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文档简介

1、森林生态学复习资料森林生态学复习资料名解1、生态学:研究生物与环境之间相互关系的科学2、森林:森林是由其组成部分一一生物(包括了乔木、灌木、草本植物以及动物、微生物等)与周围环境(光、水、 土壤等)相互作用形成的生态系统3、森林生态系统服务功能:森林生态系统服务功能是指森林生态系统与生态过程所形成及维持的人类赖以生存的自 然环境条件与效用4、森林生态学:简单地说是研究以树木和其它木本植物为主体的森林群落与环境之间相互关系的科学。5森林生态系统学:把森林作为森林生物群落与环境条件相互作 用的统一体来研究,研究森林生态系统的结构、功能 和演变,研究系统中物质循环与能量转化过程,系统 输入和输出的动

2、态平衡。6环境是指某一特定生物个体或生物群体周围的空间,以及直接 或间接影响生物体或生物群体生存的一切事物的总和7生境(habitat)是指植物或群落生长的具体地段的环境因子的 综合8环境因子:环境中所有可分解的组成要素9生态因子是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布 等有着直接或间接影响的环境要素,10生存因子:生态因子中生物生存所不可缺少的环境要素11火因子:林火行为(火强度、火焰高度、蔓延速度等)特性对 森林生物所产生的各种影响12主导因子:组成生境所有的生态因子,都为植物直接或间接所 必需,但在一定条件下必然有一个或两个起主导作用, 这种起主要作用的因子13限制因子:在诸多的生

3、态因子中,任何接近或超过某种生物的 耐受性极限,而限制其生存、生长、发育、繁殖或扩散的因子14谢尔福德耐受性定律:任何一个生态因子在数量上或质量上的 不足或过多,超过了某种生物的耐受限度时,就会使该种生物衰 退或不能生存15贝格曼(Bergman)规律:生活在高纬度地区的恒温动物,其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大16阿伦定律:恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在 低温环境下有变小变短的趋势17适应:生物有适应环境变化的能力,也就是说当外界条件变化 时生物能保持本身结构的完整性和功能的稳定性。18适应性:是指生物适应环境的程度。19适应组合:生物对一组特定环境条件的适应表现出彼此

4、之间的 相互关联性,这一整套协同的适应特性。20趋同适应(生活型)不同种类的生物由于长期生活在相同或相 似的环境条件下,表现出相似的适应性特征的现象21生活型:按趋同作用的结果,对生物进行划分得到的类型22趋异适应:亲缘关系相近的同种生物长期生活在不同的环境条 件下表现出不同的适应特征的现象23生态型:经自然选择和人工选择而分化形成的生态、形态和生 理特性不同的可以遗传的类群24生态幅是指物种对生态环境适应范围的大小25光补偿点:在微弱的光照条件下植物的光合作用较弱,当光合 作用合成的有机物刚好与呼吸作用的消耗相等时的光照强度的 称为光补偿点。26光饱和点:在光补偿点以上,随着光照强度的增加,

5、光合作用 强度逐渐提高,并超过呼吸强度,于是植物体内开始积累干物质, 但当光照强度达到一定水平后,光合产物不再增加或增加很少时 的光照强度。27阳性植物:是在强光下才能生长发育良好,而在荫蔽和弱光下 生长发育不良的植物28阴性植物:需要在较弱的光照条件下生长,不能忍耐高强度光 照的植物。29 (中性植物)耐荫植物:对光照具有较广的适应能力,对光的 需要介于两类植物之间的植物。既可以在强光下良好生长,又能 忍受不同程度的遮荫。30树种的耐荫性:指树种在林冠庇荫下(或弱光条件下)能否完 成更新和正常生长的能力。简单地说就是树种忍耐庇荫的能力。31阳性树种(喜光树种/先锋树种)只能在全光照条件下才能

6、正 常生长发良,不能忍耐庇荫,林冠下幼苗不能生长,不能完成更 新过程。32耐荫树种:能忍耐庇荫,林冠下可以正常更新,一些强耐荫树 种只有在林冠下才能完成更新过程。33光斑:透过植被冠层的缝隙入射到冠层内和植被下层的短时间 的直射太阳光34光周期35临界夜长:引起植物繁殖(花芽形成)的最小或最大黑暗长度36光能利用率:植物光合作用所积累的有机物所含能量占单位面 积上的日光能量的比率37叶面积指数:一定土地面积上所有植物叶表面积与所占土地面 积的比率38地形逆温:在山地区域,夜间山地上部空气冷却速度比山地下 部或谷地要快,于是山地上部冷空气顺坡下沉到谷底, 将谷底原来的暖空气抬升到一定高度,在山谷

