森林生态学复习要点.docx
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森林生态学复习要点
森林生态学复习要点
森林生态学复习要点 第一章绪论 概念：
1．生态学：
研究生物（organism）及环境（environment）间相互关系的科学。
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。
它包括岩圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。
3．森林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。
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郁闭度指标：
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面积指标：
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。
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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。
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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 了解森林、环境的概念 掌握生态因子的作用分析、特征、能量环境 掌握光补偿、光饱和、生理辐射、以光为主导因子的植物生态类型 掌握树种耐阴性概念、鉴别方法、影响因素与温度有关的生态学概念 掌握温度对植物的生长分布影响掌握物质的环境 与水有关的生态学概念 ——以水为主导的生态因子植物类型 ——旱生植物的特点生物抵抗干旱的方式 土壤生物与植物的关系风对生物的影响生物对风的适应 了解火的类型以及火对生物的影响掌握大地型对生物群落分布的影响 森林、环境的概念与类型森林的概念：
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。
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。
森林环境：
指森林生活空间与外界自然条件的总合。
生态因子作用分析 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。
生态因子分类：
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气候因子：
光、温、水、气等。
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土壤因子：
土壤结构、理化性质等。
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地形因子：
海拔、坡向、坡位。
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生物因子：
捕食、竞争、寄生、共生等。
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人为因子：
利用、改造、破坏等。
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。
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非等价性：
生态因子的同等重要性。
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不可代替性和互补性。
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阶段性。
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直接作用和间接作用。
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。
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 太阳辐射 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。
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。
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 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：
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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 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。
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 ?
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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 温度因子 温度的地理和时间变化温度变化规律 ?
温度的时空变化规律 ?
空间变化决定与纬度、水陆分布和海拔?
时间变化有昼夜、季节和长期变化。
温度的空间变化 纬度:
影响太阳入射高度角、昼夜长短、太阳辐射量。
随着纬度增高，太阳辐射量减少，温度逐步降低。
海陆分布：
影响气团移动方向。
地形和海拔 逆温：
在对流层内，有时上层空气比接近地面的空气更暖。
形成逆温的原因：
主要是于天晴风小的夜晚尤其是冬季，地面因长波辐射强烈，大量失去热量，地面温度显著降低，以致贴近地面的空气层温度也随之冷却。
冷湖效应：
盛夏季节，于地面状况不同，空气受热程度就会出现很大的差异。
特别是陆地裸露地，当太阳光到达地面后，很容易被反射到大气中，加之地面热容量小，特别是中午前后，太阳暴晒就使得近地层上空气温度很高，成为一个―热源‖。
而湖泊或江面上空，于下面是水，阳光可以透射一部分，反射到空中的热量较少，加之水的热容量较大，这样就使得水面上空的温度相对较低，这就是我们常说的―冷湖效应‖。
冷湖效应的体现：
在陆地上，有些地方增温较快，温度较高，可以连续不断地提供水汽和上升气流。
当雷雨云团移到江河湖泊上空时，于下垫面的―冷湖效应‖，空气下沉，雷雨云团得不到上升的动力和水汽的输送，因此，它就会马上减弱甚至停止。
与之对应的就是―热岛效应‖。
heatislandeffect;effectofheatisland 一个地区的气温高于周围地区的现象。
用两个代表性测点的气温差值表示。
主要有两种：
城市热岛效应和青藏高原热岛效应。
温度的时间变化 昼夜变化 气温日变化中，最低值出现在将近日出的时候。
最高值出现在13－14时。
土壤温度变化：
土表温度变化远较气温剧烈。
土表以下温度变幅减小，一天中最高最低温度有后延现象。
至35－100cm深以上，土温几乎无昼夜变化。
季节变化 温度年较差随纬度增加而增加。
关于温度的一些生态概念 三基点温度 植物在其整个生命活动过程中所需要的温度称作生物学温度，可用三个温度指标来表示。
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最适温度：
生物生长发育或生理活动得以正常进行的温度范围。
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最低温度和最高温度：
植物生长发育和生理活动的低温和高温限度。
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合称为三基点温度。
积温：
每种植物都有其生长的下限温度。
当温度高于下限温度时，它才能生长发育。
这个对植物生长发育起有效作用的高出的温度值，称作有效温度。
植物在某个或整个生育期内的有效温度总和，称作有效积温。
温度对植物的影响 ?
对植物生长发育的影响?
变温对植物的影响?
物候现象?
温度与伤害 ?
对植物生长的影响 生长期：
树木从树液流动开始，到落叶为止的日数。
一般植物在0—35度的温度范围内，随温度上升，生长加快。
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对植物发育的影响 ?
