森林生态系统的格局与过程
《森林生态学》习题及答案

《森林生态学》习题及答案1 生活型:生活型是指植物长期在一定环境综合影响下所呈现的适应形态特征。
或者,生活型是指植物地上部分的高度与其多年生组织之间的关系。
2 最小面积:能够包含群落绝大多数物种的群落的最小面积称为最小面积。
3 种群:在一定的空间内,能够相互杂交、具有一定结构和一定遗传特性的同种生物个体的总和称为种群。
4 生物群落:在特定的空间和特定的生境下,若干生物种群有规律的组合,它们之间以及它们与环境之间彼此影响,相互作用,具有一定的形态结构和营养结构,执行一定的功能。
5 生物地球化学循环:生物所需的养分元素从生态系统的非生物部分流入生物部分,并在不同营养级间进行传递,然后又回到非生物部分,养分元素在生态系统中的这种传递过程称为生物地球化学循环。
6 耐性定律:由谢尔福德于1913 年提出:生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限,上下限之间为生物对这种生态因子的耐受范围,其中包括最适生存区。
7 叶面积指数:一定土地面积上所有植物叶表面积与所占土地面积的比率8 环境因子:环境中所有可分解的组成要素9 食物链:能量或食物依存关系具有高度的次序性,每一生物获取能量均有特定的来源。
这种能量转换连续依赖的次序称为食物链或营养链。
由于生物之间取食与被取食的关系而形成的链锁状结构。
10 顶级群落:一个群落演替达到稳定成熟的群落叫顶级群落。
11 生物量:任一时间某一地方某一种群、营养级或某一生态系统有机物质的总量。
12 环境容纳量:对于一个种群来说,设想有一个环境条件所允许的最大种群值以k 表示,当种群达到k 值时,将不再增长,此时k 值为环境容纳量。
13 生态入侵:指由于人类有意识或无意识把某种生物带入适宜栖息和繁衍地区,种群不断扩大,分布区逐步稳步的扩展,这个现象叫生态入侵。
14 原生演替:开始于原生裸地或原生芜原上的群落演替。
15 生态幅:每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,耐受性上限和下限之间的范围称为生态幅或生态价。
森林群落结构特征

森林群落结构特征森林群落结构是指森林中各种植物种群的数量、分布、大小和空间关系等方面的特征。
它是自然选择、竞争、生长和演替等生态过程的结果,可以反映森林生态系统的整体状况。
下面将从物种组成、树冠结构、种群密度、垂直结构和空间格局等方面介绍森林群落结构的特征。
首先,森林群落的物种组成是其结构的基础。
森林中的物种组成一般是多样的,包括树种、灌木、草本植物、藤本植物等。
物种组成的多样性可以增加生态系统的稳定性和抗干扰能力。
不同的物种具有不同的生态位,它们利用不同的资源和环境条件,相互之间形成复杂的相对关系,共同维持着森林生态系统的平衡。
其次,树冠结构也是森林群落结构的重要组成部分。
森林中的树冠主要由树木的枝干和叶片组成,它们不仅是光合作用的场所,还提供了动物栖息、觅食和保护等功能。
树冠结构的特征主要包括树高、树冠形状、枝叶密度等。
不同的树种具有不同的生长方式和枝叶分布,导致不同的树冠结构。
树冠结构的特征直接影响到森林生态系统的微气候、光环境和物质循环等。
种群密度也是森林群落结构的重要指标之一、种群密度反映了同一物种在单位面积或单位体积内的个体数量。
对于森林来说,种群密度的大小与种群的繁殖力、生长速度、死亡率等因素密切相关。
种群密度的不同可以反映出森林群落内不同物种的优势程度和相互作用方式。
高密度的种群会导致资源竞争激烈,影响到个体的生长和繁殖,而低密度的种群可能面临着遗传多样性的丧失和易受外界干扰的风险。
垂直结构是指森林群落中不同层次的植物分布与分层关系。
森林群落一般可以分为森林地下层、森林草本层、森林灌木层和森林乔木层等。
不同层次的植物在光、水、氮等资源的利用和竞争上存在差异,形成了垂直结构。
