森林的生長發(fā)育及其調(diào)控.ppt

1、第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,本章內(nèi)容,第一節(jié) 林木個體的生長發(fā)育 第二節(jié) 林木群體的生長發(fā)育 第三節(jié) 森林的生產(chǎn)功能及其調(diào)控,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第一節(jié) 林木個體的生長發(fā)育,一、 林木個體生長發(fā)育的概念（一）林木生長林木個體生長（growth）：是指林木個體在重量和體積上的不可逆增加。通常描述林木生長的指標有：生長過程曲線，生長速率和生長量。 林木生長曲線： 整個林木生長呈“S”型曲線，即“慢快慢”的生長。 速生期先后： 樹高 冠幅、胸徑 材積,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第一節(jié) 林木個體的生長發(fā)育,生長速率和生長量 生長速率

2、是表示林木生長快慢的指標，可分為絕對生長速率和相對生長速率。絕對生長速率（AGR）：指單位時間內(nèi)林木在重量、體積和高度等方面的絕對增加量。 一般以天為單位。相對生長速率(RGR)：指單位時間內(nèi)林木在重量、體積和高度等方面的增加量占原有數(shù)量的百分率。 林木生長量：是指一定間隔期內(nèi)各種調(diào)查因子（高、徑、材積等）所發(fā)生變化的量。一般以年為單位,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第一節(jié) 林木個體的生長發(fā)育,根據(jù)不同的目的可把生長量劃分成不同的種類： （1）按調(diào)查因子劃分：樹高生長量、直徑生長量、斷面積生長量、材積生長量、重量生長量等。 （2）按部位劃分：林木生長量、樹干生長量、枝

3、條生長量等。 （3）按時間劃分：總生長量、定期生長量、連年生長量等。 一般在生長前期林木連年生長量大于平均生長量，后期平均生長量大于連年生長量,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第一節(jié) 林木個體的生長發(fā)育,二）林木發(fā)育 林木個體發(fā)育（development）：是指林木個體構(gòu)造和機能從從簡單到復(fù)雜發(fā)生質(zhì)變的過程。發(fā)育標志著新增加的部分在形態(tài)結(jié)構(gòu)以至生理機能上與原來部分有本質(zhì)的區(qū)別。如：種子萌發(fā)；幼苗長成成年植株。 林木個體的生長和發(fā)育，既有密切關(guān)系，又有質(zhì)的區(qū)別。 生長是發(fā)育的前提，發(fā)育是在生長基礎(chǔ)上進行的。同時發(fā)育過程中又包含著生長。因此生長和發(fā)育是彼此不同又密切相關(guān)的兩

4、種現(xiàn)象。 生長是細胞的數(shù)量和大小的增加，發(fā)育以 細胞生活物質(zhì)的質(zhì)變?yōu)樘卣?第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第一節(jié) 林木個體的生長發(fā)育,二、林木個體生長的周期性 在自然條件下，林木個體或器官的生長速率隨著晝夜或季節(jié)發(fā)生有規(guī)律的變化，這種現(xiàn)象稱為林木生長的周期性。常見的有晝夜周期性、季節(jié)周期性。 林木生長產(chǎn)生周期性的原因主要是：由于四季溫度、光照、水分等因素的分配差異，以及林木對這些因素的適應(yīng)性差異引起的。由于四季的環(huán)境變化大于晝夜，因此，林木生長的季節(jié)周期性變化比晝夜周期性明顯。 不同樹種在生長的季節(jié)周期性上有很大的差異，尤其是在高生長上，因此，通常根據(jù)樹木在一年中高生長

5、期的長短，把樹種分成前期生長類型和全期生長類型兩種,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第一節(jié) 林木個體的生長發(fā)育,一）前期生長類型（又稱春季生長類型）：春季開始生長、高生長速生期較短（3個月左右）。以后主要是葉子的生長枝條的老熟。 常見樹種有： 馬尾松、云南松、銀杏、核桃、云杉屬、臭椿等。 培育措施：早施肥、高生長結(jié)束以后不宜再施肥。 （二）全期生長類型：高生長期持續(xù)整個生長季（南方有6至9個月），多次抽梢生長。 常見樹種有： 杉木、桉樹、楊樹、泡桐等。 培育措施：可多次追肥,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第一節(jié) 林木個體的生長發(fā)育,三、林木個體

