森林生态学.doc

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、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，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：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，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：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1214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，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反应，从而加速种子的发芽生长。B树木通常在035摄氏度范围内，随温度升高，对生长所必须的水分，盐类的吸收增多，光合强度提高，从而促进细胞的分裂和伸长，加速树木的生长。C温度对开花结实也有明显的影响，一些树种的花芽分化和开花都必须经过低温过程。D温度还直接影响地下部分根系对水分，养分和矿物质的吸收。 节律性变温对树木的影响：A昼夜变温对树木的影响：能提高种子的萌发率，对树木生长有良好的影响，白天适当的高温有利于光合作用，夜间适当的低温使呼吸作用减弱，有机物质积累增多。还可以提高产品的质量。 B. 季节变温对树木的影响：树木的物候期直接与温度的高低有关，每一物候期都需要一定的温度量。季节变温对植物的光周期反应有重要的补充作用。树木的物候现象与周围环境条件有密切的联系，受纬度，经度和海拔高度的间接影响。物候还受气候变迁的影响。11生长期：树木在一年中，从树液开始流动到落叶为止的日数为生长期。12生长季：指某一地区适于树木生长的时期，一般指终霜至初霜之间的无霜期。13节律性变温：在自然界，受太阳辐射的制约，温度随昼夜和季节而发生有规律的变化。14温周期现象：植物对温度昼夜变化节律的反应，称15物候：树木长期生活于有季节变温的环境，形成了与之相适应的生育节律，称为16物候期：在不同季节里，树木形态上所呈现的各种变化现象，也称物候阶段。17与温度有关的危害：急剧变温和非季节性变温低温危害：A.寒害：气温在0以上，某些喜温树种仍可受害，甚至死亡。也称冷害。 B. 冻害：指树体冷却降温至冰点以下，使细胞间隙结冰所引起的危害。 C.霜害：当气温或地表温度下降到零度，空气中过饱和的水汽凝结成白色的冰晶，就是霜。由于霜的出现使树木受害就称为。平流霜危害挡风地段。辐射霜以低洼地受害较重。 D.生理干旱：低温危害的一种间接形式，是造成树木水分亏缺，其对树木具有更大的危险，特别是气温比土温高时，树木很难补偿由于茎叶蒸腾而失去的水分。高温危害：高温主要是破坏了树木光合作用和呼吸作用的平衡，使呼吸作用超过光合作用，树木因长期“饥饿”而死亡。高温对受精过程也有严重伤害作用，还能破坏体内水分平衡，使树木萎蔫干枯，还能促使叶片过早衰老，促使蛋白质凝固和有害物质在体内积累，而使植株中毒。突然的高温还会使树皮灼伤，甚至开裂，导致病虫害的入侵。18临界温度：凡低于某温度，树木便受害，这种温度称又称生物学零度。19临界时间：临界温度或低于临界温度的温度值使树木受害的最短时间。20树木对不利温度的适应：形态适应：A高纬度和高海拔地区的树木的芽和叶片常有油脂类物质的保护。越冬芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉或绒毛，树皮有发达的木栓组织等。有利于抵御低温，减轻严寒的影响。 B.