水土保持林学 重点.docx

1、水土保持林学 重点水土保持林学 复习重点 绪论1、水土保持林学：是根据林学和生态学原理，结合山地丘陵区水土保持和资源综合利用，主要阐述造林基本原理与培育技术，水土保持林规划设计与体系配置建设技术，以及水土保持林体系多种功能与效益的一门应用学科。 2、水土保持林：是指在水土流失地区，调节地表径流，防治土壤侵蚀，减少河流、湖泊和水库泥沙淤积，改善山地丘陵区的农牧业生产条件，提供一定林副产品的天然林和人工林。3、水土保持林目前存在的几个问题（1）数量少，发展速度慢，不能满足水土保持的要求（2）成活率、保存率低。这是目前水土保持林发展最关键和最难解决的问题（3）生长缓慢，小老林面积大，既无生态效益，又

2、无经济效益（4）科学研究跟不上生产要求，对生产上提出的问题解决不了（5）树种单一，可替换树种研究较少（6）造林所用苗木质量低（7）对现有林分缺乏管理，重造轻管第一章 水文效应1、水土保持林的水文效应：指水土保持林对一个流域或区域的水文要素的影响。 水土保持林对这些要素（如降水、蒸发和径流）进行改变、调控，最终改变地下水与地表水的分配比例，从而改变水文过程，调节地表径流，保持水土。2、对降雨的三次分配林冠层截留:泛指所有森林植物的地上部分(乔木、灌木和活地被物)枯枝落叶截留(死地被物)枯枝落叶层下的土壤:下渗吸收或产生径流3、林内降雨量包括（林冠通过雨量）和（林冠滴下雨）4、影响林冠截留量的因素

3、（看一眼得了）（1）林冠特性林冠结构：重叠多、孔隙少，截留量多；枝叶量：多少；湿润程度：干湿（2）林分特征树种：针叶灌木软阔硬阔；郁闭度；林龄：同一树种因林龄不同，枝叶茂密程度不同，截留率也不相同。（3）雨量、雨的性质 雨量与截留量：正相关关系、非直线性（当林冠截留量IC C林冠贮水量时） 林冠贮水量C：一次降雨中林冠所能容纳的最大降水量。 降雨性质与截留量： 雨强越大，降雨越集中，截留量越小； 雨强越小，历时越长，有利于林冠充分吸水和吸水后蒸发，截留量越大。另外，由于“附加截留”的存在，林冠的总截留量有可能超过林冠的饱和截留量的那个极限值。附加截留指的是对于历时长的降水在这个阶段中枝叶体还将

4、水继续蒸发到大气中去，它由湿而变干，这样一来又增加了截留雨水的潜力，这种因蒸发而增加的截留称为“附加截留”。（4）雨前林冠的湿润程度和林冠截留 在雨前林冠愈干燥，存留雨水的潜在能力愈大；反之，与前次降水相隔的时间愈短，则林冠含有较多的未来得及蒸发的前次截留量，存留雨水的潜在能力就小了。5、林冠截留的作用 增加大气湿度直接消减径流量，推迟林下降雨和出流，减少洪水径流，控制水土流失 ； 改变林下降雨的雨滴动能 相对延长降雨历时 6、枯枝落叶的水土保持作用截留、吸收部分降雨；（1kg枯枝落叶可吸收2-4kg水分，最高可达其6倍） 彻底消灭降雨动能，形成地表保护层，维持土壤结构稳定； 增加土壤有机质，

5、改良土壤结构，提高土壤肥力； 增加地表粗糙度，分散、滞缓、吸收过虑地表径流，起到调节河川流量和削弱洪峰的作用； 拦截过滤固体径流，沉积沙粒，避免土沙流入河川和水库； 防止土壤蒸发，稳定土壤湿度和温度，利于树木生长； 提高土壤入渗能力，增加土壤入渗量，减少地表径流; 提高土壤的抗蚀能力。7、森林对土壤水文性质改良作用林地土层是产生森林水文效应的第三个活动层，降雨在这里进行第三次再分配。先后产生入渗、填洼、贮存、径流以及蒸发、蒸腾等水文过程。这些过程在流域的水文循环中对贮存量和输出量都有非常显著的影响。 降水通过林冠层和枯枝落叶层的再分配之后，一部分水分将进入土壤中被贮存，被林木及植物吸收蒸腾或通

