森林生态学题库.doc

起源的林1、森林生态学：主要研究森林与环境间相互关系的科学。2、从生态系统的角度出发：森林是一个生态系统，包括着森林环境和森林群落两个方面。环境和干扰是密切相关的。3、干扰：是使生态系统、群落或种群的结构遭受破坏，使基质和物理环境的有效性发生变 化的一种离散的事件 （Pickett，etal. 1985）4、森林的干扰可分为：自然干扰 （natural disturbance）和人为干扰（anthropogenic disturbance） 两大类。5、以对森林的作用的程度，可将干扰分为：重干扰(major disturbance)和轻干扰(minor disturbance) (Oliver，etal.1990)以干扰的作用方式来说，可分为：外源干扰（exogenetic disturbance）和内源干扰 （endogenous disturbance）6、森林干扰的生态意义:干扰可影响到森林各个层次的结构动态，以至生存死亡。（1）、从 个体角度，干扰表现为对全部或部分个体的破坏，使其受到伤害或造成死亡。（2）、从种群来说，干扰影响到种群的发生过程，并因而影响到种群的年龄结构、大小结构、遗传结构及个体的空间分布格局。（3）、干扰造成森林演替，有时为次生演替，有时为空隙动态。（4）、干扰对环境条件会造成一定的影响。（5）、干扰还与生物多样性有密切关系.7、干扰强度：不同干扰的区别还表现在干扰对生态客体影响程度的大小上。这通常称之为（disturbance intensity），它可以表现在两个方面：（1）是一定时间和一定面积上某种干扰因素的物理力；（2）另一种是指某一种干扰因素对有机体、群落或生态系统的影响程度。 8、森林植物群落的结构分为：垂直结构 （vertical structure）、水平结构 （horizontal structure） 和种的构成三个方面。9、植物群丛(plant association)：它是指具有一定植物种组成的植物群落，是植物群落划分 的一个基本单位。10、生活型：是指植物对于综合环境条件的长期适应，而在外貌上表现出来的植物类型。11、自然种群具有三个特征：1空间特征：不同种类的有机体所需空间性质和大小是不相同的；2数量特征：用种群密度(population density)或生物量(biomass)表示；3遗传特征12、生物量：单位面积或空间内所有个体的干物质的重量。13、生态位：指的是一个种在群落中的空间地位、生境地位和功能地位。14、群落掩替：在一定地域内，群落随时间变化，由一种类型变为另一种类型的生态过程15、原生演替( primary succession）： 开始于原生裸地上的植物群落演替。16、次生演替（secondary succession）: 开始于次生裸地上的植物群落演替。特点：由外部干扰所引起，速度快。17、林木更替模型：主要用于模拟天然林演替过程，预测林分组成动态的长期变化。18、种群中个体在水平空间的分布方式：随机分布、集群分布、均匀分布 19、“黑箱”方法：指那些既不能打开，又不能从外部直接观察起内部的系统。调查篇（一）1、树干形状：树木可分为树干、树冠、树根三部分，树干的材积占全树的材积50-90%，利用价值大2、树干纵断面的形状：由于把树干横断面看作圆，因此，树干纵断面则是以X轴为对称的两根对称曲线所包围，而树干则成为曲线绕X轴旋转而成的旋转体，这两根对称的曲线叫干曲线。干曲线方程：Y=f(x) 可用积分公式表示材积：3、形数：树干树积与以树干某一固定位置x处的断面积作底断面积和以其树干高度为高的圆柱体体积之比，称为树干在x处的形数，记为fx式中，V：树干材积，V：比较圆柱体积，gx：X处的横断面积，h：全树高3、胸高形数：取胸高断面为比较圆住体的横断面的形数4、形率：树干上某一位置的直径与比较直径之比称为形率5、胸高形率：树干中央直径(d1/2)与胸径d1.3之比称为胸高形率一、直径的测定测定直径的工具：测定直径的工具种类很多，常用的有轮尺、直径卷尺和检径尺(钓尺)等。 