树木对高温的适应主要反应在叶片的形状，大小和排列状况几方面。密生绒毛，鳞片，植物体呈白色，银白色，叶片革质发亮。叶片折叠，相互遮盖，减少受光面积。生理适应：A生活于低温环境中的树木，往往通过减少细胞中的水分，促进淀粉的水解和糖类物质的积累来提高细胞液的渗透压，防止或减少细胞向细胞间隙脱水。 B. 极地和高山植物能吸收更多的红外线，是低温地区植物对严寒气候的一种适应方式。C.树木在低温季节来临之前转入休眠，也是一种极有利的适应方式。D.树木对高温的生理适应主要是降低细胞的含水量，增加糖和盐的浓度，这有利于减缓代谢速度和增强原生质抗凝聚力，其次靠旺盛的蒸腾作用，降低体温，避免树体因过热而受害。21根据树种对温度变幅的适应能力的大小，可分为广温树种和窄温树种。22生活型：是植物对综合环境条件的长期适应在外貌上反应出来的植物类型。23丹麦植物学家瑙基耶尔将地球上的高等植物的生活型分为5大类：高位芽植物，地上芽植物，地面芽植物，隐芽植物，一年生植物。24生活型谱：计算某一地区或某以植物群落内各类生活型所占的百分数，并把计算结果列成图表。即为25影响树木分布的温度条件：极端温度 积温 年均温，最冷，最热月的平均温度。26积温：就是指整个生长期内或某以发育阶段内，高于一定温度度数以上的日平均温度总和。分为有效积温和活动积温两种。27有效积温：从某一时间段内的平均温度减去生物学零度，将其差值乘以该时期的天数。28活动积温：从某一时间段内的平均温度减去物理学零度，将其差值乘以该时期的天数。29水分对树木生长发育的影响：大气降水是影响森林植物水因子的主要方面。生长期内的降水量与树木的直径生长呈正相关。降水对树木生长的影响，还取决于降水的强度和持续时间，同样的降水量，强度小些，降水时间长些，其效果较好。水分亏缺可引起原生质脱水，气孔关闭，叶形变小和叶片老化，从而降低光合作用的能力，最后导致生长减退。30水分条件对森林分布的影响：森林分布受最低年降水量的限制，把年降水量400作为森林与草原的分界线，大于400的地区才有森林分布。森林分布的水分界限与气温有密切联系，气候温和的地区，在400以上才有森林分布，在寒温带，针叶林可以在200的地方存在。森林是得到温度保证的湿润气候下的产物。苏联学者用降水量和蒸发量的比值作为制定森林能否存在的指标，认为该比值接近或大于1的地区才有森林分布。我国气候学家张宝堃利用干燥度划分气候类型。干燥度K是指年可能蒸发量E与年降水量P的比值，即K=EP。K1时，气候湿润，自然植被为森林。K为1.01.5时，属半湿润气候区，为森林草原区，K1.5为半干旱，干旱地区，为草原和荒漠。随着海拔升高，降水量增大，空气湿度增高，蒸发量降低，到一定高度时才有森林出现。31不同形态水的生态作用：雨： 对树木的影响，除与年降雨量和降雨季节分配有关，还与一次降雨的强度，持续时间和降雨的频度有关。对不同发育时期的苗木，降雨的生态意义也不一样。连续阴雨对树木不利，尤其在花期遇上阴雨。果实成熟前降雨量较多，将延长果实的成熟时间，薄皮的易产生裂果现象。降雨太少，又会引起落花，落果，降低种子的质量和产量。雪： 对树木既有利也有害。雪不易传热，具有保护土壤，防止冻结过深，伤害树木根系以及保护幼树越冬等作用。早春干旱地区，是少雨季节的水分的主要来源，增加土壤中的氮肥。大雪可使树木发生机械损伤。冰雹：特殊的降水，且常在生长季发生，对树木有严重的机械摧残作用。冰雹融化后虽然也能增加土壤水分，但与其危害树木的作用相比微乎其微。雨淞，雾淞： 为固体形态降水，融化后能补充土壤水分，但其也会使树木受到损害。水汽，雾，露：空气相对湿度高，可降低树木的蒸腾作用，降低森林火灾的危害，但过大则不利于树木的传粉。雾容易凝结在植物体的表面，成为土壤水分的一种来源，减少植物的蒸腾和地面蒸发，能弥补干季降水的不足。