垂直结构的特征可以反映出森林的生态位分配、光环境的垂直分布等。
最后,森林群落的空间格局也是其结构的重要方面。
空间格局主要指森林群落中个体的分散程度、聚集程度和空间分布的规则性。
空间格局受到环境条件、竞争关系、扩散能力等因素的影响。
森林的结构

森林结构是指森林植被的构成及其状态。
其大致分为组成结构、空间结构、年龄结构和营养结构等。
组成结构:狭义指森林群落中森林植物种类的多少,广义则包括生态系统中其他成分,除了植物之外,尚有动物和微生物及其环境因子。
在天然林中,群落结构的复杂程度与组成群落的植物种类的数量密切相关,在单位面积林地上,植物种类愈丰富,对环境资源的利用程度也愈高,从而具有较高的生物生产量和稳定性。
森林树种组成通常以组成系数表示。
由一种树种组成的森林称纯林,由两种或两种以上树种组成的森林则称混交林。
空间结构:包括水平结构和垂直结构。
水平结构为森林植物在林地上的分布状态和格局。
不同植物都有自己特有的分布格局和镶嵌特性。
分布格局有随机分布、聚集分布和均匀分布,聚集分布是森林植物水平分布的主要格局;人工林和沙漠中灌木的分布可能近似于均匀分布。
垂直结构是森林植物地面上同化器官(枝、叶等)在空中的排列成层现象。
在发育完整的森林中,一般可分为乔木、灌木、草本和苔藓地衣4个层次,每层又可按高度分几个亚层。
乔木层是森林中最主要的层次,依森林类型不同,可分为1~3层。
时间结构:森林的生长发育具有一定的时间节律,不同年龄的树木具有不同的特点。
一般依据构成森林主要树种的龄级来表示林分的年龄阶段,不超过一个龄级的森林,称为同龄林;若超过一个龄级的森林,则称之为异龄林。
不同树种的龄级期限根据森林经营要求而异,如速生的林木及软阔叶树种为5年,生长较快的树木及阔叶树种为10年,生长缓慢的针叶树(云、冷杉、红松等)为20年。
同龄林的发育过程又可明显地分为:幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林等阶段。
营养结构:从系统的观点来看,组成森林生态系统的各成分之间,通过取食过程而形成一种相互依赖、相互制约的营养级结构。
一个完整的森林生态系统由初级生产者、消费者、分解者和非生物的环境所组成,它们可划分为不同的营养级。
在森林生态系统中,绿色植物将固定的太阳能以有机物净积累的形式,通过食物链,由绿色植物、草食动物、肉食动物等依次由一个营养级向另一个营养级传递,其中能量的转换效率从平均意义上来看不超过10%。
简述森林的结构特征

简述森林的结构特征
1、森林资源的结构主要表现为森林资源的空间结构和时间结构之间的分配关系。
森林资源的空间结构和时间结构构成了森林资源的基本特征。
森林资源的结构特征是识别森林的重要标志,不同的森林资源具有不同的结构特征。
2、森林有一定的空间特征。
通常与一定空间相连,包括地域和一定范围,反映地域的特征和空间结构,以生物为主体,呈现网状多维空间结构。
例如,落叶阔叶林是我国温带地区最重要的森林类型,也是冬季喜光、喜叶的阔叶树。
组成群落的树种很多,林下有很多灌木、草本等植物。
3、森林是一个复杂有序的系统。
森林生态系统是由生物成分(植物主体、动物和微生物)和非生物成分(空气、阳光、土壤等)形成的统一整体)。
4、森林是一个具有自我调节功能的开放系统。
森林生态系统是开放的,物质和能量不断流入流出。
5、森林具有动态和重要的特征。
森林生态系统和自然界的一切事物一样,有发生、形成和发展的过程。
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生态系统空间分布格局及其动态变化研究

生态系统空间分布格局及其动态变化研究生态系统是由生物群落和其所处的非生物环境组成的一个完整整体,是一个相互作用、互相依存的生物群落和环境的系统。
