森林生态学复习题参考答案(定稿)

PAGEPAGE4森林生态学复习题参考答案一、名词解释1、耐荫性：指树种在林冠庇荫条件下能否正常生长发育并完成更新的能力。2、生活型：植物长期适应不同环境条件而在外貌上反映出来的植物类型称为生活型。3、生物量：生物有机体在某一段时间内单位面积上所积累的有机物的总量。4、异株克生：指植物的根、芽、叶和花等排放出的生物化学物质对其它植物的生长和发育抑制和对抗作用或者某些有益的作用。5、建群种：指在创造群落特有环境条件以及引起群落种类组成方面起主要作用的植物种。6、建群种：群落中存在于主要层次中的优势种。7、生态型：指同种植物的不同立体由于长期生长在不同的环境条件下所形成的在生理、生态和形态方面各异的类型形态。8、环境：指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。9、生态系统：生物群落与非生物环境间通过物质循环、能量流动和信息传递所形成的群落与环境的综合体称为生态系统。10、自然稀疏：指在一定密度的森林内，随着林龄增大和林木生长而出现的株数不断减少的现象。11、竞争：指植物不同个体间为利用环境的能量和资源而发生的相互关系。12、次生演替：从次生裸地上开始的植物群落演替称为次生演替。13、物候：指植物生长期适应于一年中的寒暑节律性变化而形成与此相适应的发育节律。14、生物圈：指生物生存着的岩石圈、土壤圈、大气圈、水圈的总称。15、大气污染：指大气中人为排放的有害物质达到一定浓度，持续一定时间，破坏了大气中原来成分的物理、化学和生态平衡体系，并对人的健康、生物的生长、正常的工农业生产和交通运输发生危害的条件。16、食物网：生态系统中生物之间通过取食和被食关系所形成的网状结构。17、自然整枝：当林分密度较大时，随林木生长树冠下部枝条因光照不足而枯死的现象。18、郁闭度：指树冠郁闭的程度，是树冠垂直投影面积与林地总面积之比。19、有效积温：植物某一发育时期或全部生长期中有效温度的总和。20、活动积温：植物某一发育时期或全部生长期中活动温度的总和。21、原生演替：从原生裸地上开始的森林演替称为原生演替。22、生态梯度：生物群落沿一环境梯度的变化序列称为群落梯度，环境梯度与群落梯度的综合称为生态梯度。23、净初级生产力：在单位时间和空间内，去掉呼吸所消耗的有机物质之后生产者积累有机物质的量。24、蒸发散：土壤水经植被蒸腾和地表水分蒸发进入大气，植被的蒸腾和蒸发作用称为蒸发散。25、竞争排斥原理：又称为高斯假说，指生态位相同的两个物种不能长期共存。26、种群：在一定的空间内，能够相互杂交、具有一定结构和一定遗传特性的同种生物个体的总和称为种群。27、生物群落：在特定的空间和特定的生境下，若干生物种群有规律的组合，它们之间以及它们与环境之间彼此影响，相互作用，具有一定的形态结构和营养结构，执行一定的功能。28、温室效应：由于大气中水蒸气、二氧化碳、甲烷等温室气体的大量存在，大气阻挡了地球表面的长波辐射，使地球保持一种温暖的状态，这种现象称为温室效应。29、生态趋同：不同种类的植物生长在相同或相似的环境条件下，往往形成相同或相似的适应方式和途径，在外貌上及内部生理和发育上表现出一致性或相似性。30、三向地带性：随着地球表面各地环境条件的规律性变化，植被类型呈现有规律的带状分布，这种规律表现在纬度、经度和垂直方向上，称为植被分布的三向地带性。31、净生产力：除去呼吸消耗以后而剩余的有机物的积累速率称为净生产力。32、生物地球化学循环：生物所需的养分元素从生态系统的非生物部分流入生物部分，并在不同营养级间进行传递，然后又回到非生物部分，养分元素在生态系统中的这种传递过程称为生物地球化学循环。33、耐性定律：生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限，上下限之间为植物、动物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统(4分)。生物多样性包括三个层次：遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性（2分）。