莲座状地面芽植 物 莲座状地面芽植物三个类型 4 地下芽植物 亦称隐芽植物 芽埋在土表以下 或位于水体中以渡过恶劣环境的 可 再分七个类型 根茎地下芽植物 如芦苇 姜等 块茎地下芽植物 如马铃薯 块根地下 芽植物 如白薯 大丽花等 鳞茎地下芽植物 如洋葱 百合等 没有发达的根茎 块茎 鳞茎的地下芽植物 沼泽植物和水生植物 5 一年生植物 在当年就完成

7、生活周期 以种子的形式度过不良季节 在干旱的草原或 荒漠中比较丰富 每一类植物群落都是由几种生活型的植物所组成 但其中有一类生活型占优势 生活型与环 境关系密切 高位芽植物占优势是温暖 潮湿气候地区群落的特征 如热带雨林群落 地面 芽植物占优势的群落 反映了该地区具有较长的严寒季节 如温带针叶林 落叶林群落 地 下芽植物占优势 反映了该地区环境比较湿冷 如长白山寒温带暗针叶林 一年生植物占优 势则是干旱气候的荒漠和草原地区群落的特征 如东北温带草原 4 什么是什么是生长生长型 森林植物的型 森林植物的生长生长型结构由哪几部分组成 型结构由哪几部分组成 生长型 生物体在其遗传结构限度内在所遇环境

8、条件下发育形成的一般形态或外表特征 植 物生长型是根据植物的可见结构分成的不同类群 植物的生长型反映植物生活的环境条件 相同的环境条件具有相似的生长型 是趋同适应的结果 森林植物大体可分为以下 4 种主要生长型 1 木本植物 乔木 灌木 竹类 藤本植物 附生木本植物 寄生木本植物 2 半木本植物 半灌木与小半灌木 3 草本植物 多年生和一年生植物 寄生草本植物和腐生草本植物 水生草本植物 4 叶状体植物 苔藓及地衣 藻菌 5 简介森林群落的垂直结构 简介森林群落的垂直结构 群落的垂直结构主要是指群落的分层现象 群落中各种种群的个体在空间不同层次上分布的 现象 也称为成层性 群落分层显著提高了植

9、物利用环境资源的能力 减缓了植物间的竞争 森林群落中 由上到下 可分为以下几层 1 乔木层 具有大的多年生木质树干 高在 3m 以上 可再划分为主林层 次林层及亚 层 2 灌木层 树木长得较小 高度在 3m 以下 多从地面即分支 有时可指下木层 幼苗 幼树层或称为更新层 3 草本层 不具有多年生地上茎 4 地被层 主要指苔藓地衣层 由苔藓 地衣等非维管束植物构成 一般可将其与草本 层合称为活地被层 5 层外植物 又称层间植物或填空植物 包括附生植物或寄生植物以及虽然有自己的根 系 但可攀绕于其他植物之上的藤本或攀援植物 动物也具有分层现象 主要与食物有关 如森林中的鸟类 往往有不同的栖息空间

10、如森林 的中层栖息着山雀 啄木鸟等 而林冠层则栖息着柳莺 交嘴和戴菊等 6 简介森林群落的水平结构 简介森林群落的水平结构 群落的水平结构指群落的水平配置状况或水平格局 其主要表现特征是镶嵌性 镶嵌性即植物种类在水平方向不均匀配置 使群落在外形上表现为斑块相间的现象 具有这 种特征的群落叫做镶嵌群落 在镶嵌群落中 每一个斑块就是一个小群落 小群落具有一定 的种类成份和生活型组成 它们是整个群落的一小部分 例如 在森林中 林下阴暗的地点 有一些植物种类形成小型的组合 而在林下较明亮的地点是另外一些植物种类形成的组合 这些小型的植物组合就是小群落 群落镶嵌性形成的原因 主要是群落内部环境因子的不均

11、匀性 例如小地形和微地形的变化 土壤温度和盐渍化程度的差异 光照的强弱以及人与动物的影响 在群落范围内 由于存在 不大的低地和高地因而发生环境的改变形成镶嵌 这是环境因子的不均匀性引起镶嵌性的例 子 由于土中动物 例如田鼠活动的结果 在田鼠穴附近经常形成不同于周围植被的斑块 这是动物影响镶嵌性的例子 7 简介森林群落的简介森林群落的时间时间结构 结构 如果说植物种类组成在空间上的配置构成了群落的垂直结构和水平结构的话 那么不同植物 种类的生命活动在时间上的差异 就导致了结构部分在时间上的相互配置 形成了群落的时 间结构 在某一时期 某些植物种类在群落生命活动中起主要作用 而在另一时期 则是另

