森林生态学

森林生态学

考试类型

名词解释：20% ，2-3分/题，约7题

填空：20%，1分/题，20题

简述：40%，10分/题，4题

论述：20%，20分，1题

第一章绪论

概念：

1．生态学（ECOLOGY）：研究生物(organism)及环境(environment)间相互关系的科学（E. Haeckel,1866）。

2．生物圈：生态学研究的最高组织层次

生物圈: 地球上全部生物和一切适合于生物栖息的场所。它包括岩圈（lithosphere）的上层、全部水圈（hydrosphere）和大气圈（atmosphere）的下层。

3．森林（forest）是以木本植物为主体，包括乔木灌木和草本植物以及动物、微生物等其他生物，具有一定的密度，占有相当大的空间，并显著影响周围环境的生物群落的复合体。

•郁闭度指标：0.2

•面积指标：0.067hm2

4．生态学研究的方法

•野外研究：优点：直接观察，获得自然状态下的资料；缺点：不易重复。

•实验研究：优点：条件控制严格，对结果的分析比较可靠，重复性强，是分析因果关系的一种有用的补充手段；缺点：实验条件往往与野外自然状态下的条件有区别。

•数学模型研究：优点：高度抽象，可研究真实情况下不能解决的问题；缺点：与客观实际距离甚远，若应用不当，易产生错误。

第二章森林与环境（Forests and Environment）

2.1 森林、环境的概念与类型

2.1.1 森林的概念：

指以木本植物为主体，包括乔木、灌木、草本植物、动物、微生物，占据相当大空间，并显著影响周围环境的生物群落复合体。

2.1.2 环境的概念：

指生物生活空间的外界自然条件的总合。包括生物的生存空间、维持生命活动的物质和能量。

在生物科学中，环境指生物栖息地以及直接或间接影响生物生存和发展的各种因素的总合。

2.1.3 森林环境：

指森林生活空间与外界自然条件的总合。

2.2 生态因子作用分析

2.2.1 生态因子的概念

指环境中对生物生长、发育、繁殖、行为、和分布有直接或间接影响的环境要素。

2.2.2 生态因子分类（按生态因子性质分）：

气候因子：光、温、水、气等。

土壤因子：土壤结构、理化性质等。

地形因子：海拔、坡向、坡位。

生物因子：捕食、竞争、寄生、共生等。

人为因子：利用、改造、破坏等。

2.2.3 生态因子作用的一般特征

总合作用：生态因子的不可孤立性、相互联系和相互制约性。

非等价性：生态因子的同等重要性。

不可代替性和互补性。

阶段性。

直接作用和间接作用。

2.2.4 相互作用和相互联系的特征

生态系统内各生物和非生物成分的关系是紧密相连不可分割的整体。

2.2.5 稳定平衡的特征

自然界生态系统总是趋向于保持一定的内部平衡关系，使系统内各成分间完全处于相互协调的稳定状态。生态系统内的负反馈机制是达到和维持平衡或稳定的重要途径。

例如：森林的自然稀疏过程；昆虫数量与食物的供应

2.3 太阳辐射

2.3.1 太阳辐射特性及时空变化

影响太阳辐射的因素：太阳高度角、纬度、海拔、坡向

2.3.2 太阳辐射光谱的生态效应

太阳辐射主要成分：紫外线、可见光和红外线

生态作用：

(1)光合作用：

生理有效辐射：太阳连续光谱中，植物光合作用利用和色素吸收，具有生理活性的波段称生理有效辐射。

生理有效辐射中，红、橙光是被叶绿素吸收最多的部分，具有最大的光合活性。蓝紫光也能被叶绿素、类胡罗卜素所吸收。

绿光为生理无效光

(2)对植物形态的作用：

短波光，如蓝紫光、紫外线，能抑制植物的伸长生长，而使植物形成矮粗的形态。

紫外线能促进花青素的形成。

波长短于290nm的紫外线对生物具有伤害作用，被大气O3层吸收。

