森林生態(tài)學課程PPT課件

1、 第一節(jié) 風因子 第1頁/共46頁 第一節(jié) 風因子二、風對植物的影響 1. 風媒風播：許多森林優(yōu)勢樹種，依靠風來傳粉。 許多樹種的種實靠風傳播，如落葉松、槭、榆、樺、 楊、柳等。 第2頁/共46頁 第一節(jié) 風因子 2. 風對植物形態(tài)、生理活動的影響 生理活動：加速植物的蒸騰 形態(tài)：旱風條件下生長的植物，其植株偏小。 長期的單向風會使樹木長成旗形樹冠。 第3頁/共46頁 第一節(jié) 風因子3. 風的破壞力 超過10m/s的大風，對樹木有破壞作用。如風倒、風折。 第4頁/共46頁 第一節(jié) 風因子三、風對生態(tài)系統(tǒng)的影響 1. 物質(zhì)氣態(tài)循環(huán)的主要動力 2. 攜帶污染物質(zhì) 3. 通過風倒、風折對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生

2、干擾。 第5頁/共46頁 第一節(jié) 風因子四、森林群落的防風效應(yīng) 第6頁/共46頁 第一節(jié) 風因子 第7頁/共46頁以色列以色列 沙區(qū)植被建設(shè)與防護體系沙區(qū)植被建設(shè)與防護體系灌木防護體系稀樹草原化工程防護林建設(shè)第8頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子一、森林土壤的概念： 土壤是地殼表層經(jīng)風化、腐殖化作用及其產(chǎn)物的移動而形成的疏松部分。 森林土壤是在森林植被下產(chǎn)生和發(fā)育起來的土壤。 森林土壤具有其他土壤不具備的三種成土因素：森林死地被物、林木根系和依靠森林生存的特有生物。 第9頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子二、土壤的物理性質(zhì)和林木生長（一）母巖與土層厚度 1. 母巖對林木生長的影響 。通過土壤對林木的生

3、長產(chǎn)生影響 如，花崗巖上發(fā)育的土壤呈沙壤質(zhì)或壤質(zhì)，通透性能好， 呈微酸性反應(yīng)，油松。石灰?guī)r上發(fā)育的土壤呈中性至微 堿性反應(yīng)，質(zhì)地細，側(cè)柏。 通過本身的特征影響根系的生長。 如母巖的解理性影響根系的伸展 第10頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子土層厚度影響森林組成、結(jié)構(gòu)、林木的生長和 森林的生產(chǎn)力。 如云南中甸云峰山，土層薄的地方為落葉松， 厚的地方為落葉松和高山櫟的混交林。 華北地區(qū)，淺薄土壤為油松，稍厚為遼東遼東櫟和 蒙古櫟；深厚土壤上為椴、白蠟、槭樹。 第11頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子（二）土壤的質(zhì)地和結(jié)構(gòu) 1. 土壤質(zhì)地： 組成土壤的礦質(zhì)顆粒，即石礫、沙、粉沙、粘粒的相對含量。 根據(jù)質(zhì)地

4、將土壤分為：砂土、壤土、粘土。 砂土：疏松，通氣透水性能好，保水保肥力差，宜耕性好。 粘土：粘結(jié)性強，通氣透水差，保水保肥力強，濕時粘重難耕，干時堅硬。 壤土：比較適宜。 不同質(zhì)地的土壤在養(yǎng)分和水分的保持及通氣性方面具有明顯不同，影響林木根系的生長和分布。 第12頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子 2. 土壤結(jié)構(gòu) 土壤顆粒的排列狀況，如團粒狀、片狀、柱狀、塊狀、核狀等。 團粒結(jié)構(gòu)是林木生長最好的土壤結(jié)構(gòu)形態(tài)。（三）土壤水分和空氣 土壤水分不足影響幼苗的存活和樹木高、徑生長;土壤水分過多，尤其是地下水位過高，會導致土壤缺乏O2，阻礙根呼吸和吸收養(yǎng)分。土壤中，植物根系、動物和微生物的呼吸作用和有機質(zhì)的