植物种子只有在一定温度条件下才能萌发。
温带和寒温带许多植物种子，还需要经 过一段低温期，才能顺利萌发。
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低温对开花的诱导效应：
某些植物的开花结果需要一定时间低温的刺激，这个过程 称为春化过程。
如冬小麦。
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温周期现象 植物对温度的日变化和季节变化比较敏感，而且只有在已适应的昼夜和季节温度变化的条件下，才能正常生长。
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昼夜变温与种子萌发 有一些植物的种子在变温下萌发良好。
因此变温处理，有利于许多种子的有效萌发。
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昼夜变温与生长发育 较低的夜温和适宜的昼温对植物生长发育都很有利。
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物候：
季节明显地区，植物适应于气候条件的这种节律性变化，形成与此相应的植物发育节律。
物候具有纬度方向和垂直方向的差异。
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温度与伤害 ?
低温危害 1.寒害：
又称冷害，指气温降至0度以上植物所受到的伤害。
热带、亚热带植物，在气温0－10度左右就能受到寒害。
原因：
低温造成植物代谢紊乱，膜性改变和根系吸收力降低等。
2.冻害：
温度降到冰点以下，植物组织发生冰冻而引起的伤害。
原因：
冰点以下，细胞间隙形成冰晶，导致细胞失水而死亡。
3.冻举：
又称冻拔。
土壤反复冻融，使树苗被完全拔出土壤。
是寒冷地区更新造林的危害之一。
多发生在土壤粘重、含水量高、地表温度容易剧变的立地。
4.冻裂：
于昼夜温差导致树干纵向开裂。
5.生理干旱：
冬季或早春土壤冻结时，树木根系不活动。
这时如果气温过暖，地上部分进行蒸腾，不断失水，而根系又不能加以补充，导致植物干枯死亡。
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高温危害 大多数高等植物的最高点温度是35－40度。
1.皮烧：
强烈的太阳辐射，使树木形成层和树皮组织局部死亡。
2.根颈灼伤：
土表温度增高，灼伤苗木柔弱根茎，杀死输导组织和形成层。
动物对温度的适应 ?
生理性适应：
包括蛰伏、冬眠、降低细胞冰点和减少散热等。
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形态适应：
动物毛皮、羽毛、皮下脂肪冬季加厚，夏季变薄等。
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行为适应：
调节体温的短距离迁移和季节性的长距离迁移等。
温度因子在林业中的重要性 ?
温度对树木生长发育分布的影响?
极端温度对树木的危害 ?
非节律性变温对树木的危害 ?
小地形环境的温度对树木的影响?
皆伐对温度的影响 水分因子 植物对水分过多和不足的适应 植物从土壤中吸收水分，必须产生张力梯度；当土壤干燥，张力梯度减小，植物无法得到水分，植物发生萎蔫。
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持水当量：
被水饱和的土样，施以相当于1000倍重力的离心力，经10-40min后，残留水分的百分率 水生植物：
部分或完全沉于水中的植物，不使用土壤水分张力500-1000kPa土壤 中生植物：
能生长在土壤水分张力2000kPa条件下旱生植物：
能生长在土壤水分张力4000kPa条件下 植物对水份过多的适应 水生植物生活在水中，其中也包括生于沼泽中的植物。
按它们对水深的适应性不同分为沉水、浮水和挺水植物。
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高位芽植物占优势是温暖、潮湿气候地区群落的特征，如热带雨林群落。
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地面芽植物占优势的群落，反映了该地区具有较长的严寒季节，如温带针叶 林、落叶林群落。
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地上芽植物占优势，反映了该地区环境比较湿冷，如长白山寒温带暗针叶林。
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一年生植物占优势则是干旱气候的荒漠和草原地区群落的特征，如东北温带 草原。
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群落的水平结构 群落在水平方向上的空间分布格局。
镶嵌性是植物群落水平结构的主要特征。
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群落的时间格局 群落的组成与结构随时间发生有规律的变化。
随着气候季节性交替，群落呈现不同的外貌，称为季相。
群落在时间上的成层现象森林植物群落种类组成 ?
在自然环境条件下，植物群落的复杂程度和生态条件与每个群落中植物种类多少及 其数量有密切关系。
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重要值的概念 相对密度＋相对基面积＋相对频度 ?
关于植被的两种基本对立的观点：
离散的和连续的。
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离散的观点：
欧洲植物群落学的传统观点：
在一定地区，一定立地条件下会出现相互结合的各种植物组 成的一种聚组。
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连续的观点：
植物沿环境梯度的多度变化是逐渐的。
各个种沿着环境梯度的分布是互相过渡，彼此重叠，共同构成 一个连续体。
群落交错区与边缘效应 ?