6、生長的相關(guān)性 林木各個器官之間是相互關(guān)聯(lián)的，任何一個器官的生長都會影響到其它器官的生長。認識林木各個器官之間的相關(guān)性對培育林木具有重要的意義。 （一）地下部分和地上部分的相關(guān)性 （二）主莖和側(cè)枝的相關(guān)性 （三）營養(yǎng)生長與生殖生長的相關(guān)性 （四）極性和再生 極性：林木個體或其離體部分（器官、組織或細胞）的形態(tài)學兩端具有不同的生理特性的現(xiàn)象。 再生：林木個體的離體部分具有恢復(fù)林木其他部分的能力,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,再生的理論基礎(chǔ)是什么,第一節(jié) 林木個體的生長發(fā)育,四、林木個體發(fā)育與結(jié)實 林木個體從種子形成直至植株死亡，大體經(jīng)歷四個生長發(fā)育時期。 （一）幼年期：從

7、種子萌發(fā)開始，到第一次開花結(jié)實時為止。 （二）青年期：從第一次開花結(jié)實-到大量結(jié)實之前（3-5次結(jié)實） （三）壯年期（結(jié)實盛期，成年期）：從開始大量結(jié)實起，到結(jié)實開始下降為止。成年期長短因樹種而異。 （四）老年期（衰老期）：從結(jié)實量大幅度下降開始，直至個體死亡。 五、影響林木生長發(fā)育的環(huán)境條件,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第二節(jié) 林木群體的生長發(fā)育,一、 林木群體的生長發(fā)育規(guī)律 森林在整個生長發(fā)育的過程中，要經(jīng)過不同的階段。一般根據(jù)林分生長發(fā)育變化，林木相互之間的關(guān)系，以及林木與環(huán)境之間的相互關(guān)系變化特點。劃分為6個生長發(fā)育時期： （一）幼苗階段：種子形成幼苗13齡

8、前，或者植苗造林13年后，也稱活苗階段。 （二）幼樹階段：成活后至郁閉前 （三）幼齡林階段：林分郁閉后的510年或更長時間屬于幼林階段，為森林的形成時期。這個階段是從幼樹的個體生長發(fā)育階段向幼林群體的生長的發(fā)育階段過渡的時期。 （四）中齡林階段：森林的外貌和結(jié)構(gòu)大體定型。林木先后由樹高和直徑的速生期轉(zhuǎn)入樹干材積的速生期，樹冠生長也達到最旺盛的時期。中林階段的延續(xù)時間因地區(qū)和樹種而異，一般約為兩個林級，為10至40年,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第二節(jié) 林木群體的生長發(fā)育,五）成熟林階段：高生長開始減緩甚至停滯，樹冠有較大幅度的擴展，林內(nèi)生物多樣性處于高峰，材積年生長

9、量以及生物量增長均趨于高峰。前半段為近熟林階段，后半段為成熟林階段，對于用材林來說可以采伐利用。 （六）過熟林階段：林木生長趨于緩慢且健康程度降低，抗逆性下降，種子質(zhì)量下降， 二、林木群體的生長量 測樹學已經(jīng)講過,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,本節(jié)重點： 一、森林的生物產(chǎn)量及其形成的生理學生態(tài)學基礎(chǔ) 二、森林的經(jīng)濟產(chǎn)量和收獲量 三、森林生產(chǎn)力水平和潛力 四 、提高森林生產(chǎn)力的途徑和措施,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林作為一個以綠色木本植物為主體的生態(tài)系統(tǒng)，具有巨大的生產(chǎn)功能、

