森林生态学精品课程-第4章

1、第四章生态因子-风、土壤和火，第一节风因子，第一节风因子，第二节风对植物的影响1。风载播种：许多优势森林树种依靠风来授粉。许多树种的种子是靠风传播的，如落叶松、枫树、榆树、桦树、杨树、柳树等。第1节风因子2。风对植物形态和生理活动的影响生理活动：加速植物的蒸腾作用：生长在干燥风力条件下的植物有较小的植物。长期的单向风会使树木长成旗冠。第一节风因子3。风的破坏力超过10米/秒，这对树木是毁灭性的。如果风停了，风就停了。第一部分是风因素，第三部分是风对生态系统1的影响。物质气体循环的主要动力。携带污染物。通过顺风和挡风干扰生态系统。第一部分是风因子，第四部分是森林群落的防风效应，第一部分是风因子、

2、植被建设与保护系统、灌木保护系统、稀树草原工程、防护林建设，第二部分是土壤因子，第一部分是森林土壤的概念：土壤是风化、腐殖化及其产物在地壳表面运动形成的松散部分。森林土壤是在森林植被下产生和发展的土壤。森林土壤有三种其他土壤没有的土壤形成因素：森林死物体、树根和依赖森林生存的特殊生物。第二节土壤因素第二节土壤物理性质和树木生长第一节母岩厚度和土层第二节母岩对树木生长的影响。林木的生长受土壤的影响。例如，花岗岩上发育的土壤为砂质壤土或壤土，具有良好的渗透性和微酸性反应。石灰岩上发育的土壤为中性至微碱性，质地细腻，为侧柏。通过根系自身的特性影响根系的生长。例如，母岩的解理影响根系的延伸。在第二部分

3、，土壤因素和土层厚度影响森林的组成、结构、树木生长和森林生产力。例如，在云南中甸云峰山，薄土层是落叶松，而厚土层是落叶松和麻栎的混交林。在中国北方，浅层土壤为油松，稍厚的土壤为辽东栎和蒙古栎。深层土壤中有椴树、白蜡和槭。第2节土壤因素(2)土壤质地和结构1。土壤质地：组成土壤的矿物颗粒的相对含量，即砾石、沙子、淤泥和粘土。根据质地，土壤可分为沙、壤土和粘土。沙土：疏松，透气性和透水性好，保水保肥性差，适宜耕作。粘土：粘结性强，透气性和透水性差，保水性和保肥性强，湿时粘，干时硬。壤土：更合适。不同质地的土壤在养分、保水和通气方面存在明显差异，这影响了森林根系的生长和分布。第二节是土壤因素，2。土

4、壤颗粒在土壤结构中的排列，如粒状、片状、柱状、块状和有核状。集料结构是森林生长的最佳土壤结构。(3)土壤水分和空气水分的缺乏影响幼苗的存活和树的高径生长；过量的土壤水分，尤其是高地下水位，将导致土壤中O2的缺乏，这将阻碍根系呼吸和吸收养分。在土壤中，植物根系、动物和微生物的呼吸以及有机物的分解不断消耗O2并释放CO2，导致土壤空气中O2减少，CO2增加。第2节土壤因子(4)土壤温度1。影响根系的温带植物，在2 5之间；在温暖地区，它只能生长在10以上。2.影响根系对矿质营养和水分的吸收。第2节土壤因素第3节土壤的化学性质和树木的生长(1)酸碱度1。土壤酸碱度的影响影响矿物元素的有效性和微生物的