群落交错区：
又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间的过渡区域。
如森林和草原之间的森林草原过渡带，水生群落和陆地群落之间的湿地过渡带。
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边缘效应：
群落交错区是一个交叉地带或种群竞争的紧张地带，发育完好 的群落交错区，可包含相邻两个群落共有的物种以及群落交错区特有的物种，在这里，群落中物种的数目及一些种群的密度往往比相邻的群落大。
群落交错区种的数目及一些种的密度有增大的趋势。
群落中的种间关系 种间关系从总的效果来说，可分为三种情况：
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有利的作用?
有害的作用 ?
没有明显效果的作用。
根据相互作用方式，种间关系可分为共生和对抗种间关系类型 ?
互利共生 两个物种之间，均从对方受益。
例如：
菌根和根瘤 昆虫与植物之间的关系往往也属于互利共生，特别在温带地区，昆虫对授粉最重要。
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偏利共生 对一种有机体有利而对另一种有机体无害。
例如：
附生植物，落叶松与水曲柳，树荫下的动植物种间关系类型 ?
非消费性的物理掠夺 如藤本或攀缘植物 ?
消费性的物理掠夺 ?
寄生是指某一物种的个体依靠在另一物种体内或体表生活的现象 如槲寄生、桑寄生科、菟丝子科、列当科植物 ?
捕食捕食者一般清除掉的是有病的弱小的个体，实际上起着维持被捕食者 种群健康和繁荣的作用。
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草食草食动物一般来说是稀少的，但有时也会造成较大的危害。
种间关系类型 ?
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抗生作用 很多有机体彼此之间在化学上都可能起着相互作用。
例如微生物之间真菌产生的青霉素。
很多植物含有的化学物质，使其对草食动物不适口。
异株克生：
例如黑胡桃树对其它植物生长的抑制作用。
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竞争 两个不同的种对有限的相同资源的争夺。
竞争排斥原理和生态位的概念 ?
竞争排斥原理（Competitiveexclusion） 两个对同一资源产生竞争的种，不能长期在一起共存。
但是在自然界中，共存现象很普遍，说明在同一群落中的种，具有不同的生态要求、适应性和行为等，即具有不同的生态位。
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生态位（niche） 指每个物种的功能、适应和分化的特征。
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在群落中的空间和时间位置及其机能关系。
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生态位宽度：
被一个有机体单位所利用的各种资源的总和。
群落生态学和森林经营 ?
种间关系 即使表面看来有害的生物对维持目的树种的生存也有着一定积极的作用的一面。
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群落中物种的多样性与森林群落的稳定性 在采伐更新、抚育采伐、森林保护等方面都应注意维护森林的生物多样性。
森林群落的形成过程 森林演替 随时间推移，优势树种发生明显改变引起整个森林组成的变化过程 为什么要研究森林演替？
揭示森林生态系统发展变化过程、原因等等，生态系统的现状推测过去，预见未来。
使森林经营符合自然发展规律。
森林植物群落的形成过程
（1）森林群落发生的进程 包括：
迁移、定居、竞争、反应 ——迁移从繁殖体开始传播到新定居的地方为止，这个过程。
繁殖体包括种子、孢子及其他又繁殖功能的器官。
繁殖体的形态特征、迁移能力和数量特征影响着迁移效果。
——定居包括发芽、生长和繁殖三个环节。
生物学特性、生态学特性和生境特征决定定居的成败。
——竞争适者生存。
个体大小、适应性和生长速度影响着生存地位。
——反应原来的生境条件发生改变，新的迁移开始。
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群落中的不同植株，即使种类、年龄都相同，也必然会在形态（主要指高度和直径）、生活力和生 长速度上表现出或大或小的差异，这种现象在森林群落中称为----―林木分化‖。
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林木分化反映出竞争能力的强弱，而剧烈的生存竞争，必然加速分化的进程。
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竞争的结果，使森林群落随年龄的增加单位面积上林木株数不断减少，即谓森林群落―自然稀疏‖。
（2）森林群落的发育时期：
先锋群落阶段 这一阶段的特征是一些生态幅度较大的物种侵入定居并获得成功。
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群落建群种的良好发育是一个主要标志。
于建群种在群落发展中的作用，引起了其他植物种类 的生长和个体数量上的变化。
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群落的发育初期，种类成分不稳定，每种植物个体数量的变化也较大，群落的结构尚未定型，主 要表现在层次分化不明显，每一层中的植物种类也不稳定。
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群落所特有的生境正在形成中，特点还不突出。
同时，群落的生活型组成和植物的物候进程都还 没有一个明显的特点表现。
郁闭未稳定的阶段 随着群落的发展，生长条件逐渐得到改善。
资源的利用逐渐不完善到充分利用。
物种之间竞争激烈，通过竞争，各物种之间逐渐达到相对平衡。
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群落的植物种类组成定型，相对的比较一致，这些种类在同一类型的其他群落中，分布也是均匀 和具有其一致性，从而有别于不同类型的其他群落。
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其次，这一时期中群落的结构已经定型，主要表现在层次上有了良好的分化，每一层都有一定的 植物种类，呈现出一种明显的结构特点。
群落的生活型组成及季相变化，以及群落内生境都具有较典型的特点。
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如果群落的建群种是比较耐荫的种类，则在发育盛期还可以见到它们在群落中有良好的更新状况。
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促进旺盛生长，进行抚育采伐 ?