6、过地面直接蒸发掉；或者作为土内径流流走或渗入到地下潜水层中；而另外一部分将作为直接径流从地表流走，参与流域的汇流过程形成流域出口的洪峰流量。 降雨第三次再分配的效果不仅是影响坡面径流和流域出口流量的重要因素，也是影响水蚀强度的重要因素。8、水源涵养作用：森林减少地表径流，促使水流均匀进入河川或水库，在枯水期间仍然维持一定量的水进入河川或水库的作用。 第二章 改良土壤、防止土壤侵蚀效应1、水土保持林是控制土壤侵蚀的重要生物措施，其作用有以下几个方面：庞大的根系固持、网络、改良土壤； 枯枝落叶层消灭降雨动能，拦截、过滤、分散径流；树干对土壤起到机械固持作用；林冠及地被物对降雨的拦截；可以保护土壤免

7、受雨滴的机械破坏作用；土壤具有较高的渗蓄能力；可以减少土壤结冻深度，延缓融雪，增加地下水贮量；林分的生物小循环对土壤理化性质的改良2、影响土壤抗蚀性的因子（土壤性质）和（植被状况）3、树木根系对土体固持的实质: 土壤抗剪强度的增强，改变了抗剪力对剪切力的比值，从而起到了防止边坡土体滑动，增强边坡稳定性的作用。4、影响林木固土作用的因子分析（1）树种的生物学特性（重点）树种根型 主直根型 散生根型 水平根型 根系发育状况根系的穿透能力根系的表面积 根径相同情况下，须根发达的根系比主直根系抗拉强度大。根系的物理特性根系的直径 根的抗拉力随着直径的增大而增大 根系的抗拉强度 随着根径的增大而呈减小的

8、趋势根系的通直性 根系分枝角度大，拐点多，受力时易断裂 穿过剪切面的根量穿越剪切截面的根截面积率越大抗剪强度越大地上生物量与地下根系量紧密相关树木的年龄树木的年龄与根系的固土能力有紧密关系幼林：小；中状林 ：大；老林： 下降采伐对根系固土能力的影响采伐后，根系逐渐腐烂，根系的固土能力随时间的推移而降低采伐后45年易发生滑坡（2）环境因素（了解）（3）地质条件（了解）第三章 森林立地1、立地是指一个地方环境的总体；2、立地条件指在造林地上凡是与森林生长发育有关的自然环境因子的综合。包括气候、地形、土壤、水文和植被。3、立地指数：该树种在一定基准年龄时的优势木平均高或几株最高树木的平均高。4、立地

9、条件类型：是指地域不一定相连、立地条件基本相似的自然综合体的集合 。(或土壤养分和水分条件相似地段的总称。)5、立地分类指地域上不相连，但立地基本相同、立地生产力水平基本一致的地段的组合。6、森林立地的三大因子：物理环境因子、森林植被因子和人为活动因子（一）物理环境因子 ：包括气候、地形和土壤。 （1）气候 大气侯主要决定者大范围或区域性森林植被的分布，而小气候明显地影响树种或群落的分布。因此,在立地分类系统中气候一般作为地域分类的依据或基础，在立地类型的划分中并不考虑气候因子。 特点：稳定、简单（2）地形 包括海拔、坡向、坡度、坡位、坡形、小地形等。 地形影响水热条件的再分配，并直接影响土壤

10、条件。 特点：稳定、直观，易于调查和测定；是各项生态因子的综合反映。 地形是划分立地类型和进行立地质量评价的主要依据。（3）土壤 土壤是林木生长的基质，是森林立地的基本因子。 土壤厚度：厚层 100cm以上 中厚层 80-100cm 中层 40-80cm 薄层 20cm，中 10-20cm， 薄 10cm 特点：全面反映了林木根系生长空间和肥力水平，综合性强。（4） 水文 地下水深度、矿化度、盐分组成，地面积水情况等。 在平原地区该因子特别是地下水位起到重要的作用。（二）植被因子（了解） 不同森林植被类型，对水热有不同的要求，从而反映到不同大气侯带的植被差别。从树种分布讲，红松代表温带湿润地区