5、分解不斷消耗O2，放出CO2，使土壤空氣中O2少，CO2多。 第13頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子（四）土壤溫度 1. 影響根系的生長溫帶植物，25之間；溫暖地區(qū)，10以上才能生長。 2. 影響根系對礦物養(yǎng)分和水分的吸收。 第14頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子三、土壤的化學性質(zhì)與林木的生長（一）酸堿度（pH值） 1. 土壤酸堿度的影響影響礦質(zhì)元素的有效性影響微生物的活動 如pH值小于6，固氮菌活性降低；pH值大于8，硝化作用受限制。影響植物的生長。 pH值小于3.5或高于9，多數(shù)植物根細胞的原生質(zhì)受到損害。 針葉樹：3.74.5；闊葉樹5.56.9；大于8.5多數(shù)樹種難以生長。 第15頁/共4

6、6頁 第二節(jié) 土壤因子（二）土壤養(yǎng)分元素 1.土壤養(yǎng)分元素的來源： 礦物的風化；土壤有機質(zhì)；生物固氮。 2.養(yǎng)分元素的保持和釋放 土壤養(yǎng)分元素主要保持在有機碎屑物、腐殖質(zhì)和不溶性的無機化合物中。 植物吸收的養(yǎng)分主要是由土壤膠粒吸附的養(yǎng)分元素和土壤溶液中的鹽類。 第16頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子四、土壤有機質(zhì) 土壤有機質(zhì)是由植物、動物、微生物遺體、分泌物、排泄物以及它們的分解產(chǎn)物組成的。 森林中植物的凋落物是土壤有機質(zhì)的主要來源。 凋落物的積累形成死地被物層。 第17頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子五、土壤生物（一）土壤微生物 指土壤中的細菌、放線菌、真菌。其中，細菌最多，放線菌次之，真菌最少

7、。 微生物的能量和營養(yǎng)來源是植物凋落物、動物殘體和排泄物以及動植物的分泌物。 植物根系頂端分泌各種有機質(zhì)，同時根冠細胞不斷脫落和更新，這些物質(zhì)富含糖類和蛋白質(zhì)，細菌最適于生活在這一范圍內(nèi)。 第18頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子 土壤微生物的作用： 1. 微生物殘體增加有機質(zhì)； 2. 參與土壤有機體的腐殖化和礦化過程； 3. 固氮和共生作用； 4. 細菌和真菌等微生物構(gòu)成腐生食物鏈的營養(yǎng)級。 5. 某些細菌和真菌是森林病害的病源。 第19頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子（二）土壤動物（略）（三）林木根系 1. 林木根系的作用： 增加下層土壤的有機質(zhì)和陽離子交換量，并促進土壤結(jié)構(gòu)的形成。細根的周轉(zhuǎn)量

8、非常高。 根系腐爛后留下許多孔道，改善土壤的通氣性，并有利于重力水下排。 根系分泌物以及根系周圍的微生物能促進礦物和巖石的風化。 第20頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子 2. 根圍區(qū)：指微生物種群數(shù)量和種類受根影響的那一部分土壤。 根向周圍土壤分泌碳水化合物、維生素和氨基酸，使根微微生物的數(shù)量大大增加。 根圍微生物含有大量的固氮菌。 有些根圍微生物還能分泌生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，改善根的生長狀況。 第21頁/共46頁 第二節(jié) 土壤因子六、森林經(jīng)營與土壤 采伐對土壤的影響： 1. 破壞土壤 2. 影響土壤穩(wěn)定性 3. 造成土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分的損失以及化學性質(zhì)的變 化 4. 土壤溫度的變化 5. 土壤的物理性質(zhì)