轮尺测径应注意的事项(1)测径时应使尺身与两脚所构成的平面与干轴垂直，且其三点同时与所测树木断面接触。(2)测径时先读数，然后再从树干上取下轮尺。(3)树干断面不规则时，应测定其互相垂直两直径，取其平均值为该树直径(4)遇测径部位有节瘤或畸形时，可在其上、下等距处测径取其平均值（5）在上坡方向测检径尺(钩尺)：用来测定堆积原木的小头直径工具。二、树高的测定：1、对于树高的测定，除幼树或低矮树木(一般10 m以下)可以用测竿或特制的伸缩式测高竿直接测定外，般都是通过使用测高器测定。2、一类是利用几何学的相似三角形对应边成比例原理设计，如克里斯登测高器和铜管测高器；另一类是以三角函数原理设计的测高器，如布鲁莱斯测高器等。三、树木年龄的测定：1）就地访问 2）目测，根据树木的大小高矮颜色等特征 3）根据枝节俩推测，有一年长一轮，一年两轮的 4）数伐根上的年轮 5）用仪器，生长锥测四、树干的近似求积式、伐倒木区分求积式1、中央断面区分求积式：将树干按一定长度(通常1或2m)分段，量出每段中央直径和最后不足一个区分段梢头底端直径。如图 直径和长度的测定误差对材积的影响 当测量直径和长度有误差时，用其计算材积必然也要产生误差。 当直径的测量误差和树高测量误差相等时，直径的测量误差对材积误差的影响要比长度测量误差的影响大一倍。因此，要更精确地测量直径。八、树皮材积的测定1、树皮厚度测定 树皮厚度可使用树皮测量仪，插入树干皮层、即能测出树皮厚度。在伐倒解析木测定树干断面时，也可精确测出树皮厚度及树皮材积。 胸高处树皮厚度与带皮胸径之间存在直线关系，可用下式表示：TaD十b式中 T：树皮厚度； D：带皮胸径； a、b：参数2、树皮率计算法： 树皮材积与树干带皮材积之比称为树皮率 式中PB：树皮率 VB：树皮材积； V ：树干带皮材积通过样木调查法或查树皮率表求出树皮率，乘以带皮材积。即得树皮材积九、森林罗盘仪：可以用来测量如距离、水平、高差、坡角等。同时，可以测定和标定树干任意部位的高度和直径，每公顷胸高断面积、立木形率、区分求积、造材求积等 本仪器主要由磁罗盘、水平机构、望远镜及三角支架组成。调查篇（二）1、生长量的种类：1）按调查因子分，树木生长量分为：直径生长（diameter growth）断面积生长（basal area growth ）树高生长（height growth ）材积生长（volume growth ）2）按分析与计算生长的方法分：现实生长量（current increment）（连年生长（annual increment）公式:Z=Vm+1Vm定期生长（Periodic increment）总生长（total increment）平均生长量（average increment）（定期平均生长量（periodic annual increment）公式: Q=(Vm+nVm)n总平均生长量（mean annual increment）公式: Q=Vmm伐期平均生长量（mean annual increment in cuttingage）3）、按树木各部分分：树木生长量（tree increment） 树干生长量（stem increment） 树条生长量（branch increment）2、生长曲线：用来模拟树木生长的曲线。树木生长不可能是无限制的，最终必有极限值。其生长速率一般随年龄增加经历以下几个阶段，而呈型的曲线：3、树干解析（一）、树干解析的概念将树木伐倒并将树干按照中央断面区分求积方法进行区分；在每个区分段的中央部位截取材干横断面的圆盘，查数各圆盘的年轮数并量测其各龄阶的直径总生长量；由此估测该树的胸径、树高、材积的生长过程(包括它们的总生长量曲线、连年生长量曲线、平均生长量曲线)等。这种方法称为树干解析。 树干解析是在伐倒木条件下，全面地剖析该树的生长历程对于树木的生长环境、经营效果及气象变化分析提供原始观测资料。