11、的树种，油松代表温带耐旱树种，马尾松、杉木则代表喜湿热的亚热带树种。 在植物未受严重破坏的地区，植被状况能反映出立地的质量，因此，可根据植被类型、指示植物种、建群种（或优势种）、林木优势高、生物量、收获量等也可衡量立地的质量。 （三）人为活动因子（了解) 不合理的人为活动，如取走林地枯枝落叶、严重开采地下水，会使立地劣变，发生土壤侵蚀，降低地下水位。 特点：多变性；不易确定性。7、森林立地主导因子 对林木生长发育起着决定性作用的因子，称之为主导因子。主导因子确定方法： 一方面是逐个分析各环境因子与植物必需的生活因子之间的联系，从分析中找出对生活因子影响最广、影响程度最大的那些环因子； 另一方面

12、则是找出处于极端状态，有可能成为限制植物生长的那些环境因子（如干旱、严寒、过大的土壤含盐量等）。 按照一般规律，成为限制因子的多是起主导作用的因8、立地分类的途径（1）植被因子途径：利用林木生长效果(地位级或地位指数)和植被各种性质特征区别立地类型，鉴定立地质量。（2）环境因子途径：利用土壤和地形变量来直接预测森林生产力。 由于环境因子相对比较稳定，根据它们的差异性，可从性质上划分各种立地类型。 气候：在同一气候区内，大气候条件趋于一致，小气候差异一般可通过地形、土壤因子反映。 地形：在山区条件下，气候和土壤可通过地形来反映。土壤：在相对一致的气候条件下，土壤对森林生产力具有决定性的直接影响，

13、常被作为立地类型划分的重要依据。（3）综合多因子途径：目前应用最为广泛的途径综合多因子途径，即通过对气候 、土壤、地形、植被的综合研究，划分立地类型或立地单元。9、森林立地分类的原则 （1）地域分异原则 森林立地分类应以光、热、水分、土壤与植被的地域分异为主要依据。立地类型之间在主要立地因素上有明显的差异，相同立地类型在地域上可不连接，但立地条件必须基本一致，而且相对稳定，要求采取相同的造林和营林措施，有基本相同的生产力。（2）综合多因子与主导因子相结合的原则 由于森林立地是一个自然综合体，所以其分类必然取决于自然综合体特征的差异，必须综合立地的各构成因素，找出立地的分异特征，只有这样的分类才

14、能反映立地的固有性质，只考虑单个或几个自然因子做出分类，往往是片面的。 然而，仅根据综合分析又很难进行具其的分类，因为综合特征又难以简要表明，综合指标也难确定，尤其在确定类型界限时难以着手。 因此，在综合分析的基础上，找出一、两个主导因子及其划分指标，就能够容易地将类型区分开来。 （3）简明实用原则 要求建立系统时以最简明、最准确、最直观的命名和文字描述表达出来，确定的主导因子要求容易鉴别，以达到科学性与实用性相结合，分类中各级类型划分的依据和指标都要紧密地考虑树种、造林和营林上的差别以及可能带来的经济效益。10、森林立地类型划分的方法（1）按主导环境因子的分级组合；方法：选择主导环境因子若干

15、，对每个因子进行分级，按因子、因子水平组合成一张立地条件类型表。 命名：因子级别（程度）。如黄土阴沟坡、阴斜坡薄层土等例：因子：地形（海拔、坡向、坡位、坡度） 土壤（土壤种类、土层厚度、理化性质）水平：坡位（上部、中部、下部、坡角） 土层厚度（60cm厚） （2）按生活因子的分级组合； （3） 综合法； （4） 用立地指数代替立地条件类型。第四章 人工林种类及造林树种的选择1、造林目的：为了维持、改进和扩大森林资源，为国民经济和人民生活提供木材和各种林产品，并发挥多种生态效益和社会效益。2、人工林：用人工种植的方法营造和培育而成的森林。 3、天然林：原始林、天然次生林；原始林-未经人工培育或人

