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1、森林生态学绪论一 森林生态学的研究内容与任务1森林 是以乔木和其他木本植物为主题的生物群落。构成这个群落的成分除乔，灌木外，还包括其他植物，动物，微生物，及其所居住的环境。2生态学 是研究生物之间以及生物与周围环境之间相互关系的科学。它的理论基础是建立在进化论物种起源的“自然选择”和“最适者生存”两项基本原则上。3森林生态学 是研究构成森林生物群落的各树种之间，树种与其他生物之间，以及与其所处的外界环境之间相互关系的学科。森林生态可概括为个体生态，种群生态，群落生态和森林生态系统四大部分。4森林生态学的任务：就是揭示树木与环境相互，控制和调整树木与环境之间的关系，充分发挥树木的生态适应性，使其
2、能最充分的利用环境资源，提高对环境条件的利用率和森林的多种功能，并应用群落和生态系统的理论，揭示森林群落的结构，功能，形成和发展规律，与环境的关系以及他们因环境变化而发生相应变化的内在规律，发挥森林群落的生产潜力和对环境的改造作用，维护和改善人类生存的自然和社会环境。5森林生态学可概括为四大部分：A个体生态，B种群生态，C群落生态，D森林生态系统。6植物生态学的诞生：丹麦，瓦尔明，以植物生态地理学为基础的植物分布学以生理为基础的植物地理学，经典著作，奠定了生态，生理和进化三个发展方向。二 森林生态学的历史与发展7属于森林生态范畴的最早的论著要算德国学者赫耶尔于1852年发表的树木对光和遮荫的反
3、应8本世纪初叶，俄国林学家莫洛作夫于1904年发表了林分类型及其在林学上的意义的论文，认为“森林的结构，组成，生产力以及其他特点主要取决于立地条件”，提倡依据地形和土壤（形土条件）划分立地类型，被公认为林型学说的创始人。三 森林生态学与其他学科的关系及研究动向。9目前森林生态学研究的热点问题，还表现在森林与全球环境变化，如二氧化碳平衡和温室效应问题，生物多样性保护，森林生态系统营养物质循环，酸性沉降物对森林的影响，退化森林生态系统的恢复和重建，森林对水源环境的影响，以及森林的减灾效能等方面考核要求识记：森林和森林生态学的概念领会：森林生态学的研究内容，任务及研究动向。第一章 森林生态因子概述1
4、、环境：某一特定生物或生物群体以外的空间及直接，间接影响该生物体或生物群落的一切因素的总和。2、生态因子：外界环境系由若干要素组成，对森林而言，并非所有的环境因子都对它其同等作用，有的作用很大，有的几乎不起作用，或者至少现阶段尚未发现其有直接的作用。把对森林（植物）有作用的环境因子称为。这些因子综合在一起构成森林的生态环境，简称生境，林学上称为立地条件或立地3生活因子：在生态因子中，有一些是森林植物所必须的，对绿色植物而言，氧气，二氧化碳，水分，矿质盐类和光，热等缺少任何一个，绿植便不能生存，称之4、生态因子的分类 气候因子：光，温度，水分，风，雷电，空气，对植物的形态结构，生理生化，生长发育
5、，及生产力和地理分布有不同的作用。 土壤因子：土壤有机，无机物质的理化性质及土壤微生物等，森影响林生长发育状况，生产率高低，木材及林产品品质等。 地形因子：影响气候，土壤，森林植物和动物，起间接作用。 生物因子：植物，动物和微生物。 人为因子：指人类对生物资源的利用，改造过程中给生物带来有利或有害的影响。 火因子：直接火间接的影响生物的种类和种群数量。5、生态因子作用的基本规律 生态因子的综合作用： 与其它因子相互影响，相互制约中起作用。A一个生态因子在其它因子的配合下才显示出来，如二氧化碳，水，温度都适宜时，充分的光照可提高光合作用效率。B某一因子变化，一定程度上引起其它因子的变化，如光照强