露在干旱少雨地区可占年降水量的30以上，对植物生长有相当大的作用。32树木对水分的需要随树种，树木的发育期，生长状况及环境条件而异。常用蒸腾强度来表示。33蒸腾系数：在植物生理学中，常常利用植物每生产1g干物质所需的水分来表示其需水量，称为34按照树木对水分的要求，可区分为耐旱，湿生，和中生树种三类。耐旱树种：长期在干旱条件下生长，能忍受较长时间的水分不足而能维持正常生长发育的树种。湿生树种：能够在土壤含水量很高，甚至水分过多的潮湿环境中生长的树。中生树种：生长于中等水湿条件下，不能忍受过干或过湿条件的树种。34旱涝危害及树木对旱涝的适应：旱害及树木对干旱的适应：A.旱害：水分亏缺是树木时常受到的一种威胁，大气和土壤干旱，会降低树木的各种生理过程，影响其生长，产量和品质。降低体内合成酶的活性，使树木体内能量代谢紊乱。破坏体内水分的平衡，幼叶在干旱时向老叶夺水，加速叶片老化。还会引起落花，落果或者果实变小，品质和产量降低。 B.树木对干旱的适应：耐旱树种通常具有形态和生理的适应特征：根系发达，高渗透压，具有控制蒸腾作用的结构或机能。叶形小，退化为鳞片叶，有发达的角质层，蜡层或绒毛，气孔下陷或气孔数目减少等。涝害及树木对水分过多的适应：A 过多的水分会破坏树体的水分平衡，严重影响树木的生长发育。淹水情况下，使土壤严重缺氧，导致根系呼吸作用减弱，长期下去会窒息死亡。水分过多，抑制了好氧细菌的活动，促进嫌氧细菌的活跃，使土壤中有机物质分解和养分的释放变慢，并造成土壤中甲酸，乙酸，草酸，甲烷等的大量积累，从而阻碍根系呼吸和养分的释放，使根系中毒，腐烂。B 树木对水分过多也有一定的适应，如根系不发达，分生侧根少，根毛也少，根细胞渗透压低，叶片大而薄，栅栏组织不发达，角质层薄或缺，气孔多而敞开。有些湿生树种的茎组织疏松，也有些树种着生板状根或气生根，有利于气体交换。35.大气：指地球表面到高空1100km或1400km范围内的空气层。36氧及二氧化碳的生态意义：二氧化碳是光合作用的主要原料，又是植物体物质组成的主要成分，树木的光合作用强度与二氧化碳的浓度密切相关，随着空气中二氧化碳浓度的增高，光合强度也随之增大，增加二氧化碳的浓度就能直接增加植物的生长量，这一措施被称为CO2施肥。大气圈是CO2的主要畜库和调节器。溶解在海洋中的CO2是另一个畜库。比大气约高60倍。大气中CO2含量的不断升高，将引起全球性的温度上升，并伴有各种不良的生态影响，这已是全球生态学家十分关注的问题。氧气是植物呼吸的必须物质，也是植物光合作用的产物，植物在光合作用中每吸收44g二氧化碳就放出32g氧气。大气中的氧气还有少部分来源于大气层中的光解作用。即在紫外线的照射下，水汽被分解成为氢和氧。氧在植物环境中还参与岩石，土，水所发生的各种氧化反应。大气中还有一种氧的变态臭氧。它能吸收紫外线，使生物免受紫外线灼伤。37大气污染：指人为排放的有害物质进入大气后，其数量超过了大气及其它生态系统的自净能力，破坏了大气中原来成分的物理，化学和生态的平衡体系。恶化大气质量，伤害生物，影响人类健康的现象。38大气污染对树木的危害及树木的抗性：危害：A酶的活性，细胞质的新陈代谢受到破坏，改变细胞膜的透性，叶子脱绿变黄，变褐，从而影响树木的生长发育。B还表现在：抑制光合作用，树木生长减弱，结实量降低，质量变劣，对病虫害的免疫和抵抗能力将大大减弱。 C酸雨造成强烈的腐蚀，树木的嫩枝，叶片被酸腐蚀而枯萎，并大量落叶。抗性：叶片的栅栏组织和海绵组织的比值与树种的抗性有一定的正相关。测定树木对大气污染抗行的强度，主要有三种方法：A野外调查：在相似的污染环境下，调查不同树种所伤害的差异程度，并确定抗性等级。B定点对比栽培法：是在一定地点栽种若干树种，经过一定时间天然熏气后，按各树种所受伤害的差异，确定抗性强弱。