16、为干扰在原生裸地上自然发生的森林。4、人工林种类：根据培育目标的不同，将人工林划分为不同的种类称为林种。 一级林种：防护林、用材林、经济林、薪炭林、特种用途林。二级林种：防护林：水源涵养林、水土保持林、防风固沙林、农田防护林、护岸林、护路林用材林：普通用材林、纤维造纸林、胶合板用材林、矿柱林、珍贵用材林5、人工林的特点 （1）人工选择的苗木具有良好的遗传特性； （2）林木分布比较均匀，营养空间利用充分； （3）空间结构合理，郁闭后分化比较小； （4）集约程度高，生长速度快。6、人工林培育目标成活、成林、稳定、多功能、高效益7、造林树种选择的意义中国面积大，条件复杂，树种资源丰富； 历史上有树种

17、选择不当造成大面积损失的教训；树种选择不当，不易很快显示出来，几年或几十年后才显示，后果严重。8、树种选择的基础（1）生物学特性（指形态学特性、解剖学特性、遗传学特性） 如径柳属和匙叶草属植物有泌盐功能 （2）生态学特性（指对环境条件的需求和适应能力） （3）林学特性（指可以组成森林的密度和形成的结构，从而形成单位面积产量的性质）9、树种选择的原则（1）经济学原则：满足造林目的的要求，即满足国民经济建设对林业的要求 （2） 生态学原则： 即适地适树的原则 （3）林学原则：种苗来源；栽培技术；有无栽培经验和习惯；造林成本。10、各林种对造林树种的要求（2）水土保持林树种的选择（重点）水土保持林的

18、主要任务：减少、阻拦及吸收地表径流，涵蓄水分，固定土壤免受各种侵蚀。 土保持林对树种的要求： 根系发达，能笼络固持土壤；在表土疏松、侵蚀作用强烈的地方应采用根蘖性强（如刺槐、旱冬瓜）的树种或蔓生植物（如葛藤）； 枝叶量大，枯落物多，且易分解，具有改良土壤的性能（如刺槐、胡枝子、沙棘、紫穗槐等），能提高土壤的保水保肥能力； 生长较快， 树冠浓密，避免雨点直接冲击地表，能在林下形成良好的枯枝落叶层，保护土壤； 适应性强，能适应不同类型水土保持林的特殊环境。如护坡林的树种要能耐干旱瘠薄（如柠条、杜梨等），沟底防冲林及护岸林的树种要能耐水湿（如柳树、柽柳、沙棘等），抗冲淘（旱柳、青杨、杞柳、沙棘等 ）

19、。11、适地适树：使造林树种的特性（生态学特性）和造林地的立地条件相适应，以充分发挥林地的生产潜力，达到该立地在当前技术经济条件下可能取得的高产水平。12、适地适树的标准（1）一般标准（客观标准）用材林：成活、成林、成材、具有一定的稳定性（即对间歇性灾害因子有一定的抗衡力）；防护林：防护效益能充分发挥出来。 （2）数量化标准立地指数； 平均材积生长量；立地期望值 相当于一定的使用期内立地的价值。用以评价经济效益水平。 13、适地适树的途径（1）选择 （单纯适应）选地适树 选树适地（2）改造 （相对适应） 改地适树 改树适地 14、适地适树方法调查研究不同立地条件下的人工林生长情况，是探索适地适

20、树的主要方法。 调查方法有： （1）单因子对比法 ：就是在其他因子相同而只有一个立地因子不同的情况下，对比调查相同树种人工林生长效应的方法。 （2）立地类型对比法： 采用分类型（或等级）对比调查人工林生长效应的方法 （3）运用多变量的分析方法应用大量样地调查，然后进行多变量分析的方法。此法既可了解各因子对林木生长的作用程度和各因子之间的相互关系，又可配制各因子综合作用于林木生长的数学模型，用于立地评价和生长预测，为适地适树提供依据。15、适地适树方案的确定（1）主要造林树种的确定 最适生（实用面最广）、最高产、经济价值又最大树种列为主要造林树种。 每个经营单位根据经营方针、林种比例及立地条件特