生态系统的空间分布格局和动态变化对于我们及时发现和解决生态环境问题具有重要意义。
一、生态系统的空间分布格局生态系统的空间分布格局是指不同类型生态系统之间的空间分布规律和空间组成结构,可以通过多种方法进行研究。
其中最常见的方法是使用卫星遥感技术、地理信息系统等先进技术,获取较大面积的信息数据,分析数据之间的相互关系,形成分布格局。
一方面,生态系统空间分布可以通过植被类型来界定,例如开阔地带、草原、森林等生态系统。
进一步细分的话,还可以考虑生态系统内部的景观类型,例如湖泊、岛屿、紫草林、草原等局部性地理景观。
另一方面,生态系统的空间分布还可以通过种类的多样性来界定,考虑不同物种在空间分布上的特征。
例如研究不同海洋区域鲸类的迁徙路线,或基于DNA分析、形态学等方法比较不同亚洲高山地区植物种群的群落变化差异等。
二、生态系统的地理动态变化生态系统的空间分布和变化是有机联系的,空间分布格局会随着时间不同而发生变化。
生态系统的动态变化是一个复杂的过程,受多种因素改变的影响,例如生物多样性、气候变化、人类活动等。
气候变化是一种主要的驱动生态系统变化的因素。
众所周知,不同的生态系统对气候的敏感度是不同的。
例如,在寒冷环境中的高山地带生态系统,气候变化会导致冰面的退化,随之导致植被种类和空间的变化。
类似的,如果气候变化使整个区域干旱,将会导致草原的退化或生态系统的死亡。
人类活动也是生态系统动态变化的重要因素。
人类活动的不合理和过度使用会导致生态系统的破坏,进而影响生态系统的空间分布和变化。
三、解决生态系统问题生态系统的空间分布和变化与环境质量、气候、地球资源的管理和生态工程设计等等都有直接关系。
研究生态系统的空间分布和变化对于我们及时发现和解决生态环境问题具有重要意义。
例如,我们可以通过制定全面的气候变化规划,加强森林保护,减少人类活动对生态系统的干扰,以及推动生态系统修复等措施来改善生态系统的状况。
861森林生态学必考论述题

861森林生态学论述题
8.群落交错区的主要特征和生态意义: 特征:群落交错区是 2 个或多个群落(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。群落交错区种的数量及一些种的密度有增大的趋势,即边缘效 应。 生态意义:目前人类正在大范围地改变着自然环境,形成许多交错带,如工矿的建设 ,土地的开发,这 些新的交错带: ①可以控制不同系统之间能量物质与信息的流通 ②有利于对生态系统交错区的生物多样性,能流物流及信息流的研究 ③有助于了解生态交错区对全球气候变化、土地利用、污染物的反应及敏感性 ④有助于掌握在变化的环境中怎样对生态交错地带加以管理
在林分中林木间的竞争,林冠层中优势种减少了其他竞争者进行光合作用所需要的太阳辐射,这种对光的 竞争也影响到根部吸收营养物质和水分的能力,也就是说,林木之间的竞争中,根竞争与枝竞争有相互作 用。
861森林生态学论述题
7.通过竞争排斥机制和生态位理论的概念,解释自然群落物种共存的原因:
竞争排斥原理又称高斯假说。两个对同一资源产生竞争的种,不能长期在一起共存, 最后导致一个种占 优势,一个种被淘汰,这就是竞争排斥原理。
89.演6替1顶级森学说:林生态学论述题
单元顶极论,多元顶级论和顶级–格局假说 (1)单元顶级学说: 代表人物:美国 Clements 克莱门茨 主要观点:一个气候相当一致的区域内,如果给够足够的时间,最终将被一种连续和整齐 一致的植被普遍覆盖着,这就是单元顶级群落,也叫气候顶级群落。在同一个气候区域内, 无论演替初期条件如何,经演替最终都停止在一个最适 应当地气候的群落上,只要气候不变,人为或其他因素不干扰,此群落一直存在,一个气候区只有一个气候顶级群落,区域内其它生境给予充分的 时间,最终都会演替到气候顶级,且不会出现新的优势种群。 (2)多元顶级论 代表人物:英国 Tansley 坦斯利 主要观点:①如果一个群落稳定,能自行繁殖,并终结了演替过程,就可以称为顶级群落。 ②在一个气候区内,群落演替的最终结果,不一定都汇聚于一个共同的气候顶级。 ③在一个气候区内,除顶级群落外,还存在同等重要的土壤顶级、地形顶级、等,同时还可能存在一些复合型顶级。 (3)顶级–格局假说 代表人物:美国 Whittaker 怀梯克 主要观点:在任何一个区域内,环境因子都是连续不断地变化的。随着环境梯度的变化, 各种类型的顶级群落如气候顶级、土壤顶级等,不是呈离 散状态,而是形成连续的顶级类型,构成一个顶级群落连续变化的格局。在这个格局中,分布最广泛且通常位于格局中心的顶级群落叫做优势顶级。
《森林生态学》习题及答案

一、名次解释1.生态趋同:不同种类的植物生长在相同的环境条件下,受主导因子的长期作用,产生相同或相似的适应方式。
2.食物链:通过一系列取食和被食的关系而在生态系统中传递,各种生物按取食和被食的关系而排列的链状结构。
3.生态入侵:指由于人类有意识或无意识把某种生物带入适宜栖息和繁衍地区,种群不断扩大,分布区逐步稳步的扩展,这个现象叫生态入侵。
4.群丛:凡是层片结构相同各层片的优势种或共优种相同的植物群落。
5.生态需水:为维持植物正常生长发育所必需的体外环境而消耗的水。
主要用来调节大气温度和湿度。
4.森林生态系统一般由哪几部分组成,每一部分在生态系统中的功能作用如何?答:森林生态系统一般包括森林植物、动物、微生物及无机环境四部分(4分)。
森林植物吸收太阳辐射进行光合作用,制造干物质及贮存能量;动物取食植物或其他动物,进行物质与能量的传递;微生物将有机物分解为无机物质,并将其归还到无机环境中,供再次利用(1.5分);无机环境提供森林生态系统中各种生物所需的能量、物质(1.5分)。
6.简述旱生植物有哪些与干旱环境相适应的形态及生理特征?答:形态特征包括:根系发达;叶子变小或变厚;叶细胞小,细胞壁增厚;气孔变小,排列更紧密,深陷;叶面被毛;角质层加厚;栅栏组织发达,海绵组织不发达;细胞间隙变小.生理特征包括:含糖量高,淀粉与糖的比率降低;细胞液浓度大,渗透势低;原生质透性高;单位叶面积光合作用速率高;对萎蔫的抵抗力强;开花结实早;寿命长等7.简述种群生态对策理论在森林经营中的指导作用?答:生态对策是指在漫长的进化过程中,自然选择在物种进化策略上产生的不同选择,它是物种对生态环境的总的适应策略。
对不同森林植物及动物种群的生态对策进行分析有利于我们在森林生产中采取合理及有效的经营措施(4分)。
在森林病虫害防治中,数量在短期内急剧增加的害虫往往是r对策种,它们的扩散能力强,容易造成极大的危害,控制该类害虫的有效手段是喷洒农药,或选择更为极端的r对策种实行生物防治;而K对策种增长率低,个体大,数量增加缓慢,造成损失一般较小,对于此类害虫可使用改变害虫稳定环境的方法(3分)。
生态系统中植被分布格局及其形成原因

生态系统中植被分布格局及其形成原因生态系统中的植被分布格局是指植物在地理空间上的分布及其分布规律。
植被的分布不仅受到气候、土壤、地形等自然因素的影响,也受到人类活动等人为因素的影响。
本文将从自然因素和人为因素两个方面探讨生态系统中植被分布格局及其形成原因。
自然因素是植被分布格局的主要影响因素之一。
植物对气候条件的适应性决定了它们在不同气候区域的分布。
温度、降水、光照等是植物生长发育所必需的环境要素,它们的不同水平和变化规律对植被分布格局起着重要作用。
首先,温度是植物生长发育的关键因素之一。
植物对温度的要求因物种而异。
一般来说,热带和亚热带地区气温较高,适宜生长的植物种类较多,形成了丰富的植被。
而寒温带和北极地区气温低,植物种类相对较少。
其次,降水也是植物生长发育的重要限制因素之一。
降水量的多少直接影响植物的生长状况。
例如,热带雨林地区年降水量丰富,形成了茂密的热带雨林植被;而沙漠地区年降水量稀少,植物种类少而且分布稀疏。
另外,光照条件也对植被的分布起着重要作用。
