河南农大森林经营学-第二章森林经营的理论基础

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1、2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 1 第二章 森林经营的理论基础 核心目标 是提高森林的立地生产力，实现森林培育的可持续健康发展。 森林经营的具体目标是不同的。 分类经营、定向培育 -“向”可以是单纯的“向”，如水源涵养、纸浆用材或木本油料生产等，也可以是复合的“向”，如用材与水土保持结合、林果结合、风景游憩与自然保护结合等。 重量轻质 (以第七次森清为例） 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 2 第七次全国森林资源清查结果 清查结果 全国森林面积 林覆盖率 林蓄积 港、澳、台地区外，全国林地面积 林面积 林蓄积 然林面积 然林蓄积 工林保存面积 工林蓄积 人工林面积居世界首

2、位。 基本情况： 第七次全国森林资源清查于 2004年开始，到 2008年结束，历时 5年。这次清查参与技术人员 2万余人，采用国际公认的“森林资源连续清查”方法，以数理统计抽样调查为理论基础，以省 (区、市 )为单位进行调查。全国共实测固定样地 读遥感样地 取清查数据 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 3 在我国，这就造成了一对矛盾 一方面是需要大幅度提高森林生产力以满足国民经济对林业的多种需求，这就要求森林培育的集约化 (包括良种化、机械化、工程化、人工生境调控等 ) 另一方面，对森林生态效益的广泛关注要求森林培育的自然化 (包括封山育林的应用，复层混交林的培育等 )。 如何以先

3、进的科学技术为指导，把森林培育的集约化和自然化更好地协调起来或明确分工，为总的发展目标服务，这又是摆在新世纪森林培育工作面前的重大课题。 离不开森林经营 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 4 森林的生长发育是森林提供一切功能效益的生物学基础，同时也是是森林经营的主要理论基础。 森林经营的实质正是采取各种手段和措施，包括林木遗传改良措施、林分结构调控措施及直接控制立地环境措施 来促进和调控森林的生长发育，以达到定向的培育目标。 为了做到这一点， 首先要了解林木个体及其由它组成的森林群体的生长发育规律 ，系统掌握各种自然或人为干扰对其生长发育的作用，研究探讨在自然状态下及在人为措施作用下

4、森林的现实生产力及潜在生产力，从而为森林培育提供充分的理论依据。 对森林的生长发育及其调控的研究，要以树木生理学的基本原理为基础，以森林生态学尤其是其中产量生态学的理论为依靠，吸收森林计测学中有关森林生长分析的有用知识，紧密联系森林培育工作的实践。 因此，本章主要介绍森林的生长发育及其调控的相关理论。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 5 第一节 林木个体的生长发育 林木个体的生活史 (1 起源于受精卵的第一次分裂，终于植株死亡 。 其间经过两个过程： 营养过程和繁殖过程 。 林木首先以营养器官的生长过程为其主要特征，经过一定发育时期，便产生生殖器官，然后进行繁殖。林木个体经过生长、

5、发育和繁殖而完成其一生，并延续种的存在和繁荣。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 6 一林木个体生长发育的概念 （一）林木生长 林木个体生长 (指林木由于原生质的增加而引起的重量和体积的不可逆增加，以及新器官的形成和分化。林木由种子萌发，经过幼苗时期，长成枝叶茂盛、根系发达的林木，这就是林木的生长。林木生长是其内部物质经过代谢合成，造成原生质量的增加而实现的。 林木的生长通常通过“生长过程、生长速率及生长量”等加以描述。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 7 1林木生长曲线 林木生长包括三个基本过程，即 细胞分裂、细胞延长和细胞分化 。 从理论上讲，林木各细胞和组织的生长潜

6、力是无限的，它们的生长过程应该始终按指数式进行增长，但事实上由于细胞或器官之间内部的交互作用限制了生长，使整个生长曲线 (现斜向的“ s”形，常称为 “ s”形生长曲线 。 通常把林木个体或器官所经历的这种“ S”形生长过程，即“慢一快一慢”三个阶段的整个生长时期，称为 林木生长大周期 ，又称 大生长周期 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 8 2林木生长速率 林木生长的快慢可用生长速率来表示。生长速率又可分为绝对生长速率 (相对生长速率 ( 绝对生长速率 (指单位时间内，林木在重量、体积和高度等的绝对增加量，时间一般以天为单位。 相对生长速率 (指单位时间内的增加量占原有数量的百分率

7、。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 9 “复利法则”（ 1919，英国植物生理学家 植物的生长服从 单位时间内的生长量依赖于生长时期开始时物质的总量和植物的大小 。即从大种子发育的幼苗体积的增加似乎比同一种从小种子发育出的那些更快，并可预料大的幼苗的生长快于小的幼苗，这就是相对生长速率的概念， 即用单位生长物质在单位时间内干重的增加来 测量，常以每周每克干重增加的克数来表示。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 10 3林木生长量 指一定间隔期内林木各种调查因子 (如树高、直径和形数等 )所发生变化的量 ( 生长量是时间 间的间隔可以是 1年、 5年、10年或更长的时间，