21、点，应考虑： 速生与珍贵、针与阔、对立地条件要求严与广域性树种搭配； 确定合适的发展比例，使树种选择方案即能发挥多种立地条件的综合生长潜力，又能满足经济多方面的要求。（2）造林地的安排 原则：立地条件好的造林地留给经济价值较高而且立地条件要求严格的树种； 生态适应性较广的树种安排在立地条件比较差的造林地。 对同一树种有不同要求时，应分配给不同的造林地。第五章 造林密度和种植点的配置一、造林密度：单位面积造林地上栽植点或播种穴的数量，也叫初植密度。 二、初始密度：指森林起源时形成的密度。它是各种密度的基础。三、造林密度的作用规律（一）造林密度在郁闭成林过程中的作用 （二）造林密度对林木生长的作用

22、 1、密度对树冠生长发育的作用 密度不同的林分，首先表现在对林分树冠发育的巨大影响。 （1）造林初期 个体基本上处于孤立状态 （2）随着年龄的增长 密度大的林分，平均冠幅小；密度小的林分，平均冠幅大。2、密度对树高生长的影响 （1） 密度对树高生长没有明显的影响 树木的高生长主要由树种的遗传特性、林分所处的立地条件来决定。 （2）不同树种对密度的反应不同 因其喜光性、分枝特性及顶端优势等生物学特性的不同，而对密度有不同的反应。 （3）不同立地对密度的反应不同 特别是不同的土壤水分条件 （4）其作用取决于密度范围 郁闭初期，在一定密度范围内，适当加大密度，有促进主干高生长的作用 。到中、后期 随

23、着密度提高，树高反而减少。 3、密度对胸径生长的影响（1）通过密度对树冠生长的影响而发生的。 冠幅与直径生长成正相关 CW=0.6348+0.2481D （2）在树木间开始有竞争作用的密度以上，密度越大、直径生长越小。 （3） 密度对直径生长的作用还表现在直径分布上 密度加大使小径阶林木增大，而大、中径阶林木的数量减少。 4、密度对单株材积生长的影响 （1） 单株材积 V=(/4)D2 H f 式中：V单株材积 ，D直径 H树高 ， f形数 因为密度 N 对H、G1.3、f 三因子都有影响其中：N-H、f关系较弱N-D关系大，而G1.3又取决于D2 G1.3就成为不同密度下单株材积的决定性因子

24、，密度对单株材积生长的作用规律与对直径生长的相同。形数（f）：树干材积与以树干上某一定位置的断面积为底，以树高为高的圆柱体体积之比。该圆柱体通称为比较圆柱体。 形数为干形数量指标。（胸高形数、正形数（h/10）、实验形数 ）密度与单株材积生长的效应，可以用一定的数学公式来表示，即密度竞争效应幂乘式： V= K N-a 式中： V单株材积 ， N密度 K-因树种而异的参数 ， a- 因竟争状态而变化的参数 当N趋于最大时a值接近于1.5，因此，此式称为32幂法则。 密度与单株材积呈反比。 5、密度对林分干材产量的影响 林分干材产量有两个概念：一是现存量，也就是蓄积量，另一个是总产量，也是蓄积量和

25、间伐量之和。 即： M=VN M =(/4)D2 H N f 蓄积量同时决定与V和 N ， V 和 N 二者互为消长。 幼林期：N 起主导作用，M 随 N 而变 。达到一定N，M稳定在一定水平上不再随 N 而变，则 M 恒定。 林分生长后期：V 起主导作用，较稀的林分总蓄积量反而逐渐赶上或超过较密林分。最终产量恒定法则:在较稀的密度范围内(立地未被充分利用)，密度本身起主要作用，林分蓄积产量随密度的增大而增大，但当密度增大到一定程度后，密度的竞争效益增强，两个因素的交互作用达到平衡，蓄积量就保持在一定水平上，不再随密度增大而增大，这个水平的高低取决于树种、立地及栽培集约度等非密度因素。 （三）

