森林生态学环境与生态因子

森林覆盖率为30%的林地，水土流失比无林地减少
60%。
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(5) 森林能吸收毒物，杀灭细菌，具有净化空气和自然防疫作用
森林具有吸收空气中二氧化硫的能力，而且这种能力 随空气湿度的增加而加快。相对湿度在85%以上的森 林，其吸收SO2的能力是相对湿度为15%的森林的5~10 倍。不同树种之间对SO2的吸收能力也不相同，每公 顷柑橘林的吸收能力是柳杉林的2倍。 树木还能分泌出杀伤力很强的杀菌素，杀死空气中的 病菌和微生物，对人类有一定的保健作用。每公顷桧 柏林每天能分泌出30 kg 杀菌素，可杀死白喉、结核、 痢疾等病菌。
2.2 生态因子作用特征
（一）综合作用 环境中的每个生态因子不是孤立 的、单独的存在，总是与其他因 子相互联系、相互影响、相互制 约的。因此任何一个因子的变化， 都会不同程度地引起其他因子的 变化，导致生态因子的综合作用。 例如，山脉阳坡、阴坡景观的差 异，是光照、温度、湿度和风速 综合作用的结果。动植物的物候 变化是气象变化影响的结果。生 物的生长发育是气候、地形、土 壤和生物等多种因素的综合作用。
生境(habitat):
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特定生物体或群体的栖息地的生态环境称为生境。
2.1 生态因子的分类 ➢类型之一，按性质分类
气候因子：温度、水分、光照、风、气压、雷电等。 土壤因子：土壤结构、土壤成分的理化性质、土壤生物等。 地形因子：陆地、海洋、海拔高度、山脉的走向与坡度等。 生物因子：动物、植物、微生物及其之间的各种相互作用。 人为因子：由于人类的活动对自然的破坏及对环境的污染作 用。 火因子：指林火行为特性对森林生物所产生的各种影响，以 及由此而产生的和其他生态因子之间的各种复杂关系，如火强
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内环境（INNER ENVIRONMENT）：指生物
体内组织或细胞间的环境。例如，叶 片内部，直接和叶肉细胞接触的气腔、 气室、通气系统，都是形成内环境的 场所。
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1.4 森林环境
森林生态学中的森林环境是以森林中的林木及其它森 林植物和动物作为研究的主体，影响该主体生存的各 种因素的总和。
⑥ 森林环境的公益性：森林环境是自然界最重要 的生物库、能源库、基因库、二氧化碳储存库、 氧气生成库、绿色水库及污染物质的净化器， 对自然环境中的大气圈、水圈、土壤圈和生物 圈有及其重要的改善和维持作用。
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2. 生态因子（ECOLOGICAL FACTOR）
生态因子(ecological factor)：
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森林环境的特点
④ 森林环境的有限性：森林环境是在一定的光、热、 水、气条件下形成的，在地球上森林环境的分布地 区是有限制的，例如南北极、高山和雪原、干旱和 荒漠地区以及其它一切不具备森林生长条件的地区 都不可能有森林环境。
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森林环境的特点
⑤ 森林环境的可塑性：森林环境受外界影响时， 有一定的可塑性，若超过了变化阈值，可塑性 会消失，导致森林环境遭到破坏。
（二）主导因子作用
在诸多环境因子中，有 一个对生物起决定性作用 的生态因子，称为主导因 子。主导因子发生变化会 引起其他因子也发生变化。 例如植物春化阶段的低温 因子；光合作用中的光强。
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（三）阶段性作用
生物生长发育不同阶段对生态 因子的需求不同，因此，生态 因子对生物的作用也具有阶段 性，这种阶段性是由生态环境 的规律性变化所造成的。例如， 低温在植物的春化阶段是必不 可少的，但在其后的生长阶段 则是有害的；大马哈鱼生活在 海洋中，生殖季节就成群结队 洄游到淡水河流中产卵。
环境要素中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或 间接影响的环境要素。例如，温度、湿度、食物、氧气、二 氧化碳等。
生存条件：
生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件。植物的生存条 件是二氧化碳和水；对于动物是食物和氧气等。
生态环境(ecological environment)：
所有生态因子的综合作用构成了生物的生态环境。
第二章 生物与环境
森林环境与生态因子 森林能量环境 森林物质环境
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上次课知识点回顾：
定义：
生态学；森林；森林生态学百度文库
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生物与环境
第一节 森林环境与生态因子
