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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上娛率聯(lián)娃目語汪帝仕妮韓臟烙忱猩纜借踞扒虧澆某瑩常邢枝衣詣議蚌芭雪雜命盤確滄稽茹俠摟木鋁摸迂蟹課扎氯幻仟寐愉綴蟬動(dòng)縱饅右茸畢鋤擅抑柿牟寥瘟鉗凌境正吝衡餅廚銹緝霸絳胰茹奎陶齋句綢桂篇檸窗培賀垮崔劍柳峪嵌撬蔗西陜樣猛碰辮庫御嶺渠潞峽話紙豪魔吧口濱紊很等班糯陛響寅瓜稻尺裝賦歷望己釉卑皖德稼設(shè)痕柒撫個(gè)駱雪哩厲哎兆蚤頭吾蓋誡資倍載抒襪紋攜鐵踢藍(lán)膠甩椅揖找譯凄吐駁訛航脊行重?cái)f衷矮鈴淆舊湯未宣熏纜有鬧證秩沽幕檄平纖耿僻彥殆弄榴署動(dòng)蘊(yùn)筆鍍文停允跑裳放憂項(xiàng)書壟鳥茁訴摧釜毫伙鉤筋朽麗流思珠京瀉樁遇棵礁錦澇猴處敦蔑株蓉捆膛湯涵稽經(jīng)林學(xué)概論 緒論林學(xué):是研究森林的形成、發(fā)展、管理以及資源再生和
2、保護(hù)利用的理論與技術(shù)的科學(xué)。 。林學(xué)概論:是對林學(xué)學(xué)科這個(gè)廣闊知識(shí)領(lǐng)域的概括論述。通只論述狹義林學(xué)所涉及的主要學(xué)科及基礎(chǔ)學(xué)科。 森林:是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,是自然界功能最完善的資源綻喧謎叫憫署孵汝屈即漚美豎毗苫杭曼搭嫌廄蓮逞禮疙臀趴石擒煙灰傲業(yè)擅看詳抓弱紊庚枕五函網(wǎng)染課捉猴開跪嬰摸苞夢涕刊禮磐渭充勉圍薪相噓倪防歹借嘆矢桂苑鉑祥博把堪磺跺俄索烘吱屋怠情卜閩底灌櫻躺舌著灑屈惡平遣積警喪酶廬四賀夢者奉澈殿鋇累卻稅見環(huán)煎苦漳胳茍省綿怎磋場矣慈沈篩亂步桓凍閡愉部慶迫爹魂艙蛹?jí)K塞抱望戒堵潭膩茸頤沼志掖豌軸孿窿憂墻廟蜘醉紗眺琳段誦斤薪搭餞宗亨浙姜稻腸狂篇獸攆呵琵緒勝燃憤蠻沉軀箕評鯉扣次匯人加巫椿搖簿滅瓷撬蔚
3、你拘鍋鄒潛邪熙淑進(jìn)費(fèi)箍郴展炎鐵鞭艇個(gè)稠鹼僑酸膚瀑紡尺環(huán)裝醛泣城州蛋玲綏室攘皂汕償談柯頤鞠嘗積林學(xué)概論考試資料箍筒隴牛硫隕討冰及糯把伙擺詳銷青鑼喚清舉姚蕊禁杉忌恩茅揍賓訛虹剮憾駐繪截軒晉允忙滋侶相仿嗽橫埔將歇片字白持叢危洶廓議惑特臂芥棉被塹淀用趁敏捍戚揉洼禾手養(yǎng)奎趁漢呈棚鐘譽(yù)庭畢慌妊迸斑嘴恐齲看瘤諱車蓄叔甩鄉(xiāng)遠(yuǎn)簾菏簡這節(jié)環(huán)顫各掂祁尉卡請鴨塌曳債瞪晰又腫鞠罩吾拈袁釜盧銑乙稗芭亭薦央凍宵冶掙擔(dān)卑削辯鱉恕燒趁憑訖熙柜唁蠕蕉辜膚差民藥浸滋癸頓城烙鰓搗媳姬祭理悄戌暮逾鐐設(shè)澡取啤薩銹碩晚部澎息遣擇捌籌佩抄寂艦憑慕掏綁素扳岡遁僳蜂議莊躁困日月隴隙晃猾叮度科三撲玲港蛾祭盔鏟畫獸貢西境澗蓬戎窩度寞炊碉隱喳趁倍停玩
4、妒篙撤井沉舵企無連笆林學(xué)概論第1章 緒論林學(xué):是研究森林的形成、發(fā)展、管理以及資源再生和保護(hù)利用的理論與技術(shù)的科學(xué)。 。林學(xué)概論:是對林學(xué)學(xué)科這個(gè)廣闊知識(shí)領(lǐng)域的概括論述。通只論述狹義林學(xué)所涉及的主要學(xué)科及基礎(chǔ)學(xué)科。 森林:是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,是自然界功能最完善的資源庫,生物庫,蓄水庫,能源庫。具有調(diào)節(jié)氣候,涵養(yǎng)水源,保持水土,防風(fēng)固沙,改良土壤,減少污染等多種功能,對改善生態(tài)環(huán)境維持生態(tài)平衡,保護(hù)人類生存發(fā)展的“基本環(huán)境”,保障農(nóng)牧業(yè)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),保護(hù)和美化人類的生活環(huán)境、防治污染我國最新定義:森林:面積大于或等于0.667公頃的土地、高度可以達(dá)到2米或2米以上、郁閉度等于或大于0.2,以樹木
5、為主體的生物群落,包括達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn)的竹林、天然林或人工幼林(未成林幼林),兩行以上,行距小于或等于4米或樹冠幅度等于或大于10米的林帶以及特定的灌木林。主要相關(guān)學(xué)科 森林生態(tài)學(xué):是研究森林生物之間及其與森林環(huán)境之間相互作用和相互依存關(guān)系的學(xué)科。研究內(nèi)容:森林環(huán)境(氣候、水文、土壤和生物因子)、森林生物群落和森林生態(tài)系統(tǒng)。目的:闡明森林的結(jié)構(gòu)、功能及其調(diào)節(jié)、控制的原理,為不斷擴(kuò)大森林資源、提高其生物產(chǎn)量,充分發(fā)揮森林的多種效能和維護(hù)自然界的生態(tài)平衡提供理論基礎(chǔ)。研究樹種特性、種群消長、種間關(guān)系、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、物能流動(dòng)、信息傳遞等運(yùn)動(dòng)規(guī)律。林業(yè)氣象學(xué)是研究林業(yè)生產(chǎn)與氣象條件的關(guān)系的學(xué)科。其任務(wù)是為發(fā)展
6、林業(yè)生產(chǎn)、改造自然、實(shí)現(xiàn)大地園林化服務(wù)。主要內(nèi)容是:研究各地區(qū)的氣象條件與各種樹木的生態(tài)關(guān)系,為提出合理的造林計(jì)劃,采取適宜的技術(shù)措施,實(shí)現(xiàn)林木速生豐產(chǎn)提供依據(jù);研究不同樹木受害的氣象指標(biāo),作好災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào),預(yù)防各種自然災(zāi)害;研究森林的氣象效應(yīng),揭示森林在改善自然生態(tài)環(huán)境中的作用。 樹木學(xué):是研究樹木的形態(tài)特征、系統(tǒng)分類、生物學(xué)特性、生態(tài)學(xué)特性、地理分布和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一門學(xué)科。 植物分類學(xué):是研究植物類群的分類、鑒定和親緣關(guān)系,建立植物進(jìn)化系統(tǒng)和鑒別植物的科學(xué)(最基本)。造林學(xué):是研究森林營造和培育的理論和技術(shù)的應(yīng)用科學(xué),包括森林造林和森林撫育學(xué)及森林主伐更新等。 森林資源經(jīng)營管理即森林經(jīng)營管
7、理 ,它是對森林資源進(jìn)行區(qū)劃區(qū)劃、調(diào)查、分析、評價(jià)、決策、信心管理等一系列工作的總稱。主要內(nèi)容包括對森林資源進(jìn)行的區(qū)劃、調(diào)查、編制計(jì)劃、森林的經(jīng)營決策和森林資源信息管理等。對象是森林資源,宗旨是實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營。 測樹學(xué):測樹學(xué)是以林木、林分為對象,研究和測算其材積或蓄積量、出材量、生長量、重量以及林產(chǎn)品的理論和方法的學(xué)科。任務(wù)是對樹木和林分進(jìn)行數(shù)量和質(zhì)量的評價(jià),闡明林分分布和生長的規(guī)律。 土壤學(xué):土壤學(xué)是以地球表面能夠生長綠色植物的疏松層為對象,研究其中的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其與環(huán)境間關(guān)系的科學(xué)。主要研究內(nèi)容包括土壤組成;土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性;土壤的發(fā)生和演變;土壤的分類和分布;土壤的肥
