《森林生态学》课件
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第三章森林生态学与林业生态工程PPT课件
❖生物因素：作用最大的是竞争和捕食 ❖环境因素：适宜性和空间异质性
➢森林生态系统结构变化：生态系统中生物成分
与环境相互作用的结果。影响最大的是建群种。
2、生态系统外部环境
❖主要：指外部的干扰影响，包括自然干扰和人为干扰。 ❖影响：
➢中等干扰假说：生态系统在中等干扰和一定干扰频率条 件下，物种丰富度大系统结构也最为复杂（草原恢复）
❖特点：主要理论框架是由林分和景观两个层次组成的
，强调保持和改善林分和景观结构的多样性。
➢ 在林分层次上:注重保持和创造具有多样化组成、结构和 功能的林分。
➢ 在景观层次上:强调森林景观格局的异质性，也极为关注 景观斑块的类型、大小和分布格局。
4、生态林业
❖主要目标：维持和恢复森林生态系统永久性的完整功能，
➢ 是加速次生天然林向地带性森林植被的恢复; ➢ 创造良好的生态环境，保障国家建设的需要; ➢ 建立现代林业体制，满足林业及全社会持续发展的需要; ➢ 再造山川秀美，满足人民休闲娱乐等文化生活需要； ➢ 带动国家森林公园建设。
三、天然林保育的理论基础
1、森林生态系统理论 2、森林的多功能论：生态服务功能、文化功能及生产等功
量、生物量和能量比例关系的图解模型。
➢类型：数量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔
生态金统中构成生命有机体的物质元素以
及构成非生命的物质元素的传递和转化的动态过程。
❖能量流动与物质循环的区别与联系
区别：物质周而复始循环，能量单向流动 联系：能量储藏在物质的分子键中,二者都沿着食物链进行
2、近自然林业
➢近自然林业的主要理论：林分的建立、抚育、采伐方式
必需同潜在的天然森林植被的关系接近，使林分能进行接近生 态上的自发生产，达到森林群落的动态平衡，并在人工辅助下 使天然物质得到复苏。
➢森林生态系统结构变化：生态系统中生物成分
与环境相互作用的结果。影响最大的是建群种。
2、生态系统外部环境
❖主要：指外部的干扰影响，包括自然干扰和人为干扰。 ❖影响：
➢中等干扰假说：生态系统在中等干扰和一定干扰频率条 件下，物种丰富度大系统结构也最为复杂（草原恢复）
❖特点：主要理论框架是由林分和景观两个层次组成的
，强调保持和改善林分和景观结构的多样性。
➢ 在林分层次上:注重保持和创造具有多样化组成、结构和 功能的林分。
➢ 在景观层次上:强调森林景观格局的异质性，也极为关注 景观斑块的类型、大小和分布格局。
4、生态林业
❖主要目标：维持和恢复森林生态系统永久性的完整功能，
➢ 是加速次生天然林向地带性森林植被的恢复; ➢ 创造良好的生态环境，保障国家建设的需要; ➢ 建立现代林业体制，满足林业及全社会持续发展的需要; ➢ 再造山川秀美，满足人民休闲娱乐等文化生活需要； ➢ 带动国家森林公园建设。
三、天然林保育的理论基础
1、森林生态系统理论 2、森林的多功能论：生态服务功能、文化功能及生产等功
量、生物量和能量比例关系的图解模型。
➢类型：数量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔
生态金统中构成生命有机体的物质元素以
及构成非生命的物质元素的传递和转化的动态过程。
❖能量流动与物质循环的区别与联系
区别：物质周而复始循环，能量单向流动 联系：能量储藏在物质的分子键中,二者都沿着食物链进行
2、近自然林业
➢近自然林业的主要理论：林分的建立、抚育、采伐方式
必需同潜在的天然森林植被的关系接近，使林分能进行接近生 态上的自发生产，达到森林群落的动态平衡，并在人工辅助下 使天然物质得到复苏。
森林生态学课件
THANKS
感谢观看
历史回顾