6、度的变化引起大气和土温及温度变化。C生境不同，森林植物的作用不同，干燥土中缺水，使得根系向深长和庞大方向发展，寒冷沼泽中充足水分，相反。 主导生态因子的作用：一定条件下时常对其它生态因子的变化起着更大的作用，它们的改变对整个生态环境的变化起着主导的作用，如光周期现象中的日照长度和植物春化阶段的低温因子是主导因子。 生活因子间的不可替代性和可补性A一个因子的缺失不能由另一个因子替代，否则便会引起植物的正常生命活动失调，生长受到阻碍甚至死亡。B某一因子在数量上的不足，有时可以靠其它因子的加强而得到调剂或补偿C补偿：植物体内的自我补偿，是在生态因子的综合中，某以因子的减弱所引起生长上的损失，由另一个
7、因子的增加所获得的增益加以弥补。 生态因子作用的阶段性：某一生态因子的有效作用常常只限于生长发育的某一特定阶段，而在另一发育阶段中可能起到不良作用，如低温。 生态因子的限制作用：A. 限制因子：生态因子量的变化大于或小于植物所忍受的限度超过因子间的补偿调节作用时，就会影响植物或生物的生长和分布，甚至导致植物死亡，把限制生物生长或生存的任何因子称为B. 生态幅：植物对生态因子的量或强度的变动适应范围。C. 限制因子的作用不是固定不变的，随着植物种类，生长发育阶段和代谢过程中的条件而变化，使一种限制因子可能被另一种所取代。D. 限制作用通常可以通过一定的措施加以消除，但也有一定限度。6最小量定律：
8、利比格，植物的生长取决于处在最小量状况的矿物养分的量。7耐性定律：谢尔福德，生物不仅受生态因子最低量的限制，而且也受最高量的限制，也就是生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限。8树种对生态环境的适应：指树种在生活过程中，对外界环境有一定的适应作用。9生态型：同一树种的不同个体群，由于分布和生长在不同环境里，长期的生态适应过程使种内不同个体群之间发生变异和分化，形成一些在形态和生态特性上的微小差异，这些差异在自然选择中通过遗传性被固定下来，形成在生态特性上有差异的不同个体群类型，这种不同的个体群类型称，简言之，是同种树木种生态学特性上具有某些差异的类型。考核要求1 识记：环境，生态因子，生活
9、因子，限制因子，耐性定律，生态型等概念2 领会：生态因子的综合作用规律，生态因子的主导作用，生态因子的不可替代性和可补偿性，生态因子作用的阶段性，生态因子的限制作用，以及树种对生态环境的适应。3 简单应用：生态因子的分类。第二章 森林与气候因子1 光的生态意义 对树木光合作用的影响：A 光合作用的能量。 B.三个光谱区：红外线光谱区，可见光光谱区，紫外线光谱区 C.可见光具有最大生态学意义，橙，红光，和蓝光对光合作用最为重要，绿光吸收最少。 D.光补偿点：在低光照条件下，树木的光合作用较弱，当光合作用生产的有机物质恰好抵偿呼吸消耗时，这时的光照强度称。 E.光饱和点：当光照强度增加到一定程度后
10、，光合作用增加的幅度逐渐减缓，达到一定的限度后，不再随光照强度而增加，这时的光照强度称。 F耐荫树种的光补偿点和光饱和点都比较低，光和速率和呼吸代谢速率也较低，他们在极低的光照强度下便能达到光饱和点。 光对树木生长和形态结构的影响：A 有些种子在光照条件下才能发芽，光对植物胚轴的延伸有抑制作用，还能促进苗木根系的生长，形成较大根茎比率。B 适光变异：叶片是树木直接接受阳光进行光合作用的器官，对光照有较强的适应性，因其所处生境中的光照强度不同，叶片的形态和结构上往往产生适应光的变异，称为C 阳生叶：经常处于强光下的叶片，称D 荫生叶：长期处于弱光或庇荫下的叶片称E 树木阳生叶和荫生叶的主要差异：