7、中便形 成上温下冷的逆温层。这种由于地形影响而形成的逆 温39三基点温度:最适温度、最低温度和最高温度40节律性变温: 温度随昼夜和季节而发生有规律的变化41温周期现象:植物对温度昼夜变化和季节变化的反应称42物候:植物长期适应于一年中温度节律性变化,形成与此相适 应的植物发育节律。43物候期:植物发芽、生长、现蕾、开花、结实、果实成熟、落叶休眠等生长发育阶段称为物候期。44休眠:指生物的潜伏、蛰伏或不活动状态,是抵御不利环境的 一种有效的生理机制。45发育起点温度生物需要在一定的温度以上,才能开始生长和发 育。46有效积温法则:生物的生长发育过程中,必须从环境中摄取一 定的热量才能完成某一阶

8、段的发育,而且各个发育阶 段所需要的总热量是一个常数。用公式表示: K=N (T-T0)47温周期现象植物对温度昼夜变化和季节变化的反应48蒸腾效率:植物每消耗1kg水分所形成的干物质重量(g)49耐旱树种:能够在干旱条件下长期忍受水分不足,并维持正常 生长发育的树种。50湿生树种:生长在土壤含水量很高,甚至水分过高,大气湿度 较大的环境中的植物。51蒸发散土壤水经森林植被蒸腾和林地地面蒸发而进入大气,森 林这种蒸腾蒸发52地表径流降水或融雪强度超过入渗强度,超过的水量的水量可 能暂时留于地表,当地表贮留量达到一定限度时,即向低处 流动,成为地表水流而汇入溪流的过程。53森林土壤是地表的一部份

9、,是森林植物赖以生存的物质和环境 的基质,它由矿物和有机物组成,含有不同数量的水分和空 气,并被生物居住着。54森林死地被物:林地表面当年和往年的凋落物及生物残骸的总 称。55种内关系:存在于各种生物种群内部的个体与个体之间的关 系。56种间关系:生活于同一生境中的所有不同物种之间的关系。种间关系基本类型共生:偏利共生,互利共生 中性作用:附生 对抗:竞争, 寄生,捕食,草食,抗生。57密度效应在一定时间内,当种群的密度改变时,就必定会对相 邻个体之间的关系产生影响58最后产量恒定法则在一定范围内,当条件相同时,不管一个种 群的密度如何,最后产量差不多总是一样59自疏现象在植物播种密度增加而导

10、致的一些植株死亡现象60-3/2法则自疏导致密度与个体大小之间的关系在双对数作图 时,具有一3/2斜率61他感作用一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质,对 其他植物产生直接或间接影响的现象62高斯假说两个对同一资源产生竞争的种,不能长期在一起共 存,最后要导致一个种占优势,一个种被淘汰,也称之为竞争 排斥原理。63生态位指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及 其与相关种群之间的功能关系。64基础生态位:没有种间竞争的种的生态位。实际生态位:受 竞争影响的现实的生态位。65生态位重叠:两物种生态位空间的相互重叠部分,称生态位重 叠。66生态位漂移:资源竞争而导致两物种的生态位发生

11、变化称生态 位漂移。67性状替代:竞争产生的生态位收缩导致物种形态性状的变化, 叫性状替代。68生态位分离:种间竞争结果使两物种的生态位发生分化,从而 使生态位分开。69竞争释放(competion release ):在缺乏竞争者时,物种会 扩张其实际生态位,这种现象称竞争释放。70寄生 一个种(寄生者)寄居于另一个种(寄主)的体内或 体表,从而摄取寄主养分以维持生活的现象71偏利共生共生中仅对一方有利。互利共生两个物种之间, 均从对方受益72存活曲线是以时间间隔为横坐标,以相应的存活个体数或存活 率为纵坐标所作的曲线图。73静态生命表75在一定地段上,以树木和其它木本植物为主体,并包括该地

12、段 上所有植物、动物、微生物等生物成份所形成的一个有规律 的组合称为森林群落76森林群落的成层现象森林植物按照空间高度或土壤深度的垂 直配置,形成了群落的层次77乔木的地上成层结构在林业上称为林相78群落交错区:当两个或多个不同群落相邻存在时,群落之间可 能有一个过渡带,这个过渡带通常称为群落交错区79森林线:森林与其他地带植被的交错区80生物多样性是生物和它们所组成的系统的多样性和变异性,它 包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次81群落演替:在一定地段上,一种生物群落为另一种生物群落所 取代的过程82森林群落演替就是一个森林群落被另一个具有不同特性的森 林群落所更替的现象。83

13、侵移:从繁殖体传播到新的定居地的过程84林木分化群落中的不同植株,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。85森林群落“自然稀疏”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,。86从植物的定居开始到形成稳定的植物群落为止,这个过程叫做 演替系列。87演替阶段或演替时期演替系列中的每一个明显的步骤88原生演替:开始于原生裸地上的植物群落演替89原生裸地:指以前完全没有植物的地段,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。90次生演替:开始于次生生裸地上的植物群落演替