12、一些植物种类在群落生命活动中起主要作用 群落的时间结构是指群落的组成和外貌随时间而发生有规律的变化 植物群落的外貌在不同季节是不同的 随着气候季节性交替 群落呈现不同的外貌 称之为 季相 如北方的落叶阔叶林 在春季开始抽出新叶 夏季形成茂密的绿色林冠 秋季树叶一 片枯黄 到了冬季则树叶全部落地 呈现出明显的四个季相 8 什么是群落交错区和边缘效应 什么是群落交错区和边缘效应 群落交错区是两个或多个群落之间 或生态地带之间 的过渡区域 群落交错区是一个特殊 的区域 具有相邻群落的特征又有自己独特的特征 对森林群落来说 既是树种的交错区 又是生态环境 林下植被的交错区 群落交错区种的数量及一些种的

13、密度有增大的趋势 也 即边缘效应 产生的原因是 森林是多种植物体的集合 没有遗传特点 生境的复杂性 生 境系列梯度变化模糊了类型界限 树种的强适应性模糊了类型界限 9 地球地质历史变迁约在什么年代才有森林出现 至今发生了哪三种森林大类的变化 地球地质历史变迁约在什么年代才有森林出现 至今发生了哪三种森林大类的变化 地球地质历史变迁约在 3 亿年前左右才有森林出现 地球上出现了苔藓 地衣 蕨类 有一 部分能长成树的木本蕨类 桫椤 第一类森林 2 亿年前左右 联合大陆的分离 北边的称 劳亚古陆 南边的称为网瓦纳古路 中间为海 出现了山和海 古气候也有了变化 恐龙 灭绝 裸子植物出现代替了木本蕨类植

14、物 形成了第二代的森林 1 亿年 7 千万年以前白垩 纪 喜马拉雅山运动 被子植物出现 阔叶树种 双子叶植物 第三类森林 10 森林的波动和演替各是什么意思 森林的波动和演替各是什么意思 群落演替 一定地域的植物群落发生变化而形成其他植物群落 被其他植物群落类型所取代 的过程 原因是繁殖体的迁移 环境变化 群落种内和种间关系的改变 人类活动等 特点 可以预测 不可逆 导向稳定性 群落波动 主要指短期内植物群落的年际变化 这种变化不涉及新种的侵入 是围绕着一个 平均数的波动 并且是可逆的 特点 1 群落逐年或年际变化方向的不定性 2 变化的可 逆性 即尽管群落在成分 结构和生产量上有相当变化但只

15、要终止引起变化的因素 群落能 恢复到接近原来的状态 3 在典型情况下植物种类组成的相对稳定性 11 什么是原生演替和次生演替 什么是原生演替和次生演替 原生演替是在原生裸地上发生的演替系列 原生裸地指过去从未生长过植被的地段 如 冰川退却 火山爆发 熔岩流的土地以及砂丘地等 按照基质的特征 可将原生演替分为旱 生演替 中生演替和水生演替 3 种基本类型 次生演替是在次生裸地上发生的植物演替系列 次生裸地是指由于砍伐 火烧 放牧 农业开垦等原生植被受到破坏的地段 这时 原生植被只是受到不同程度的干扰 并未彻底 消灭 次生裸地的土壤具有较好的物理 化学和生物性状 适合植物 也包括乔木树种 的 定居

16、和生长 从次生裸地发展到稳定的群落 按照 F E 克里门茨学说 要经历次生裸地 先锋群落 亚顶级群落 顶级群落的阶段 12 介绍旱生介绍旱生演替和水生演替的基本系列 演替和水生演替的基本系列 旱生演替系列 演替的起点是裸岩表面 生境特点是没有土壤 极端干旱 温度变幅极大 具体演替过程如下 a 地衣群落阶段 从壳状地衣开始 经过叶状地衣阶段 最后达到枝状地衣阶段 其特点 是 段时间内累计水分 长时间休眠 分泌有机酸 腐蚀岩石 从而为其他物种的侵入提供 立足之地 b 苔藓群落阶段 在第一阶段累计的土壤上 耐旱生的苔藓生长 进一步改善水分条件 c 草本群落阶段 当有了一定的土壤 一定的水分後 一些耐旱生的草本植物就出现了 然后 是多年生草本和高大的草本植物的出现 生境特点是 土壤水分 温度条件都稳定下 来 微生物开始活动 开始大量出现细菌和真菌等微生物群落 d 木本植物群落阶段 演替顺序是从耐旱的灌木开始 经过先锋树种的定居 最后达到中 生植物群落阶段 其特点是 形成稳定的森林群落 基本不再变化 总之 地衣和苔藓阶段是积累土壤的过程 时间最长 草本群落是过渡阶段 为木本植物群 落的定居创造条