第4讲-森林的结构特征与生态功能

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▪ 温带荒漠、半荒漠带→暖温带荒漠带→高寒荒 漠带→高寒草原带→高寒山地灌丛草原带。
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2.经度地带性分布规律
▪ ⑴世界植被经度地带性分布规律 ▪ 北美的中部,东面是大西洋,西面是太平
洋,但被经向的落基山脉所阻隔,植被从 东向西依次更替为:(东)森林地带→草 原地带→半荒漠地带→荒漠地带→森林地 带(西)落基山脉。
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三、森林的分布规律
▪ 地球表面的热量是随着所在纬度的位置而 变化的,水分则随着距离海洋的远近,以 及大气环流和洋流等的变化而变化。水热 结合导致植被呈地带性分布,一方面沿纬 度方向成带状发生有规律的更替,称为纬 度地带性;
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▪ 另一方面从沿海向内陆方向成带状发生有 规律的更替,称为经度地带性。此外,随 着海拔高度的增加,气候、土壤和动植物 群落也发生有规律的更替,称为垂直地带 性。垂直带和水平带都是逐渐变化的,由 量变到质变,带间有过渡带。
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▪ 龄级:林木在一定年龄范围内(5、10、15年),各 个体生长发育特点相似,经营方式相同,这个 年龄 范围称为龄级用ⅠⅡⅢ……表示。
▪ 20年一个龄级:适用于生长慢、寿命长的树种,如 云杉、冷衫、红松、樟、栎等。
▪ 10年一个龄级:适用于生长和寿命中庸的树种,如 桦木、槭树、油松、马尾松和落叶松等。
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▪ 如天山北坡山地的植被垂直分布大致如下: ▪ (1)500~1000米 荒漠带 ▪ (2)1000~1700米 山地荒漠草原和山地
草原带 ▪ (3)1700~2700米 山地针叶林带 ▪ (4)2700~3000米 亚高山草甸带 ▪ (5)3000~3800米 高山草甸、高山垫状
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▪ 1.某一山体植被垂直带分布,与山体所处的 纬度开始到极地为止的水平植被带分布顺序相 对应。例如,黄山位于中亚热带地区,其山体 植被垂直带的变化,与山体所处纬度开始自南 向北植被的纬度地带性变化规律相对应。黄山 植被垂直带谱如下:
▪ (1)500~1100米 常绿阔叶林 ▪ (2)900~1250米 常绿落叶阔叶混交林 ▪ (3)1200~1500米 落叶阔叶林 ▪ (4)1400~1750米 山地矮林和山地灌丛 ▪ (5)1600~1840米 高山草甸
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▪ 林分由一个树种组成者,称为纯林;由两个 或两个以上的树种组成者,称为混交林。
▪ 树种组成,是决定林分价值的重要标志。天 然林的树种组成与立地条件,尤其与气候条 件密切相关。我国南方气候湿热,多混交林; 而高纬度和高海拔地区气候寒冷,树种组成 简单,如我国大兴安岭林区多落叶松纯林, 樟子松纯林;西南高山林区多云杉纯林、冷 杉纯林。
▪ 另外(疏密度:主林层不小于0.3,次林层 不小于0.2;次林层平均直径在8cm以上)。
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(3)林龄
▪ 林龄是林分的年龄,它是按龄级划分的。龄 级是按树种的生长速度和寿命确定的,我国 树种繁多,有几种龄级组的树种。
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▪ 按林分内树木的年龄结构,可分为同龄林 和异龄林;林分内所有树木年龄完全相同 -绝对同龄林,如人工落叶松。林分内树 木年龄相差不超过一个龄级的为相对同龄 林。林分内树木年龄相差超过一个龄级的 称为异龄林。
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▪ 伴生树种:又称辅佐树种。它是陪伴主要 树种生长的树种,一般比主要树种耐荫, 生长速度同步而终生高度略低。伴生树种 的作用主要是促使主要树种干材通直,抑 制其萌条和侧枝发育。在防风为主的防守 林带中,伴生树种可增加树冠层的厚度和 紧密度,提高防护效益。
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▪ 次要树种:又称非目的树种。它是群落中 不符合经营目的要求的树种,经济价值低。 经济价值通常以木材价值为准,木材松软 的软杂木多属次要树种。次生林大多由次 要树种组成。
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㈠ 水平地带性分布规律
▪ 1.纬度地带性分布规律 ▪ ⑴世界植被纬度地带性分布规律 ▪ 北半球自北到南依次出现:寒带苔原→寒