14、。74动态生命表92次生林:经次生演替重新恢复的森林群落。91次生裸地:是植物已被消灭,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,都能造成次生裸地。74动态生命表92次生林:经次生演替重新恢复的森林群落。93原始林:在自然状态下,未经外界因素严重干扰的森林群落。94旱生演替:开始于裸露岩石、沙地等干旱基质上的原生演替 称旱生演替95进展演替:群落的结构和种类由简单到复杂,群落向所在区域 内结构最复杂、稳定性最高的群落发展的过程。96逆行演替:在外力的作用下,群落朝结构简单,稳定性下降的 方向退化的过程。97系统:彼此间相互作用的、相互依赖

15、的事物有规律地联合的集 合体,是有序的整体。98生态系统:在一定时间和空间范围内,由生物群落与其环境组 成的一个整体,该整体具有一定的大小和结构,各成员借助能 量流动、物质循环和信息传递而相互联系、相互影响、相互依 存,并形成具有自组织和自调节功能的复合体。99消费者:指那些直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质 生存的异养生物。100分解者指利用动植物残体及其它有机物分解为生产者能重新 利用的简单化合物,并释放出能量。101食物链:生态系统中各种生物按其取食和被食的关系而排列 的链状顺序102食物网:食物链彼此交错连结,形成一个网状结构。103生物放大作用在生态系统的食物链上,高营养级生物以

16、低营 养级生物为食,某种元素或难分解化合物在生物体中浓度随 着营养级的提高而逐渐增大的现象104捕食食物链绿色植物为起点到食草动物进而到食肉动物的 食物链105碎屑食物链以吃死生物或腐屑为起点的食物链106 一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物种的总和107林德曼定律(十分之一定律):能量沿营养级的移动时,逐级 变小,后一营养级只能是前一营养级能量的十分之一左右。108初级生产量(primary production):生态系统中绿色植物通 过光合作用,吸收和固定太阳能,由无机物合成、转化成复杂 的有机物。绿色植物通过光合作用合成有机物质的数量称为初级生产量,也称第一性生产。109净初

17、级生产量:在初级生产过程中,植物固定的能量有一部 分被植物自己的呼吸消耗掉,剩下的可用于植物的生长和生殖, 这部分生产量。110总初级生产量:GP=NP+R111初级生产力:植物群落在一定空间一定时间内所生产的有机 物质积累的速率称为生产率,或生产力112生物量:是指某一时刻调查时单位面积上积存的有机物质 (kg/m2)。以鲜重或干重表示。113现存量:是指绿色植物初级生产量被植食动物取食及枯枝落 叶掉落后所剩下的存活部分114次级生产:消费者利用初级生产的产品进行新陈代谢,经过 同化作用形成自身的物质,称为次级生产,亦称第二性生产。115分解死有机物质的逐步降解过程。还原为无机物,释放能 量

18、116碎化:把尸体分解为颗粒状的碎屑。117异化:有机物在酶的作用下,进行生物化学的分解,从聚合 体变成单体,进而成为矿物成分118淋溶:可溶性物质被水淋洗出,完全是物理过程。119生物小循环:环境中元素经生物吸收,在生态系统中被相继 利用,然后经过分解者的作用再为生产者吸收、利用。120库:存在于生态系统某些生物或非生物成分中一定数量的某 种化合物所构成的。生态系统中各组分都是物质循环的库, 如植物库、动物库、土壤库等。121流通量:在单位时间或单位体积的转移量。122周转率:=流通率/库中营养物质总量123周转时间:=库中营养物质总量/流通率,即移动库中全部营 养物质所需要的时间。124氨

19、化作用:由氨化细菌和真菌的作用将有机氮分解成为氨和 氨化合物,氨溶水成为NH4+,为植物利用。125硝化作用:在通气良好的土壤中,氨化合物被亚硝酸盐细菌 和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐,供植物吸收利用。126反硝化作用:反硝化细菌将亚硝酸盐转变成大气氮,回到大 气库中。127温室效应:大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度 增加使较多的辐射能被截留在地球表层而导致温度上升大题一、生态学的研究对象与分支学科1、按生物组织层次划分:分子、个体、种群、群落、生 态系统、景观到全球。(传统上由于技术条件的限制, 只从个体水平开始)2、生物类群划分:动物生态学、植物生态学、 微生物 生态学、人类

20、生态学、昆虫生态学、鱼类生态学、鸟 类生态学。3、生物栖息环境划分:水生生态学、淡水生态学、河口 生态学、海洋生态学、陆地生态学、湿地生态学等等。4、应用领域划分:农业生态学、城市生态学、环境生态 学、保护生态学、恢复生态学、旅游生态学、污染生 态学二、森林生态系统的特点1)森林生态系统占居空间大,是物种繁多的巨大基因库。 占陆地面积近30%,占60%以上的生物量是地球上最 大的陆地生态系统。2)森林生态系统具体十分复杂的结构。具有明显的成层结构3)森林生态系统类型多样:森林植被是在气候条件与地 形地貌的共同作用下,即有明显的经纬向水平分布, 又有山地的垂直分布带谱。4)森林生态系统的稳定性高