保护生物多样性的意义：生物多样性具有多方面的价值：直接经济价值（1分）；间接经济价值（环境调节、生态服务及教育及科学研究）（1分）；备择价值（1分）；存在价值（1分）等。3、森林群落的退化过程与森林群落的恢复过程有何不同?答：森林群落的退化过程其实是森林群落的逆行演替过程，该过程有如下特征：群落结构简单化；群落生产力逐渐降低；群落环境湿生化或旱化；对土地的利用不充分，对环境的影响作用减弱；物种多样性降低（5分）。森林群落的恢复过程实际是森林群落的进展演替过程，该过程有如下特征：土壤顺行发展，厚度增加，肥力提高；对环境具有强烈的改造作用，形成特有的群落环境；群落向中生化的方向发展；森林群落结构日趋复杂化；物种多样性增加，群落生产力提高（5分）4、森林生态系统一般由哪几部分组成，每一部分在生态系统中的功能作用如何？答：森林生态系统一般包括森林植物、动物、微生物及无机环境四部分（4分）。森林植物吸收太阳辐射进行光合作用，制造干物质及贮存能量（1.5分）；动物取食植物或其他动物，进行物质与能量的传递（1.5分）；微生物将有机物分解为无机物质，并将其归还到无机环境中，供再次利用（1.5分）；无机环境提供森林生态系统中各种生物所需的能量、物质（1.5分）。5、简述群落演替的原因有哪些？（1）植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性。（2）群落内部环境的变化（3）种内和种间关系的改变（4）外界环境条件的变化（5）人类的活动6、简述生态系统的碳循环途径有哪些？（1）陆地：大气二氧化碳经陆生植物光合作用进入生物体内，经过食物网内各级生物的呼吸分解，又以二氧化碳形式进入大气。另有一部分固定在生物体内的碳经燃烧重新返回大气。（2）水域：溶解在水中的二氧化碳经水生植物光合作用进入食物网，经过各级生物的呼吸分解，又以二氧化碳形式进入水体。（3）水体中二氧化碳和大气中二氧化碳通过扩散而相互交换，化石燃料燃烧向大气释放二氧化碳参与生态系统碳循环，生物残体也可沉入海底或湖底而离开生态系统碳循环。7、何为光能利用率？提高光能利用率的途径有哪些？答：光能利用率是指单位面积上植物光合作用所积累的有机物质所含能量与照射在同一地面上日光能量的比率。提高光能利用率的主要途径有：A、个体，选择优良个体B、群体，合理密植、光照栽培、南北行造林、营造混交林、实行农林间作、改善群落的光照、水肥条件。8、次生林的主要特点包括那些？答：（1）复杂－多样性（表现在起源、萌生代数、树种组成、林木结构、年龄结构、分布、演替阶段、林木径级、群落类型）。（2）演替动态上的消退性、不稳定性和偏途顶极性。（3）生态条件的旱化性。（4）社会条件的优越性并要求做相应的论述。9、试述森林净化环境的机理答：净化机理主要有：（1）吸碳排氧；（2）滞尘；（3）吸收有毒物质；（4）分泌杀菌素；（5）降低环境噪音。并要求说明为什么具有这些功能。10、从生物学角度考虑，确定抚育间伐起始期的方法有哪些？答：其方法主要有：（1）按林分外貌牲确定，包括①郁闭度指标；②自然整枝指标；③冠高比；④冠形动态；（2）按林木分化程度，包括：①按林木分级；②依直径离散度；③依林木株数按径级分配比例；④利用株数与胸径的偏态分布曲线。（3）按林分生长量分析确定，包括：①胸径、胸高断面积连年生长量；②按生长率；③胸径连年生长量与平均生长量曲线相交前进行首次疏伐；④按标准表和密度管理图表确定起始期。11、何为植物先期适应法则？该法则在林业生产实践中有何意义？同一树种和森林类型的垂直分布在北坡常低于南坡。同一地点，南坡的植物群落中常有较南的植物成分，北坡的植物群落中则有较北的种类分布。在树种分布区内，北方树种在其南界分布到的北坡、南方树种在其北界可分布到山的南坡，南坡是南方树种的北界，北坡是北方树种的南界，这就是植物先期造应法则。了解此法则对造林和引种工作有重要的指导意义。12、如何才能确保引种成功？前人有哪些主要经验？要确保引种成功必须弄清原产地和引种地的气候条件、土壤因素，尽可能使两地这些方面保持一致或相似。