C人工熏烟法：把试验的树种置于熏气箱内，用化学方法制造有毒气体，并控制进出口气体的流量，使箱内达到所要求的浓度，经过一段时间后再比较各树种受害的程度，以确定其抗性强弱。树木对有害气体的抗性程度可分三级：级抗性强，级抗性中等，级抗性弱。39优良的监测种应具备以下特点：受害症状明显，干扰症状少。生长期长，能不断发出新叶。栽植，管理和繁殖容易。有一定的经济价值和观赏价值。40风的生态作用：直接影响：风媒，风折，风倒和风拔等。间接：制约和影响环境中的温度，湿度和CO2的浓度。对树木生长的影响：强风降低树木的生长量，使树木趋于矮化，因为风能减少大气湿度，破坏正常的水分平衡，从而使所有器官都小型化，矮化和旱生化。对树木形状和解剖构造的影响：风力越大，树木就越矮小，基部粗大，树干尖削度也大。强风作用下，树木迎风的芽枯死，在背风面枝叶继续发育，整株树木或是偏冠，或是树冠集中于树干的一侧，从而形成偏冠至旗状树冠，并使树干偏心，根系更多地向与风向相反的方向发展。风对树木的机械损伤：A强风作用下，一些浅根性树种能被连根刮倒，这种现象称为风倒。B一些受病虫危害的生长衰退的，老龄过熟林木，能被强风吹折树干，这种现象称为风折。风对树木繁殖的影响：主要表现在风媒和风播两个方面考核要求1识记：光补偿点，光饱和点，阳生叶，阴生叶，光周期现象，树种的耐荫性，阳性树种，耐荫树种，中性树种，节律性变温，温周期现象，物候，物候期，生理干旱，生活型，生活型谱，有效积温，活动积温，干燥度等概念。2领会：阳生叶与阴生叶的差异；温度对树木的影响；与温度有关的危害及树木对不利温度的适应；不同形态水的生态意义；旱涝对树木的危害；氧及二氧化碳的生态意义；风对树木的生态作用。3简单应用：光周期对植物开花的影响；水分对森林分布的影响；确定树木对大气污染抗性的方法。4综合应用：生产中提高光能利用率的途径；树种对干旱和水分过多的适应特性；树种耐荫性的类型及鉴别方法。第三章 森林与土壤，地形因子1土壤：是岩石圈表面能够生长植物的疏松表层，是生态系统中生物和无机环境相互作用的产物，也是生态系统中物质与能量交换的重要场所，并提供植物生命活动所需要的矿质元素和水分。2母岩，土层厚度对树木的影响：土壤是由母岩风化而形成的。母岩不同，土壤的物理，化学性状也存在着较大差异。岩石可分为岩浆岩，沉积岩和变质岩三大类。母岩通过土壤强烈的影响着森林的树种组成和林木的生长发育。土层厚度经常是影响森林生产力的重要因素。它影响土壤水分，养分的总贮量和树木根系的空间分布范围。土层厚度主要取决于地形条件，坡度，坡向和坡位等方面。坡度大，土层薄。3土壤的物理形状对树木的影响。土壤质地与结构：A土壤由固体，液体和气体组成的三相系统。其中固相颗粒是组成土壤的物质基础。B土壤质地：根据土壤粒径的大小可以把土粒分为粗砂，细砂，粉砂和粘粒。这些不同大小颗粒的组合百分比就称为土壤质地。其中粘粒的含量对土壤肥力的影响最大，可以保持养分不被淋融，从而维持土壤肥力。C根据土壤质地，把土壤分为砂土，壤土和粘土三类。砂土通气透水性强，蓄水保肥能力差，多形成干燥贫瘠的土壤条件。粘土结构紧实，保水保肥能力强，但通气透水性差，易造成湿时粘干时硬的土壤条件。壤土既不太松也不太粘，通气透水性良好，且有一定的蓄水保肥能力，是林木生长比较理想的土壤。D土壤质地的不同，影响着林木根系的发育，树种的分布也与土壤质地有一定的关系。F土壤结构：是指土壤颗粒的排列状况，如团粒状，片状，柱状，块状，核状等。其影响着土壤中固，液，气三相的比例，影响着土壤供应水分，养分的能力。影响着通气和热量状况以及根系在土壤中的穿透状况。具有团粒结构的土壤是结构良好的土壤。土壤水分和空气：土壤内水分和空气的多少与土壤结构和质地密切相关。树木的良好生长，既需要有足够的水分，又需要有适量的空气。A土壤水分不仅为树木本身不可缺少，而且树木生长所需的养分也只有溶于水中才能被吸收。