8、通常以年为时间单位 。在生产实践和科学研究中，由于不同的目的，需要把生长量划成许多种类，以便用不同的方式来表达林木的生长，满足不同情况下的需要 主要有以下划分方式 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 11 按照调查因子可把林木生长量划分为树高生长量、直径生长量、根系生长量、断面积生长量、形数生长量、材积生长量和重量生长量等； 按照林木部位可划分为林木生长量、树干生长量和枝条生长量等； 按照时间可划分为总生长量、定期生长量和连年生长量等。 总生长量是指林木自种植开始至调查时整个期间累积生长的总量，它是林木的基本生长量，其他种类的生长量均由它派生而来。 总平均生长量 (简称平均生长量 )是

9、总生长量被总年龄所除之商。 定期生长量是指林木在定期几年间的生长量，而连年生长量是指林木一年间的生长量，由于连年生长量数值一般很小，测定困难，所以通常用定期平均生长量来代替。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 12 （二）林木发育 林木个体发育 (林木个体构造和机能从简单到复杂的变化过程，即林木器官、组织或细胞在质上的变化，也就是新增加的部分在形态结构以至生理机能上与原来部分均有明显区别 。 在高等植物中，发育一般是指达到性机能成熟，就是 指林木从种子萌发到新种子形成 (或合子形成到植株死亡 )过程中所经历的一系列质变现象 。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 13 生长与

10、发育的关联 林木个体的生长与发育，既有密切联系，又有质的区别 。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 14 联系 生长是发育的前提，没有一定量的生长，就没有质的发育，发育是在生长基础上进行的 整个发育过程中又包含着生长。像种子的萌发、胚伸展为幼苗、幼苗长成成年植株、开花结实时由花芽到花全部开展、由幼果到成熟的果实等等，都具有体积增加、植株和器官增长等生长现象。 在生长的同时也进行着发育，茎端生长点的细胞，在一定条件下进行着各发育阶段的一切变化。只有经过一定的变化之后，在营养体上才形成花芽、开花结实，这样才完成整个发育过程。 发育的实现是由于生长和分化 (差异生长 )的总的活动结果。良好

11、的生长才会导致正常的发育，正常的发育则为继续生长准备了条件。因此生长和发育是彼此不同而又密切相关的两种现象。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 15 区别 生长主要表现在原生质体积的增加和林木细胞数量的增加上，是以 量变 的过程为主要特征。林木通过生长，体躯增大。 发育则表现在细胞生活物质内在的变化上，是以 质变 为显著特征的变化过程。林木通过发育，才能开花、结实和形成种子。对林木生长有利的条件，不一定对发育有利；反之亦然。 生长与发育所需环境条件有显著不同，只有分别满足生长和发育的具体需要时，林木生活才得以正常进行。 必须了解林木的生长发育规律，以便采取措施，调控林木的生长发育，提

12、高林木产量、质量和森林生产力。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 16 二 林木个体生长的周期性 在自然条件下，林木或器官的生长速率随着昼夜或季节发生有规律的变化，这种现象称为林木生长的周期性 。 林木生长速率按昼夜而发生有规律的变化称为 生长的昼夜周期性 ，而林木在一年中的生长速率按季节发生有规律的变化，称为 生长的季节周期性 。 林木生长产生周期性的 原因主要是由于昼夜或四季的温度、光照和水分等因素的分配差异，以及林木对这些因素的适应性差异所引起的 。 由于四季的温度、光照和水分等因素的变化大于昼夜变化，因此，对林木生长的影响更大，使得林木生长的季节周期性变化更为明显。 2017

13、/2/9 河南农业大学教师课件大赛 17 林木生长的季节周期性变化是林木对环境周期性变化的一种适应，而不同树种生长的季节周期性有很大差异，特别是在 高生长 方面表现更为突出。通常根据一年中林木高生长期的长短，可把树种分为 前期生长类型和全期生长类型（ 全期断续生长型、全期连续生长型 ） 两种。 前期生长类型又称 春季生长类型 。这类树种的高生长期及侧枝延长生长期很短，多数为 1 3个月(北方 1 2个月，南方 1 3个月 )，而且每年只有1个生长期，一般到 5 6月份高生长即结束。属前期生长类型的树种有油松、樟子松、红松、白皮松、云杉属、冷杉属植物等。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大

14、赛 18 前期生长类型的生长特点 是春季开始生长时，高生长经过极短的生长初期，即进入速生期，但速生期也比较短，之后便很快停止生长。以后主要是叶子生长，如叶面积的扩大，新生的幼嫩枝条逐渐木质化，出现冬芽。根系和直径继续生长，充实冬芽并积累营养物质。前期生长类型的树种，有时会出现二次生长现象， 即当年形成的定芽，在早秋又开始生长，称为秋生长或二次生长 。 由于二次生长的部分当年秋季不能充分木质化，所以不耐低温和干旱，经过寒冬和春旱后死亡率很高， 如油松、红松、樟子松、核桃等容易出现这种现象。 2017/2/9 河南农业大学教师课件大赛 19 全期生长类型的树种，其高生长期持续在整个生长季节 (北方 3 6个月，南方 6 8个月，有的达 9个月以上 )。属全期生长类型的树种有侧柏、落叶松、杉木、柳杉、雪松、杨树、柳树、榆树、槐树、刺槐、桉树、泡桐、悬铃木、杜仲、山桃、山杏、紫穗槐等。 全期生长类型林木的生长特点 是高生长在全生长季