10、環(huán)境（防護）功能和社會功能，其中生產(chǎn)功能是最基本的功能。 常規(guī)的森林培育是以提高森林的生產(chǎn)功能，使森林能夠長得好，產(chǎn)得多，并且能更好地發(fā)揮多方面的綜合效益為目的的,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,一、森林的生物產(chǎn)量及其形成的生理學生態(tài)學基礎(chǔ) CO2 + H2O -光- (CHO) + O2 光合作用是生產(chǎn)有機物質(zhì)的根本過程，而這個過程主要受以下因素影響。(一）光合速率 光合速率越高，樹木生長越快。一般樹種的光合速率較低，為5-10mg CO2/100cm2.h。提高光合速率是提高人工林產(chǎn)量的基本途徑。 光合速率的大小與下列二因素有關(guān)： 1

11、） 樹種 速生樹種光合作用大，慢生樹種光合速率低。高光效的C4木本植物可能沒有。但是通過樹種選擇和良種選育可以提高光合速率。 2） 外界環(huán)境影響光照、溫度、濕度、CO2、水分、養(yǎng)分等，這些因子可通過調(diào)節(jié)林分群體結(jié)構(gòu)，也可采取撫育管理等措施進行調(diào)節(jié),第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,二）葉面積 林分要獲得大量光合產(chǎn)物，還要有足夠的葉面積。一般用葉面積指數(shù)（leaf area index, LAI）來表示，即 ： LAI總?cè)~面積/單位面積 1）葉面積指數(shù)增加，光合作用增加，到一定值，光合作用開始下降。不同樹種LAI不同，一般5至8，光合產(chǎn)量最高

12、。 2）可以通過密度控制、樹種搭配和間伐等措施調(diào)整LAI。 (三）生長期 生長期越長，樹木生長量越大。 一般生長期： 常綠落葉落葉：早發(fā)葉晚發(fā)葉 速生豐產(chǎn)樹種中，桉樹一年中幾乎不停生長；落葉松是北方發(fā)葉早而生長停止較晚的樹種,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,四)老化過程 葉子的同化能力、葉綠素含量的多少、酶活性的大小等都反應(yīng)出葉是否能夠達到高效光能。 （1）葉子的老化過程：葉子光合效率在高階段維持時間的長短，對產(chǎn)量影響較大。葉萌發(fā)初期、落葉期、中期的光和作用分別怎樣？ （2）樹木的老化過程：樹木生長高峰期持續(xù)時間也影響產(chǎn)量。 （3）立地條

13、件影響樹木老化過程。立地條件好，速生階段來得早，速生期較長（即老化慢,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,不同樹種生長高峰期不同 立地條件好，速生階段來得早，生長高峰不一定早，而是高峰的高度大，速生期較長（即老化慢）。 杉：兩個高峰期（6、9月），即撫育在5月和7月進行 竹：筍出土到長成竹，45-60天為高峰期，即4-5月，冬筍前施肥有效。 故使得樹木光合速率快、葉面積提高、生長期長、老化得慢，人工林就具備了高產(chǎn)所需的生理基礎(chǔ),第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林中的光和作用形成的生物量

14、并不能都蓄積起來，更不能全部被收獲利用： 光合作用生產(chǎn)的有機物 呼吸作用 消耗25%至33% 被吃、枯枝落葉被分解 消耗上一級余下的40%至70% 注意一下幾個概念：生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)量、生物量、生產(chǎn)力指標,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,二、森林的經(jīng)濟產(chǎn)量和收獲量 森林的生物產(chǎn)量森林所有生物有機體的重量。 森林經(jīng)濟產(chǎn)量森林中能產(chǎn)生經(jīng)濟效益的所有生物有機體重量。 森林收獲量森林的生物量中可被收獲利用的部分。 經(jīng)濟產(chǎn)量或收獲量只是生物產(chǎn)量的一部分。 森林的生物產(chǎn)量（生物量）中并不能完全被我們利用。森林中生物產(chǎn)量的利用率取決于經(jīng)營目的,第四章 森