土壤水分的增加有利于矿质养分的溶解和移动，但土壤水分过多或过少都会影响树木的生长。B土壤空气也是树木生长发育的重要影响因素，其不仅影响树木的呼吸及生理机能，而且还影响土壤微生物的种类，数量和分解活动，从而间接的影响树木的营养状况。最好是土壤具有一定的通气性，使好氧分解于嫌氧分解同时进行，既有利于腐殖质的形成，又使树木有有效养分可以利用。土壤温度：对树木的生长有密切关系。土温直接影响着种子萌发和扎根出苗。根系生长最适土温一般为2025。土壤温度不仅影响着根系的形态和生长发育状况，而且还影响着根系的呼吸和呼吸能力。通常根的吸收能力是随着土温的降低而减弱。4 土壤化学性状对树木的影响：土壤酸碱度：A土壤酸碱度对土壤养分的有效性有重要影响，因为它与溶解度和分解度有密切关系。B对土壤微生物的种类，繁殖与活动均有很大影响，在酸性土壤中细菌的数量显著减少，而真菌则明显增加。C直接影响着树木的生长，pH值低于3或高于9，多数树种根细胞原生质将严重受害。根据森林植物对土壤酸碱度的反应，树木可分为4类：酸性土树种，pH6.5，钙质土树种，pH7.5，中性土树种, pH6.57.5，盐碱土树种土壤有机质：A是土壤的重要组成部分，包括非腐殖质和腐殖质两大类。前者主要是碳水化合物和含氮化合物，后者主要是胡敏酸和富里酸，是树木营养的重要碳源和氮源，其保水保肥能力都超过粘粒。B土壤有机质能改善土壤的物理结构和化学性质，有利于土壤团粒结构的形成，并吸附一定量的钾，免于淋失，从而促进树木的生长和对养分的吸收。土壤矿质元素：树木在生长发育过程中，需要不断的从土壤中吸收各种营养元素，包括大量元素，如N、P、K、S、Ca、Mg、Fe，及微量元素，如Mn、Zn、Mo等，其中NPK是土壤中最容易缺乏的元素。树木所需的无机元素来自矿物质和有机质的矿物分解。按照树种对土壤养分元素的适应，一般可分三类：耐瘠土树种，喜肥土树种，中等土树种。5 土壤微生物对树木的影响：土壤微生物的生态作用：A数量相当庞大，种类也相当复杂，他们使有机质分解，释放出养分，促成了养分的循环，土壤有机质转化过程包括两个方面：一是土壤有机质的矿质化，另一方面是土壤有机质的腐殖化。B土壤中某些真菌还能与某些高等植物的根系形成共生体，称为菌根。植物供给菌根以碳水化合物，菌根帮助根系吸收水分和养分。C土壤微生物对土壤肥力和植物营养也有不利的一面，如某些微生物是引起植物治病的重要病源菌，还有些微生物的分解活动所产生的有毒物质，或还原物质对植物生长有害。固氮微生物：氮素是很重要的营养元素，其大部分来自空气，另一部分则来自死地被物的分解。根瘤菌与许多豆科植物的共生固氮作用是大家熟悉的，许多非豆科的植物也形成固氮细菌的根菌。如罗汉松，胡颓子，苏铁，银杏等。还有一些产生叶瘤的固氮植物。低温和高温，光照，土壤的通气性，土壤湿度都影响根瘤的形成和固氮能力。菌根真菌：A土壤中的真菌有的能和树木的根系共生，即菌丝体侵入根的表层细胞壁或细胞腔内，形成一种特殊的共生固氮结合体，称为菌根。菌根的类型：外生菌根，内生菌根，和内外兼生菌根。6 固氮细菌和菌根真菌对树木的影响：土壤中有些游离的细菌，如固氮菌，能固定空气中的氮，使之进入土壤溶液为植物根系所吸收。土壤内有机质含有较多的氮，但其不能为植物直接吸收利用，只有通过细菌或真菌的分解才能被林木所利用。树根与组成菌根的真菌之间共生互为有利，因为菌根可以扩大根的吸收面积，提高根的吸收能力，增加水，养分的供应，而真菌本身也只有根的存在才能生长的更好。有些菌根真菌还能产生抗生素，保护幼根免于寄生物的侵染。菌根真菌通常要求在土壤结构和通气良好，土壤水分适中的情况下才能旺盛生长。7提高森林土壤肥力的措施：土壤肥力：是土壤最基本的特征，是指土壤在植物生活的全部过程中，同时而不间断的供给植物以最大量的有效养料及水分的能力。已形成粗糙死地被物的林地，应进行疏伐，适当透光，以提高林内温度，增强土壤微生物的分解活动。