（二）、树干解析的外业调查1解析木的选取与生长环境记载2 解析木的伐前测定：在解析木伐倒前，应准确标定该树的根颈和胸径位置；并标记树干的北向，量测胸径(精确到0.1cm)。3.解析木的伐后测定 ：将解析木按根颈位置伐倒。先测定由根颈至第一活枝的长度然后打去枝丫，在全树干标定它的北向，量测树高和它的/4、1/2、3/4处的带皮和去皮直径。将上述测定项目记载到解析木卡片上4截取圆盘：在每个区分段的中央部位截取树干横断面的圆盘，并截取根颈、胸径和梢头底径圆盘，按由根颈至上的顺序分别记力0号盘，1号盘，。要求：(1)区分段长一般取2m或1m(干长10m)。以2m为段长时，在根颈0、1.3、3.6、5.6、7.6.以及梢底处作标记。（2)圆盘应尽量与树干垂直，圆盘厚度以25cm为宜。(3)区分段位置的圆盘面为工作面，在其背面标明北向、并用分式的形式书写：分子写标准地号和解析木号，分母写圆盘号及断面高（三）、树干解析的内业计算工作1、查数各圆盘的年轮数 （ 假年轮：产生的原因是气候变化特殊，或虫害使树木生长受阻或某些形成层有节奏的活动每年有几个循回）将圆盘工作面刨光、通过髓心划出东西、南北两条直线，然后查数各圆盘的年轮数并确定该树的龄阶位置a.在0号盘的两条直线上，由髓心向外按龄阶(5年或10年)标出该树各龄阶位置b.在其他圆盘上，由外向髓心按龄阶(5年或10年)标出该树其余各龄阶位置，并记录它的总年轮数和断面高2、各龄阶直径的量测由圆盘外侧向里逐一确定龄阶值，并分别在东西、南北两个方向量测各龄阶直径，取平均数作为该龄阶直径(精确到0.1cm)3、各龄阶树高的计算由于树木年龄与各圆盘的年轮数之差就是树木长至该圆盘断面高所需年数，即可绘制树高生长过程曲。也可以用内插法调查篇（三）：林分调查 调查篇（三）：林分调查一、 林分和森林分子林分是指内部结构特征相同，并与四周有明显区别的森林小区，占有一定的面积，同时具有一定数量的林木、灌木和地被物的综合体。森林分子：在同一立地条件下生长发育起来的同一树种、同一年龄世代和同一木在森林生态系统调查中最常用的林分调查因子有：林分起源、林分年龄、林相、树种组成、平均胸、平均树高、林分密度、立地质量、蓄积量和出材率等级等。二、林分主要调查因子1、按林分起源不同，可分为天然林和人工林。人工林又可分为实生林和插条林。天然林又可分为实生林和萌生林。萌生林大多为阔叶林或天然林，但有少数针叶树，如杉木也能形成萌生林。2、林分年龄通常指林分内林木的平均年龄。它代表林分所处的生长发育阶段。林分调查时，通常是按林层分别树种调查计算林分的平均年龄，其计算方法一般有两种：(一)算术平均法 (二)断面积加权平均法3、林相是指林分内乔木树冠垂直分布所构成的层次，又称为林层。只有个林层的称为单层林，具有二个或二个以上林层的称为复层林。复层林多数是由混交异龄林所构成，但同一个树种的异龄林也可能构成复层林。4、 树种组成是说明林层内有哪些树种组成，及其在林层总蔷积量中所占的比例。林分的树种组成通常用“组成式”表示。例如7松3栎 如果某树种的蓄积量不足林分蓄积量的5，但大于2，应在组成式中用“十”号表示，如10杉十马。小于2的用“一”号表示，如10杉一马。5、林分平均胸径通常是反映林木粗度的数量指标。森林调查，常用平均断面积法求算平均胸径6、立地质量又称地位质量，过去称为地位。它是通过树种的生物学特性及林木生长的环境因子(地形、气候、土壤、地质等)综合反映林地生产力的高低。7疏密度：林分每公顷总胸高断面积(或蓄积量)与相同条件下标准林分总胸高断面积(或蓄积量)之比称为。是我国森林调查中最常用的林分密度指标。所谓标准林分应理解为“某一树种在一定年龄、一定立地条件下最完善和最大限度地利用了所占空间的林分”。这样的林分疏密度等于“1.0”。三、林分结构：1、直径结构2、树高结构四、标准地调查方法：常用局部调查法，即以部分面积的实测结果推断整个林分。确定局部调查地段的方法有二：一种是随机抽样的，一种是按典型选取的。标准地按设置目的和保留时间可分为以下两类：1 临时标准地， 2固定标准地(一) 标准地的设置与测量1、选择标准地的基本要求 标准地必须对所预定的要求具有充分的代表性。 