森林生态学的历史可以追溯到古代，人类对森林的认识和利用有着悠久的历史。 随着科学技术的进步和人类对环境问题的关注，森林生态学逐渐发展成为一个独 立的学科。
发展趋势
随着全球环境变化和人类活动的加剧，森林生态学面临着诸多挑战和机遇。未来 的发展趋势包括加强跨学科研究、加强实践应用、关注全球变化的影响等。同时 ，也需要加强国际合作与交流，共同应对全球环境问题。
气候变化对森林生态系统的影响
气温升高
全球气温的持续上升导致 森林生态系统中的温度升 高，影响植物生长和生物 活动。
降水变化
气候变化导致降水模式的 改变，影响森林的水分平 衡和生态过程。
极端气候事件
极端气候事件如洪水和干 旱对森林生态系统的稳定 性和健康造成威胁。
森林生态系统对气候变化的响应与适应
森林生态系统组成
非生物环境
包括气候、土壤、水文等，它 们为森林生态系统提供了必要
的物质和能量基础。
生产者
主要是指绿色植物，它们通过 光合作用将太阳能转化为化学 能，为整个生态系统提供能量 。
消费者
包括动物和微生物，它们通过 摄食和吸收营养物质来获取能 量，并维持生态系统的平衡。
分解者
主要是指微生物，它们将动植 物残体分解成简单的有机物，
03
森林生物多样性
森林生物多样性概念
01 02
生物多样性
指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）、物种及其 遗传变异和生态系统的复杂性总称。它包括遗传多样性、物种多样性和 生态系统多样性三个层次。
森林生物多样性
指在森林生态系统内部及其周围环境中，所有生物种类的集合以及这些 生物所携带的遗传信息。
《森林生态学》课件第五章生态系统
?森林生态学?课件第五
章生态系统
第一节 生态系统
一、概念
在一定空间范围内，各生物成分〔包括人类在
内〕和非生物成分〔环境中物理和化学因子〕，通过
能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的
一个功能单位。
第一节 生态系统
2. 消费者
异养型生物，生活在生态系统中的各类动物和某
些腐生或寄生生物，只能依赖生产者生产的有机物为
量，即生产的速率。
总初级生产力(GPP) ：指单位时间和单位面积内绿
色植物通过光合作用所制造的有机物的总量〔包括植
物呼吸消耗掉的局部〕。
净初级生产力(NPP) ：指绿色植物除去呼吸消耗之
后的有机物的积累速率。
地球上绝大多数的生物的能量来源于生态系统的净
生产力。
第二节 生态系统的能量流动
第二节 生态系统的能量流动
增加的趋势；因此，净生产力在中年到达最高值。
第二节 生态系统的能量流动
各种生态系统的生产力比较：
➢
奥德姆根据初级生产力将生态系统划分为4级：
➢
最低：荒漠和深海，通常为0.1g/m2•天或少于2 •
天。
➢
较低：山地森林、热带稀树草原、某些临时农耕
地、半干旱草原、深湖和大陆架2 •天。
➢
较高：热带雨林，长久性农耕地和浅湖，3-10
第二节 生态系统的能量流动
四、生态系统的能量动态和储存
〔一〕名词解释
1. 与生产量有关的概念：
初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的
有机物质。
净初级生产量：总初级生产量减去呼吸损失的局部。
总初级生产量(GPP)：在初级生产过程中，合成的
有机物质总量。
次级生产量：消费者的生产量。
章生态系统
第一节 生态系统
一、概念
在一定空间范围内，各生物成分〔包括人类在
内〕和非生物成分〔环境中物理和化学因子〕，通过
能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的
一个功能单位。
第一节 生态系统
2. 消费者
异养型生物，生活在生态系统中的各类动物和某
些腐生或寄生生物，只能依赖生产者生产的有机物为
量，即生产的速率。
总初级生产力(GPP) ：指单位时间和单位面积内绿
色植物通过光合作用所制造的有机物的总量〔包括植