条件允许，还可以施石灰，以中和土壤酸性，促进微生物活动，加速死地被物分解，形成腐殖质。板结或酸性太强的土壤，可翻松土壤，使有机质混合，或施石灰，以改善土壤通气条件和减低酸性，促进微生物活动，加速分解作用，死地被物积累过厚，土壤酸度又过高的情况下，可采取控制火烧的办法，以导致硝化作用。森林采伐或抚育间伐后，应把粗大的枝梢截成细段，散放与林地，使之接触土壤，减少蒸发，有利于微生物活动。营造混交林，使林分内形成柔软死地被物，提高土壤肥力。集约经营的林分应加强土壤管理，沼泽或地下水位高的立地要开沟排水，在坡地上修筑土埂，进行培土，以防止水土流失。经济林，应进行施肥，以保持土壤肥力，并定期进行除草，松土，培土，扩穴等土壤管理措施，以改良土壤结构，提高与维持土壤肥力。保持林内的死地被物，禁止人为搂掉枯枝落叶，以免破坏森林内的养分循环。8地形及其基本类型：地形：是指地球表面的形态特征，在一定的地质，历史条件下，由内营力（造山，造陆运动）和外营力（流水和风的剥蚀）的共同作用形成的，表现出一定的外貌形态，人们就把这些不同规模和不断变化着的起伏系统称为地形，或称地貌。陆地地貌类型，通常分为：平原，山地，丘陵，高原和盆地五种。 按地形要素的范围大小，划分为：巨地形，大地形，中地形，小地形和微地形等五个等级。9巨大地形对森林的影响： 绵延的山脉和高耸的山峰是气团活动的障碍，影响着大气环流和气团的进退，使热量，水分和风等主要气候要素按地形结构而重新分配，从而影响气候，土壤和森林植被的生长与分布状况。我国气候上和植被上重要的天然界限，北有阴山，中有昆仑山和秦岭，南有南岭。秦岭使我国亚热带和暖温带的天然界限。山脉的走向对降水的影响叶很大，山越高，山体越大，越完整，对气团的屏障和抬升作用越大，山脉两侧的气候和植被差异也越大。河流对气候与植被的影响主要决定与河流的宽窄曲直，通直宽阔的河流有利于海风从河口吹向内的，河流越宽越直则影响越大，范围也越广。10山地地形因子对森林的影响：是间接的生态因子，很多地形因子通过影响光照，温度，雨量，风速，土壤等，而对森林植物的生长和分布产生影响。海拔高度：对热量条件垂直变化有明显的影响。海拔高度增加，空气湿度和降水量也随之增加，在高海拔地区常因温度低，湿度大，土壤微生物活动受阻，有机质分解慢而积累较多，淋容和灰化过程加强，土壤酸度较高。不同的海拔高度分布着不同的森林植被。坡向：不同的坡向因太阳辐射强度和日照时数有别，从而使不同坡面上水热状况和土壤理化性质有较大差异。习惯上把南坡称为阳坡，北坡称为阴坡，东坡称半阴坡，西坡称半阳坡。不同坡向的温，湿度条件还因主风方向的不同而变化。在水分得到保证的湿润条件下，树木的生长南坡优于北坡，但在水分经常缺乏的地区，南坡树木的生长则较北坡差。同一树种或森林类型的垂直分布，在北坡常低于南坡。坡位：通常被划分为上坡，中坡和下坡三部分，有时也分为山脊，上坡，中坡，下坡和坡麓等五部分。从山脊倒坡脚，坡面所获得的阳光不断减少，土壤亦由侵蚀向堆积过渡，土层厚度，有机质含量，土壤含水量和各种养分的含量都随之逐渐增加，整个生境朝着阴暗，湿润和肥沃的方向发展。坡度：通过太阳辐射和日照时数，从而引起气温，土温和其它生态因子的变化。还是决定水土流失强度的重要因素。分为平坦地5，缓坡615，斜坡1625，陡坡2635，急坡3645，险坡45六个等级。一般的说，平坦地土壤深厚肥沃，宜于农作和一些喜湿好肥的树种生长，在斜坡上，土壤比较肥沃，排水良好，为林木生长理想的地区，陡坡土层浅薄，石砾多，水分供应不稳定，林木生长较差，林分生产力低，在急险坡上，常常发生塌坡和滑坡，基岩裸露，林木稀疏或低矮。考核要求1识记：土壤质地，土壤结构，土壤反应，菌根，土壤肥力等的概念，菌根的种类，地形及其类型。2领会：母岩，土层厚度对树木的影响；大地形度森林的影响。