光合作用是植物生长发育的重要过程,阳光是光合作用的能量来源。
植物对光照的要求不同,一些植物对强光适应,而另一些植物对阴暗环境适应更好。
因此,在光照条件较好的地区,植物种类较多,而在光照条件较差的地区,植物分布相对稀疏。
除了自然因素外,人为因素也对植被分布格局产生影响。
人类的活动和干预改变了植被的分布格局。
例如,农业活动导致了大面积的森林砍伐和耕地开垦,改变了原始植被的结构和分布。
城市化进程中,城市的扩张和建设活动也导致了大量的土地覆盖和植被破坏。
此外,人为的森林疏伐、过度放牧等活动也会导致土壤侵蚀,进而改变植被分布格局。
对于自然保护区和国家公园等受保护地区,人类的干预相对较小,植被分布格局相对稳定。
然而,随着人口增长和经济发展,人类活动的干扰对植被分布产生了越来越大的影响。
综上所述,生态系统中植被分布格局是综合受自然因素和人为因素影响的结果。
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森林生态系统的格局与过程生态系统是典型的复杂系统,森林生态系统更是一个复杂的巨系统。
森林生态系统具有丰富的物种多样性、结构多样性、食物链、食物网以及功能过程多样性等,形成了分化、分层、分支和交汇的复杂的网络特征。
认识和揭示复杂的森林生态系统的自组织、稳定性、动态演替与演化、生物多样性的发生与维持机制、多功能协调机制以及森林生态系统的经营管理与调控,需要以对生态过程、机制及其与格局的关系的深入研究为基础,生态系统的格局和过程一直是研究的重点,是了解森林生态系统这一复杂的巨系统的根本,不仅需要长期的实验生态学方法,更需要借助复杂性科学的理论与方法。
森林生态系统的组成与结构的多样性及其变化,涉及从个体、种群、群落、生态系统、景观、区域等不同的时空尺度,其中交织着相当复杂的生态学过程。
在不同的时间和空间尺度上的格局与过程不同,即在单一尺度上的观测结果只能反映该观测尺度上的格局与过程,定义具体的生态系统应该依赖于时空尺度及相对应的过程速率,在一个尺度上得到的结果,应用于另一个尺度上时,往往是不合适的。
森林资源与环境的保护、管理与可持续经营问题主要发生在大、中尺度上,因此必须遵循格局-过程-尺度的理论模式,将以往比较熟知的小尺度格局与过程与所要研究的中、大尺度的格局与过程建立联系,实现不同时空尺度的信息推绎与转换。
因此,进入20世纪90年代以来,生态学研究已从面向结构、功能和生物生产力转变到更加注重过程、格局和尺度相关性。
1 相关概念1.1 格局在生态学中,格局一词早期多用于种群生态学,主要是对种群分布格局的描述,如聚集分布、随机分布、离散分布、均匀分布等。
随着景观生态学的诞生与发展,格局一词在景观生态学中被广泛应用。
景观生态学中的格局是指空间格局,包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置,不同类型的缀块可在空间上呈聚集分布、随机分布、均匀分布等。
对于森林生态系统而言,除水平格局之外,还包括垂直格局,即植物体的垂直配置。
格局在生态系统中的生物学组织层次上已被广泛应用,但对生态系统中的环境部分,其格局的描述及研究尚涉及很少,事实上各环境因子在时空上的配置,对生态过程同样有很大影响。
1.2 过程“生态系统行为”、“生态系统功能”、“生态系统过程”是相同的术语,为了避免同拟人论的含义相混淆,一般不使用“生态系统功能”这个词,多采用“生态系统过程”的说法。
与格局不同,过程强调事件或现象的发生、发展的动态特征。
生态学过程包括生物过程与非生物过程,生物过程包括:种群动态、种子或生物体的传播、捕食者-猎物相互作用、群落演替、干扰传播等等;非生物过程包括:水循环、物质循环、能量流动、干扰等等。
1.3 尺度尺度是指研究某一物体或现象时所采用的空间或时间单位,同时又可指某一现象或者过程在空间和时间上所涉及到的范围和发生的频率。