26、密度对干型材质的作用（四）密度对根系生长及林分稳定性的影响（五）造林密度对水土保持作用的影响 林分密度越大，林地的入渗性能就越好 改善了土壤的结构； 土壤水分状况处于一个较低水平上，从而促进了水分渗透； 在一定密度范围内（0.3-0.7），林地的稳渗速率随林分密度的增加而增大，产流量和产沙量随密度的增加大幅度减少。 油松林和刺槐林的郁闭度以0.7左右为宜。 郁闭度0.7 随密度的增加， 土壤侵蚀量随郁闭度增强而增加四、确定造林密度的总原则 以密度作用规律为基础，以林种、造林树种、立地条件为主要考虑因子，使林木个体之间对生活因子的竞争抑制作用达到最小，个体得到最充分的发育并在较短的时间内使林分的

27、生物量达到最大。五、人工林种植点配置：种植点或播种点在造林地上的间距及排列方式。配置形式有（行状配置 ）和（群状配置）第六章 混交造林理论与技术一、纯林：由一种树种组成的林分称纯林 混交林：由两种或两种以上的树种组成的林分叫混交林 二、造林树种组成分为（造林时的树种组成）、（成林的树种组成）1、造林时的树种组成：以各树种株数/全林总株数100% 包括所有的乔灌木树种。 2、 成林的树种组成：以每一乔木树种的胸高断面积占全林总胸高断面积的成数表示。 或以每一乔木树种的蓄积占全林总蓄积的成数表示。 三、混交林的特点（了解 可不要）1、可以充分利用光能和地力 2、可较好地改善林地的立地条件 （1）改

28、善林地小气候 （2）林地土壤地力得到维持和改善 3、可较好地促进林木生长，增加林地生物产量，增加林产品数量，维持和提高林地生产力 由于混交林大多立体利用光能，因此，综合光合产量较高。 4、混交林的水土保持、涵养水源和防风固沙的作用大。在滞蓄径流、拦截泥沙、抗蚀抗冲方面的作用大于纯林。 5、可有效地提高林木的抗逆性 由多树种组成的混交林系统，食物链较长，营养结构多样，有利于各种鸟兽栖息和寄生性菌类繁殖，使众多的生物种类相互制约，因而可以控制病虫害的大量发生。 如松栎混交林 6、混交林能提高生物多样性四、种间关系的作用方式 1、机械作用方式 2、生物作用方式 3、生物物理方式 4、生物化学方式 5

29、、生理生态关系六、混交林中的树种分类（1）主要树种：主要培育对象，经济价值高或防护效能好，为优势树种。一般为高大乔木。 （2）伴生树种：一定时期与主要树种相伴而生，并为其生长创造有利条件的乔木树种。为次要树种，经济价值较低，在数量上不占优势。多为中小乔木。 作用：辅佐、护土和改良土壤 。（3）灌木树种：一定时期与主要树种生长在一起，并为其生长创造有利条件的灌木树种。 作用：护士和改土 。七、树种的混交类型 混交类型: 将主要树种、伴生树种和灌木树种人为搭配而成的不同组合。 （1）主要树种与主要树种混交（乔木混交类型） （2）主要树种与伴生树种混交（主伴混交类型 ） （3）主要树种+灌木树种（

30、乔灌混交类型 ） （4）主要树种、伴生树种与灌木的混交（综合性混交类型 ）八、混交树种的选择混交树种：指伴生树种、灌木树种 1、原则：适地适树，最大限度地发挥辅佐、护土、改土作用，给主要树种创造良好的生长环境。 2、混交树种选择的条件 （1）与主要树种有不同的生态要求,不同的生长特点和不同的根系类型 ； （2）应具有良好的辅佐、护土和改良土壤作用，给主要树种创造有利的生长环境，提高林分稳定性 ； （3）具有较强的耐火和抗病虫害特性； （4）最好萌芽力强，容易繁殖。3、混交方法 混交方法：参加混交的各个树种在造林地上的排列或配置方式。 （1）株间混交：用于种间矛盾不大的树种混交（多用于乔灌混交类型） （2）行间混交：主要用于种间矛盾较小的树种混交（即乔灌混交或主伴混交类型） （3）带状混交：主要用于种间矛盾较大的树种混交 （4）块状混交：适宜于种间矛盾大的主要树种与主要树种混交 （5）星状混交 ：杉木与檫树混交，杨树与刺槐混交 （6）植生组混交 ：应用不很普遍，多用于人工更新、次生林改造及治沙造林等。 九、混交比例 指造林时每一