物呼吸消耗掉的局部〕。
净初级生产力(NPP) ：指绿色植物除去呼吸消耗之
后的有机物的积累速率。
地球上绝大多数的生物的能量来源于生态系统的净
生产力。
第二节 生态系统的能量流动
第二节 生态系统的能量流动
增加的趋势；因此，净生产力在中年到达最高值。
第二节 生态系统的能量流动
各种生态系统的生产力比较：
➢
奥德姆根据初级生产力将生态系统划分为4级：
➢
最低：荒漠和深海，通常为0.1g/m2•天或少于2 •
天。
➢
较低：山地森林、热带稀树草原、某些临时农耕
地、半干旱草原、深湖和大陆架2 •天。
➢
较高：热带雨林，长久性农耕地和浅湖，3-10
第二节 生态系统的能量流动
四、生态系统的能量动态和储存
〔一〕名词解释
1. 与生产量有关的概念：
初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的
有机物质。
净初级生产量：总初级生产量减去呼吸损失的局部。
总初级生产量(GPP)：在初级生产过程中，合成的
有机物质总量。
次级生产量：消费者的生产量。
森林生态学绪论 PPT
经典生态学 现代生态学 以20世纪60年代为分界线
产生基础
生态思想的萌芽
道法自然
进化的理论基础
Charles Robert Darwin
生态学的基本原理：生存竞争、自然选择、生物改造环境
生态学理论：生物经过自然选择而进化的理论；自然选择 是一种生态现象，物种形成是真正的生态过程，生态学的 任务是揭开适应之谜。
生态系统生态学内容
生态系统的结构、 功能和演变 系统内能量转换、 物质生产，物质循 环过程与分室模型
• 生态系统输入和输出的动态 平衡和生态系统的调控机制
研究方向
大尺度区域环境变迁，甚至全球变化规律；适应 地区经济和社会发展需要的实践问题；解决人与 环境关系尤其是人类生存问题；生物多样性的全 球格局、生态安全
以森林为对象，探讨森林动态规律、森林对区域 环境的屏障作用以及森林涵养水源和保持水土的 作用机理
森林的固碳功能、生态系统结构与功能稳定性维 持、全球变化与森林生态系统响应和适应、森林 健康，以及外来物种入侵
寻找能够解决人类与森林资源和谐共存的并且能 够可持续的森林经营途径
3森林生态学的产生与发展
(1)生态学的发展
薛建辉. 2006.森林生态学 (修订版).北京:中国林业 出版社.
推荐读物
牛翠娟,娄安如, 孙儒泳,等. 2007. 基础生态学(第 2版).北京:高等 教育出版社.
• 杨持. 2011.生态学.北京:高等 教育出版社.
课程主要内容
森林生态学绪论 生物与环境 森林种群生态学 森林群落生态学 森林生态系统 进展讲座 案例讲座
针叶林(以针叶树为 建群种的森林)
混交林(由针叶树和阔 叶树组成的森林)
森林的分类
热带森林
产生基础
生态思想的萌芽
道法自然
进化的理论基础
Charles Robert Darwin
生态学的基本原理：生存竞争、自然选择、生物改造环境
生态学理论：生物经过自然选择而进化的理论；自然选择 是一种生态现象，物种形成是真正的生态过程，生态学的 任务是揭开适应之谜。
生态系统生态学内容
生态系统的结构、 功能和演变 系统内能量转换、 物质生产，物质循 环过程与分室模型
• 生态系统输入和输出的动态 平衡和生态系统的调控机制
研究方向
大尺度区域环境变迁，甚至全球变化规律；适应 地区经济和社会发展需要的实践问题；解决人与 环境关系尤其是人类生存问题；生物多样性的全 球格局、生态安全
以森林为对象，探讨森林动态规律、森林对区域 环境的屏障作用以及森林涵养水源和保持水土的 作用机理
森林的固碳功能、生态系统结构与功能稳定性维 持、全球变化与森林生态系统响应和适应、森林 健康，以及外来物种入侵
寻找能够解决人类与森林资源和谐共存的并且能 够可持续的森林经营途径
3森林生态学的产生与发展
(1)生态学的发展
薛建辉. 2006.森林生态学 (修订版).北京:中国林业 出版社.