21、,具有很高的自调控能力。 能自行调节和维持系统的稳定结构与功能,保持着系 统结构复杂、生物量大的属性,5)森林生态系统有着其他生态系统无法比拟的服务功能(三 大效益)三、森林生态系统服务功能1)经济效益:指从森林中直接获取木材和其他产品的直接效 益。2)森林的生态效益:指森林在维持生物之间、生物(包 括人类)与环境之间的动态平衡所具有的一切作用。 通常包括固碳释氧、净化空气、涵养水源、保持水土、 防风固沙、减轻水旱灾害等3)森林的社会效益:指由于森林的存在而对人类的身心 健康、社会文化和精神文明方面起到促进和提高的作 用,包括美学效益、游憩效益(森林浴)、教育价值 等方面。四、生态因子作用规律

22、1、综合性:环境中各个生态因子不是孤立的,而是相互联 系、相互制约的。A)个因子变化会引起另一个因子不同程度的变化。B)一个因子的生态作用需要有其它因子配合才能表现 出来,同样强度的因子配合不同,生态效应不同。C)不同生态因子的综合,可产生相似或相同的生态效 应。2、非等价性:组成生境所有的生态因子都为植物直接或间接所必需,但 在一定条件下必有一个或两个起主导作用。主导因子不是一成不变的,随时间、空间、植物种类、同 种植物不同发育阶段而变化。3、不可代替性和互补性:前面提及各个生态因子作用的非等价性,但对生物来说都是 不可缺少的。但在一定条件下,某一因子量的不足,可由另 一因子增加而得到调剂或

23、补偿,仍会获得相似的生态效应。然而,生态因子之间又是不可代替的,温度再高也决不能代 替植物对光照的需求,土壤养分再丰富也绝对代替不了植物 对水分的需求。4、生态因子的阶段性作用 生物生长发育不同阶段中往往 需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。5、直接作用性与间接作用性五、生物与环境的关系一、环境对生物的限制作用1、利比希最小因子定律植物的生长取决于处在最小量状态即使是在较短的时间范围内,生物对生态因子的耐受限度的营养成分的营养成分也能进行各种小的调整。(1)这一定律适用于稳定状态。(1)、内稳态(2)要考虑因子的相互作用(替代和颉颃作用)。内稳态是生物控制体内环境使其保持相对稳定的机2、限

24、制因子3、谢尔福德耐受性定律任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多,超过 了某种生物的耐受限度时,就会使该种生物衰退或不能生存(1)、每一种生物对不同生态因子的耐受范围存在着差异,并会 因年龄、季节、栖息地等不同而有差异。(2)、生物在整个个体发育过程中,对环境因子的耐受限度是不 同的。(3)、不同的生物种对同一生态因子的耐受性是不同的。(4)、生物对某一生态因子处于非最适状态时,对其他生态因子 的耐受限度也下降。(5)、同一生物种内的不同品种,长期生活在不同的生态环境条 件下,对多个生态因子会形成有差异的耐性范围,即产生生态型 的分化。4、贝格曼规律和阿伦规律二、生物对环境适应1、适应

25、生物并不是消极被动地对待环境的作用,它也可以从自身 的形态、生理、行为等方面不断进行调整,以适应环境中 的生态因子变化,将其限制作用减少2、生态幅常与耐受限度一致,耐受限度越宽,生态幅也越大制,它能减少生物对外界条件的依赖性,从而大大提 高生物对外界环境的适应能力。内稳态是通过生理过 程或行为的调整而实现的(2)、驯化(acclimation)生物借助驯化过程可以稍稍调整它们对某个生态因子 或某些生态因子的耐受范围。如果一种生物长期生活在它的最适生存范围偏一侧的 环境条件下,久而久之就会导致该种生物耐受曲线的 位置移动,并可产生一个新的最适生存范围,而适宜 范围的上下限也会发生移动。4、生物对

26、环境适宜的类型生物对环境的适应类型主要有形态结构的适应、行为 适应、生理适应和营养适应四大方面(1)、形态结构的适应(2)、行为适应一一运动迁移和迁徙防御和抗敌(3)、生理适应一一生物钟 休眠(蛰伏) 生理生化 变化(4)、营养适应六、光强的变化规律(空间、时间)-1、纬度:随着纬度增长,光强逐渐减弱(?高纬度地 区在夏天却有高的生长力)-2、海拔:随着海拔高度的增加而增强-3、坡向/度:北半球温带地区南坡平地北坡。北坡上 坡度越小,光照强度越大。任何生物对生态因子的耐受限度都不是固定不变的。生物 的耐受限度和最适生存范围都可能发生变化,也可能扩大, 也可能受到其他生物的竞争而被取代或移动位置