长波光，如红光、红外线，有促进延长生长的作用。

(3)对植物光合作用产物的影响：

当使短波光占优势并增多氮素营养时，促使碳素朝向氨基酸和蛋白质的合成。

当提高光强度并使长波光占优势时，碳素向糖类的转变的过程加强，从而促进糖类的合成。

2.3.3 太阳辐射强度的生态效应

太阳辐射以光谱组成、光照强度和光周期影响森林植物。

光照强度的表示：J／m2·min

2.3.3.1光强对光合作用的影响

光饱和点：光照强度增加到一定程度后，光合作用增加的幅度逐渐减慢，最后不再随光强而增加，这时的光照强度为光饱和点。

光补偿点：当光合作用固定的CO2恰与呼吸作用释放

的CO2相等时的光照强度。

2.3.3.1 光强对形态的影响

光照不足时植物形态：

黄化：节间长，叶子不发达，侧枝不发育，植物体水

分含量高，细胞壁很薄，机械组织和维管束分化很差。

光照较强时：

树干较粗，尖削度大，机械组织发达，分枝多，

树冠庞大。

叶的细胞和气孔通常小而多，细胞壁与角质层厚，

叶片硬，叶绿素较少。

根系发达，分布较深。

提示：光照过强也是红松主干分叉的重要原因

2.3.3.2 树种的耐荫性

树种耐荫性：是指其忍耐庇荫的能力，即在林冠庇荫下，能否完成更新和正常生长的能力。

鉴别耐荫性的主要依据：林冠下能否完成更新过程和正常生长。

喜光树种：只能在全光照条件下正常生长发育，不能忍耐庇荫，林冠下不能完成更新过程。例如：落叶松，白桦

耐荫树种：能忍受庇荫，林冠下可以正常更新。例如：云杉，冷杉

中性树种：介于以上二者之间的树种。

喜光树种特性：

树冠稀疏，自然整枝强烈，林分比较稀疏，透光度大，林内较明亮。生长快，开花结实早，寿命短。

耐荫树种特性：

树冠稠密，自然整枝弱，枝下高低，林分密度大，透光度小，林内阴暗。生长较慢，开花结实晚，寿命长。思考：常见的喜光树种和耐荫树种有哪些？

影响树种耐荫性的因素：

❑年龄：随着年龄增加，耐荫性逐渐减弱

❑气候：气候适宜时，树木耐荫能力较强

❑土壤：湿润肥沃土壤上耐荫性较强

2.3.4 太阳辐射时间的生态效应

光周期现象和类型

光周期性：植物和动物对昼夜长短日变化和年变化的反应。

植物光周期的反应主要是诱导花芽的形成和开始休眠。

植物光周期类型：

长日照植物：较长日照条件下促进开花的植物，日照短于一定长度则不能开花或推迟开花。又称为短夜植物。

如小麦、萝卜、菠菜等。

短日照植物：较短日照条件下促进开花的植物，日照超过一定长度便不能开花或推迟开花。又称为长夜植物。

如水稻、菊、大豆和烟草等。

中日照植物：花芽形成需要中等日照的植物。

例如甘蔗。

日中性植物：完成开花和其他生命史阶段与日照长度无关的植物。

如番茄。

木本植物的开花结实不仅受光周期控制，而且还有其它影响因素，如营养的积累和光照强度等。

许多树种的开花似乎属于日中性.

光周期现象和植物地理起源

❖短日照植物大多数原产地是日照时间短的热带、亚热带。

❖长日照植物大多数原产于夏季日照时间长的温带和寒带。

❖光周期现象是支配植物的地理分布，特别是高纬度地区栽培极限的重要因素。对植物的引种、育种工作有极为重要的意义。

2.3.5光因子在林业中的重要性

林木抚育：如果森林内光照强度突然增加，会引起林下幼苗的伤害，以及使树干长出徒长枝，降低木材质量。

林业上，提高森林光能利用率或生产力的主要途径：

——保持、调整森林结构和提高光合强度

具体做法：广泛提高森林覆盖率，在森林不同生长发育阶段保证森林的适宜密度和叶面积指数，以充分利用光能。

森林经营活动中较易控制的是光强。

森林植物对光照强度具有适应性。

林业上，提高森林光能利用率的主要途径