标准地必须在同一林分内设置，不能跨越林分。 标准地不能跨越小河、道路或伐开的调查线，且应离开林缘10一20m 标准地内树种、密度应分布均匀。2、标准地的形状 一般为正方形或矩形，并尽可能使面积为整数，便于测量、调查和计算。3、标准地的面积 为了能够反映林分的结构规律和保证必要的精度，标准地内必须要有足够数量的林木株数，因此应根据要求的林木株数来确定面积大小。（标准地内至少应有200株以上的林木） 在实际工作中，可预先做一块400m2的小样方，查数株数，据以推算标准地的面积。4、标准地境界测量（规定测线周界的闭合差不得超过1/200）(二) 标准地的调查1、每木调查：在标准地内测定每株树木的胸高直径、按整化径阶进行记载统计，取得株数按直径分布序列的工作，称为每木调查或每木检尺。这是森林调查中最基本的工作，根据这项材料可以计算各项因子及蓄积量。每木调查时，要注意以下几项：径阶大小的确定 起测径阶每木检尺 应分别树种、年龄世代和材质、径阶进行调查记载。一般用整化径阶的轮尺或围尺测定每株树木胸径。在胸径以下分叉的树，应视为两株树分别检尺。测定位于标准地境界上的树时，应在境界线一边取、另一边舍。为防止重测或漏测，通常每木检尺可由二人组成，一人量测胸径并在树上用粉笔作记号，一人记录。测者从标准地一端开始，由坡上方沿等高线“s”形路线向坡下方前进，每测定一株，要高声报出该树树种、材质类别和径阶大小，记录者应同声回报，并即时在每木调查记录表的相应栏中作一记号，用正字表示2、测树高：目的是求林分平均高或径阶平均高。3、测定年龄：可用生长锥、查数伐桩或伐倒标准木等方法确定。4、各项调查因子的确定：包括平均年龄、平均胸径、平均高(或上层高)、树种组成、地位级、疏密度、出材级、蓄积量、生长量等，5、标准木和解析木的选测：应在标准地各调查因子确定以后进行。用标准木法确定蓄积量6、其他调查工作：包括地形、地势、活地被物的种类和生长量状况幼树更新和林分卫生状况等的调查记载五、林分蓄积量及生物量的测定1、林分蓄积量是鉴定森林数量的主要指标。林分蓄积量的测定方法很多，可概括为实测法和目测法两大类。目测法是以实测法为基础的经验方法。2、用标准木测定林分蓄积，是以标准地的林木平均材积为根据的。这种具有平均材积的树木，叫标准木。平均标准木法又叫单级法，是不分径级求算标准木的方法分级标准木法是根据每木检尺结果，将标准地全部林木分成若干径级(每个径级包括几个径阶)，再按平均标准木法测算各径级材积，而后累加得总蓄积。等株径级标准木法、等断面积径级标准木法、径阶等比标准木法3、立木材积表是载有各种大小树干单株平均材积的数表 一元材积表的编制有两种方法：一种称为直接编制法；又分为作图法和数式法直接编表。另一种称为自二元材积表导出一元材积表法。 直接编制一元材积表的方法与步骤：(1)资料收集与整理-样本单元数（200-300）；样本应覆盖各种立地条件；样本株数按径阶分布接近于正态分布最为理想。(2) 有选择最优材积方程式、用最小二乘法求解方程式参数、材积表的整列等。六、林分乔木层生物量的测定 1、样地选择 2、每木检尺：对角线测高 3、样木选择 （胸高断面积加权平均 计算平均胸径 根据树高曲线图初查各级平均树高）4、样木生物量测定 a打枝-将技叶分大、中、小等级分别称重 b各级取样枝求枝、叶率 c样枝中再各取100g左右的样品求各组份的含水率 d截取圆盘 e各区分段称重f圆盘分干、皮取样-求干皮率和含水率 g按解析木测定记录表进行各项调查5、建立相对生长方程 6、估算林分生物量 7、生产力的计算七、森林生态系统种群数量和结构调查通常来说生态学研究方法有三类：观察、试验和模拟 调查方法篇（四）：森林资源规划设计调查主要技术标准一、 其主要任务是查清森林、林地和林木资源的种类、数量、质量与分布，客观反映调查区域自然、社会经济条件，综合分析与评价森林资源与经营管理现状，提出对森林资源培育、保护与利用意见二、 地类分类系统序号一级二级三级1有林地乔木林纯林混交林红树林竹林2疏林地3灌木林地国家特别规定灌木林其它灌木林4未成林造林地人工造林未成林地封育未成林地5苗圃地6无立木林地采伐迹地、火烧迹地、其它无立木林地7宜林地宜林荒山荒地、宜林沙荒地、其它宜林地8辅助生产林地按照主导功能的不同将森林资源分为生态公益林(地)和商品林(地)二个类别。