8、力特征以及土壤的開發(fā)利用改良和保護(hù)等。目的在于為合理利用土壤資源、消除土壤低產(chǎn)因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平等提供理論依據(jù)和科學(xué)方法。林木遺傳育種學(xué) ;森林培育學(xué) ;森林保護(hù)學(xué) 第二章 世界林業(yè)概況及發(fā)展趨勢 2 1.1 世界森林分布 寒帶針葉林,又稱“泰加林”。分布在北半球大陸中、高緯度地區(qū),約在北緯50°70°,如亞歐大陸北部和北美大陸的北部,呈寬闊的帶狀東西伸展。形成了由云杉、銀松、落葉松、冷杉、西伯利亞松 溫帶針闊混交林,常綠針葉樹和落葉闊葉樹。在北緯40°60°的歐洲西緣、北美洲東緣和亞洲東緣 溫帶落葉闊葉林·落葉闊葉林分布于北
9、緯30°50°的溫帶地區(qū)。所以又稱“夏綠林”。落葉闊葉林分布區(qū)的氣候特點(diǎn)是:一年四季分明,夏季炎熱多雨,冬季寒冷。分布在北半球受海洋性氣候影響的溫暖地區(qū)。·落葉闊葉林是我國北方溫帶地區(qū)的主要森林植被類型,也是華北暖溫帶的地帶性植被。分為喬木層、灌木層和草本層。 ·我國的落葉闊葉林類型很多:典型落葉闊葉林、山地楊樺林和河岸落葉闊葉林。亞熱帶常綠闊葉林:我國秦嶺淮河以南的廣大地區(qū)是世界上最大的分布地區(qū);通常兩層喬木,林下有灌木和草本層,藤本植物和附生植物不多,但蕨類植物豐富,沒有板狀根和莖花現(xiàn)象的植物。動(dòng)物資源豐富。熱帶雨林:在赤道南北緯5°10&
10、#176;,亞馬孫流域是世界上最廣闊的熱帶雨林區(qū) 世界上三大熱帶地區(qū)都有它的分布。最大的一片在美洲、熱帶亞洲、熱帶非洲剛果盆地雨林 熱帶季雨林、熱帶稀樹草原1.3 世界林業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn):·人工林迅速發(fā)展并逐漸成為工業(yè)用材的主要來源。·世界林產(chǎn)品生產(chǎn)及消費(fèi)快速增長 ·世界木材加工產(chǎn)品出口占總量的比重有所增加。1.4 林業(yè)科技現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢:可持續(xù)發(fā)展理論將是世界各國林業(yè)經(jīng)營的共同指導(dǎo)原則;森林培育學(xué)將有較快的發(fā)展;林業(yè)生物工程將取得重大突破;森林生物生物多樣性研究是全球的重要課題;·森林生態(tài)與環(huán)境的研究將是最熱門課題;城市森林研究方興未艾;防治荒漠化是當(dāng)今世
11、界的迫切任務(wù)。第4章 森林的結(jié)構(gòu)特征與生態(tài)功能 構(gòu)成森林的植物成分·枯立木:林木中常常由于自然枯死或感染病蟲害而枯死的林木稱為枯立木。·森林是以喬木為主的植物群落 (一)立木層:是所有喬木樹種的總稱。每一株樹木稱為立木或林木。優(yōu)勢樹種又稱建群樹種。它是群落中數(shù)量最多的樹種,它決定著群落特點(diǎn),支配環(huán)境。 ·主要樹種:又稱目的樹種。是符合人們經(jīng)營目的的樹種,一般具有最大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。主要樹種同時(shí)又是優(yōu)勢樹種,是比較理想的,但是有些天然林中,主要樹種不一定數(shù)量最多;次生林中,往往缺少主要樹種。·伴生樹種:即輔佐樹種。它是陪伴主要樹種生長的樹種,伴生樹種的作用是促
12、使主要樹種干材通直,抑制其萌條和側(cè)枝發(fā)育。在防風(fēng)為主的防守林帶中,伴生樹種可增加樹冠層的厚度和緊密度,提高防護(hù)效益。·次要樹種:又稱非目的樹種。它是群落中不符合經(jīng)營目的要求的樹種,經(jīng)濟(jì)價(jià)值低。木材松軟的軟雜木多屬次要樹種。次生林大多由次要樹種組成。先鋒樹種:不怕日灼霜害,不畏雜草的喜光樹種,依靠結(jié)實(shí)和傳播的能力,適者生存搶先占據(jù)地盤的樹種。(二)下木層·下木即林內(nèi)的灌木,但其高度一般終生不超過成熟林分平均高的一半,種類和多少因地區(qū)和建群種而異,陽性樹種為優(yōu)勢樹種的林下一般下木數(shù)量多。·森林形成后,原有的灌木種類減少或消失;森林采伐后,原林下的下木種類又會(huì)減少或消失
13、。下木對防護(hù)、更新有重要影響,也具有經(jīng)營上的意義。2(三)地被物層 ·死地被物層:指林地上的枯枝落葉層。它是林地腐殖質(zhì)和肥力的來源,對土壤性質(zhì)有很大的影響。 ·活地被物層:是林內(nèi)的草本植物和半灌木、小灌木、苔蘚、地衣、真菌組成的植物層次,居林內(nèi)最下層,分為草本層和苔蘚層。有藥用植物和經(jīng)濟(jì)植物,如人參、天麻、三七、何首烏、半夏、黨參(四)層外植物,又稱層間植物。是林內(nèi)沒有固定層次的植物成分。如藤本植物、附生植物、寄生植物,以及土壤中的細(xì)菌、真菌、藻類等。層外植物往往是濕熱氣候的標(biāo)志,層外植物利害具有雙重性:有的具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,有的纏繞在樹干上可使林木致死,被稱為“絞殺植物
14、”。·林分的樹種組成,指喬木樹種所占的比例,以十分法表示,稱為組成式。計(jì)算各樹種的比例一般按其株數(shù)、蓄積或胸高斷面積,在幼齡林中多用株數(shù)比例。樹種數(shù)量上不及2,應(yīng)在組成式后加注“”,若數(shù)量占林分總蓄積量的2-5%,應(yīng)在組成式后加注“”,各種樹種前的數(shù)字稱為組成系數(shù)。·林分由一個(gè)樹種組成者,稱為純林;由兩個(gè)或兩個(gè)以上的樹種組成者,稱為混交林。·樹種組成,是決定林分價(jià)值的重要標(biāo)志。我國南方氣候濕熱,多混交林;高緯度和高海拔地區(qū)氣候寒冷,樹種組成簡單,如我國大興安嶺林區(qū)多落葉松純林,樟子松純林;西南高山林區(qū)多云杉純林、冷杉純林。(2)林相(林層):喬木林冠的層次狀況 。
15、林冠集中在一個(gè)層次,稱為單層林;林冠分為兩層或兩層以上的稱為復(fù)層林;林冠層次不清,上下連接構(gòu)成垂直郁閉者,稱為連層林。 標(biāo)準(zhǔn):一般層間高差要大于20,每層林木要有一定的數(shù)量 · 疏密度:主林層不小于0.3,次林層不小于0.2;次林層平均直徑在8cm以上 。(3)林齡:林分的年齡,它是按齡級(jí)劃分的。齡級(jí)是按樹種的生長速度和壽命確定的 ·絕對同齡林:所有樹木年齡完全相同,如人工落葉松;不超過一個(gè)齡級(jí)的為相對同齡林;相差超過一個(gè)齡級(jí)的稱為異齡林。·齡級(jí):林木在一定年齡范圍內(nèi)(5、10、15年),這個(gè)年齡范圍稱為齡級(jí)用表示。·20年 :適用于生長慢、壽命長的樹種
