北京林业大学森林生态学考研复习

森林生态学复习要点第一章绪论第二章森林与环境（ForestsandEnvironment）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。2.2生态因子作用分析2.2.1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。2.2.2生态因子分类（按生态因子性质分）：气候因子：光、温、水、气等。土壤因子：土壤结构、理化性质等。地形因子：海拔、坡向、坡位。生物因子：捕食、竞争、寄生、共生等。人为因子：利用、改造、破坏等。2.2.3生态因子作用的一般特征综合作用：生态因子的不可孤立性、相互联系和相互制约性。非等价性：生态因子的同等重要性。不可代替性和互补性。阶段性。直接作用和间接作用。2.2.5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2.3.3.1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。2.3.3.1光强对形态的影响2.3.3.2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。影响树种耐荫性的因素：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2.4.2.2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。2.4.3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\n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。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。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。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。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。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：由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。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。2.5水分因子2.5.2.2植物对水分不足的适应防旱植物：在极端水分不足时，仍维持高水势的植物。有两种适应干旱的方式，即保水型和耗水型。耐旱植物：严重缺水时，细胞液的溶质含量的提高能使细胞产生低渗透势维持细胞膨胀，从而防止脱水。适旱植物：缩小枝条、增加根系扩展范围、缩小叶面、增加叶厚度、增厚细胞壁、角质层厚、减少气孔、木质部细胞较小、栅栏组织发达、海绵组织部明显、缩小细胞间隙等。荒漠。2.5.4.3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，森林的这种蒸腾作用称为蒸发散。2.5.4.4地表径流降水或融雪强度一旦超过下渗强度，超过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，这个过程称为地表径流。森林减少地表径流的原因：（1）林内死地被物能吸收大量降水，使地表径流有所减少。（2）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。2.8.1火的类型和发生条件林火发生需要有可燃物(主要是地上部分的叶、干、枝及地下的根系和森林死地被物以及土壤中的泥炭层)、助燃物(空气中的氧)和火源林火类型树冠火：地下火：地表火：2.8.3火对植物的影响和植物的适应在某些地区，火是重要的生态因子。有些植物种甚至依赖火。奥德姆把依赖火或耐火种分为两个类型：再萌芽型，火后大量结实型。营养阶段对火的适应抗火树皮、减小易燃性（阔叶树抗火性较强）、保护芽。繁殖阶段对火的适应\n提早开花结实，种子散布火对发芽的影响。2.8.5火对生态系统及其过程的影响火对能量流动的影响森林的生物地球化学循环2.8.6防火产生的后果对天然火发生的频率已适应的森林类型，防止了可燃物过分积累和高强度的林火，如果可燃物大量积累，终将导致强烈的地表火和地下火。2.8.7火和森林经营尽量防止火灾发生火在森林经营中的重要作用如控制死地被物、消除病虫侵害、减少可燃物积累等。第三章种群结构与动态种群:是指在一定空间中同种个体的集合。种群是组成群落和生态系统的基本成分。影响种群大小或密度的因素主要有①种群的繁殖特性②种群的结构③种内和种间的关系④物理环境因子（2）频度：指某一个种在样地上分布的均匀性.