推荐读物
牛翠娟,娄安如, 孙儒泳,等. 2007. 基础生态学(第 2版).北京:高等 教育出版社.
• 杨持. 2011.生态学.北京:高等 教育出版社.
课程主要内容
森林生态学绪论 生物与环境 森林种群生态学 森林群落生态学 森林生态系统 进展讲座 案例讲座
针叶林(以针叶树为 建群种的森林)
混交林(由针叶树和阔 叶树组成的森林)
森林的分类
热带森林
森林生态学PPT课件
第30页/共33页
• 2、小集水区技术 • 简介：设立测定的生态系统周界与集水区周围地形和水流分界相一致。进
行养分输入—输出估算时，着重于生态系统内的净变化，并假设生物途径 的输入和生物输出相平衡。这样小集水区对于非气体元素，能够进行相当 满意的输入—输出估算。收支状况可以简单的由气象输入（雨雪内溶解物 质和微粒）和地质输出（排出水溶解物质和微粒）的差值求得，气象输 入—地质输出=净变化。
第10页/共33页
第11页/共33页
• 例如马尾松一桃金娘一芒萁 群丛。从该名称可以看出， 该群丛乔木层、灌木层和草 本层的优势种分别是马尾松、 桃金娘和芒萁。
第12页/共33页
三、森林立地分类
• 森林立地简介： • 森林生长地段(空间位置)中诸环境因子的总称。生
态学上称为生境。森林立地是森林生产力的基础， 对森林更新、树种选择、地力维持和经营管理至为 重要。林业上根据立地质量，划分地位级或立地指 数来评价林地生产力和制订相应的营林措施。 • 立地：是指造林地或林地的具体环境，即指与树木 或林木生长发育有密切关系并能为其所利用的气体、 土壤等条件的总和
第13页/共33页
• 1、分类的重点在于立地的性质和生产力。 • ⑴地位级和立地指数
■按照林分的平均年龄和平均高确定地位级 ■立地指数：林分中标准年龄优势木的树高米数。地位指数是评定林地
生产力的综合性指标 ⑵按照环境条件划分立地类型 ■按照气候土壤和地貌条件来划分立地类型 ■适用于缺乏原始植被的地区
第4页/共33页
• 2、植被的区系组成途径—法瑞学派
• 基本观点：
⑴植物群落可根据他们的区系组成划分为各种植被 类型
⑵分类的基本单位——群丛
群丛：具有一定区系组成和一致外貌、并发生于一 致的生境条件下的一种植物群落
• 2、小集水区技术 • 简介：设立测定的生态系统周界与集水区周围地形和水流分界相一致。进
行养分输入—输出估算时，着重于生态系统内的净变化，并假设生物途径 的输入和生物输出相平衡。这样小集水区对于非气体元素，能够进行相当 满意的输入—输出估算。收支状况可以简单的由气象输入（雨雪内溶解物 质和微粒）和地质输出（排出水溶解物质和微粒）的差值求得，气象输 入—地质输出=净变化。
第10页/共33页
第11页/共33页
• 例如马尾松一桃金娘一芒萁 群丛。从该名称可以看出， 该群丛乔木层、灌木层和草 本层的优势种分别是马尾松、 桃金娘和芒萁。
第12页/共33页
三、森林立地分类
• 森林立地简介： • 森林生长地段(空间位置)中诸环境因子的总称。生
态学上称为生境。森林立地是森林生产力的基础， 对森林更新、树种选择、地力维持和经营管理至为 重要。林业上根据立地质量，划分地位级或立地指 数来评价林地生产力和制订相应的营林措施。 • 立地：是指造林地或林地的具体环境，即指与树木 或林木生长发育有密切关系并能为其所利用的气体、 土壤等条件的总和
第13页/共33页
• 1、分类的重点在于立地的性质和生产力。 • ⑴地位级和立地指数
■按照林分的平均年龄和平均高确定地位级 ■立地指数：林分中标准年龄优势木的树高米数。地位指数是评定林地