即使有差异也不应过于悬殊，并可采取一些人为措施缩小这种差异。据前人的研究经验，北种南引（高海拔向低海拔引种）比南种北引（低海拔向高海拔引种易成功；草本植物比木本植物易引种成功；一年生草本比多年生草本植物易成功；落叶植物比常绿植物易引种成功。13、简述旱生植物有哪些与干旱环境相适应的形态及生理特征？答：形态特征包括：根系发达；叶子变小或变厚；叶细胞小，细胞壁增厚；气孔变小，排列更紧密，深陷；叶面被毛；角质层加厚；栅栏组织发达，海绵组织不发达；细胞间隙变小（5分）。生理特征包括：含糖量高，淀粉与糖的比率降低；细胞液浓度大，渗透势低；原生质透性高；单位叶面积光合作用速率高；对萎蔫的抵抗力强；开花结实早；寿命长等（5分）。14、简述种群生态对策理论在森林经营中的指导作用？答：生态对策是指在漫长的进化过程中，自然选择在物种进化策略上产生的不同选择，它是物种对生态环境的总的适应策略。对不同森林植物及动物种群的生态对策进行分析有利于我们在森林生产中采取合理及有效的经营措施（4分）。在森林病虫害防治中，数量在短期内急剧增加的害虫往往是r对策种，它们的扩散能力强，容易造成极大的危害，控制该类害虫的有效手段是喷洒农药，或选择更为极端的r对策种实行生物防治（3分）；而K对策种增长率低，个体大，数量增加缓慢，造成损失一般较小，对于此类害虫可使用改变害虫稳定环境的方法15、简述森林群落的垂直结构，并说明其生态意义？答：森林的垂直结构是指森林群落地上与地下的分层结构，地上包括乔木层、灌木层草本层和地衣层；地下指不同植物根系的垂直分布。意义：显著提高了植物利用环境资源的能力；减缓了竞争。16、简述森林生物地球化学循环的效能？答：未经干扰的天然森林生态系统内，养分能够有效地积累和保存；贫养土地上森林对养分的保持能力可以补充养分不足的问题。森林生物地球化学循环的效能，为当前的环境问题提供一种可能的解决办法。17、说明林分密度调节机制及其意义？答：①减少每株林木获得水分和养分能力，用每株林木的缓慢生长，保持现有种群数量不变。②不断减少林木株数，保持林分稳定性，把有限的资源集中到优良个体上。18、举例说明森林演替答：①森林演替是指在一个地段上，一种森林被另一种森林所替代的过程。②如在西北地区裸露的阴坡，地面首先定居草本，然后入侵灌木、阔叶乔木，最后入侵、定居耐阴的针叶树，达到稳定的生态系统。19、森林凋落物分解速率对森林生态系统的影响。答：①森林凋落物分解太慢，归还森林的大部分养分长时期不能参与流通，养分循环和森林生产力就会下降。未分解的凋落物长期积累在森林地被物里，对土壤有不良影响。过厚的死地被物可能太湿，酸度大，生长季节里地温也低，这样根系的发育不良，林木得不到更多的养分，生长缓慢。②若凋落物分解太快，释放的养分过多，植物和土壤也难以将其保留住，养分将会从根际淋洗掉。过快的分解造成有机物质的损失，也会导致土壤理化性质的恶化，土壤肥力和抗侵蚀能力降低，以及土壤其他方面的不良后果。20、地形要素的生态作用答：（1）坡向主要影响光照强度和日照时数，并引起温度、水分和土壤条件的变化。南坡植物多为喜光的阳性植物，并表现出一定程度的旱生特征；北坡植物多为喜湿、耐阴的种类。（2）坡度的陡缓，控制着水分的运动，控制着物质的淋溶、侵蚀的强弱以及土壤的厚度、颗粒大小、养分的多少，并影响着动植物的种类、数量、分布和形态。（3）坡位不同，其阳光、水分和土壤状况也有很大差异。一般来讲，从山脊到坡角，整个生境朝着阴暗、湿润的方向发展。（4）随着海拔高度的变化山地的光照强度、气候、土壤按一定规律发生变化，并对生物的类型和分布产生相应地影响。山体越高，相对高差越大，垂直地带谱越复杂、越完整，其中包括的动植物类型也越多。21、简述利比希最小因子定律答：植物生长所需的必要元素中，供给量最小决定植物的产量。一是注意其只适用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平稳的情况；二是要考虑生态因子之间的相互作用。四、论述题1、论述森林生态系统的碳循环过程以及如何评价森林生态系统在全球碳循环中的作用？