前者是从研究的角度来定义的,而后者则是根据所研究的过程或现象的特征来定义的。
尺度包括空间尺度和时间尺度。
在生态学组织层次上还有组织尺度,如:个体、种群、群落、生态系统、景观等。
尺度常常用粒度和幅度来表达。
景观的空间粒度指最小可辨识单元所代表的特征;时间粒度指某一现象或事件发生的(或取样的)频率或时间间隔。
幅度是指研究对象在空间或时间上持续的范围或长度。
具体地说,所研究区域的总面积决定该研究的空间幅度;而研究项目持续多久,则取决于其时间长度。
与尺度相关的另一个重要概念是尺度推绎,尺度推绎是指把某一尺度上获得的信息和知识扩展到其它尺度上,或者通过在多尺度上的研究而探讨生态学结构和功能跨尺度特征的过程,尺度推绎也就是跨尺度信息转换,包括上推和下推。
2 森林生态系统的格局2.1 生物格局物种多样性的空间分布格局是物种多样性的自然属性,主要分两大类:一是自然界中的基本且具体的形式,如面积、纬度和栖息地等;另一类是特殊抽象的形式,如干扰、生产率、活跃地点等。
面积对物种多样性的影响显而易见。
“假如样地面积更大,就会发现更多的物种”这一假说已经得到广泛的证实,体现了物种存活数目与所占据面积之间的密切关系。
面积对物种多样性的影响涉及面很广,但物种-面积曲线和大陆与岛屿上不同物种多样性模式,一直是物种多样性空间格局研究的热点。
纬度梯度、海拔梯度、栖息地及小生境与物种多样性分布格局,一直以来也倍受关注。
除上述具体的表现形式外,干扰、生产率、活跃地点等与物种多样性的关系,作为物种多样性空间格局的特殊变化形式,也是研究的热点。
非生物的或生物的干扰,对物种多样性分布有很大影响,干扰并非只能削弱物种多样性,小规模的中等程度频率干扰,可能大大丰富物种多样性,这一现象已在许多地区得到了证实。
总的初级生产率与物种多样性分布密切相关,早期生态学家一直认为,生产率越高越能提高物种多样性,但研究表明,生产率高不一定代表高的多样性,相反,不断增长的生产率可能会降低物种的多样性。
不同生物类群在森林中的分布格局,如树木、灌木及草本植物等的分布,都会影响到系统的生物及非生物过程,种群分布格局是系统水平格局研究的经典内容,相对于种群而言,其它方面的研究如不同种群或不同生物类群间分布格局的相互关系及其影响等,研究尚少。
2.2 环境格局环境因子在大的尺度上随纬度、海拔、地形、地貌等会有很大差异。
大尺度的环境要素控制森林的区域分布,形成了区域性的森林植被类型;中小尺度的环境变化影响森林结构组成,进一步影响系统中物种的分布格局。
大尺度环境要素与森林分布格局的关系是经典的生态学研究内容,研究工作也非常深泛。
而系统水平上微生境的格局,近年来也受到关注,特别是林隙、边缘效应等研究的深入,使森林中微生境的差异及格局方面的研究向较微观方向发展,事实上,森林内部微环境的差异对系统生态过程的影响是不容忽视的。
2.3 景观格局随着景观生态学的诞生与发展,为生物的格局研究提供了新的理念与方法,大大促进了生物格局方面的研究。
景观生态学中的斑块、廊道、破碎化等概念,都与生物格局密切相关。
斑块大小对生物多样性的影响是源自环境异质性和多样性。
基于MacArthur 和Wilson在1967年所创立的岛屿生物地理学(islandbiogeograhpy)理论所建立的斑块大小与斑块中物种数目间的关系,不仅揭示了种-面积关系,而且从动态方面阐述了物种丰富度与面积及隔离程度之间的关系。
斑块形状同样重要,斑块形状的重要生态学特征是景观边界的边缘效应,它通过影响斑块间的物质和能量交换而影响斑块内的物种多样性。
一般说来,许多典型物种被限制在边缘环境或者内部环境之中,导致斑块的边缘部分有不同于斑块内部的物种组成和丰富度。
传统观点认为,边缘效应提高了生物多样性。
但也有研究认为创造林缘增加物种丰富度的做法,只是暂时增加了适于边缘生境的物种多样性,边缘物种的增加会导致其它物质的绝灭。