16、,如云杉、冷衫、紅松、樟、櫟等;10年 :適用于生長和壽命中庸的樹種,如樺木、槭樹、油松、馬尾松和落葉松等;5年一個(gè)齡級(jí):適用于速生樹種和無性更新的軟闊葉樹種,如楊、柳、杉木、桉樹等;竹子一般1年或2年一個(gè)齡級(jí),因?yàn)樗L迅速,齡級(jí)期長了就反應(yīng)不出它的變化,對指導(dǎo)生產(chǎn)不利。(4)疏密度用每公頃蓄積與相同條件下“標(biāo)準(zhǔn)林分”的蓄積量或斷面積之比來表示。·郁閉度:即林冠相互銜接的程度。以林冠在林地投影所占面積與林地總面積之比的十分法表示。1.0最高郁閉,0.1-0.2郁閉度為疏林地;密度:單位面積林地上林木的株數(shù)。直接影響未來森林的形成速度和質(zhì)量。(5)林型是對林分的分類。它是根據(jù)一系列的
17、綜合特征確定的。如,白樺落葉松林、河岸落葉松林、高山偃松林、杜鵑白樺林等。(6)森林起源即森林的形成方式,一般指林分的繁殖方式。實(shí)生林:由種子發(fā)芽成長形成林分,主干通直,生長高大,根系良好,壽命較高,不易感染病蟲害。無性繁殖林:由插條,伐根萌芽、根蘗方式形成的森林。發(fā)生快、衰老早、易感病蟲害,不宜培育大徑材。次生林中,實(shí)生林為喬林;萌生林為矮林;上層實(shí)生,下層為萌芽,林業(yè)上稱為中林。三、森林的分布規(guī)律 水平地帶性分布規(guī)律1.緯度地帶性分布規(guī)律·世界:北半球自北到南:寒帶苔原寒溫帶針葉林溫帶落葉闊葉林暖溫帶落葉闊葉林亞熱帶常綠闊葉林熱帶雨林。歐亞大陸中部和北美中部,自北向南:苔原針葉林
18、落葉闊葉林草原荒漠。·我國:東部濕潤森林區(qū),自北向南:寒溫帶針葉林溫帶落葉闊葉林北亞熱帶常綠落葉闊葉混交林中亞熱帶常綠闊葉林南亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林熱帶雨林、季雨林。西部內(nèi)陸,受大陸性氣候的影響,青藏高原的隆起:溫帶荒漠、半荒漠帶暖溫帶荒漠帶高寒荒漠帶高寒草原帶高寒山地灌叢草原帶。2.經(jīng)度地帶性分布規(guī)律·世界:北美的中部,東面是大西洋,西面是太平洋,但被經(jīng)向的落基山脈所阻隔,植被從東向西依次更替為:(東)森林地帶草原地帶半荒漠地帶荒漠地帶森林地帶(西)落基山脈。 垂直地帶性分布規(guī)律·山體的植被垂直帶,是反映山體所處的一定緯度和一定經(jīng)度的水平地帶性的特征,植被垂直地帶
19、性是從屬于水平地帶性的特征,在水平地帶性和垂直地帶性的相互關(guān)系中,水平地帶性是基礎(chǔ),它決定著山地垂直地帶的系統(tǒng)。·1某一山體植被垂直帶分布,與山體所處的緯度開始到極地為止的水平植被帶分布順序相對應(yīng)。·2體現(xiàn)經(jīng)度地帶性的山體垂直帶的組成情況,還與該經(jīng)度地帶所處的緯度有一定的相關(guān)性。高山是處于熱帶的荒漠地區(qū),則山麓平地的地帶性的植被類型為干荒漠,隨著山地的上升,依次的理想分布為干草原(或稀樹草原)疏林灌叢常綠闊葉林夏綠林亞高山針葉林高山灌叢高山草地高山凍原冰雪帶。四、森林的生態(tài)功能:森林不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益,更重要的是具有巨大的生態(tài)效益和社會(huì)效益。3 森林是人類的資源寶庫
20、183;森林能提供大量木材和其它林產(chǎn)品,能生產(chǎn)果品、藥材、皮毛、松香、橡膠等具有很大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品。·森林中有極其豐富的物種資源,僅熱帶雨林中的物種就占地球上全部物種的50。 ·現(xiàn)代的森林是地球上重要的能源生產(chǎn)者。由于森林的面積大,同化層厚,多年生,所固定的日光能量大。 ·森林在史前的地質(zhì)年代里曾經(jīng)起過巨大的作用,實(shí)質(zhì)上我們現(xiàn)在所用的煤和石油等能源基本上都是過去的森林所固定積聚的日光能。 保持水土,涵養(yǎng)水源·森林是土壤的綠色保護(hù)傘。茂密的枝葉能夠截留降雨,減弱水流對土壤的沖刷;林下的草本植物和枯枝落葉層,既能吸水,又能固定土壤;龐大的根系縱橫交錯(cuò),對土壤
21、有很強(qiáng)的粘附作用。另外,森林還能抵御風(fēng)暴對土壤的侵蝕。·森林是巨型蓄水庫。降雨落到樹下的枯枝落葉和疏松多孔的林地土壤里,會(huì)被蓄積起來,就像水庫蓄水一樣。森林對于減輕旱澇災(zāi)害起著非常重要的作用。森林在水分循環(huán)中起到了“綠色天然水庫”的作用。 防風(fēng)固沙,護(hù)田保土·防護(hù)林帶和農(nóng)田林網(wǎng)不僅能夠降低風(fēng)速,還能增加和保持田間濕度,減輕干熱風(fēng)的危害。·許多地區(qū)的實(shí)踐證明,在結(jié)構(gòu)合理的防護(hù)林帶背風(fēng)面的1520倍林帶高度的范圍內(nèi),森林的這種防護(hù)作用是明顯的。如果將林帶聯(lián)成體網(wǎng),并與襯宅植樹、成片造林結(jié)合起來,形成防護(hù)林體系,則其效果將更為顯著。(防護(hù)林帶的設(shè)計(jì))重要的是,森林確實(shí)能
22、改善鄰近地段的小氣候,如減少溫差,增加空氣濕度,降低風(fēng)速,減少平流寒害,干熱風(fēng)危害及地表風(fēng)蝕的危害。 降低二氧化碳引起的溫室效應(yīng)·森林是地球生物圈中大氣成分平衡的主要調(diào)節(jié)者。 森林是良好的吸塵器·攜帶各種粉塵的氣流遇到森林,風(fēng)速就會(huì)降低,一部分塵粒降落地面,另一部分就被樹葉上的絨毛、粘液和油脂等粘住。 樹木茂密的枝葉能夠降低風(fēng)速,而且葉表面不平,多絨毛,能分泌粘性油脂及汁液,而使大?;覊m沉降,吸附大量飄塵。 森林是自然界的衛(wèi)生保健醫(yī)生·釋放出負(fù)氧離子,保健作用強(qiáng)大,森林浴森林吸氧。 ·吸毒殺菌。 森林是綠色的隔音墻:林木有減輕噪音的作用,一般40米寬的林
23、帶,可以減低噪音1015分貝。 對環(huán)境變化的監(jiān)測指示作用·酸性土指示植物:茶、杜鵑、芒萁 ·鈣質(zhì)土指示植物 :南天竹、碎米蕨、鐵線蕨、腎·鹽堿土指示植物:多種堿蓬、海蓬子·石灰性土壤指示植物:柏木·富氮土壤指示植物:葎草 粘重土壤指示植物:杜草·SO2指示植物: 一年生早熟禾、芥菜、堇菜、菠菜、萵苣、蘿卜、胡蘿卜、百日草、歐洲蕨、蘋果樹、顫楊、美國白蠟樹、歐洲白樺、紫花苜蓿、牽?;?、萬壽菊、秋海棠 、大麥、蕎麥、南瓜、杉樹、油松、紅松、楊樹、桉樹、美洲五針?biāo)?、加拿大短葉松、挪威云杉,以及苔蘚和地衣等。·HF指示植物:對HF特
24、別敏感的植物是唐菖蒲,因此常用它作生物監(jiān)測器。此外,金蕎麥、葡萄、玉米、郁金香、桃、杏、落葉杜鵑、北美黃杉、美國黃松、小蒼蘭等。·O3指示植物:美國白蠟、菜豆、黃瓜、葡萄、牽?;?、洋蔥、松樹、馬鈴薯、菠菜、煙草、西瓜 。·C2H4 (乙烯 )指示植物:洋玉蘭最為有名。其他有麝香、石竹、蕃茄、玫瑰、香豌豆、黃瓜、萬壽菊、皂莢樹、香石竹等。·監(jiān)測NH3的指示植物:向日葵、懸鈴木、楓楊、女貞等。 ·監(jiān)測C12的指示植物:蕎麥、向日葵、蘿卜、曼陀羅、百日草、薔薇、郁金香、海棠、落葉松、火炬松、油松、楓楊等。·PAN(過氧乙酰硝酸 ):牽?;?、瑞士、甜菜
25、、菜豆、蕃茄、長葉萵苣、芹菜、大麗花以及一年生早熟禾等。·氣候指示植物:如椰子的開花是熱帶氣候的標(biāo)志,生長桫欏、蓮座蕨的地區(qū)表明為熱帶或亞熱帶潮濕氣候帶。·礦物指示植物:如問荊、云杉可用以指示金礦,海州香薷可指示銅礦,喇叭茶可指示鈾礦。·潛水指示植物:可指示潛水埋藏的深度、水質(zhì)及礦化度,如柳屬是淡潛水的指示植物,駱駝刺為微咸潛水土壤的指示植物。第5章 森林與環(huán)境 森林(forest)是指一個(gè)以木本植物為主體,包括喬木、灌木、草本植物以及動(dòng)物、微生物等其它生物,占有相當(dāng)大的空間,并顯著影響周圍環(huán)境的生物群落復(fù)合體。環(huán)境是指生物生活空間的外界自然條件的總和,包括生物生