27、。5任何生物对生态因子的耐受限度都不是固定不变的。生物 的耐受限度和最适生存范围都可能发生变化,也可能扩大, 也可能受到其他生物的竞争而被取代或移动位置。5、光照在森林群落内自上而下逐渐减弱(垂直分层)(水 域)3、生物对环境变化的适应机制4、时间:季节:夏强冬弱;中午最大,早晚较小七、光强的生态作用1、光合作用植物必须通过光合作用的生产足够的糖类以弥补呼 吸作用的消耗。当影响光合作用和呼吸作用的其它生 态因子都保持恒定时,生产和呼吸这两个过程之间的 平衡就主要决定于光强。2、光照强度对森林植物生长发育的作用-1)充足的光照能促进苗木根系的生长,形成较大的根 茎比率。-2)充足的光照有利于营养

28、积累,促进林木的开花结实。八、森林植物对光强的适应1、森林植物的耐荫性(是植物对光照强适应表现)(1)、植物对光照强度的适应类型:环境中不同的光照强度, 植物适应后便形成不同的光强生态类型。1)阳性植物2)阴性植物:3)(中性植物)耐荫植物(2)树种的耐荫性a、阳性树种(喜光树种/先锋树种)b、耐荫树种c、中 性树种(3)树种耐荫性的鉴别1)根据树种的更新特性进行鉴别能够在空旷地或采伐迹地上更新的树种判别为阳性树 种;能够在林冠下完成更新树种为耐荫树种2)从外部形态特征和生长特性3)生理特征根据树种光补偿点和光饱和点判断树种的耐荫性是 现代植物生理生态学常采用的方法。利用现代植物光 合作用测定

29、仪,在短时间内可以测定供试植物的光响 应曲线,求出光补偿点和光饱和点。根据各种植物的 光补偿点和光饱和点排序,可以比较树种的耐荫性。(4)影响树种耐荫性的因素1)年龄:一般是随着年龄的增大而降低,幼苗阶段耐荫性较强,尤其是壮龄后需光较 强的光照。2)气候:温暖湿润条件下树木的耐荫能力 较强干旱、寒冷条件下的强。3)土壤:同一树种生长在湿润肥沃土壤耐 荫性较强,而在干旱瘠薄的土壤上耐荫性较 差。2、形态适应(1)叶结构植物叶肉中的叶绿体必须在一定的光强条 件下才能形成。叶是树木进行光合作用的主 要器官,叶的形态明显受光强度的影响,处 在不同光强条件下的叶子,其形态结构往往 产生适光变化。植物的叶

30、结构特征是植物长期适应以光为 主导因子的自然气候条件的结果。喜光植物 和耐荫植物的叶结构特征有明显差别。所 以,从植物叶结构特征差别能有效地推测其 对光照的适应能力,进而能作为植物适宜生 境选择的重要参考依据之一(2)地上部分(茎、冠)与地下部分(根)生物量分 配随着光强的减弱,茎/根比值增大,弱光会影 响根生长,庇荫会妨碍根系发育,光强越低, 这种影响越大。(3)地上部分形态(见耐荫与喜光树种差异)(4)黄化现象(植物的形态建成)叶片小而不伸展,缺乏叶绿素,呈现淡黄色;茎的 节间较长,机械组织不发达,茎柔弱不能直立,在 黑暗或光线不足的条件下,植物组织的分化受到抑 制,故柔嫩多汁九、请你根据

31、光强对森林植物的作用解释林下苗木致死的原因。在森林群落内,光照强度自上而下逐渐减弱,林下苗木处于弱 光条件下,此时苗木根系不发达,加之根系间的竞争,会影响植物和幼苗幼树对土壤水分的利用,这往往成为苗木致死的原因之上层阻截了大部分阳光,并且大量吸热和蒸腾, 使林内温度大大下降。物和幼苗幼树对土壤水分的利用,这往往成为苗木致死的原因之十、提高森林的光能利用率的途径1、提高林木群体光能利用率,如时空上的合理配置,改善 生境条件。2、选育高光合效率和低呼吸的品种,提高个体光合效率。3、具体措施1)、合理密植林木群体在一定的条件下要有一定数量的 叶面积,才能有效利用光辐射。过密:叶面积指数过大,则植株互