温带针叶林→温带落叶阔叶林→暖温带落 叶阔叶林Biblioteka Baidu亚热带常绿阔叶林→热带雨林。 欧亚大陆中部和北美中部,自北向南依次 出现:苔原→针叶林→落叶阔叶林→草原 →荒漠。
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▪ 先锋树种:稳定的森林被破坏后,迹地裸 露,小气候剧变,特别是光强、温度变幅 大,此时,稳定群落中的原主要树种难以 更新,而不怕日灼、霜害,不畏杂草的喜 光树种,依靠其结实和传播的能力,适者 生存抢先占据了地盘。这些树种,被人们 誉为先锋树种。
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(二)下木层
▪ 下木即林内的灌木,但其高度一般终生不 超过成熟林分平均高的一半(这一点是与 幼树区别的重要标志)。下木数量多少和 种类因地区和建群种而异,阳性树种为优 势树种的林下一般下木数量多。
▪ 5年一个龄级:适用于速生树种和无性更新的软阔叶 树种,如杨、柳、杉木、桉树等。
▪ 竹子一般1年或2年一个龄级,因为它生长迅速,龄 级期长了就反应不出它的变化,对指导生产不利。
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(4)疏密度、密度、郁闭度
▪ 疏密度:森林的疏密程度。说明林木对空 间利用的程度,疏密度越大说明生产力愈 高。疏密度用每公顷蓄积(或断面积)与 相同条件下“标准林分”(当地同一优势 树种最大蓄积量的林分)的蓄积量或断面 积之比来表示。(标准林分蓄积可查)
▪ 森林中有极其丰富的物种资源,仅热带雨林 中的物种就占地球上全部物种的50%。在我 国的森林中,既有大量的食用植物,又有很 多油料植物,还有丰富的药材资源。
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▪ 现代的森林仍然是地球上一个重要的能源 生产者。由于森林的面积大,同化层厚, 又是多年生,它所固定的日光能量很大。 据估计,地球上全部森林积累的生物量 (以干物质计)为一万六干多亿吨,约占 全部陆地生物量的90%,地球上全部森林 的每年净生产量约为七百亿吨,约占全部 陆地年净生产量的65%。
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(6)森林起源
▪ 即森林的形成方式,一般指林分的繁殖方式。 ▪ 实生林:由种子发芽成长形成林分,主干通
直,生长高大,根系良好,寿命较高,不易 感染病虫害。 ▪ 无性繁殖林:由插条,伐根萌芽、根蘖等方 式形成的森林。特点,发生快、衰老早、易 感病虫害,不宜培育大径材。 ▪ 次生林中,实生林为乔林;萌生林为矮林; 上层实生,下层为萌芽,林业上称为中林。
森林的结构特征与生态功能
主讲人:王国兵
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一、森林的结构特征
▪ ⑴构成森林的植物成分 ▪ 枯立木:林木中常常由于自然枯死或感染病
虫害而枯死的林木称为枯立木。 ▪ 森林是以乔木为主的植物群落,除乔木树种
外,其他植物成分还很多。
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(一)立木层
▪ 是所有乔木树种的总称。每一株树木称为立 木或林木。立木层中的树种因其经济价值、 作用和特点不同,又分为以下几类:
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(1)树种组成
▪ 林分的树种组成,指乔木树种所占的比例,以 十分法表示。这个表示式称为组成式。计算各 树种的比例一般按其株数、蓄积或胸高断面积, 在幼龄林中多用株数比例。在防护林、水土保 持林中,灌木有时也计算在组成中。表示方法 4云3冷2白1落,树种数量上不及2%,应在组 成式后加注“-”,若数量占林分总蓄积量的 2-5%,应在组成式后加注“+”,各种树种前 的数字称为组成系数。
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▪ 郁闭度:即林冠相互衔接的程度。以林冠 在林地投影所占面积与林地总面积之比的 十分法表示。1.0最高郁闭,0.1-0.2郁闭度 为疏林地。
▪ 密度:单位面积林地上林木的株数。直接 影响未来森林的形成速度和质量。
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(5)林型
▪ 林分是一些具体森林地段,有自身的特征, 也具有经营意义:但只依靠上述特征还不只 以满足经营要求。如两个落叶松林分,其立 木特征相同,地位级都是Ⅳ,但一个是山坡 地,—一个是河岸沼泽地。显然它们的经营 措施不应该相同。林型是对林分的分类。它 是根据一系列的综合特征确定的。如,白桦 落叶松林、河岸落叶松林、高山偃松林、杜 鹃白桦林等。
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▪ 活地被物层:是林内的草本植物和半灌木、 小灌木、苔藓、地衣、真菌等组成的植物 层次,居林内最下层,往往又可分两个层 次:草本层和苔藓层。活地被物中有着极 丰富的药用植物和经济植物,如人参、天 麻、三七、何首乌、半夏、党参等均生长 在林下。