5、活性。例如，当酸碱度小于6时，固氮细菌的活性降低；当酸碱度高于8时，硝化作用受到限制。影响植物的生长。当酸碱度小于3.5或大于9时，大多数植物根细胞的原生质被破坏。针叶树tr第2节土壤因子(2)土壤养分元素1。土壤营养元素的来源：矿物风化；土壤有机质；生物固氮。2.营养元素的维持和释放土壤营养元素主要保存在有机碎屑、腐殖质和不溶性无机化合物中。植物吸收的养分主要是土壤胶体颗粒和土壤溶液中的盐类吸收的营养元素。土壤有机质土壤有机质由植物、动物、微生物残体、分泌物、排泄物及其分解产物组成。森林植物凋落物是土壤有机质的主要来源。垃圾的堆积形成了死覆盖层。第二节土壤因素第五节土壤生物学土壤微生物是指土

6、壤中的细菌、放线菌和真菌。其中，细菌最多，其次是放线菌和真菌最少。微生物的能量和营养来源是植物垃圾、动物残渣和排泄物，以及动物和植物的分泌物。各种有机物从植物根的顶部分泌出来，根冠细胞不断脱落和更新。这些物质富含糖和蛋白质，细菌最适合生活在这个范围内。第二节土壤因素和土壤微生物的作用：1。微生物残留物增加了有机物；2.参与土壤生物的腐殖化和矿化；3.固氮和共生；4.细菌和真菌构成了腐生食物链的营养水平。5.一些细菌和真菌是森林疾病的根源。第二节土壤因子(2)土壤动物(略)(3)树根(1)树根的功能：增加下层土壤中有机质和阳离子交换量，促进土壤结构的形成。细根的周转率很高。根腐后留下许多孔隙，有

7、利于土壤通气，有利于重力排水。根系分泌物和根系周围的微生物可以促进矿物和岩石的风化。第2节土壤因素2。根际：指微生物种群和物种受根影响的那部分土壤。根向周围的土壤中分泌碳水化合物、维生素和氨基酸，这大大增加了根皮生物的数量。根际微生物含有大量固氮菌。一些根际微生物可以分泌生长调节剂，促进根的生长。第二节土壤因子六。森林管理和土壤收获对土壤的影响。土壤损坏2。对土壤稳定性的影响。土壤有机质和养分的流失及化学性质的变化。土壤温度的变化。土壤物理性质的变化。合理的森林管理活动可以改善土壤理化性质，提高肥力水平。沙漠绿洲带1。首都圈3。草原地带2。农牧交错带。毛乌素沙地南缘榆林沙区治理模式，首都圈重点

8、提高植被覆盖率，城区：地表绿化硬化，郊区：调整农业结构，发展高效生态农业，周边地区：退耕还林还草，增加植被覆盖率，节约水资源，恢复生态。44个县市60000平方公里，3300万人口，内蒙古乌盟荒漠绿洲生态农业模式、草方格沙障、和田绿洲、覆膜水稻、荒漠葡萄园、土地利用调整优化“一进一退两还三”模式，内蒙古科尔沁“小生物圈”调控发展模式，以农牧交错带退耕还林还草为重点，甘肃定西“多系统整合”模式，中国大兴安岭北部的火循环周期为110 120年；在南方30 40年。有些植物适应性强，甚至依赖火。如松树、栎属和杜鹃花科。动物对火也有很强的适应性。燃烧有时有利于植物的生长。火灾影响植物群落的组成和演替。

9、火促进生态系统中的能量流动和物质循环。第三节火灾因素二森林火灾的类型和发生条件森林火灾的三要素森林火灾的发生需要可燃物、燃烧器和火源。可燃物：由生物量积累，主要包括地上的枝、茎、叶；地下根系；死去的物体；土壤中的泥炭层；森林管理活动的遗迹。助燃剂：氧气。火源：人为或自然火源。还需要合适的气候和气象条件。第三节火灾因素森林火灾的类型森林火灾的时间、强度和速度通常用于区分森林火灾。森林火灾发生时间：指能量在特定地点释放的时间。森林火灾强度：指内林火灾单位面积或长度释放的能量。速度：指森林火灾发生后向外蔓延的速度。根据森林火灾的燃烧位置、强度、速度和危害程度，森林火灾可分为三种类型。第三节火灾因素，