生产力的综合性指标 ⑵按照环境条件划分立地类型 ■按照气候土壤和地貌条件来划分立地类型 ■适用于缺乏原始植被的地区
第4页/共33页
• 2、植被的区系组成途径—法瑞学派
• 基本观点：
⑴植物群落可根据他们的区系组成划分为各种植被 类型
⑵分类的基本单位——群丛
群丛：具有一定区系组成和一致外貌、并发生于一 致的生境条件下的一种植物群落
森林生态学课件
协调派的折衷观点 密度制约因素和非密度制约因素都具有决定 种密度的作用，但是这两种因素在不同的条件 下发挥的作用不同。 种群密度大时，密度制约因素决定种群的数 量，密度小时，非密度制约因素决定种群数量。 在对物种有利的环境中，密度制约因素决定 种的数量；在对物种不利的环境中，非密度制 约因素起作用。
2.林分密度效应 （1）最终产量一致原理（最后产量恒值法则） 立地条件相同的情况下，种群的总产量非 常接近，与密度无关，这一规律称为最终产 量一致原理。
（2）-3/2法则 在植物种群的自然稀疏过程中，个体重量与 种群密度的关系满足如下关系式： W＝KN-a 其中，a接近于3/2，这一规律称为3/2法则。 许多草本植物和木本植物都服从这一规律。 式中的密度为发生自然稀疏时的种群密 度，因此又称为种群的最大密度。对于林分来 说，为最大林分密度
六、种群的增长 根据是否受到资源环境的限制，种群的
增长模型分为两种：
无限环境下的种群增长 有限环境下的种群增长
1.种群在无限环境下的增长模型— 指数增长 微分形式：
其中，r称为瞬时增长率。 r＝（dN/dt）/N 积分形式：Nt＝N0ert。 其中，t为时间；N0为初始时种群大小；Nt为t 时刻时种群大小，r为瞬时增长率。
2. 死亡率 最低死亡率：是种群在最适环境条件下， 种群中的个体都是因年老而死亡，即动物 都活到了生理寿命后才死亡。
实际死亡率：（生态死亡率） 在某特定 条件下丧失的个体数，随种群状况和环境 条件而改变。
五、生命表 1. 概念：描述种群死亡过程的具有固定格 式的表。源于保险事业，用以估计人的期望 寿命。 2.生命表的分类 动态生命表：跟踪同一时间出生的一个种 群的死亡和存活过程，而获得数据编制的 表，也称特定年龄生命表。 需要跟踪一个足够大种群从出生到死亡的 各个年龄阶段的全部过程。
森林生态学：了解森林生态系统的保护和可持续发展的方法和技巧培训ppt
森林生态系统的平衡与稳定
平衡
森林生态系统通过自我调节机制，维持各组成部分之间的动态平衡，确保系统 的稳定和持续发展。
稳定
森林生态系统的稳定性表现在对外部干扰的抵抗力和恢复力，以及系统内部各 要素之间的相互支持和制约。
02
森林保护的重要性
森林的碳汇功能
总结词
森林通过吸收大气中的二氧化碳，并将其储存在植物组织和土壤中，发挥着重要 的碳汇功能，有助于减缓全球气候变暖。
森林能够有效地保持土壤，防止土壤侵蚀和土地退化。
详细描述
森林地表的枯枝落叶和植物残体能够形成有机质覆盖层，减少雨滴对地表的冲击，同时植物的根系还能够固定土 壤颗粒，增强土壤的抗侵蚀能力。因此，保护森林对于维护土地资源的可持续利用和农业生产的稳定性具有重要 意义。
03
森林保护的方法和技巧
森林防火与灭火
森林的水源涵养功能
总结词
森林能够涵养水源、保持水土，对于维护水资源的可持续利用和区域生态安全具有重要 作用。
详细描述
森林地表的植被和腐殖质能够有效地吸收和储存水分，减缓地表径流，防止水土流失。 同时，森林还能够净化水质，提高水的自然净化能力，为人类和其他生物提供洁净的水