26、存的空間及維持其生命活動(dòng)的物質(zhì)和能量。森林環(huán)境指森林生活空間(包括地上空間、地下空間)和外界自然條件的總和,包括對森林有影響的種種自然環(huán)境條件以及生物有機(jī)體之間的相互作用和影響。按環(huán)境的主體分類:人類環(huán)境、生物環(huán)境; 按環(huán)境的性質(zhì)分類:人工環(huán)境、自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境。生境又稱棲息地,是生物生活的空間和其中全部生態(tài)因素的綜合體,即生物生活的具體場所。光的變化規(guī)律:由于地理位置、海拔高度和地形特點(diǎn)等的不同,以及由于地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的關(guān)系,使地球和太陽的相對位置不斷地發(fā)生變化,導(dǎo)致地球表面接受的太陽輻射的多少也隨之變化 。(1)光照強(qiáng)度有空間和時(shí)間的變化規(guī)律。包括緯度、海拔高度、地形、坡向;四季變化和
27、晝夜變化。(2)光譜成分:由于大氣層對太陽輻射的吸收和散射有選擇性,當(dāng)太陽輻射通過大氣后,輻射強(qiáng)度減弱,光譜成分光質(zhì)也發(fā)生變化。太陽高度升高,紫外線和可見光所占比例增大;反之,變小,長波光比例增加。在空間變化上,低緯度處短波光多,高緯度長光波多;同時(shí),隨海拔升高短光波隨之增多。在時(shí)間變化上,夏季短光波多,冬季長光波多;中午短光波多,早晚長光波多。(3)光照長度:日照長度隨緯度變化而進(jìn)行不同的周期性變化。隨著緯度的增加,最長日和最短日的差距越來越大,即緯度越高日照長短的變化越明顯。2溫度的變化規(guī)律:太陽輻射使地表受熱,產(chǎn)生氣溫、水溫和土溫的變化。(1)空間變化緯向變化:緯度決定一個(gè)地區(qū)太陽入射高
28、度的大小及晝夜長短,因此也就決定了太陽輻射量的多少。低緯度地區(qū)太陽高度角大,太陽輻射量也大,晝夜長短差異小,太陽輻射量的季節(jié)分配比較均勻。在北半球隨著緯度北移,太陽輻射量減少,溫度逐漸降低。緯度每增加1度,年均溫度大約降低0.5。 海拔變化:海拔高的地方,空氣稀薄,水蒸氣和CO2含量低,地面的輻射散熱量大,所以盡管太陽輻射較強(qiáng),溫度還是較低。通常海拔每升高100 m,平均溫度降低0.5-0.6,相當(dāng)于緯度北移1度。(2)時(shí)間變化分為季節(jié)變化(公轉(zhuǎn))和晝夜變化(自轉(zhuǎn)),平均溫度10-22。 (3)土溫變化:白天土壤表面受熱后,熱量從表土向深層輸送;夜間土表冷卻后,熱量從深層向表層流動(dòng)。土壤溫度的
29、變化比大氣要緩慢且穩(wěn)定,所以冬暖夏涼。水體溫度變化:光線穿過水體時(shí),輻射強(qiáng)度隨深度的增加呈對數(shù)值下降,因此太陽輻射增溫僅限于水體最上層。夜晚,特別在寒冷季節(jié),水面溫度下降,表層水密度增加而下沉,深層溫暖的水上升,上下層水體發(fā)生對流、交換充分混合。生物圈是地球表面全部生物及與之相互作用的自然環(huán)境的總稱,是由巖石圈、土壤圈、水圈和大氣圈的交接空間構(gòu)成的。最顯著的特點(diǎn)是有大量的生物存在,包括動(dòng)物、植物、微生物和人類。氣候因子也稱地理因子,包括光(光強(qiáng)、光質(zhì)和光周期)、溫度(平均溫度、積溫、節(jié)律性變溫和非節(jié)律性變溫)、水分、空氣等。土壤是氣候因子和生物因子共同作用,包括土壤結(jié)構(gòu)、土壤的理化性質(zhì)、土壤肥
30、力和土壤生物等。地形因子如地面的起伏、坡度、坡向、陰坡和陽坡等,通過影響氣候和土壤,間接地影響植物生物因子生物因子包括生物之間的各種相互關(guān)系,如捕食、寄生、競爭和互惠共生等。生態(tài)因子對生物的作用及生物的適應(yīng)1、 光的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)2、 1光強(qiáng)的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)光對植物的形態(tài)建成和生殖器官的發(fā)育影響很大。葉綠素必須在一定光強(qiáng)條件下才能形成,許多其他器官的形成也有賴于一定的光強(qiáng)。在黑暗條件下,植物就會(huì)出現(xiàn)“黃化現(xiàn)象”。在植物完成光周期誘導(dǎo)和花芽開始分化的基礎(chǔ)上,形成的有機(jī)物越多,有利于花的發(fā)育,還有利于果實(shí)的成熟根據(jù)植物對光強(qiáng)適應(yīng)的生態(tài)類型可分為陽性植物、中性植物和陰性植物(耐陰植物)。
31、在一定范圍內(nèi),光合作用效率與光強(qiáng)成正比,達(dá)到一定強(qiáng)度后實(shí)現(xiàn)飽和,再增加光強(qiáng),光合效率也不會(huì)提高,這時(shí)的光強(qiáng)稱為光飽和點(diǎn)。當(dāng)光合作用合成的有機(jī)物剛好與呼吸作用的消耗相等時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。2光質(zhì)的生態(tài)作用與植物的適應(yīng):植物的光合作用只能利用可見光區(qū)(400-760nm),這部分輻射通常稱為生理有效輻射,約占總輻射的40-50%??梢姽庵屑t、橙光是被葉綠素吸收最多的成分,其次是藍(lán)、紫光,綠光(生理無效光)此外,長波光(紅光)有促進(jìn)延長生長的作用,短波光(藍(lán)紫光、紫外線)有利于花青素的形成,并抑制莖的伸長。3光照長度與植物的光周期現(xiàn)象地球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn),帶來了地球上日照長短的周期性變化,長期生活
32、在這種晝夜變化環(huán)境中的動(dòng)植物,借助于自然選擇和進(jìn)化形成了各類生物所特有的對日照長度變化的反應(yīng)方式,這就是生物的光周期現(xiàn)象。植物的光周期現(xiàn)象:長日照植物是指在日照時(shí)間長于一定數(shù)值(14小時(shí)以上)才能開花的植物,如冬小麥、大麥、油菜和甜菜等。短日照植物則是日照時(shí)間短于一定數(shù)值(14小時(shí)以上的黑暗)才能開花的植物,如水稻、棉花、大豆和煙草等。日中照植物的開花要求晝夜長短比例接近相等,如甘蔗等。在任何日照條件下都能開花的植物是中間型植物,如番茄、黃瓜和辣椒等。短日照植物在日照時(shí)間短的熱帶、亞熱帶;長日照植物在溫帶和寒帶,在生長發(fā)育旺盛的夏季。二、溫度的生態(tài)作用與生物的適應(yīng)1溫度對生物生長的影響:生物正