频度=出现某个种的样方数/样方总数（3）种群空间分布格局种群中个体在水平空间的分布方式：随机分布；均匀分布；集群分布•。3.5种群调节当种群数量偏离平衡水平上升或下降时，有一种使种群返回平衡水平的作用，称为种群调节。3.5.1种群调节理论种群的这种调节是通过种群本身内在的增长势和环境对种群增长的限制这两个反向力之间的平衡而达到的。（1）气候学论。（2）生物学论——。（3）协调派的折衷观点（4）自动调节学说森林种群调节表现：自然稀疏同龄纯林中，郁闭的林分随着年龄的增长，单位面积林木株数不断减少的现象，称为森林的自然稀疏。林木株数减少的过程中，单位面积林木蓄积量及总生物量不断增加，直到成熟为止。同一树种生长在基本相似的立地条件上，幼年阶段其种群密度相差甚大，但当林分自然成熟后，其密度基本相近。生态对策生物在生存斗争中而朝不同方向进化获得的生存对策称生态对策或生活史对策。（1）K对策和r对策——由麦克阿瑟（MacArthur,1962）首先提出k对策种特征：个体大、寿命长，出生率低，死亡率低，稳定环境下竞争能力较高，对每个后代投资巨大。有利于竞争能力增加的选择。r对策种特征：个体小，寿命短，出生率高，死亡率高，在裸地生境具有很强的占有能力，对后代的投资不注重质量，更多的是考虑其数量。在植物界表现为种子小，结实量大，能够远距离传播种子。有利于增大内禀增长率的选择；系4.1森林植物群落的结构群落的垂直结构主要指群落的分层现象。陆地群落的分层与光的利用有关。\n典型森林植物群落层次：从上往下，依次可划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层等层次。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。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4.3群落交错区与边缘效应群落交错区（ecotone）：又称生态交错区或生态过渡带，是两个或多个群落之间（或生态地带之间）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。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。竞争排斥原理两个对同一资源产生竞争的种，不能长期在一起共存。生态位(niche)指每个物种的功能、适应和分化的特征。4.7.1森林演替（Succession）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按演替方向归类的演替模式进展演替植物群落演替由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、桦木林等、由于耐荫的椎栲类、润楠、荷木等树种的侵入而逐渐演变为常绿阔叶林。识别特征：逆行演替植物群落由高级阶段退向低级阶段的演替。森林的逆行演替发生在人为破坏或自然灾害等干扰因素作用之后，原来稳定性较大、结构较复杂的群落消失了，代之以结构较简单、稳定性较小的群落，利用环境和改造环境的能力也相对减弱，甚至倒退到裸地。如耐荫的常绿阔叶林经采伐或火烧后倒退到阳性树种组成的森林或灌丛、草地。4.8.1单元顶极论（monoclimaxtheory）由美国的Clements（1916）提出认为一个气候区中，植物群落演替朝向一个共同的终点，其终点的植物群落是该气候作用下的最中生型的稳定群落，称为气候顶极群落。即一个气候相当一致的区域，最终将有一种连续的和整齐一致的植被普遍的覆盖着。4.8.2多元顶极论由英国学者Tansley（1954）提出。认为：如果一个群落在某种生境中基本稳定，能自行繁殖并结束它的演替过程，就可看作顶极群落。除了气候顶极之外，还可有土壤顶极、地形顶极等。4.8.3顶极—格局假说由Whittaker（1953）提出，认为在任何一个区域内，环境因子都是连续不断\n地变化的。随着环境梯度的变化，各种类型的顶极群落，不是截然呈离散状态，而是连续变化的，因而形成连续的顶极类型。4.9控制演替的几种主要因素（1）植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性植物繁殖体的迁移和散布是群落演替的先决条件。（2）群落内部环境的变化群落中植物种群特别是优势种的发育而导致群落内环境条件改变，不适合该物种的生长，而为其他种的生存提供了有利条件。（3）种内和种间关系的改变常见于尚未发育成熟的群落，当密度增加时，竞争能力弱的种群被排挤甚至淘汰。（4）外界环境条件的变化常见的如风、采伐、火等因子的干扰。（5）人类的活动5.1生态系统的概念在一定空间范围内，各生物成分（包括人类在内）和非生物成分（环境中物理和化学因子）通过能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的一个功能单位。