10、林冠火，地表火：火沿林地表面蔓延，主要燃烧死物体和林下植物，也可燃烧森林的干基和裸露根系。地下火：林地腐殖质层或泥炭层燃烧的火。地球表面只有烟雾，几乎看不到火焰。在第三季度，森林火灾可以根据其燃烧和面积分为不同的等级。大面积森林火灾约占火灾总数的1% (0.2 2%)，但其燃烧面积占30 70%，造成的损失占90%。第三节根据森林火灾是否得到控制，将火灾因素分为火灾和非火灾。用火是森林经营的一种措施和手段，它由人控制，在指定的地点安全使用，以达到预期的经营目的和效果。第3节火灾因素，第3节火灾对土壤的影响(1)对物理性质的影响1。含水量：它有两个影响，一个是破坏植被，减少蒸腾和造成林地的沼泽。

11、第二，粗粒土的保水能力差，其含水量取决于凋落物和腐殖质的数量，燃烧后变得干燥。第三部分是火灾因素，2。土壤温度的短期效应：温度在短时间内急剧上升。土壤具有隔热的特性，透热能力有限。这对保护土壤中的植物繁殖体非常重要。表层达到350 900，而5 10厘米土层的深度只有100。长期影响：提高土壤温度。黑土吸收更多的太阳能；土壤表面的垃圾减少，促进热量向下层传导。土壤温度的升高可以促进凋落物的分解，提高土壤肥力，促进繁殖体的萌发，增加草食动物的食物和营养价值。(2)化学性质的变化(1)酸碱度燃烧后留下的灰烬含有大量可溶性碱土金属氧化物，可快速合成碳酸盐，碳酸盐与碱度反应，使土壤酸碱度升高。在芬兰，

12、燃烧后的酸碱度增加了2 3个单位。对下层的影响较小，但影响结果可以长期保持。第三节，火灾因素，2。土壤有机质大大减少了土壤表面的死物质和有机质。它对深层土壤中的有机质影响很小。土壤表层有机质的流失程度与着火的时间、强度和可燃物的湿度有关。第三节，火烧因素、养分含量和有效性(1)火烧后，土壤表层养分元素总量减少。高温会挥发一些元素。如果温度高于300，氮挥发；当温度高于500时，钾挥发。许多其他元素也会随着烟雾离开火区。(2)增加有效养分含量。有机物中所含的植物不可利用的营养转化成可利用的形式。它有利于森林植物的生长。第3节火灾因素(3)对土壤生物的影响表层的一些动物将被烧死，而深层土壤中的一些

13、生物将存活下来，它们的数量将在接下来的几年中恢复。火对土壤生物的影响与火的频率有关。(1)火常伴有降雨(2)地表径流的增加易造成土壤侵蚀(3)森林蒸腾作用减弱，林地易沼泽化，粗粒土易干燥。第3节火灾因素5。火对植物的影响和植物的适应1。火灾对植物的影响森林火灾后，林地覆盖稀疏，光照条件改善，土壤中可溶性养分增加，促进植物开花结果。2.促进晚熟果实开裂，有利于种子扩散。如油松。3.促进种子发芽。变暖；种子被蜡油熔化以促进吸水；种子直接接触土壤表面。第3节火灾因素(2)火灾对植物群落的影响1。群落组成的变化：耐火物种增加，耐火物种减少。2.改变森林年龄结构的层次性：使群落的层次结构单一化。3.火灾改变了社区的稳定性，有时使相对稳定的社区变得不稳定，而频繁的火灾燃烧使原本不稳定的社区变得稳定。第3节火灾因素(3)植物对火灾的适应1。植物对火的适应类型：奥德姆将依赖火或耐火的物种分为两种类型：重新萌发型和大量的火灾后结果型。2.植物对火的适应性特征：形成耐火树皮：兴安落叶松树皮可达20厘米厚。在火的刺激下，它会促进分生组织的分裂并