32、相遮荫, 处于中下层的叶子很难获得光辐射,致使光 合速率下降,呼吸消耗过多的有机质。过疏:叶面积指数过小,部份光辐射通过株 间空隙。2)、营造混交林是提高光辐射利用的有效途径。将喜光、耐荫树种搭配,高矮错落,层次较多,相互填 补空隙,充分利用太阳辐射。3)、开展林农复合经营4)、调节影响光合作用的光、温、水肥等生态因子,以提 高光合速率。(抚育间伐、人工整枝)5)、科学选种、育苗,选择和培育高光效的优良树种进行 繁殖和推广。十一、森林生态系统内温度变化特点及其原因1)变化特点:森林内部的温度白天或夏天比群落外低,夜间 或冬季比群落外高,年温变与昼夜温变幅度小, 变化缓和。(冬暖夏凉、夜暖昼凉)

33、(小树苗在旷 野易冻死,群落内被庇护起来)2)原因a、温度在群落中主要受太阳光直射的影响。群落b、植物吸收、散热缓慢,导热效果差,且林内空 气湿度较大,增温也较慢,因而群落内温度变化 缓慢。c、植物之间互相遮掩,阻滞了林内空气流通,使 群落内部热量不易消失。d、森林群落地面枯枝落叶层,也能够缓和土壤表 面温度变化的幅度,并可调节内部气温的变化。十二、温度的生态作用温度是生物生命活动不可缺少的条件之一。生物对于温度的 变化均有一定的适应幅度。通常可分为最适点、最低点和最 高点,在生态学上称为三基点。(一)温度与生物生长(温度的重要性)1、温度与植物的光合作用-光合作用需要适宜温度范围一光合作用的

34、三基点温度:光合最适温,热补偿点(光合最低 温与光合最高温)当环境温度在最低和最适温度之间时,生物体内的生理生化 反应会随着温度的升高而加快,代谢活动加强,从而加快生 长发育速度;当温度高于最适温度后,参与生理生化反应的 酶系统受到影响,代谢活动受阻,势必影响到生物正常的生 长发育。2、温度与植物呼吸作用-植物呼吸需要适宜的温度范围-不同地理起源的植物呼吸温度三基点差异大3、温度与植物的水分代谢-温度过低或过高都限制植物根系吸水- 温度影响植物的蒸腾作用(温度一改变饱和差影响植物蒸腾;二影响叶片温度和气孔开 闭,并影响角质层蒸腾与气孔蒸腾的比率。)4、生长发育-植物各器官生长需要适宜的温度范围

35、-植物自身体温直接影响其生长发育和各种生理过程(二)变温环境对森林生物的影响1、节律性与非节律性在自然界温度经常呈现规律性变化即昼夜变化、季节变化和非 节律性变化(1)、节律性变温对森林生物的影响温度随昼夜和季节而发生有规律的变化称之为节律性变温对生物种子萌发、生长、形态、开花结实、果实品质、植物 分布均有影响。(2)、非节律性变温对森林生物的影响春秋两季寒流侵袭,常使温度剧降,夏季午间持续高温2、低温危害1)寒害 又称冷害,指气温降至0C以上植物所受到的伤害。2)冻害温度降低到冰点以下,植物组织发生冰冻而引起的伤 害称冻害。冰点以下,植物细胞间隙形成冰晶,冰的化学 势、蒸气压比过冷溶液低,水

36、从细 胞内部转移到冰晶处, 造成冰晶增大细胞失水。3)霜害4)冻举又称冻拔,是间接的低温危害,由土壤反复、快速冻 结和融化。经过几次冰冻、融化的交替,树苗会被全部拔出 土壤。遭受冻拔危害的植株易受风、干旱和病原危害。冻拔 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、土表温度容易剧变的立地。变温环境一低温危害5)冻裂 下午太阳直射树干,入夜气温迅速下降,由于干材导 热慢,造成树干西南侧内热胀、外冷缩的弦向拉力,使树干纵 向开裂。受害程度因树种而异,通常向阳面的林缘木、孤立木 或疏林易受害。冻裂不会造成树木死亡,但能降低木材质量, 并可能成为病虫入侵的途径。3、高温危害1)生理干旱

37、 这是另一种与低温有关的间接伤害。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,而根系又不能吸水加以补充,时间 长了就会引起枝叶干枯和死亡称为生理干旱。(夏天中午浇 花)2)高温危害-直接伤害:破坏细胞膜;蛋白质变性等-间接伤害:代谢异常,植物逐渐受害3)皮烧强烈的太阳辐射,使树木形成层和树皮组织局部死亡。 多发生于树皮光滑树种的成年树木上,受害树木树皮呈斑状 死亡或片状剥落,给病菌侵入创造条件。4)根颈灼伤 土表温度增高,灼伤幼苗根茎。松柏科幼苗当土 表温度达40C就要受害。夏季中午强烈的太阳辐射,常使苗床 或采伐迹地土表温度达45 C以上,而造成这