1. 环境 2. 生态因子 3. 生物与环境的相互作用 4. 生态因子的相关定律
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1. 环境
1.1 环境的概念 环境（Environment）是 指某一特定生物体或生物 群体周围一切存在的总和， 包括空间及直接或间接影 响该生物体或生物群体生 存的各种因素。
变动因子
●第一周期性变动因子：如一年四季变化和潮汐涨落等，主要影 响生物分布； ●次生性周期性变动因子：是在第一周期性变动因子的影响下形 成的，如太阳辐射和温度周期性变化导致大气湿度、降水量周期 性变化，主要对一定区域内的生物种群数量增减有较大影响； ●非周期性变动因子：如风、降雨、扑食等，主要影响生物的21 数 量。
生物对环境的影响，一般称为反作用。生物对环境的反作用 表现在改变了生态因子的状况。例如，植树造林改善生态环境； 利用在荒地上培育起树林，树林能吸收大量的太阳辐射，保持水 土、降低风速，形成新的小气候环境；土壤动物和土壤微生物的 活动，改变了土壤的结构与理化性质；由于人类技术的发展和对 土地运用方式的变化，而导致全球气候的变化，是有机体如何影 响环境的最突出的例子；草场上的过度放牧将导致牧场的退化。
适应 (Adaptation)是生物在环境中，经过生存 竞争而形成的一种适合环境条件的特性，它 是自然选择的结果。适应性是指生物适应环 境的程度。
生物的适应性包括两个方面：
① 生物不断改变自己，形成一定特性和性状， 以适应改变的环境；
② 保留有利于生物生存和繁殖的各种特征，充
分利用稳定条件下的资源，巩固自身的竞争
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（四）不可替代性和补偿性作用
对生物作用的诸多生态因子虽非等价，但都各具有重要性， 尤其是作为主导作用的因子，如果缺少，便会影响植物正 常生长发育，甚至造成生病或死亡。从总体上说，生态因 子是不可替代的，但局部是可补偿的。例如，光照强度减 弱时，植物光合作用下降可依靠CO2浓度的增加得到补偿； 软体动物壳生长需要钙，环境中大量锶的存在可补偿钙不 足对壳生长的限制作用。
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区域环境（REGIONAL ENVIRONMENT）:占有某一特
定地域空间的自然环境，它是由地球表面不同地区 的5个自然圈层相互配合而形成的。
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微环境（MICRO-ENVIRONMENT）：区域环境中，由某一个
（几个）圈层的细微变化而产生的局部环境差异所形成的小 环境，如群落环境，森林环境。
能力。
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生物对环境的适应可归纳为两种类型： ① 趋同适应(Convergent adaptation)：不同种类的生物由于生
活在相同环境中，受到某种主导因子的长期作用，产生相 同的或相似的适应方式（与生活型有些类似）； ② 趋异适应(Divergent adaptation)：又称适应辐射(Adaptative radiation)，是同一种生物在不同环境条件下长期生活，产 生了不同的适应方式，而形成的多种多样的生态类型。
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度、火焰高度、蔓延速度等。
➢类型之二，按有无生命特征分类
生物因子
同种或异种生物是所研究生物的生态因子。
非生物因子
环境中各种物质或物质的属性都可能成为影 响所研究生物的环境因子。
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➢类型之三，按生态因子对动物种群数量变动的 作用分类
密度制约因子（density dependent factor）
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(3) 森林能改变低空气流，防风固沙，减少沙尘暴； 森林树干、枝叶的阻挡和摩擦消耗会使进入林区的风速明显减 弱。 夏季浓密的树冠可使风速减弱50%。风在进入森林前的200 m 以外，速度变化不大；经过森林之后，大约要经过500~1000 m 才能恢复到原来的速度。 在风害区营造防护林带，在防护范围内风速可降低30%左右； 防护林带可使农田增产20%左右。 内蒙古赤峰市，40年造林0.73×104 hm2，固定了近千个沙丘， 年沙暴日数由3.7天减少到1.5天，年扬沙日数由54天减少到20 天，最大风速由40 m/s下降到17 m/s。
生物与环境
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生物环境
人类环境
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宇宙环境（space environment）：大气层以外的外 部空间，包括天体以及它们之间的弥漫物质。
地球环境 (GLOBAL ： ENVIRONMENT) 大气圈中的对流层、水
圈、土壤圈、岩石圈、生物圈，又称全球环境，也称地理环
境 (GEOENVIRONMENT)。