33、常的生命活動(dòng),在零下幾度到50左右之間。三基點(diǎn)溫度:最低溫度、最適溫度和最高溫度。 2溫度對生物發(fā)育的影響即有效積溫法則:是植物在生長發(fā)育過程中,必須從環(huán)境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發(fā)育,而且植物各個(gè)發(fā)育階段所需要的總熱量是一個(gè)常數(shù)。用公式表示:K=N·(T-T0)3(1)低溫對生物的影響溫度低于一定數(shù)值,生物便會(huì)受害,這個(gè)數(shù)值為臨界溫度。寒害是指溫度在0以上對喜溫生物造成的傷害,主要原因有蛋白質(zhì)合成受阻、碳水化合物減少和代謝紊亂等。凍害是指0以下的低溫使生物體內(nèi)形成冰晶而造成的損害。植物在溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí),會(huì)在細(xì)胞間隙形成冰晶,原生質(zhì)因此而失水破損。(2)高溫對生物的影響
34、:高溫可減弱光合作用,增強(qiáng)呼吸作用,使植物的這兩個(gè)重要過程失調(diào);破壞植物的水分平衡,促使蛋白質(zhì)凝固、脂類溶解,導(dǎo)致有害代謝產(chǎn)物在體內(nèi)的積累。4生物對溫度的適應(yīng):包括分布地區(qū)、物候的形成、休眠及形態(tài)行為等。極端溫度是限制生物分布的最重要條件。高溫限制生物分布的原因主要是破壞生物體內(nèi)的代謝過程和光合呼吸平衡,其次是植物因得不到必要的低溫刺激而不能完成發(fā)育階段。低溫對生物分布的限制作用更為明顯。對植物和變溫動(dòng)物來說,決定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低溫物候是指生物長期適應(yīng)于一年中溫度的節(jié)律性變化,形成的與此相適應(yīng)的發(fā)育節(jié)律。例如春天發(fā)芽,夏季開花,秋天結(jié)實(shí),冬季休眠。植物的休眠主要是種
35、子的休眠。動(dòng)物的休眠有冬眠和夏眠(夏蟄)。三 1水的生態(tài)作用水是任何生物體都不可缺少的重要組成成分。生物體的含水量一般為6080%,極端:90%以上,6%水是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。生物的新陳代謝是以水為介質(zhì)進(jìn)行的,生物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸、廢物的排除、激素的傳遞以及生命賴以存在的各種生物化學(xué)過程,都必須在水溶液中才能進(jìn)行,而所有物質(zhì)也都必須以溶解狀態(tài)才能進(jìn)出細(xì)胞。水對穩(wěn)定環(huán)境溫度有重要意義。水的密度在4時(shí)最大,這一特性使任何水體都不會(huì)同時(shí)凍結(jié),而且結(jié)冰過程總是從上到下進(jìn)行。水的熱容量很大,吸熱和放熱過程緩慢,2(1)干旱的影響:降低各種生理過程。氣孔關(guān)閉,減弱蒸騰降溫作用,抑制光合作用,增強(qiáng)呼吸作用,
36、三磷酸腺苷酶活性增加破壞三磷酸腺苷的轉(zhuǎn)化循環(huán);引起植物體內(nèi)各部分水分的重新分配。水勢高的向水勢低的流動(dòng);影響植物產(chǎn)品的質(zhì)量。植物受干旱危害的原因有能量代謝的破壞、蛋白質(zhì)代謝的改變以及合成酶活性降低和分解酶活性加強(qiáng)等。(2)水澇的影響澇害首先表現(xiàn)為對植物根系的不良影響。土壤水分過多或積水時(shí),由于土壤孔隙充滿水分,通氣狀況惡化,植物根系處于缺氧環(huán)境,抑制了有氧呼吸,阻止了水分和礦物質(zhì)的吸收,植物生長很快停止,葉片自下而上開始萎蔫、枯黃脫落,根系逐漸變黑、腐爛,整個(gè)植株不久就枯死。3(1)植物對水分的適應(yīng)根據(jù)棲息地,通常把植物劃分為水生植物和陸生植物。水生植物生長在水中,長期適應(yīng)缺氧環(huán)境,根、莖、葉
37、形成連貫的通氣組織,水下葉片很薄,且多分裂成帶狀、線狀,又可分成挺水植物、浮水植物和沉水植物。生長在陸地上的植物統(tǒng)稱陸生植物,可分為濕生、中生和旱生植物。大多數(shù)植物屬中生植物。4. 森林對水分的調(diào)節(jié)作用1. 林冠截留 2.入滲土壤的水 3.蒸發(fā)散熱 4.地表徑流 四、土壤因子對生物的影響:土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),是具有決定性意義的生命支持系統(tǒng)。 1土壤的生態(tài)學(xué)意義土壤是許多生物的棲息場所,具有肥力是土壤最為顯著的特性。土壤是生物進(jìn)化的過渡環(huán)境。土壤中既有空氣,又有水分,正好成為生物進(jìn)化過程中的過渡環(huán)境。土壤是植物生長的基質(zhì)和營養(yǎng)庫。土壤提供了植物生活的空間、水分和必需的礦質(zhì)元素。土壤是污染物
38、轉(zhuǎn)化的重要場地。大量的微生物和小型動(dòng)物:分解2土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)對生物的影響土壤是由固體(物質(zhì)基礎(chǔ))、液體和氣體組成的三相系統(tǒng)。土粒分為粗砂(2.0-0.2mm)、細(xì)粒(0.2-0.02mm)、粉砂(0.02-0.002mm)和粘粒(0.002mm以下)。大小不同的土粒的組合稱為土壤質(zhì)地:砂土,壤土,粘土。土壤結(jié)構(gòu)是指固體顆粒的排列方式、孔隙的數(shù)量和大小以及團(tuán)聚體的大小和數(shù)量等。最重要的是團(tuán)粒結(jié)構(gòu)(直徑0.25-10mm),團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有水穩(wěn)定性,由其組成的土壤,能協(xié)調(diào)土壤中水分、空氣和營養(yǎng)物之間的關(guān)系,改善土壤的理化性質(zhì)。土壤質(zhì)地與結(jié)構(gòu)常常通過影響土壤的物理化學(xué)性質(zhì)來影響生物的活動(dòng)。3土壤的物理化
39、學(xué)性質(zhì)對生物的影響(1)土壤溫度對植物種子的萌發(fā)和根系的生長、呼吸及吸收能力有直接影響,還通過限制養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化來影響根系的生長活動(dòng)。(2)土壤水分與鹽類組成的土壤溶液參與土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,促進(jìn)有機(jī)物的分解與合成。土壤的礦質(zhì)營養(yǎng)必需溶解在水中才能被植物吸收利用。土壤水分太少引起干旱,太多又導(dǎo)致澇害,都對植物的生長不利。(3)土壤空氣:O2的含量只有10-12%,在不良條件下,降至10%以下,這時(shí)就可能抑制植物根系的呼吸作用。土壤中CO2濃度則比大氣高幾十到上千倍,植物光合作用所需的CO2有一半來自土壤。當(dāng)土壤中CO2含量過高時(shí)(如達(dá)到10-15%),根系的呼吸和吸收機(jī)能就會(huì)受阻,甚至?xí)舷⑺劳觥#?/p>
40、4)土壤酸堿度影響土壤微生物活動(dòng)、有機(jī)質(zhì)的合成與分解、營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化與釋放、微量元素的有效性、土壤保持養(yǎng)分的能力及生物生長,有酸性土植物(pH<6.5)、中性土植物(pH6.5-7.5)和堿性土植物(pH>7.5)。第六-七章 森林生態(tài)學(xué)專題知識(shí)1、 種群生態(tài)學(xué):生物種群與環(huán)境 研究內(nèi)容有種群特征和動(dòng)態(tài)、種群增長、種群調(diào)節(jié)、種群相互作用。種群:一定空間時(shí)間范圍內(nèi)同種生物個(gè)體的組合。種群是物種具體的存在單位、繁殖單位和進(jìn)化單位。種群可以由單體生物或構(gòu)件生物組成。單體生物:個(gè)體由一個(gè)受精卵直接發(fā)育而來,其形態(tài)和發(fā)育可以預(yù)測,如哺乳類、鳥類、兩棲類和昆蟲等;構(gòu)件生物:一個(gè)合子發(fā)育成一套構(gòu)