38、种危害。灼伤使 根颈处产生宽几毫米的缢缩环带,因高温杀死了输导组织和 形成层而致死。十三、森林生物对温度变化的适应(一)森林生物对节律性变温的适应1、温周期现象在自然界温度经常呈现规律性变化即昼夜变化、季节 变化和非节律性变化。植物对温度昼夜变化和季节变化的反应称温周期现 象。节律性变温包括昼夜变温和季节变温。昼夜变温指一天内温度的昼夜变化,它对植物生长、 发育和产品质量影响很大。种子发芽是温周期的一种 类型。多数种子在一定的交替变化的温度下发芽更好。2、物候由于气候分布的地带性和非地带性,物候现象随纬度、经度和高 度的变化具有推移性的特点。(二)森林生物对极端温度的适应1、生物对低温的适应(

39、形态、生理、行为)树种对低温忍耐和抵抗的特性称为树种的耐寒性。长 期生活在低温环境中的植物通过自然选择,在形态、 生理和行为方面表现出很多明显的适应特征。树木的耐寒性随树木的年龄、树木部位及土壤养分而 变化(1)植物的适应形态上,叶片表面有油类物质;芽具鳞片;体表具蜡粉和 密毛;矮小。生理上,水分降低,糖、脂、色素增加,以降低细胞冰点; 吸收光谱增宽,能吸收红外线。(2)动物的适应(a)Bergman定律(贝格曼定律):(b)阿伦定律:2、对高温的适应(1)植物:形态上,某些植物生有密绒毛和鳞片,体呈白色,可 反射部分光线;叶片垂直排列;木栓层厚。生理上,含水少,糖、盐浓度高;蒸腾作用旺盛。(

40、2)动物:形态上,难以奏效。生理上,放松对恒温的要求, 提高体温。行为上,夜出加穴居。十四、不同形态的水及其生态作用(一)水分在植物体内的重要意义1、水分是构成植物体的主要成份之一。2、水分是植物代谢作用过程的反应物质3、水分是植物对物质吸收和运输的溶剂4、水分能保持植物的固有姿态5、植物体内水分通过蒸腾散失过程,可以降低植物体温6、水分影响植物器官生长分配,一般说来生境水分越缺乏, 植物根系越发达。(二)不同形态水的生态作用(植物体外的水)1、降雨的生态作用(1)降雨是林地上土壤水分的主要来源。(2)降雨量的多少往往决定了植被类型的分布(3)降雨的分配形式不同产生不同的影响(季节分配)(4)

41、雨量的年变率和月变率对植物有重要影响。(5)降雨强度:大雨或暴雨提供给植物可利用水的比例较少而 小雨较多。(6)降雨影响植物开花结实,绵绵细雨不利于花粉传播,而暴 雨导致花蕾被打落。(7)生长期内降水量与树木的直径生长呈正相关。2、固态水的生态作用降雪:补充土壤水分、保温等。机械伤害(雪折、雪倒和雪压)(冰雹)3、气态水的生态作用:(云、雾)相对湿度过高,不利于树木传播花粉,易引起病害。相对湿度是森林火灾危险性等级的重要指标,当降低到 40-50%以下,森林火灾危险性增大。, 干旱区雾、露水可缓和干旱引起的植物枯萎,对沙生植物 生长尤为重要。十五、森林对水分的影响(一)直接参与水分的小循环森林

42、中水分的小循环是在土壤一森林一大气系统中进行 的。水循环的两种形式:降水和蒸发(二)对降水进行再分配降水经过林林冠后分为1、穿透雨2、滴落3、茎流或树干 流4森冠截留5、蒸发散6、地表径流(三)、可以在一定程度上增加水平降水量(四)、森林具有减少地表径流的作用(森林涵养水源保持水土 的理论依据)1、林冠对水分的截留,避免了雨水对土壤的直接冲刷 有利于水分的下渗。2、林内死地被物层能吸收大量降水(吸水可达自重的40 %-260 %)3、森林土壤疏松,孔隙多,富含有机质和腐殖质,水 分容易被吸收和入渗4、树干及林下植物、地被物对降水的阻挡,使水分流 动缓慢,促进水分下渗,减弱地表径流5、森林植物纵

43、横交错的庞大根系网络对土壤的固结作 用,提高了森林土壤抗冲刷的能力。(五)、森林内空气湿度较大(六)、显著减少地表蒸发(七)、林地的蒸腾作用较强(八)、降水通过林冠后水质发生变化(淋洗养分,林内雨含有较多养分)十六、土壤的生态意义(一)、森林土壤的物理性质及其生态作用1、母岩:2、土壤厚度影响森林组成、结构、林木的生长和森林的生产力。3、质地与结构根据质地将土壤分为:砂土、壤土、粘土。不同质地的土壤在养分和水分的保持及通气性方面具有明显不 同,影响林木根系的生长和分布。团粒结构是林木生长最好的土壤结构形态。4、土壤水分和空气(1) 土壤水分土壤水分不足影响幼苗的存活和树木高、径生长;土壤水分过