11、指标阳生叶荫生叶叶片形状小而厚大而薄角质层厚度较厚较薄或缺叶肉组织分化栅栏组织发达海绵组织发达叶绿素含量较少较多叶脉密度较密较疏气孔分布较密较稀F 光照影响树冠的形态，阳性树种形成稀疏，透光和叶层较薄的树冠，耐荫树种比较浓密，叶层较厚。 日照长度变化与树木光周期反应：A. 日照长度： 指白昼的持续时间或太阳可照时数。B. 光周期：在陆地表面上的不同地理区域和季节里，日照长度的周期性变化引起昼夜长短的周期性变化，这种变化称C. 光周期反应：森林植物长期生活在具有一定昼夜变化格局的环境中，形成了各自所特有的对不同昼夜长短交替的这种适应，称D. 光周期对植物开花的影响：长日照植物：每天光照时数超过1
12、214小时以上才能形成花芽的植物短日照植物：少于12小时，但多于8小时中性日照植物：无明显影响E. 光周期对植物营养生长和芽的休眠也有明显影响2 树种的耐荫性：指树种忍耐庇荫的能力。耐荫系：指在林冠的庇荫下，能否正常生长，并完成下种更新的能力。3 阳生树种：只能全光照或强光照条件下才能正常生长发育，不能忍耐庇荫，在林冠下一般不能正常完成下种更新。4 耐荫树种：能忍耐庇荫，在林冠下可以正常进行下种更新。5 中性树种：介于以上两者之间，既可以在全光照条件下生长，也能忍受一定程度的庇荫，表现出不同程度的偏阳性和偏荫性。6 树种耐荫性的鉴别方法： 根据树种的更新特性鉴别： 耐荫树种一般能在林冠下正常生
13、长并完成其更新过程，阳性树种则不能。 根据树种的外部形态和生长特性：A. 阴性树种，枝叶稠密，自然整枝较弱，枝下高较低，树冠透光度小，生长较慢，寿命较长，阳性树种相反。B. 阳性树以阳生叶为主，具有耐强光和耐旱特征，耐荫树种有阳生叶和荫生叶之分，叶绿素含量较高，色泽较浓，呈暗绿色。C. 耐荫树组成的森林，密度较大，林分郁闭度高，自然稀疏开始迟，强度小，林冠层次比较复杂，阳性树种森林相反。D. 耐荫树要求较湿润肥沃的土壤环境，阳性树种一般比较耐干旱和贫瘠。 根据光补偿点和光饱和点鉴别：阳性树种高，耐荫树种低，还受当时气候条件，年龄和叶片位置和发育状况影响。 遮荫试验法：人工庇荫造成不同光照条件，
14、观察苗木生长状况，作出比较分析。 树种耐荫性主要由自身的遗传性所支配，但当时生长状态及所处环境条件也一定程度影响耐荫性。A 年龄：幼龄较耐荫 B 气候：温暖湿润条件下耐荫。同一树种在低纬度地区和湿润地区较耐荫C 土壤：同一树种生长在湿润肥沃的土壤上，耐荫性较强。7 提高光能利用率的途径： 扩大光和面积：A. 光和面积：指叶面积，通常用叶面积指数来表示，即植物叶面积总和与植株所覆盖的土地面积的比值。B. 保证有足够的叶面积以利用更多的光能，通过间伐及人工修枝调整林分密度及林冠郁闭度，农林复合经营和营造多层结构的混交林等增加叶面积指数。 延长光合时间A. 光合时间：指植物在生长期内进行光合作用的时
15、间，光合时间越长，植物体内积累更多的有机物质。B. 选择早发叶和迟落叶的生态型，采取措施防止叶片早衰，早落，增加同化天数，目前多采用全光育苗。 提高光合能力：A. 光合能力：指大气中二氧化碳含量和其它生态因子都处于最适状态时的植物最大净光合速率，以每天每平方米叶面积所生产的有机物质干重来计算。B. 适地适树，加强林地的水肥管理，保持林分的合理结构，为森林生长提供最适的环境条件是有效途径。8 光能利用率：植物生产有机物质所固定的光能与照射到叶面上的光能之比。9 对植物光能利用率产生影响的因素：光合面积，光合时间，光合能力。10温度对树木的影响：温度与树木的生理活动：树木的各种生理活动必须在一定的范围内才能正常进行，存在三个基点温度：最低，最适，最高温度。最适温度常因树种和生存环境的差异而不同，在最适温度范围内，树木的光合强度高于呼吸强度，有利于有机物质的积累。温度对树木蒸腾作用的影响，影响空气湿度，从而影响蒸腾过程。还影响叶面温度和气孔的开闭。与树木的生长发育：A适宜的温度有利于促进酶的活性和种子的生理生化