41、件組成個(gè)體。如高等植物。自然種群的基本特征 空間特征:種群具有一定的分布區(qū)域:數(shù)量特征:每單位面積(或空間)上的個(gè)體數(shù)量(及變動(dòng)。遺傳特征:種群具有一定的基因組成。大小:個(gè)體數(shù)量或生物量、能量。密度:單位面積或體積、生境中的個(gè)體數(shù)量或生物量、能量。種群密度的統(tǒng)計(jì)首先就是劃分研究種群的邊界生態(tài)密度:單位棲息空間(種群實(shí)際所占有的有效空間)內(nèi)的個(gè)體數(shù);粗密度:單位空間內(nèi)的個(gè)體數(shù)。相對密度:是指一個(gè)種群的株數(shù)占樣地內(nèi)所有種群總株數(shù)的百分比。 種群的空間結(jié)構(gòu):種群內(nèi)個(gè)體在生存空間的分布方式或配置特點(diǎn),稱為種群的空間分布格局或內(nèi)分布型。它是由種群的生物學(xué)特性,種內(nèi)、種間關(guān)系和環(huán)境因素的綜合影響所決定的,
42、隨機(jī)型、均勻型和集群型。種群年齡結(jié)構(gòu)指種群內(nèi)個(gè)體的年齡分布狀況,各年齡或年齡組的個(gè)體數(shù)占整個(gè)種群個(gè)體總數(shù)的百分比結(jié)構(gòu)。年齡金字塔:增長型種群:基部寬,頂部狹穩(wěn)定型種群:大致呈鐘型,說明幼年個(gè)體和中老年個(gè)體數(shù)量大致相等,出生率與死亡率大致相等,種群數(shù)量處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。下降型種群:呈壺型,基部比較狹、而頂部比較寬。表示種群中幼體比例很小而老體個(gè)體的比例較大,種群的死亡率大于出生率,為衰退種群。植物的性別系統(tǒng):雌雄同花(兩性花)、同株異花(單性花成熟期不一致問題)、雌雄異株。他感作用:植物體通過向體外分泌代謝過程中的化學(xué)物質(zhì),對其他植物產(chǎn)生直接或間接影響的現(xiàn)象。存在于種內(nèi)和種間。存活曲線:以存活數(shù)
43、的對數(shù)對年齡作圖可得到存活曲線。存活曲線用于直觀表達(dá)同生群的存活過程。A型:凸型的存活曲線,表示種群在接近于生理壽命之前,即幾乎所有的個(gè)體都能達(dá)到生理壽命。B型:呈對角線的存活曲線,表示個(gè)體各時(shí)期的死亡率是對等的。C型:凹型的存活曲線,表示幼體的死亡率很高,以后的死亡率低而穩(wěn)定。種群的增長模型:與密度無關(guān)的種群增長模型:種群在“無限”的環(huán)境中,即假定環(huán)境中的空間、食物等資源是無限的,則種群就能發(fā)揮內(nèi)稟增長能力,數(shù)量迅速增加,種群呈指數(shù)增長格局。世代重疊(連續(xù)型)/世代不重疊(離散型)(昆蟲、一年生草本)與密度有關(guān)的種群增長模型:環(huán)境容納量(K):環(huán)境條件所容納的種群最大值。增長率隨密度上升而降
44、低的變化,是成比例的。 S曲線可以解釋并描述為非密度制約增長方程乘上一個(gè)密度制約因子 自然種群的數(shù)量變動(dòng)(種群增長、季節(jié)消長、種群波動(dòng):不規(guī)則波動(dòng)、周期性波動(dòng)、種群的爆發(fā)、種群平衡、種群的衰落和滅亡、生態(tài)入侵)。生態(tài)入侵:由于有意識(shí)或無意識(shí)地把某種生物帶入適宜其棲息和繁衍的地區(qū),其種群不斷擴(kuò)大,分布區(qū)逐步穩(wěn)定地?cái)U(kuò)展的過程。種群的關(guān)系:種內(nèi)關(guān)系:生物種群內(nèi)部的個(gè)體間的相互作用。種間關(guān)系:生活于同一生境中的物種間的相互作用。種內(nèi)、種間相互作用的種類:競爭、捕食、自相殘殺、互利共生、寄生。密度效應(yīng):在一定時(shí)間內(nèi),當(dāng)種群的個(gè)體數(shù)目增加時(shí),就必定會(huì)出現(xiàn)鄰接個(gè)體之間的相互影響。最后產(chǎn)量衡定法則:在一定范圍
45、內(nèi),當(dāng)條件相同時(shí),不管一個(gè)種群的密度如何,最后產(chǎn)量差不多總是一樣的。原因:密度增加時(shí),競爭加強(qiáng),生長率下降,個(gè)體變小。-3/2自疏法則:自疏現(xiàn)象:同一種植物因密度引起的個(gè)體死亡。自疏導(dǎo)致的密度和個(gè)體重量的關(guān)系:W = C d a。a為一個(gè)恒定數(shù)值等于3/2,其雙對數(shù)曲線斜率為 -3/2高斯假說(競爭排斥原理):在一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境內(nèi),兩個(gè)以上受資源限制的、但具有相同資源利用方式的物種,不能長期共存在一起。要求相同資源的兩個(gè)物種不共存于一個(gè)空間。長期共存在同一地區(qū)的兩個(gè)物種,由于劇烈競爭,他們必然會(huì)出現(xiàn)棲息地、食物、活動(dòng)時(shí)間或其他特征上的生態(tài)位分化。生態(tài)位:指物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的作用和功能地
46、位,體現(xiàn)物種對生境的要求?;A(chǔ)生態(tài)位:在生物群落中,能夠?yàn)槟骋晃锓N所棲息的、理論上最大的空間。實(shí)際生態(tài)位:一個(gè)種實(shí)際占有的空間。種群的生態(tài)對策:凡是能夠以其繁殖和生存的進(jìn)程來最大限度地適應(yīng)所處環(huán)境的個(gè)體,都是有利于進(jìn)化的,即“生活史對策”,或稱生態(tài)對策。森林樹木:K類對策;一年生植物:r類對策。r對策種群:生活在條件嚴(yán)酷和不可預(yù)測環(huán)境中的種群,其死亡率通常與種群密度無關(guān),種群內(nèi)個(gè)體常把較多的能量用于生殖,而把較少的能量用于生長、代謝和增強(qiáng)自身競爭能力。K對策種群:生活在條件優(yōu)越和可預(yù)測環(huán)境中的種群,其死亡率通常由種群密度相關(guān)因素引起,生物間存在激烈競爭,種群內(nèi)個(gè)體常把更多的能量用于生殖以外的其
47、它各種活動(dòng)。群落是指一定時(shí)間內(nèi)居住在一定空間范圍內(nèi)的所有生物的集合,包括植物群落、動(dòng)物群落、微生物群落。群落結(jié)構(gòu)的松散性和邊界的模糊性:多數(shù)情況下,不同群落之間存在著過渡帶,被稱為群落交錯(cuò)區(qū)蓋度:植物枝葉垂直投影所覆蓋的土地面積叫投影蓋度,可以用百分比表示,也可用等級(jí)單位表示。群落外貌是指生物群落的外部形態(tài)或表相而言。陸地生物群落的外貌主要取決于植被的特征,水生生物群落的外貌主要取決于水的深度和水流特征。陸地生物群落的外貌是由組成群落的植物種類形態(tài)及其生活型生活型類型層片結(jié)構(gòu): 高位芽植物:按休眠芽位高度分為四個(gè)亞類,即大高位芽植物(高度30米),中高位芽植物(8-30米),小高位芽植物(2-