44、多,尤其是地下水位过高,会使土壤缺乏O2和提高 CO2含量,阻碍根呼吸和吸收养分。(根膝)2)土壤空气土壤中,植物根系、动物和微生物的呼吸作用和有机质的分解, 不断消耗02,放出CO2,使土壤空气中02和CO2的含量明显不同于 大气,使土壤空气中O2少,CO2多。影响根系呼吸及生理活动、土壤微生物的种类、数量及分解活动。土壤积水和通气不良时,土壤中CO2含量增至10%左右时,会产 生毒害作用。同时,O2含量下降。O2含量下降到10%左右, 根系活动开始衰退。具有团粒结构的土壤能调节水、气和微生物之间的关系5、土壤温度土壤温度的变化规律:日变化、季节变化、空间上的垂直变化。35-100cm深度以

45、下无昼夜变化,30m以下无季节变化。土壤温度的生态作用:1)影响根系的生长和形态2)影响根系对水分的吸收植物从温暖土壤中吸水要比冷凉土中吸水更容易。不同区域的 植物的温度下限存在差异。(二)、土壤化学性质对森林生物的影响一酸碱度(pH值)土壤酸碱度的影响1)影响矿质元素的有效性(pH值6.5-7.5,P的有效性最大)2)影响微生物的活动3)影响植物的生长。pH值小于3.5或高于9,多数植物根细胞的原生质受到损害。2、植物对酸碱度的适应针叶林下土壤的酸性较强,阔叶林下的土壤酸性较弱,反映了森 林群落的树种组成对土壤的pH值有影响。二土壤营养元素土壤养分元素的来源:(1) 土壤的矿物质和土壤有机质

46、地下水、坡渗水和大气降水固氮生物:共生或非共生固氮微生物的固氮作用给土壤增 添化合态氮素。人工施肥:是耕作土壤养分的重要来源种植绿肥、营造混交林也可改善土壤的养分条件营养元素的消耗每年森林植物从土壤中吸取的养分土壤中随下渗水淋失的养分在养分转化过程中以气态形式逸出土壤的氮、硫等养分消 耗的数量。3、林木对营养元素的适应耐瘠薄树种:马尾松、油松、樟子松、侧柏、蒙古栋、刺槐;不耐瘠薄树种:杉木、苦楝、乌柏、白蜡、榆、槭树;中等:落叶松、檫树、木荷、山杨等。三、土壤有机质(森林死地被物)森林中植物的凋落物是土壤有机质的主要来源。1、死地被物层的分层2、死地被物层的分类3、影响死地被物分解的因素树种:

47、(内因)针叶树,粗糙死地被物;阔叶树,柔软死地被物立地条件:(外因)潮湿、低温、林内阴暗,通气不良,易形成粗糙死地被物;湿度中等,温度高,通气良好,形成柔软死地被物。四、土壤生物1、土壤微生物土壤微生物的作用:.参与土壤有机体的腐殖化和矿化过程;.固氮和共生作用;.细菌和真菌等微生物构成腐生食物链的营养级。.某些细菌和真菌是森林病害的病源。2、土壤动物(略)3、林木根系(1)、影响根系分布的因素:土壤的物理性质:土壤板结不利于根系的垂直 分布土壤湿度和通气性:一般而言根系在干燥或缺 氧的土壤中生长不良。土壤温度:土壤养分:根系具有趋肥性土壤化学性质:有毒化学物质抑制根系的生长根系竞争或相互作用

48、(2)、林木根系的作用:对土壤肥力的发展起重要作用。(1)对营养物质的循环(积累和消耗)起重要作用。 根系将淋溶到下层的营养元素吸收到组织中,并 随着凋落物补充给上层土壤。(2 )各种类型的根系以相当大的幅度和深度固持土 体,起着抗风、保土、固土的作用。根系生长过程中产生的根系分泌物,是土壤微生 物需要的营养物质,又可提高某些养分的有效性, 促进土壤团聚体的形成。残落在土壤中的死根系是深层土壤中重要的有机 质来源,死亡细根每年都向死地被物提供新的有 机质,促进良好土壤结构形成。1).微生物残体增加有机质;根系腐烂后留下许多孔道,改善土壤的通气性, 并有利于重力水下排。1).微生物残体增加有机质;十七、森林群落的基本特征1、森林群落具有一定的外貌(外部形态)群落的外貌是认识植物群落的基础,也是区分不同植被类型的 主要标志,如森林、草原和荒漠等,首先就是根据外貌区别开来 的。而就森林而言,针叶林(马尾松林、夏绿阔叶林、常绿阔叶 林和热带雨林等,也是根据外貌区别出来的。2森林群落具有一定的种类组成3森林群落具有一定的结构4、森林群落具有一定的动态特征(时间)生物群落的动态至少应包括三方面的内容:群落的内部 动态(包括季节变化与年际间变化

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