答：森林生态系统的碳循环过程：森林植物通过光合作用从大气吸收CO2，合成有机物质，一部分存贮在植物体内，其中一部分被消费者取食在食物链中进行传递，植物与动物体内的碳最后通过微生物的分解重新释放到大气中；植物在进行光合作用吸收CO2的同时，也通过呼吸作用向大气释放CO2。一个具体的森林生态系统是一个碳源还是一个碳汇，主要是比较森林生态系统的碳的总的吸收速率和总释放速率，吸收速率如果大于释放速率，该森林为碳汇，如果相反，则是碳源。总吸收速率与总释放速率的差为可用净光合速率与森林土壤的呼吸速率之差，可用这一差值来评价森林生态系统调节大气的作用（10分）。2、有人说森林是一个“小水库”，有人说森林是一个“抽水机”，试分析这两种说法存在原因，并谈谈你自己的观点？答：两种说法都有道理：（1）森林具有涵养水源的作用，原因在于：对土壤物理特性的改变；枯落物的吸水作用，森林植物对水循环的影响等。由于具有水源涵养作用，森林可以延长流域的出水期，在非降雨季节仍有水流出，所以森林是小水库。（2）森林也是抽水机。森林的存在可以增加林地的蒸发散量，增加水的消耗量，使从流域流出的水量减少，因此，森林也是抽水机。观察者所处位置不同，对森林的这两方面作用的认识不同。3、在1998年长江、嫩江及松花江等水系发生水灾之后，我国实施了“天然林保护工程”，用你所学的生态学知识论述其意义？答：1998年的长江、嫩江及松花江等水系相继发生严重的水灾，这次水灾的发生一方面是由于当年的特殊的气候造成，另一方面与各水系上游及沿岸的森林植被严重破坏有关。森林植被的破坏一方面导致森林植被的水源涵养功能被破坏，森林的削洪补枯作用受到了削弱；另一方面，森林植被的水土保持作用也受到了破坏，使地表径流的泥沙含量增加，导致河床不断提高，蓄洪能力不断降低。因此森林植被破坏是导致这次洪水发生的重要原因（5分）。森林植被之所以具有水源涵养及保持水土的作用，原因如下：（1）林冠截留使林内的降雨强度减小；（2）死地被物吸收大量的降水；（3）林冠层和死地被物对地表土壤及土壤孔隙结构有保护作用；（4）森林土壤腐殖质多，土壤疏松，大孔隙多，有利于降水的入渗；（5）树干、枯落物、下木及活地被物的阻挡作用使地表径流减弱；（6）在冬季有积雪地区，春季林内融化速度缓慢，融化的雪水易被土壤吸收，使地表径流减弱。实施“天然林保护工程”可以使各江河上游的森林植被得到很好的保护，同时使森林植被的水源涵养、削洪补枯及保持水土的作用得到恢复，防止水灾的发生（5分）。同时，天然林除了具有上述的作用之外，它还有维持物种多样性，调节气候、提供木材及其他野生产品等多方面的作用，实施天然林保护工程可以使天然林的各种作用得到很好的保护和发挥（5分）。纵上所述，实施“天然林保护工程”具有非常重要的意义。4、“地球正在变暖”已经成为一个为大多数科学家所接受的共识，论述其产生的原因及森林生态系统在抑制地球变暖方面的作用？答：“地球正在变暖”的原因在于地球大气中CO2、CH4等温室气体浓度的增加，而其中又以CO2浓度的增加最为明显。地球表面温度之所以能够保持在一个相对稳定的范围之内是由于“温室效应”的存在，由于CO2等温室气体浓度的增加使得“温室效应”得到加强，导致地球温度逐渐增加。大气CO2浓度增加的主要原因是由于人类活动导致碳元素的生物地球化学循环过程发生了改变（4分）。地球表面存在三个碳库，即陆地、海洋和大气，而陆地碳库又由两部分组成，即陆地表层的陆生生态系统及地下埋藏的矿质燃料（煤、石油和天然气等）。碳在地球各个碳库之间的交换和流动则构成了碳的生物地球化学循环。温室效应的形成主要是大气碳库中碳（主要以CO2的形式存在）的数量异常增加造成的。大气中CO2含量的增加主要来源于两个途径，化石燃料的燃烧和陆地生态系统，主要是森林生态系统的破坏（4分）。森林生态系统是陆地生态系统中的最大的碳库。它对大气CO2的调节主要表现在两个方面：吸收和贮存。森林的破坏一方面使其通过光合作用吸收CO2的功能收到破坏，另一方面，贮存在森林植物生物体、枯落物及土壤中的碳也被迅速释放出来，进入大气碳库。