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郁闭稳定的阶段 物种竞争转入协调进化，使资源的利用更为充分、有效。
发展成为与当地气候相一致的顶极群落，这时群落有比较固定的物种组成和数量比例，群落结构也较为复杂。
在一个群落发育的整个过程中，群落不断对内部环境进行改造。
最初，这种改造作用对该群落的发育起着有利的影响。
但当这一改造作用加强时，则被群落改变了的环境条件往往对它本身发生不利的影响，表现在原来的建群种生长势逐渐减弱，缺乏更新能力。
同时，一批新的植物侵入和定居，并且旺盛生长。
于这些原因，到了这个时期，植物种类成分又出现一种混杂现象，原来群落的结构和生态环境特点也逐渐发生变化。
采伐、更新、抚育 ?
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演替原因与分类 ?
物种特性在演替中的作用 树种特性间的差异是引起森林演替的内在原因。
先锋种属于r对策种，演替后期种属于K对策种 ?
生境是演替发生的条件. 外界生境条件发生变化，将引起树种适应和竞争能力的改变，从而引起演替。
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生境条件在渐变中的演替 ?
生境条件的突然改变：
干扰作用
（1）按演替初始生境水分条件归类的演替系列模式 ?
旱生演替系列：
原生演替中开始于裸露岩石、山地等干旱基质上的演替。
地衣阶段苔藓阶段旱生草本阶段木本植物阶段 ?
在这个演替系列中，地衣和苔藓植物群落阶段延续的时间最长，能在这种严酷生境生长的植物种 类甚少，它们矮小的植株影响和改造环境的作用微弱，只能随着土壤的发育而发育。
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水生演替阶段：
从积水发生的原生演替。
沉水植物阶段浮水植物阶段挺水植物阶段湿生草本植物阶段 ①沉水植物群落阶段②漂浮植物群落阶段③苇塘阶段④苔草草甸阶段⑤疏林阶段⑥中生森林阶段 ?
中生演替系列：
原生演替中开始于具有一定肥力土壤母质上的演替。
裸露矿质土阶段草本植物阶段木本植物阶段 裸地----草丛----灌丛----马尾松林----常绿阔叶林 ?
上述3种演替系列提供了群落原生演替的模式过程，反映了群落演替的实质是：
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1、群落的组成种类的不断更替； ?
2、群落改造环境作用所引起的生境的不断变化；?
3、每一阶段群落总比上一阶段的结构更复杂、更稳定；?
4、对环境的利用更为充分； ?
5、改造环境的作用通常也更强。
按演替起始裸地性质划分 ?
（1）原生演替 ?
开始于原生裸地上的植物群落演替称原生演替。
原生裸地指以前从来没有植物生长的地段或原来 存在过植被，但被彻底消灭，甚至植被下的土壤条件也不复存在。
如在岩石露头的表面、沙丘、湖底、河底阶段上的演替。
次生演替:
开始于次生裸地上的植物群落演替。
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次生裸地：
是植物现已被消灭，土壤中仍保留原来群落中的植物繁殖体。
例如森林采伐后的皆伐迹地、开垦草原、火灾和毁灭性的病虫害，都能造成 ?
干扰因素一停止，演替发展途径有3种 ?
促进途径是植物种类成分替代的演替方式； ?
忍耐和抑制途径是植物种类成分初始共存的演替，晚期演替种出现在较早演替阶段上， 出现时并不需要早期演替种的促进。
次生裸地。
次生演替特点：
外部干扰所引起，演替速度往往较快。
按演替方向归类的演替模式 ?
进展演替 ?
植物群落演替低级阶段向高级阶段发展的演替。
在未经干扰的自然状态下，森林群落 从结构较简单、不稳定或稳定性较小的阶段（群落）发展到结构更复杂、更稳定的阶段（群落），后一阶段总比前一阶段利用环境更充分，改造环境的作用也更强，称为进展演替。
如喜光树种组成的马尾松林、枫香林、
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