9、發(fā)生變化。 合理的森林經(jīng)營活動能夠改善土壤理化性質(zhì)和提高肥力水平。 第22頁/共46頁全國防沙治沙技術(shù)分區(qū)圖全國防沙治沙技術(shù)分區(qū)圖4.4.荒漠綠洲帶荒漠綠洲帶 1.1.首都圈首都圈 3.3.草原帶草原帶 2.2.農(nóng)牧交錯帶農(nóng)牧交錯帶第23頁/共46頁毛烏素沙地南緣毛烏素沙地南緣- -榆林治沙模式榆林治沙模式第24頁/共46頁 首都圈以提高植被覆蓋率為重點首都圈以提高植被覆蓋率為重點城區(qū)：地表綠化和硬化郊區(qū)：調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu) 發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)周邊區(qū)：退耕還林還草增加植被覆蓋率 涵養(yǎng)水源恢復生態(tài)4444個縣市個縣市 6 6萬萬kmkm2 2 33003300萬人萬人第25頁/共46頁荒漠綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)模

10、式荒漠綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)模式草方格沙障草方格沙障和田綠洲和田綠洲襯膜水稻沙漠葡萄園第26頁/共46頁內(nèi)蒙烏盟“進一退二還三”的土地利用調(diào)整與優(yōu)化模式內(nèi)蒙科爾沁“小生物圈”整治與發(fā)展模式農(nóng)牧交錯帶以退耕還林還草為重點農(nóng)牧交錯帶以退耕還林還草為重點甘肅定西甘肅定西 “多元系統(tǒng)集成多元系統(tǒng)集成”模式模式205205個縣旗個縣旗72.672.6萬萬kmkm2 2 60546054萬人萬人第27頁/共46頁 第三節(jié) 火因子一、火是一種生態(tài)因子 許多生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)常有規(guī)律的發(fā)生火災(zāi)。 北歐的泰加林每個世紀發(fā)生兩次火災(zāi)；我國大興安嶺北部火災(zāi)輪回期為110120年；南部為3040年。一些植物對火具有很強的適應(yīng)性，甚至是

11、依賴性。 如松屬、櫟屬和杜鵑花科的植物。動物對火也有很強的適應(yīng)性。火燒有時對植物的生長有利?；鹩绊懼参锶郝涞慕M成及演替?；鸫龠M生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)。 第28頁/共46頁 第三節(jié) 火因子二、林火的類型和發(fā)生條件（一）林火發(fā)生的三要素 林火的發(fā)生需要可燃物、助燃物和火源。 可燃物：由生物量積累而成，主要包括地上部分的枝、干、葉；地下的根系；死地被物；土壤中的泥炭層；森林經(jīng)營活動中的剩余物。 助燃物：氧。 火源：人為或自然的火源。 還需要合適氣候和氣象條件。 第29頁/共46頁 第三節(jié) 火因子（二）林火的類型： 常用林火發(fā)生的時間、強度和速度來區(qū)分林火。 林火發(fā)生時間：指特定地點能量釋放的時

12、間。 林火強度：指單位面積或長度內(nèi)林火釋放的能量。 速度：指林火發(fā)生后向外蔓延、擴展的速度。 根據(jù)林火的火燒部位、強度、速度和林木受害程度可將林火分為三種類型。 第30頁/共46頁 第三節(jié) 火因子林冠火 地表火：火沿林地表面蔓延，以燒毀死地被物和林下植物為主，也能燒傷林木干基和露出的根系。地下火地下火：林地腐殖質(zhì)層或泥炭層：林地腐殖質(zhì)層或泥炭層中燃燒的火災(zāi)。地表只有煙霧，中燃燒的火災(zāi)。地表只有煙霧，基本見不到火焰。基本見不到火焰。第31頁/共46頁 第三節(jié) 火因子根據(jù)林火燒及面積可將森林火災(zāi)劃分為不同的等級 大面積森林火災(zāi)在火災(zāi)總數(shù)中約占1（0.22），然而其燃燒面積卻占3070，所造成的損失

13、占90。 第32頁/共46頁 第三節(jié) 火因子 根據(jù)林火是否有控制，分為火災(zāi)和用火。 用火是在人為控制下，在指定地點進行安全用火以達到預期經(jīng)營目的和效果，它是森林經(jīng)營的一種措施和手段。 第33頁/共46頁 第三節(jié) 火因子三、火對土壤的影響（一）對物理性質(zhì)的影響1. 含水率：有兩方面的影響，其一：破壞植被，減少蒸騰，造成林地的沼澤化。其二：粗質(zhì)地土壤，保水能力差，含水率決定于枯落物和腐殖質(zhì)數(shù)量，火燒之后變得更加干燥。 第34頁/共46頁 第三節(jié) 火因子 2. 土壤溫度 短期影響：短期內(nèi)溫度急劇升高。 土壤具有隔熱特性，熱量的穿透能力有限。這一點對土壤中植物繁殖體的保護至關(guān)重要。表層達350900