(一)生态公益林(地)：以保护和改善人类生存环境、维持生态平衡、保存种质资源、科学实验、森林旅游、国土保安等需要为主要经营目的的森林、林木、林地，包括防护林和特种用途林。(二)商品林(地)：以生产木材、竹材、薪材、干鲜果品和其它工业原料等为主要经营目的的森林、林木、林地，包括用材林、薪炭林和经济林。竹度：竹林的龄级按竹度确定。一个大小年的周期一般为2年，称为一度。一度为幼龄竹，二、三度为壮龄竹，四度以上为老龄竹另：1）树高各区分段情况2）标准地与样地的比较1、个体生态学(autecology): 以生物个体为研究对象，研究它与自然环境之间的相互关系，探讨环境对生物个体的影响以及生物个体对环境产生的反应，其基本内容与生理生态一致。2、种群生态学(population ecology)：种群是指一定时间、一定地域内同种个体的组合。种群生态学主要研究种群密度、出生率、死亡率、存在率和种群的增长规律及其调节。3、群落生态学(community ecology)：以生物群落为研究对象，主要研究群落与环境的相互关系，揭示群落中各种群间的关系，群落的自我调节的演替等。(群落是指多种植物、动物、微生物种群聚集在一个特定的区域内，相互联系、相互依存而组成的一个整体。)4、生态系统生态学(ecosystem ecology)：以生态系统为研究对象，生态系统是指生物群落和生物环境间由于相互作用而形成的一种稳定的自然系统。生态系统生态学主要研究系统内的物质循环和能量流动。5、景观生态学(landscape ecology)：景观生态学以多个生态系统构成的景观为研究对象，是研究景观的结构、功能和变化以及景观规划管理的科学。它具有综合性。生态学研究的内容和任务（1）、生物与环境的相互关系（2）、种群与群落（3）、生态系统的结构、功能与动态6、林型：森林的类别。7、森林生态学：主要研究森林与环境间相互关系的科学。8、从生态系统的角度出发：森林是一个生态系统，包括着森林环境和森林群落两个方面。环境和干扰是密切相关的。9、森林的环境因素分为三类：（1）是非生物因素（2）是生物因素（3）是人为因素10、环境 （environment）：是对于生物起作用的各种因素的综合。（书）指某一特定生物个体或生物群体周围的空间，以及直接或间接影响该生物个体或生物群体生存的一切事物的总和。11、立地或者森林立地（forest site）：它指的是林木生存地点的所有物理环境的综合体。其中有两方面的含义：（1）是各种环境因子特别是物理环境因子的综合；（2）是一块特定的同质性的土地单元。12、生境（habitat）：它的意义和林学术语中的立地基本一致，不过它对植物是强调生存的物理环境，对动物是强调栖息地。（书）具体生物个体和群体生活地段上的环境称为生境。13、不同树种生态学特性的区别，决定了它们在分布和生长状况等方面的差异.14、下层耐性(understory tolerance)(Barnes，etal.1998)：指一个树种在林冠下生存的能力。凡是能够在林冠下存活和正常生长的，称之为下层耐性树种，否则为下层非耐性树种。 15、生活史对策：一个有机体的生活史对策 （life history strategy） 指的是它一生中的生长、分化、储存，特别是生育的格局。它是在一定环境的选择压力下通过进化发育形成的，并且具有明显的对外界环境的适应特点。16、适于在一个扩展的种群中进行开拓和繁殖的对策称为 r选择，将这类有机体称为r选择种；在一个稳定的种群中适于持续占有和繁殖的对策称为 K 选择，将这类有机体称为 K 选择种。17、一定地域森林的组成树种分为如下 4类：开拓树种耐性树种后期优势树种后期伴生树种18、开拓树种：也叫先锋树种，它们是原始林破坏以后，在次生裸地上最先出现的能够适应裸地环境的树种。