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(四)层外植物
▪ 又称层间植物。是林内没有固定层次的植 物成分。如藤本植物、附生植物、寄生植 物,(东北:五味子、冬青、老牛肝)以 及土壤中的细菌、真菌、藻类等。层外植 物往往是湿热气候的标志,亚热带、热带 林内,比在高纬度或高山寒冷气候条件下 的林内发达得多。层外植物利害具有双重 性:有的具有很高的 经济价值,有的缠绕 在树干上可使;林木致死,被称为“绞杀 植物”。
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▪ 2.体现经度地带性的山体垂直带的组成情况, 还与该经度地带所处的纬度有一定的相关性。 经度起点的植被垂直带,向上首先变为同纬度 的海洋性植被(即近海洋处同高度的植被类 型),而后,随着海拔的升高,出现与纬度地 带性相应的植被带。
▪ 如高山是处于热带的荒漠地区,则山麓平地的 地带性的植被类型为干荒漠,随着山地的上升, 依次的理想分布为干草原(或稀树草原)→疏 林灌丛→常绿阔叶林→夏绿林→亚高山针叶林 →高山灌丛→高山草地→高山冻原→冰雪带。
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▪ ⑵我国植被纬度地带性分布规律 ▪ 东部湿润森林区,自北向南依次为:寒温带针
叶林→温带落叶阔叶林→北亚热带常绿落叶阔 叶混交林→中亚热带常绿阔叶林→南亚热带季 风常绿阔叶林→热带雨林、季雨林。西部内陆 腹地,受强烈的大陆性气候的影响,由于青藏 高原的隆起,从北至南出现的一系列东西走向 的巨大山系,打破了原有的纬度地带性,因此 自北向南的变化如下:
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(2)林相(林层)
▪ 乔木林冠的层次状况,称为林相。林冠集 中在一个层次,称为单层林;林冠分为两 层或两层以上的称为复层林;林冠层次不 清,上下连接构成垂直郁闭者,称为连层 林。
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▪ 自然界的森林,在林相方面也表现出复杂 多样性。森林调查工作者经常遇到划分林 相方面的困难,因此,划分林层要有一些 具体标准。一般层间高差要大于20%,每 层林木要有一定的数量〔经理调查中规定 每林层立木蓄积每公顷大于30立万米〕。
植被和终年冰雪带。
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四、森林的生态功能
▪ 森林不仅具有巨大的经济效益,更重要 的是具有巨大的生态效益和社会效益。
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㈠ 森林是人类的资源宝库
▪ 森林能够提供大量木材和其它林产品,还能 生产果品、药材、皮毛、松香、栲胶、紫胶、 樟脑、桐油、橡胶等具有很大经济价值的产 品。
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▪ 优势树种又称建群树种。它是群落中数量 最多的树种,它决定着群落特点(如共他植 物的种类、数量、功物区系、更新演替等), 支配环境。(个体数量多、投影盖度大、 生物量高、体积较大、生活能力较强,总 之优势度较大的种)。
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▪ 主要树种:又称目的树种。是符合人们经 营目的的树种,一般具有最大的经济价值。 主要树种同时又是优势树种,是比较理想 的,但是有些天然林中,主要树种不一定 数量最多;次生林中,往往缺少主要树种。
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▪ 下木种类与荒山上的灌木种类不同,森 林形成后,原有的灌木种类减少或消失; 森林采伐后,原林下的下木种类又会减 少或消失。下木对防护、更新有重要影 响,也具有经营上的意义。
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(三)地被物层
▪ 死地被物层:指林地上的枯枝落叶层。它 是林地腐殖质和肥力的来源,对土壤性质 有很大的影响。要注意保护和改良,才能 有效利用。
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▪ ⑵我国植被经度地带性分布规律 ▪ 在我国温带地区表现较为明显,从东南至
西北其变化规律如下:
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㈡ 垂直地带性分布规律
▪ 山体的植被垂直带,是反映山体所处的一 定纬度和一定经度的水平地带性的特征, 植被垂直地带性是从属于水平地带性的特 征,在水平地带性和垂直地带性的相互关 系中,水平地带性是基础,它决定着山地 垂直地带的系统。
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