资源。
森林的土壤保持功能
总结词
THANKS
感谢观看
建立生态服务付费机制，对提供生态服务（ 如水源涵养、土壤保持等）的森林所有者给 予经济补偿。
05
未来展望与挑战
气候变化对森林的影响与适应
气候变化对森林生态系统 的影响
全球气候变暖导致森林生态系统面临诸多挑 战，如极端气候事件、生物多样性丧失等。
适应气候变化的策略
采取科学合理的适应性措施，如培育耐候树 种、恢复退化生态系统等，以减轻气候变化
北京林业大学森林生态学PPT4群落3
9) 一年生植物：又分冬性的，春性的与短命植物。 10) 寄生草本植物 11) 腐生草本植物（天麻、水晶兰） 12) 水生草本植物：又分为挺水，浮叶，漂浮，沉水。
IV．叶状体植物
13) 苔藓及地衣。 14) 藻菌。
9
生态型
• 是指同一物种因适应不同生境而表现出来的具有一定 结构或功能差异的不同类群。是生物趋异性适应的结 果。
• 作为生物对外界环境适应的外部表现形式，同一 生活型体态、适应特点相似。是生物的趋同性适 应。
• 世界不同地区相似的环境趋于重复出现相似的生 长型植物。
3
例如：
1.不同亲缘关系的植物通过趋同
适应而产生相同的生活型：菊科的
仙人笔、箩摩科的海星花
2.亲缘关系很近的生物但其生活
型完全不同：豆科植物（木本、攀
Ⅰ．木本植物
1) 乔木：具有明显主干，又分出针叶乔木，阔叶乔木，
并进一步分出常绿的，落叶的等；
2) 灌木：无明显主干，也可按上述原则进一步划分； 3) 竹类； 4) 藤本植物； 5) 附生木本植物； 6) 寄生木本植物；
Ⅱ．半木本植物
7) 半灌木与小半灌木；
8
Ⅲ．草本植物
8) 多年生草本植物：又可分芭蕉型，丛生草，根茎草，杂 类草，经座植物，垫状植物，肉质植物，类短命植物等。
24
四、影响群落结构的因素
1．生物因素：竞争与捕食 2．干扰：干扰→断层（gap）
3. 空间异质性
25
生物
因素
竞争的作用
• 如果竞争的结果引起种间的生态位的分化，将 使群落中物种多样性增加。
26
竞争对群落物种组成结构的影响
生态位重叠增大 生态位宽度减小
资源利用范围增27 大
IV．叶状体植物
13) 苔藓及地衣。 14) 藻菌。
9
生态型
• 是指同一物种因适应不同生境而表现出来的具有一定 结构或功能差异的不同类群。是生物趋异性适应的结 果。
• 作为生物对外界环境适应的外部表现形式，同一 生活型体态、适应特点相似。是生物的趋同性适 应。
• 世界不同地区相似的环境趋于重复出现相似的生 长型植物。
3
例如：
1.不同亲缘关系的植物通过趋同
适应而产生相同的生活型：菊科的
仙人笔、箩摩科的海星花
2.亲缘关系很近的生物但其生活
型完全不同：豆科植物（木本、攀
Ⅰ．木本植物
1) 乔木：具有明显主干，又分出针叶乔木，阔叶乔木，
并进一步分出常绿的，落叶的等；
2) 灌木：无明显主干，也可按上述原则进一步划分； 3) 竹类； 4) 藤本植物； 5) 附生木本植物； 6) 寄生木本植物；
Ⅱ．半木本植物
7) 半灌木与小半灌木；
8
Ⅲ．草本植物
8) 多年生草本植物：又可分芭蕉型，丛生草，根茎草，杂 类草，经座植物，垫状植物，肉质植物，类短命植物等。
24
四、影响群落结构的因素
1．生物因素：竞争与捕食 2．干扰：干扰→断层（gap）
3. 空间异质性
25
生物
因素
竞争的作用
• 如果竞争的结果引起种间的生态位的分化，将 使群落中物种多样性增加。
26
竞争对群落物种组成结构的影响
生态位重叠增大 生态位宽度减小
资源利用范围增27 大