19、干扰：是使生态系统、群落或种群的结构遭受破坏，使基质和物理环境的有效性发生变化的一种离散的事件 （Pickett，etal. 1985）20、森林的干扰可分为：自然干扰 （natural disturbance） 和人为干扰（anthropogenic disturbance） 两大类。21、以对森林的作用的程度，可将干扰分为：重干扰(major disturbance)和轻干扰(minor disturbance) (Oliver，etal.1990)以干扰的作用方式来说，可分为：外源干扰 （exogenetic disturbance）和内源干扰 （endogenous disturbance）22、森林干扰的生态意义干扰可影响到森林各个层次的结构动态，以至生存死亡。（1）、从个体角度，干扰表现为对全部或部分个体的破坏，使其受到伤害或造成死亡。（2）、从种群来说，干扰影响到种群的发生过程，并因而影响到种群的年龄结构、大小结构、遗传结构及个体的空间分布格局。（3）、干扰造成森林演替，有时为次生演替，有时为空隙动态。（4）、干扰对环境条件会造成一定的影响。（5）、干扰还与生物多样性有密切关系.23、干扰状况 （disturbance regime）：指的是某个地区或某种特定立地上过去历史上某种干扰因素的参数的综合。24、干扰在时间上的分布特征的指标有：干扰频率（disturbance frequency）干扰间隔期 （disturbance interval）干扰轮回期 （disturbance rotation）25、干扰强度：不同干扰的区别还表现在干扰对生态客体影响程度的大小上。这通常称之为（disturbance intensity），它可以表现在两个方面：（1）是一定时间和一定面积上某种干扰因素的物理力；（2）另一种是指某一种干扰因素对有机体、群落或生态系统的影响程度。26、森林火有三种类型：地面火 （surface fire）、树冠火 （crown fire）和地下火 （ground fire）(树干火)27、森林植物群落的结构分为：垂直结构 （vertical structure）、水平结构 （horizontal structure） 和种的构成三个方面。28、植物群丛(plant association)：它是指具有一定植物种组成的植物群落，是植物群落划分的一个基本单位。29、典型的森林主要包括下述 4个层次:林冠层 （canopy layer）：也叫乔木层，下木层 （undergrowth layer）：主要由灌木组成，它们一般比较耐阴。草本层 （grass layer）：主要由禾草类、阔叶草类和蕨类植物组成，苔藓层 （moss layer）：主要由苔藓、地衣类等非维管束植物组成，突出木层 (emergent layer)和层外植物(热带森林里)30、群落分层的意义：（1）显著提高了植物利用环境资源的能力；（2）减缓了竞争31、生活型：是指植物对于综合环境条件的长期适应，而在外貌上表现出来的植物类型。32、高等植物划分为五个生活型：高芽位植物(phanerophytes):芽或顶端嫩苗是位于离地面较高处的枝条上，如乔木、灌木等。 地上芽植物(chamaaephytes)，植物的芽或顶端嫩枝位于地表或接近地表，受土表或残落物保护。 地面芽植物(hemicryptophytes)，在不利季节，地上部分死亡，但地下部分活着，并在地面有芽。隐芽植物(cryptophytes), (地下芽植物)geophytes，植物芽位于土表以下，或位于水中。 一年生植物(Therophytes)，植物只能在良好的季节中生长，它们以种子的形式渡过不良季节。33、自然种群具有三个特征：1空间特征：不同种类的有机体所需空间性质和大小是不相同的；2数量特征：用种群密度(population density)或生物量(biomass)表示；3遗传特征34、种群密度：占有一定面积或空间的个体数量