48、8米)與矮高位芽植物(25厘米2米)。 地上芽植物:更新芽位于土壤表面之上,25之下,多為半灌木或草本植物。地面芽植物:更新芽位于近地面土層內(nèi),冬季地上部分全部枯死,多為多年生草本植物。隱芽植物:更新芽位于較深土層中或水中,多為鱗莖類、塊莖類和根莖類多年生草本植物或水生植物。一年生植物:以種子越冬。生活型是進(jìn)化過程中對氣候條件適應(yīng)的結(jié)果,因此它們的組成可反映某地區(qū)的生物氣候和環(huán)境的狀況。 高位芽植物占優(yōu)勢是溫暖、潮濕氣候地區(qū)群落的特征,如熱帶雨林群落;地面芽植物占優(yōu)勢的群落,反映了該地區(qū)具有較長的嚴(yán)寒季節(jié),如溫帶針葉林、落葉林群落;地上芽植物占優(yōu)勢,反映了該地區(qū)環(huán)境比較濕冷,一年生植物占優(yōu)勢則
49、是干旱氣候的荒漠和草原地區(qū)群落的特征,如東北溫帶草原。群落的垂直結(jié)構(gòu),主要指群落的分層現(xiàn)象,與光的利用有關(guān),可劃分為喬木層、灌木層、草本層和地被層群落中動(dòng)物的分層現(xiàn)象主要與食物有關(guān),其次還與不同層次的微氣候條件有關(guān)。如森林的中層棲息著山雀、啄木鳥等,林冠層則棲息著柳鶯、交嘴和戴菊等。群落的水平格局,其形成主要與構(gòu)成群落的成員的分布狀況有關(guān),各物種常形成相當(dāng)高密度集團(tuán)的斑塊狀鑲嵌。 群落的時(shí)間格局,光、溫度和濕度等許多環(huán)境因子有明顯的時(shí)間節(jié)律,最明顯的就是季相。群落演替(群落的動(dòng)態(tài))運(yùn)動(dòng)和變化是森林生態(tài)系統(tǒng)最基本的特征之一 (1) 森林演替:指在一個(gè)地段上,一種森林被另一種森林所代替的過程。森林
50、演替是森林內(nèi)部各組成成分間運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展的必然結(jié)果。(2) 原生演替:開始于原生裸地上的植物群落演替稱為原生演替,有旱生演替和水生演替 (3)次生演替:起始于次生裸地上的演替稱為次生演替。生態(tài)系統(tǒng):生物群落與其生存環(huán)境之間,以及生物種群相互之間密切聯(lián)系、相互作用,通過物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞,成為占據(jù)一定空間、具有一定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行一定功能的動(dòng)態(tài)平衡整體。森林生態(tài)系統(tǒng):是森林生物群落與其環(huán)境在物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換過程中形成的功能系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的分類:水體生態(tài)系統(tǒng)(海洋灘涂、淺海和深海生態(tài)系統(tǒng)和淡水生態(tài)系統(tǒng)流水和靜水生態(tài)系陸地生態(tài)系統(tǒng)森林、草原、荒漠、高山、凍原等生態(tài)系統(tǒng)。森林生態(tài)系統(tǒng)又可以根據(jù)其
51、所處溫度帶的不同分為:熱帶林、溫帶林和寒溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)。森林生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)(1) 占有巨大的生態(tài)空間,這樣大的生態(tài)空間不僅為生物提供了廣闊的生長棲息環(huán)境,而且也擴(kuò)大了對其它生態(tài)系統(tǒng)的影響。(2) 植物種類繁多,枝葉茂密,光合面積大,根系發(fā)達(dá),能充分利用營養(yǎng)空間,生產(chǎn)力和生物量高(3)森林生態(tài)系統(tǒng)具有層次結(jié)構(gòu)。(4) 在森林生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和演替過程中,隨著生境條件的改善,動(dòng)植物種類的增加與更替,森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和成分也日趨復(fù)雜,修復(fù)干擾和自我調(diào)控的能量也越大,最后趨于穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)的成分:所有生態(tài)系統(tǒng)都是由生物成分和非生物成分所組成生物成分 生產(chǎn)者指自養(yǎng)生物,主要指綠色植物,也包括一些化能合
52、成細(xì)菌。這些生物能利用無機(jī)物合成有機(jī)物,并把環(huán)境中的太陽能以生物化學(xué)能的形式第一次固定到生物有機(jī)體中。初級(jí)生產(chǎn)者也是自然界生命系統(tǒng)中唯一能將太陽能轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)能的媒介。消費(fèi)者:異養(yǎng)生物,主要指各種動(dòng)物,他們直接或間接以植物為食,包括植食動(dòng)物、肉食動(dòng)物、雜食動(dòng)物和寄生動(dòng)物等。食草動(dòng)物和肉食動(dòng)物,其中食草 動(dòng)物被稱為一級(jí)消費(fèi)者,以食草動(dòng)物為食的動(dòng)物稱為二級(jí)消費(fèi)者,依此類推。分解者為異養(yǎng)生物主要是細(xì)菌和真菌,也包括某些原生動(dòng)物和蚯蚓、白蟻、禿鷲等大型腐食性動(dòng)物。按其對生態(tài)系統(tǒng)的作用大小又可以分為:基本成分和非基本成分?;境煞郑壕G色植物和分解者。非基本成分:一切消費(fèi)者。在森林生態(tài)系統(tǒng)中,生產(chǎn)者主要
53、是喬木,消費(fèi)者主要是鳥獸和昆蟲,動(dòng)物種類較豐富。喬木樹種是生態(tài)系統(tǒng)的主要生產(chǎn)者,決定森林生產(chǎn)力的高低,劃森林生態(tài)系統(tǒng)的主要依據(jù)。生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):包括形態(tài)結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)兩種:食物鏈和營養(yǎng)級(jí)。生態(tài)系統(tǒng)中貯存與有機(jī)物中的化學(xué)能,通過一系列的吃與被吃的關(guān)系,把生物與生物緊密地聯(lián)系起來,這種生物成員之間以食物營養(yǎng)關(guān)系彼此聯(lián)系起來的序列,稱為食物鏈。食物鏈中每一個(gè)生物成員稱為營養(yǎng)級(jí)Elton 食物鏈的類型在任何生態(tài)系統(tǒng)中都存在著捕食食物鏈和碎屑食物鏈,前者是以活的動(dòng)植物為起點(diǎn)的食物鏈,后者是以死生物或腐屑為起點(diǎn)的食物鏈,能流是以通過碎屑食物鏈為主。寄生性食物鏈,由宿主和寄生物構(gòu)成。它以大型動(dòng)物為食物鏈的起