3简单应用：固氮细菌和菌根真菌对树木的影响；土壤物理性状和化学性状对树木的影响4综合应用：提高森林土壤肥力的措施；山地地形因子对森林的影响。第四章 森林与动物因子1森林里的动物按食性可以分四类：植食性动物，肉食性动物，杂食性动物，腐食性动物。2保护森林动物的意义：动物作为森林生态系统的组成部分，与植物，石油，煤炭，水一样是人类生存和发展的重要资源。森林动物对人类的作用是多方面的：首先，它在维持自然生态系统平衡中起着不可缺少的重要作用，系统的物质循环，能量和信息的传递也是在动物的参与下才得以完成的。其次，动物为人类提供了巨大财富，如给人类提供肉，皮等副产品。第三，农林业生产中常常发生虫害，兽害等，而许多森林动物会捕食那些有害动物，从而控制森林病虫害的发展。第四，野生动物还可为畜牧业提供新物种和为改良现有品种提供优良的种质资源。此外，许多野生动物还是仿生学的研究对象。3不同森林类型的地上动物特点及分布结构：主要是森林鸟兽，其种类，数量受自然环境条件影响较大。热带森林动物组成的复杂性，表现在具有许多特有的科，属，种。种类虽多，但同种个体数却较其它森林群落少。热带常绿阔叶林动物类群种类组成的多样性，仅次于热带森林，自然条件优越，植物繁茂，为动物提供了丰富的食物和良好的隐蔽条件，并保留一些古老的类群，其类群多数种类与热带森林动物共有，也混杂有温带动物，具有明显的过渡性。温带地区季节变化明显，森林植被组成简单，动物种类较亚热带森林少，但同种个体数量比热带森林多的多，优势现象明显，春季大批侯鸟入境，冬季，有些鸟类和昆虫向南迁移，不迁移的进行蛰伏和冬眠。 分布结构：森林植物有垂直和水平分布特征，栖息在森林种的动物为获得相应的食物以及休养生息的场所，也具有成层分布现象，即垂直结构，成层分布可使动物充分利用环境，产生更高的生物量。森林植物在水平方向上的分布形成斑状分布，动物也相应具有水平分布不均匀的特征，这表现出不同动物类群常喜欢栖息于一定的森林环境中。4森林土壤动物类群：主要由无脊椎小动物组成。小型的包括原生动物，线虫类，轮虫类。中型的包括许多土壤昆虫，螨类，千足虫类，蜗牛类，蛞蝓类等。大型的包括蚯蚓，爬行类，啮齿类等。森林中的土壤动物有成层分布的现象。在江苏南部的森林土壤中，土壤动物的栖息地均以A1层（腐殖质层）为主，其次A0层（枯枝落叶层）或A2层（淋容层），其他层次较少。在吉林东部A0层最多，随着土壤深度的增加，土壤动物的种类，数量递减，并越往下减少的速度越快。5动物对森林的影响：动物对森林的有益作用：A对森林土壤的影响：无脊椎小动物数量庞大，是土壤中最积极，最活跃的成分，他们于土壤微生物一起对枯枝，落叶，落花，朽木及动物一体进行粉碎和分解，不断的活动，既改善了物理性质，又提高了土壤的肥沃性。另外，鹿，野猪，山羊等野兽及鸟类的排泄物可以增加土壤肥力。B对森林更新的影响：对植物的开花结实，种类繁衍，植物进化也作出了很大贡献。开花时的传粉过程是靠动物完成的。许多林木种子靠动物传播。动物对森林的有害作用：A以林木种子为食。B对森林生长大于的危害，有些鸟类喜食树木的幼芽，嫩枝和花序。C传播疾病。动物之间的食物关系对森林的良好作用：许多肉食性鸟兽，能消灭危害林木种实和幼苗幼树的动物，大量的寄生性昆虫，捕食性昆虫等肉食性昆虫也是害虫的劲敌。森林土壤动物在物质转化和能力流动中起着非常重要的作用。6调节森林动物的措施：对森林中动物的数量的调节是林业，狩猎业和自然保护工作共同关心的问题。国家明文规定的濒危，珍稀动物应积极加以保护，使之迅速繁殖，有节制的捕猎一些有害鸟兽以保护有益鸟兽是十分必要的。合理调节森林植物与动物之间的关系是营林工作的一项重要内容。通过采伐亦可调节林内动物数量，即使进行抚育间伐和主伐，彻底清除采伐剩余物，可大大减轻森林病虫危害。在林中适当放牧，可抑制林下杂草灌木的过分繁茂，牲畜粪便还可增加肥力。