因此，可以从以下几个方面来增加森林生态系统碳库的碳贮量，抑制温室效应的发生。首先，通过人工造林或恢复被破坏的森林生态系统，来增加森林的覆被率；其次，通过各种方法提高森林生态系统的生产力；最后，保护现有的各种森林生态系统，以延缓已固定碳的释放过程（7分）。5、论述生物多样性的概念、保护生物多样性的意义及生物多样性锐减的原因？答：生物多样性指生物中的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性，它包括植物、动物和微生物的所有种及其组成的群落和生态系统。意义：（1）各种生物组成的生物总体控制和调节着影响地球环境的物理和化学过程，共同维持着一个适合包括人类在内的所有生物生存的地球环境。（2）各种生物为人类提供了丰富的食物、药物及各种原材料。（3）各种生物组成的丰富的自然界为人类提供了休憩旅游的场所，丰富了人们的精神生活。（4）许多生物可能具有我们尚未发现的某些功能或特别的遗传信息，这些功能和遗传信息在未来将被开发和利用。（5）地球上的生物多样性保证了无论发生什么样的灾害，总会有一些物种保存下来，继续它们的功能，使自然界的动态平衡不致遭到破坏。6、根据森林生态系统的结构和特征论述退化森林生态系统恢复的结构标志和功能标志及其恢复手段。答：①结构标志：垂直结构（成层性明显）、水平结构（依乔木、灌木、草本顺序发展密度、多度）、分布格局（随机分布）、生态位宽度（小）、数量动态变化（稳定）。②功能标志：生物量与生产力（大）、环境特征和效益（明显）、土壤动物（稳定）物种多样性（丰富）、演替方向（专向）。③恢复手段：加快森林生态战略工程的建设；现有天然林的保护；积极推广农林复合生态系统的建设。7、以一个森林生态系统为例，分析说明一个生态系统的本质特征答：（1）从范围看，任何一个森林生态系统部分布在一定的自然区域内；（2）从生物与非生物关系看，森林中的乔木、灌木和草本等绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水合成贮存能量的有机物质，各种植食性动物依赖绿色植物而生存，植食性动物又是肉食性动物的物质和能量的来源；（3）通过这种营养联系，生物群落与其无机环境之间才能形成一个自然系统。在这个自然系统中，物质不断地循环，能量不断地流动。生态系统就是在一定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间，通过物质循环和能量流动而相互作用的一个自然系统。8、试述植被分布的地带规律性，各地带规律性间的关系如何？为什么？要求答出水平地带性（经向和纬向）和垂直地带性，并能以中国植被分布状况为例加以说明。要求能举例说明。植被分布的水平地带性：太阳辐射是地球表面热量的主要来源有关，随着地球纬度的高低不同，地球表面从赤道向南、向北形成了各种热量带，植被也随着这种规律依次更替，故称为植被的纬度地带性。植被分布的经度地带性：主要与海陆位置、大气环流和地形相关，植被也出现明显的规律性变化。经度地带性和纬度地带性并无从属关系，它们处于相互联系的统一体中。植被分布的垂直地带性：植被分布的地带性规律，除纬向和经向规律外，还表现出因高度不同而呈现的垂直地带性规律，它是山地植被的显著特征。一般来说，从山麓到山顶，气温逐渐下降，而湿度、风力、光照等其它气候因子逐渐增强，土壤条件也发生变化，在这些因子的综合作用下，导致植被随海拔升高依次成带状分布。水平地带性是基础，垂直地带性从属于水平地带性。产生多种变化的主要原因是温度和水分共同作用的结果。9、运用辩证学观点论述群落的连续性和相对独立性。答：(1)自然群落的边界在多数情形下是不清晰的，难以绝然分开。虽然在池边、海岸等地有比较明显的边界，在此植被是间断的，但多数情形下群落边界是彼此交错、逐渐过渡。(2)通常每一物种都有其他物种相伴出现，彼此间分布重叠。(3)一些物种只在某一特定环境中繁荣，另一些种适应性和分布很广。随海拔湿度等不同。(4)某一物种在某一特定群落中占优势，而另一种在别的群落中占优势。所有这些复杂的变化，使群落表现为逐渐改变的连续带。但事物还有另一方面