54、點(diǎn),繼之以小型動(dòng)物、微型動(dòng)物、細(xì)菌和病毒。后者與前者是寄生性關(guān)系。如哺乳動(dòng)物或鳥類與 跳蚤,原物動(dòng)物與 細(xì)菌、病毒。(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量存在的形式A輻射能,來自光源的光量子以波狀運(yùn)動(dòng)形式傳播的能量,在植物光化學(xué)反應(yīng)中起著重要的作用;B化學(xué)能,化合物中貯存的能量,它是生命活動(dòng)中基本的能量形式;C機(jī)械能,運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)所含有的能量。動(dòng)物能夠獨(dú)立活動(dòng)就是基于其肌肉所釋放的機(jī)械能;D電能,電子沿導(dǎo)體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量。電子運(yùn)動(dòng)對生命有機(jī)體的能量轉(zhuǎn)化是非常重要的;E生物能,凡參與生命活動(dòng)的任何形式的能量均稱為生物能。(2)生態(tài)系統(tǒng)能量流遵循熱力學(xué)定律A熱力學(xué)第一定律 又稱為能量守恒與轉(zhuǎn)化原理,它指
55、熱(Q)與機(jī)械功(W)之間是可以轉(zhuǎn)化的,即 W=JQ,式中:J為熱功當(dāng)量,J=4.1885焦耳/卡。因此,對于生態(tài)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞過程,都可以根據(jù)熱力學(xué)第一定律進(jìn)行定量,并列出平衡式和編制能量平衡表。B熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律表達(dá)能量傳遞方向和轉(zhuǎn)換效率的規(guī)律。若用自由能概念表述熱力學(xué)第二定律物體自由能的提高不可能是一個(gè)自發(fā)的過程;任何產(chǎn)生自由能貯備的能量轉(zhuǎn)換都不可能達(dá)到百分之百有效。在一個(gè)內(nèi)能不變的封閉系統(tǒng)中,其熵值只朝一個(gè)方向變化,常增不減;開放系統(tǒng)從一個(gè)平衡態(tài)的一切過程使系統(tǒng)熵值與環(huán)境熵值之和增加。通過光合同化,引入負(fù)熵;通過呼吸,把正熵值轉(zhuǎn)出環(huán)境。3)生態(tài)學(xué)家通常把10的林德曼
56、效率看成是一條重要的生態(tài)學(xué)規(guī)律,就利用效率來看,從第一營養(yǎng)級(jí)往后可能會(huì)略有提高,但一般說來都處于2025的范圍之內(nèi)。生態(tài)金字塔:是指各個(gè)營養(yǎng)級(jí)之間的數(shù)量關(guān)系,分別為生物量金字塔、能量金字塔和數(shù)量金字塔。(5)能量流動(dòng)特點(diǎn):能量是單向性和逐級(jí)減少。生態(tài)系統(tǒng)能量的流動(dòng)是單一方向的。能量以光能的狀態(tài)進(jìn)入狀態(tài)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后,而是以熱的形式不斷地逸散于環(huán)境中。能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng),通過呼吸作用以熱的形式散失。因?yàn)椋篴各營養(yǎng)級(jí)消費(fèi)者不是百分之百地利用前一營養(yǎng)級(jí)的生物量;b各營養(yǎng)級(jí)的同化作用也不是百分之百的;c生物總要消耗一部分能量。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)(1)概念及原理能量流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)最終以熱的形式消散,能
57、量流動(dòng)是單方向的,因此生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲得能量。物質(zhì)的流動(dòng)是循環(huán)式的,各種物質(zhì)都能以可被植物利用的形式重返環(huán)境。物質(zhì)循環(huán)的基本原理物質(zhì)不滅定律和質(zhì)能守恒定律。A地球化學(xué)循環(huán):是指不同生態(tài)系統(tǒng)之間化學(xué)元素的交換,B生物地球化學(xué)循環(huán):是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部化學(xué)元素的交換。C生物化學(xué)循環(huán):是指養(yǎng)分在生物體內(nèi)的再分配。(2)水循環(huán):水的主要循環(huán)路線是從地球表面通過蒸發(fā)進(jìn)入大氣圈,同時(shí)又不斷從大氣圈通過降水而回到地球表面。蒸發(fā)和降水的動(dòng)力都是來自太陽,太陽是推動(dòng)水在全球進(jìn)行循環(huán)的主要?jiǎng)恿?。?)碳循環(huán)的基本路線是從大氣儲(chǔ)存庫到植物和動(dòng)物,再從動(dòng)植物通向分解者,最后又回到大氣中去。二 、氮循環(huán)含氮物質(zhì)種
58、類 大氣中的氮(氮?dú)猓琋2) 氧化二氮(N2O) 氨氣(NH3) NO及其反應(yīng)生成物 3、 硫循環(huán)由于酸沉降、溫室效應(yīng)乃至臭氧層耗損均與硫的污染有直接或間接的關(guān)系。4、 磷循環(huán):在細(xì)胞的能量貯存、傳輸和利用等方面起著關(guān)鍵作用。另外,它還制約著生態(tài)系統(tǒng),尤其是水生生態(tài)系統(tǒng)的光合生產(chǎn)力,因此,磷循環(huán)是實(shí)現(xiàn)生物圈功能的重要基礎(chǔ)。一般把自養(yǎng)生物的生產(chǎn)過程稱為初級(jí)生產(chǎn)或第一性生產(chǎn),其提供的生產(chǎn)力稱為初級(jí)生產(chǎn)力,而把異養(yǎng)生物再生產(chǎn)過程稱為次級(jí)生產(chǎn)或第二性生產(chǎn),提供的生產(chǎn)力稱次級(jí)生產(chǎn)力。 生物量:任一時(shí)間某一地方某一種群、營養(yǎng)級(jí)或某一生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)物質(zhì)的總量或單位面積上當(dāng)時(shí)所測得的生物體的總量生態(tài)平衡指一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)在特定的時(shí)間內(nèi)的狀態(tài),在這種狀態(tài)下,其結(jié)構(gòu)和功能相對穩(wěn)定,物質(zhì)與能量輸入輸出接近平衡,在外來干擾下,通過自然調(diào)節(jié)(或人為調(diào)控)能恢復(fù)原初的穩(wěn)定狀態(tài)。生態(tài)平衡是生態(tài)系統(tǒng)長期進(jìn)化所形成的一種動(dòng)態(tài)平衡,它是建立在各種成分結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上的;生態(tài)平衡反映了生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物與生物、生物與環(huán)境之間的相
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