但过渡放牧会使土壤板结，影响林木生长。重视对病虫害的生物防治，利用有害动物的天敌，开展以虫治虫，以菌治虫。另外，还可以用益鸟来控制森林害虫。用招引益鸟的办法，在树上悬挂人工鸟巢，在林内有意的设置水池供鸟兽沐浴和饮水，可大大增加鸟兽数量。考核要求1识记：不同森林类型地上动物的特点和分布结构，森林土壤动物的重要类群。2领会：保护森林动物的意义3简单应用：简述动物对森林的影响4综合应用：调节森林动物的措施第五章 种群生态学1种群：在一定的时间和空间范围内，由同种个体组成的个体群。2自然种群的三个基本特：A空间特征，即种群具有一定的空间分布格局特征和分布范围。B数量特征，每单位面积上的个体数量并随时间而变动。C遗传特征，种群具有一定的基因组成，以区别与其它种群。3种群生态学：研究种群内各成员之间，与其它种群成员之间，以及与周围环境中的非生物因素之间的相互关系及其规律的科学。它十分注重三个问题：A种群密度和大小的变化B种内种间关系 C由种进化为新种的自然选择和适应。4种群的基本特征：种群的密度：指单位面积或体积内种群的个体数目。在种群生态学上，密度不是按种的分布区计算，而是依据其在分布区内最适生长的空间计算，这种密度称为生态密度。而把全分布区内的平均密度称为粗密度。影响种群大小或密度的因素：A种群的繁殖特性，B种群的结构，C物理环境因子,D种内和种间的关系，以及种内遗传变异和自然选择等。种群年龄结构：是指种群内各个个体的年龄分布状况，用各个年龄级的个体数在整个种群个体总数中所占的百分比表示。年龄结构越复杂，种群的适应能力越强。种群的年龄结构可以是同龄结构或异龄结构。人工林多数是同龄结构，而天然林以异龄结构较多。植物种群中个体的年龄通常可划分为四个生活时期：休眠期，营养生长期，生殖期，老年期。种群年龄结构类型：增长型，稳定型，衰退型。性比：指一个种群的所有个体或某年龄级的个体中雌性与雄性的个体数目的比例。5种群中个体的空间分布格局：分布格局，受种群特性，种群关系和环境条件的综合影响而决定。一般可分为三种类型：随机分布： 分布完全和机遇符合，或者说每个个体的出现都有同等的机遇，任一个体的出现与其它个体是否存在无关。这种分布在自然界中并不普遍，只有在生境条件比较一致的条件下，或某一主导因子成随机分布时，才会引起种群的随机分布，依靠种子繁殖的植物，在初侵入到一个新的地方时，常常呈随机分布。均匀分布： 或称规则分布，即种群内的各个个体之间保持一定的均匀距离，在自然情况下均匀分布极为少见，大多数为人工群落。集群分布： 或称团状分布。种群个体的分布极不均匀，常成群，成簇，成团状，且各群的大小，群间的距离，群内个体的间距等都捕相等，是自然界中最广泛的一种类型。集群分布的成因主要是：A种群的繁殖特性或种子的传播方式。B环境差异C种内，种间的相互作用。集群分布的有利方面：A具有保护作用B有利繁殖 C增加个体间基因交流，丰富遗传多样性 D有益的种内竞争，使该种群在种间竞争种处于有利地位。E分工与协作。不利方面：加剧种内竞争；导致环境恶化；疾病传播等。同一种群的分布格局并不一定不变，有些种群在不同发育阶段可能有不同的分布格局。7 影响种群大小的主要因素，由四个参数决定：出生率，死亡率，迁入率和迁出率。在自然条件小，树木个体迁移的可能性极小，种群数量只与出生率和死亡率有关8 出生率：或称繁殖率是衡量生物产生新个体能力的指标，常以单位时间内出生的新个体数占初始种群个体总数的百分率表示。出生率分为两种：A最大出生率，亦称绝对或生理出生率，指种群处于理想条件下无任何生态因子限制，繁殖只受生理因素决定的出生率。B生态出生率或实际出生率，指种群在有限制因子的特定环境条件小的出生率。9死亡率：指种群在单位时间内死亡的个数与初始个体数之比。分为最低死亡率和生态死亡率，A最低死亡率使指在最适条件下的死亡率，由种群生理寿命所决定，