因此,林缘作为保护生物生境的价值受到质疑,有时甚至是“生态陷阱”。
廊道是联系斑块的桥梁和纽带,具有通道和屏障功能的双重特性。
廊道影响着斑块间的连接度,因此在很大程度上决定了斑块间物种、物质和能量的交流。
对于生物而言,廊道主要起到五种作用:通道(conduit)、隔离带(barrier)、源(source)、汇(sink)和栖息地(habitat)。
廊道的有效性依赖于许多因素,包括廊道内生境结构、廊道的宽度和长度、目标种的生物习性等。
只有正确设计和运用廊道,才能在破碎化景观中进行有效的物种保护。
景观破碎化的生态影响是焦点,特别是景观破碎化对异质种群动态的影响。
景观破碎化(landscapefragmentation)是指一个大面积连续的生境在干扰下被分割成很多面积较小的斑块,斑块之间被与过去性质不同的斑块所隔离,残存的斑块可以看作“生境的岛屿”。
景观破碎化既可定义为一种过程:即栖息地不断变成碎片的过程;也可理解为一种格局:即破碎化过程的结果。
显然,两种不同角度的理解生态上差异很大。
景观破碎化缩小了某一类型生境的总面积和每一斑块的面积,影响到种群的大小和灭绝速率;在不连续的片断中,残留面积的再分配影响物种散布和迁移的速率。
Levins在1969年首次提出了异质种群(Meta-population)的概念,并给出一个预测异质种群动态的模型。
异质种群是指斑块生境中一组同种局部种群(localpopulation)的集合体。
这些小的局部种群在空间上存在隔离,彼此间通过个体扩散而相互联系,各局部种群不断的灭绝又不断的迁入重建,当迁入重建率大于灭绝率时,这种斑块状分布的种群就能长期生存。
异质种群理论的内容丰富,为景观破碎化对生物多样性的影响研究提供了有力工具。
3 森林生态系统的生态过程3.1 碳循环过程全球气候变化与森林生态系统一直是国内外全球变化研究的热点领域,内容主要涉及气候变化对森林群落和树种的空间分布影响、组成结构的变化、林木的生理生态响应和生物生产力的变化、森林的碳汇作用和碳平衡等。
大气CO2浓度升高的直接作用和气候变化的间接作用表现在两个方面。
一般认为,CO2浓度上升对植物起着“施肥效应”作用。
因为在植物的光合作用过程中,CO2作为植物生长所必须的资源,其浓度的增加有利于植物光合作用的增强,从而促进植物和生态系统的生长和发育。
目前,大部分在人工控制环境下的模拟实验结果也表明,CO2浓度上升将使植物生长的速度加快,从而对植物生长和生物量的增加起着促进作用,增益变幅为10-70%,尤其是对C3类植物,其增加的程度可能更大。
但是,CO2浓度升高对植物的影响根据其所在的生物群区、光合作用和生长方式的不同而存在着较大的差异。
一般认为,CO2浓度升高对森林生长和生物量的增加在短期内能起到促进作用,但是不能保证其长期持续地增加。
森林生产力是评价森林生长状况和森林生态系统功能的主要指标之一。
大气中CO2浓度上升及由此而引起的气候变化将影响森林的生产力。
由于生产力与气候(水热因子)间存在着一定的关系,因此人们常用气候模型(如Miami模型等)估算大尺度生产力。
对于未来气候变化对生产力的影响也常利用GCM模型对未来气候情景进行预测,再根据预测结果估算生产力,最后与当前气候情形下所模拟的结果相比较。
基于全球变化的预测情景,中国森林生产力将有所增加,增加的幅度因地区而异,变化在12%~35%。
由于不同的GCM模型对未来气候模拟预测的结果不同,因此对生产力变化的预测也表现出一定的差异。
此外,气候变化对森林生产力影响的预测目前仅仅考虑气候与生产力的线性平衡关系,而没有考虑其它自然和人为因素的影响;在预测过程中假定森林植被的分布不随气候的变化而发生改变;预测中所选用的气候因子是其年平均值,而没有考虑其季节变化和森林的适应性变化。
所以,预测的结果并不能准确地反映出未来的实际情况。
关于森林在陆地碳汇中所起的作用,至今没有形成一致的观点。