14、，而5-10cm深土壤只有100 。 長期影響：增加土壤溫度。 黑色土壤吸收更多的太陽能；土表枯落物減少，促進熱向下層傳導。 土溫的增加可促進枯落物的分解，提高土壤肥力，促進繁殖體的萌發(fā)，增加草食動物的食物及營養(yǎng)價值。 第35頁/共46頁 第三節(jié) 火因子（二）化學性質(zhì)的變化 1. pH值 火燒殘留的灰分中含有大量的可溶性堿土金屬氧化物，能很快合成碳酸鹽，碳酸鹽呈堿性反應(yīng)，使土壤的pH值升高。 芬蘭的研究，火燒后pH值升高23個單位。對下層的影響較小，但影響結(jié)果能保持很長時間。 第36頁/共46頁 第三節(jié) 火因子 2. 土壤有機質(zhì) 使土壤表面的死地被物和有機質(zhì)大量減少。對深層土壤的有機質(zhì)影響較小

15、。 土壤表層有機物的損失程度與火災(zāi)發(fā)生時間、強度和可燃物的濕度有關(guān)。 第37頁/共46頁 第三節(jié) 火因子3. 養(yǎng)分含量和可利用性 （1）火災(zāi)發(fā)生后，土壤表層的營養(yǎng)元素的總量下降。 高溫會使一些元素揮發(fā)掉。如溫度300 以上時，N揮發(fā)；500以上時，K揮發(fā)；許多其他的元素也隨煙霧從火區(qū)移出。 （2）使可利用態(tài)的養(yǎng)分含量增加。使含在有機物中的植物不可利用的的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為可利用的形式。對森林植物的生長有利。 第38頁/共46頁 第三節(jié) 火因子（三）對土壤生物的影響 表層中的一些動物會被燒死，而深層土壤中的一些生物能夠幸存下來，在隨后的幾年中其數(shù)量能夠得以恢復。 火對土壤生物的影響與火災(zāi)的頻率有關(guān)。 第

16、39頁/共46頁 第三節(jié) 火因子四、火對水循環(huán)的影響（一）火災(zāi)后常伴有降雨（二）地表徑流增加，容易造成水土流失（三）森林的蒸騰作用減小，林地易發(fā)生沼澤化，粗質(zhì)土壤易干旱化。 第40頁/共46頁 第三節(jié) 火因子五、火對植物的影響與植物的適應(yīng)（一）火對植物的影響1. 林火過后，林地地被物稀疏，光照條件改善 ， 土壤可溶性養(yǎng)分增加，促進植物的開花和結(jié)實。2. 促進遲開球果的開裂，有利于種子的散布。 如短葉松。3. 促進種子萌發(fā)。 增溫；種子外被臘質(zhì)油脂融化促進吸水；種子直接接觸土壤表層。 第41頁/共46頁 第三節(jié) 火因子（二）火對植物群落的影響 1. 使群落組成發(fā)生變化：耐火的物種增加，不耐火的物種減少。 2. 改變森林的年齡結(jié)構(gòu)的成層性：使群落層次結(jié)構(gòu)單一化。 3. 火改變?nèi)郝涞姆€(wěn)定性 有時使相對穩(wěn)定的群落變得不穩(wěn)定，而頻繁的火燒又使原本不穩(wěn)定的群落變得穩(wěn)定。 第42頁/共46頁 第三節(jié) 火因子（三）植物對火的適應(yīng) 1. 植物對火的適應(yīng)類型：奧德姆把依賴火或耐火種分為兩個類型：再萌芽型，火后大量結(jié)實型。 2. 植物對火的適應(yīng)特征： 形成抗火樹皮：興安落葉松的樹皮可達20cm厚。且受到火的刺激，會促進分生組織分裂，使樹皮增厚