生态系统基本特征：（1）结构特征生态系统生物成分：生产者（producers）、消费者（consumers）、还原者（decomposers）非生物环境：太阳辐射能、无机物质、有机物质生产者：自养型植物，包括所有进行光合作用的绿色植物和化能合成细菌。绿色植物利用日光作为能源，通过光合作用将吸收的水、CO2和无机盐类合成初级产品——碳水化合物，可进一步合成脂肪和蛋白质。这些有机物成为地球上包括人类在内的一切生物的食物来源。消费者：生活在生态系统中的各类动物和某些腐生或寄生菌类，异养型生物，只能依赖生产者生产的有机物为营养来获得能量。分解者：异养生物，如细菌、真菌、放线菌以及土壤原生动物和一些土壤中小型无脊椎动物。将复杂的有机物还原为无机物，把养分释放出来，归还给环境中。功能特征：物质循环和能量流动动态特征：生态系统是不断变化的系统。随着时间的推移，生态系统总是从比较简单的结构向复杂结构状态发展，最后达到相对稳定的阶段。（4）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。（5）稳定平衡的特征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思考：森林病虫害的防治（6）对外开放的特征生态系统之间都存在着能量和物质的交换。如森林与河流之间营养的流通；森林植物得到来自太阳的能量。5.2生态系统分类森林生态系统分类的三个方向：植物群落学的方向森林立地学的方向生态系统分类方向\n能量流动特点：1“越流越细”，能量在流动过程中逐渐耗散。2单向流动，不可逆。食物链类型：草牧食物链（捕食食物链）:是以绿色植物为基础，从草食动物开始的食物链，草原和水体生态系统是以草牧食物链为主的生态系统。腐生食物链（碎食食物链）:指以死有机物质为基础，从腐生物开始的食物链。森林是以腐生食物链为优势的生态系统。在森林中，有90%的净生产是被腐生生物所分解消耗的。在生态系统中各类食物链具有以下特点：在同一个食物链中，常包含有食性和其它生活习性极不相同的多种生物。在同一个生态系统中，可能有多条食物链，它们的长短不同，营养级数目不等。由于在一系列取食与被取食的过程中，每一次转化都将有大量化学能变为热能消散。因此，自然生态系统中营养级的数目是有限的。在不同的生态系统中，各类食物链的比重不同.在任一生态系统中，各类食物链总是协同起作用。（二）食物网(foodwebs)生物之间的捕食和被食的关系不是简单的一条链，而是错综复杂的相互依赖的网状结构，即食物网。食物网不仅维持着生态系统的相对平衡，并推动着生物的进化，成为自然界发展演变的动力。这种以营养为纽带，把生物与环境、生物与生物紧密联系起来的结构，称为生态系统的营养结构。（三）生态金字塔(ecologicalpyramid)数量金字塔(pyramidofnumbers)生物量金字塔(pyramidofbiomass)能量金字塔(energypyramid)5.5.4生态系统的养分循环5.42地球化学循环（geochemicalcycles）是指不同生态系统之间化学元素的交换，空间范围大。（一）气态循环（gaseouscycles）（二）沉积循环(sedimentarycycles)地球化学循环中，大部分属于沉积循环类型。气象途径：如空气尘埃和降水的输入以及风侵蚀和搬运的输出（生长在极贫瘠土壤上的森林，化学沉降物的输入有可能使其达到较高的生产量。）生物途径：动物的活动及人们从事农林经营活动可使养分在生态系统之间发生再分配。（四）凋落物的分解凋落物分解和养分的释放是森林生物地球化学循环中最重要的一环分解过快或过慢对森林生长都不利。森林有重要的碳汇和碳源森林生态系统是陆地中重要的碳汇和碳源，在这个系统中，森林的生物量、植物碎屑和森林土壤固定了碳素而成为碳汇，森林以及森林中微生物、动物、土壤等的呼吸、分解释放碳素到大气中成为碳源。如果森林固定的碳大于释放的碳就成为碳汇，反之成为碳源。在全球碳循环的过程中，森林是一个大的碳汇，但随着森林破坏、退化的加剧以及一些干扰因素(如火灾)的影响，森林生态系统就可能成为碳源，这将加\n剧全球的温室效应。第六章森林类型与地理分布6.2森林分布规律森林分布的水平地带性森林类型从低纬度向高纬度或沿经度方向从高到低的有规律分布。我国东部森林分布区，森林纬度地带性的基本图式：寒温带针叶林、温带针阔混交林、暖温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林、热带雨林和季雨林。我国森林分布的经度地带性：森林、草原、荒漠森林分布的垂直地带性高大山体随着海拔的升高，森林类型呈现有规律的带状分布。例如长白山，海拔2691米，从下往上森林类型依次为：针叶阔叶混交林、亚高山针叶林带、山地矮曲林和亚高山草甸带、高山灌丛草甸带。长白山垂直带谱2100M以上高山灌丛草甸带；1800-2100M山地矮曲林和亚高山草甸带1100-1800M亚高山针叶林带；1100M以下针叶阔叶混交林带