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(2) 森林对气候有调节作用，增加降水； 夏季森林里的气温比城市空阔地低 2 ~ 4 ℃，相对 湿度则高 15%~20%。
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林区比无林区年降水量多10~30%。有研究指出，要使森林发挥对 自然环境的保护作用，其绿化覆盖率要占总面积的25%以上。 在俄罗斯的林区，一般年降水量可增加1%~25%；在印度南部的平 原地区，造林使当地的年降水量增加12%； 在我国，森林能使降水量平均增加2~5%，如果把森林增加大气凝 结水也估算在内，则森林能提高平均降水量的10%。 有学者认为，我国西北绿化后，降水量也可增加110 mm，届时西 北干旱缺水状况就能得到很大程度的缓解。
生物因子对动物种群数量影响的强度随其种群密度 而变化，从而调节了种群数量。如食物、天敌等。
非密度制约因子(density independent factor)
其影响强度不随种群密度而变化。如温度、降水等 气候因子。
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➢类型之四，按生态因子的稳定性及其作用特点 分类
稳定因子
指地心引力、地磁、太阳常数等恒定因子，它们决定了生物的分 布。
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森林环境的特点
① 森林环境的整体性：森林环境是各组成要素结 合形成的相互依存、相互制约、密不可分的整 体。
② 森林环境的多样性：森林环境是由多种生物 （包括各种乔木、灌木、草本植物，多种动物、 昆虫和微生物）和不同气候、土壤等地理环境 条件形成的一个综合体。
③ 森林环境的时空性：森林环境是特定的时空产 物，不同时间和空间结合形成不同功能、不同 结构和类型的森林环境。
3.1 环境对生物的作用
环境的非生物因子对生物的影响，称为作用。 环境对生物的作用是多方面的，可影响生物的生长、发育、繁 殖和行为；影响生物生育力和死亡率，导致种群数量的改变； 某些生态因子能够限制生物的分布区域。同时，在不同环境中， 生物会产生不同的适应性变异。
蓍草
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东方欧鳊
3.2 生物对环境的反作用
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3.3 森 林 生 物 对 环 境 的 反 作 用
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(1) 森林利用光能，固定CO2，制造O2，维持着大气圈的氧 碳平衡；
每公顷森林和公园绿地，夏季每天释放750 kg和 600 kg的氧气。全球绿色植物每年释放出的氧气 总量约为1000多亿吨。一个成年人每天消耗氧 气0.75 kg。城市居民每人需要10 m2的林地提供 所需的氧气；若由长势良好的草坪提供，则需 要25 m2以上。
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（五）直接作用和间接作用
生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以 是直接的，也可以是间接的。直接作用于生物的，如光 照、温度、水分、二氧化碳、氧等。间接作用是通过影 响直接因子而间接影响生物，如山坡的坡向、坡度和高 度通过对光照、温度、风速及土壤质地的影响，进而对 生物发生作用。
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3. 生物与环境的相互作用
相互作用（或称交互作用，interaction）：生物间的关系更为 密切，如捕食者与猎物、寄生者与宿主，它们的关系是相互的。 并且这两对物种在长期进化过程中，相互形成了一系列形态、生 理和生态的适应性特征。例如捕食者—猞猁，猎物—野兔。这28也 是协同进化(coevolution)的表现。
➢ 生物对环境的适应
生物与环境
1.2 环境的特点 相对性—必须有一个特定 主体或中心，离开这个主 体或中心，就谈不上环境。
人为主体
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1.3 环境的类型
人类环境：以人为主体 按环境的主体
生物环境：以生物为主体 自然环境 按环境的性质 半自然环境 社会环境 宇宙环境（星际环境） 地球环境 按环境的范围大小 区域环境 微环境 内环境
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(4) 森林具有保持水土，涵养水源的作用；
森林地表的枯枝落叶腐烂层不断增多，形成较厚的腐 殖质层，从而具有很强的吸水性，可以延缓径流、消 弱洪峰。树冠对雨水的截留作用，能减少雨水对地面 的冲击力，减少水土流失。
在林木茂盛的地区，地表径流只占总雨量的10%以下； 平时一次降雨，树冠可截留15%~40%的降雨量；枯枝 落叶持水量可达自身干重的2~4倍；每公顷森林土壤 能蓄水640 ~ 680吨；0.33×104 hm2的森林就相当于一 个100×104 m3的水库的贮水量。