15、林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,二、森林的經(jīng)濟產(chǎn)量和收獲量 生物產(chǎn)量林木干材蓄積量 轉(zhuǎn)換系數(shù)：0.30-0.70 林木干材蓄積量出材量（經(jīng)濟產(chǎn)量） 出材率： 60-90% 因此，從生物產(chǎn)量到經(jīng)濟產(chǎn)量要經(jīng)過如下折算： 蓄積量生物量經(jīng)濟系數(shù)（0.3-0.7） 出材量（經(jīng)濟產(chǎn)量）蓄積量出材率（60-90%） 那么，如何提高經(jīng)濟產(chǎn)量？主要的途徑有： 1）提高光和速率 2）降低呼吸消耗 3）降低動物危害的損失 4）提高林分的經(jīng)濟系數(shù) 5）提高出材率,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,可否全林利用,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,三 、森

16、林生產(chǎn)力水平和潛力（一）森林生產(chǎn)力的概念和指標森林生產(chǎn)力：是指單位面積單位時間內(nèi)森林生產(chǎn)的生物量。森林的潛在生產(chǎn)力：在一定的氣候條件下森林植物群落通過光合作用所能達到的最高生產(chǎn)力。森林的現(xiàn)實生產(chǎn)力：現(xiàn)存的森林群落所達到的實際生產(chǎn)力。 當前，衡量森林生產(chǎn)力的指標有干材蓄積量和生物量。 （二）我國森林的現(xiàn)實生產(chǎn)力水平 我國森林的現(xiàn)實生產(chǎn)力水平是偏低的。 根據(jù)估算，我國目前人工林的現(xiàn)實生產(chǎn)力約是潛在生產(chǎn)力的一半左右,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,3、我國的人工林生產(chǎn)力較低主要受如下因素影響： 1）土地利用不合理和水土流失，林地生產(chǎn)力下降。 2

17、）造林不適地適樹。 3）人工林年齡結(jié)構(gòu)不合理，幼齡林過多。 4）人工林經(jīng)營管理水平低。 4、為了提高我國森林的經(jīng)營水平和森林的產(chǎn)量。我國在上個世紀提出了速生豐產(chǎn)林建設(shè)。速生豐產(chǎn)林：是采用集約的經(jīng)營措施并在較短時間內(nèi)獲得較高產(chǎn)量的林分。達到一定生長指標的才算速生豐產(chǎn)林。 因不同地區(qū)氣候條件不同，因此，不同地區(qū)的速生豐產(chǎn)林達到的標準應(yīng)該是不同的。為此，我國分樹種和地區(qū)制定了速生豐產(chǎn)林的標準,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,四、提高森林生產(chǎn)力的途徑和措施 通過以上的分析表明，提高森林生產(chǎn)力可以通過以下三條途徑： （一）選用適當?shù)呐嘤绞?要根據(jù)

18、具體條件因地因樹種制宜地選擇適當?shù)挠址绞健?（二）遺傳改良 通過遺傳改良提高樹木的遺傳品質(zhì)，包括：速生性、豐產(chǎn)性、優(yōu)質(zhì)性、 抗逆性等。要實現(xiàn)這些目的應(yīng)采取的措施是良種壯苗。而且良種壯苗要經(jīng)過精心的栽植才能實現(xiàn)目的。 （三）林分結(jié)構(gòu)的調(diào)控 林分結(jié)構(gòu)影響樹木的生長和木材的品質(zhì)，林分結(jié)構(gòu)的調(diào)控分水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)兩個方面。良好的結(jié)構(gòu)是林分獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)。為了達到調(diào)整結(jié)構(gòu)的目的，生產(chǎn)上采取的措施是密度控制、合理混交,第四章 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,森林培育學 宋志姣制作,第三節(jié) 森林的生長發(fā)育及其調(diào)控,四）立地的選擇和調(diào)控 不是所有的土地都適合培育森林，因此需要對造林地進行選擇。同時還需要改善樹木生長的小環(huán)境，使樹木生長在適宜的環(huán)境下。實現(xiàn)這個目的的主要措施有：適地適樹、整地、撫育保護。 綜上所述，對