第三章+森林生态学与林业生态工程

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2、生态系统外部环境
主要：指外部的干扰影响，包括自然干扰和人为干扰。 影响：
中等干扰假说：生态系统在中等干扰和一定干扰频率条
件下，物种丰富度大系统结构也最为复杂（草原恢复）
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三、森林生态系统的功能 1 、能量流动： 能量通过生物成分之间的食物关系，
概念：以食物为中心和纽带，把生物非生物紧密地结合
起来，构成以生产者、消费者、还原者为中心的三大功能 群。
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生产者：包括全部绿色植物和某些能进行光合作用或化能合成 作用的细菌，它们都是自养生物，也是其他一切生 物赖以生存的食物，是有机物的最初制造者。
生 态 系 统
消费者：以生产者生产的有机物为食物的各种动物，直接或间 接地利用植物所制造的现成有机物。根据它们的食 性分食草动物和食肉动物。 分解者：指细菌、真菌等微生物和某些原生动物，它们是生态 系统的“清洁工”，依靠分解动植物的排泄物和尸 体取得营养和能量，同时又将动植物残体的复杂有 机物分解为简单地无机物，回归环境。 非生命物质：各种无机物和自然条件，包括太阳光、热能、水、 二氧化碳、氧、氮、矿物、盐等，是生物赖以生存 的物质和能量源泉，成为生物活动的场所。
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4、生态林业
主要目标：维持和恢复森林生态系统永久性的完整功能，
而又在可持续的基础上收获森林产品。
林业实践：保护和恢复森林作为完整的生态系统；鼓励多
用途利用森林；强调基于人类群体的森林管理；承认森林的生 态服务价值；保护与促进森林生物多样性与完整性； 促进生态 上合埋的设计和林产品的循环利用。
化学信息:以生物的代谢产物进行的信息传递
物理信息:以物理过程为传递形式的信息 行为信息:通过一定行为方式表现出的某种信息
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4、生态系统的物种流
物种流概念：指物种的种群在生态系统内或系统之
间时空变化的状态.
含义:
生物有机体与环境之间相互作用所产生的时间、空间 的变化过程； 物种种群在生态系统内或系统之间格局和数量的动态
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相关概念
食物链：生态系统中不同生物之间通过食物关系而形成的链
索式单向联系。
食物网：在一个生态系统内存在多条食物链，这些食物链彼
此交错连接，形成网状结构。
营养级：食物链上能量和物质被暂时贮藏和停留的位置，即
食物链上的每一环节称为营养级。
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区别：物质周而复始循环，能量单向流动
联系：能量储藏在物质的分子键中,二者都沿着食物链进行
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物质循环示意图：
生产者 消费者
Material cycle
非生物环境
还原者
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能量流 动与物 质循环 关系图
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： 北极地区食物网
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二、影响森林生态系统结构的因素
1、生态系统内部因素
生物因素：作用最大的是竞争和捕食
环境因素：适宜性和空间பைடு நூலகம்质性
森林生态系统结构变化： 生态系统中生物成分
与环境相互作用的结果。影响最大的是建群种。
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1、森林生态学研究的内容
主要研究环境条件如何影响森林的组成、结构、地理分布、
生长过程、生产力和演替发展等，以及森林对环境的影响和 森林内各个成分之间的相互互关系，阐明森林的结构与功能 及其调节原理，为造林、营林、不断扩大森林资源和有效地 提高生物生产量，充分发探森林生态系统服务功能提供科学 依据和途径。
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2、森林生态学研究的任务
认识森林与环境的相互作用；
认识森林分类、分布、生长发育、发展和演替的
规律；
认识人类活动对森林及其功能的影响； 提出正确经营管理森林的生态学基础和技术途径
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3、我国森林生态学研究的内容
森林与环境变化相互系；
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二、我国林业的新定位
定位：林业是生态环境建设的主体，是从事维护国土生态安
全、促进经济可持续发展，向社会提供森林生态服务的行业。
六大林业重点工程：
天然林保护工程；“三北”和长江中下游地区等重点防护林建
设工程；退耕还林还草工程；环北京地区防沙治沙工程；野生 动物保护及自然保护区建设工程；重点地区以速生丰产用材林 为主的林业产业基地建设工程。
森林生物多样性保护；
森林景观格局与区域生态安全；
森林生态系统恢复与重建；
森林生态系统健康管理。
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4、我国森林资源特点
人均资源占有量少，且分布不均
结构不尽合理，多资源利用程度低
林地利用率低、森林质量较差
人工林和宜林地多，扩大森林资源体力较大
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3、生态系统的信息传递 概念：指生态系统中各生物成分之间及生物成分与
非生物环境之间的信息交流与反馈过程。
特点
生态系统的基本功能之一，在传递的过程中
伴随着物质和能量的消耗 双向的——使生态系统产生自动调节机制
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信息的类型
营养信息:以食物链和食物网为代不的一种信息传递
量、生物量和能量比例关系的图解模型。
类型：数量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔
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生态金字塔：
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2、生态系统的物质循环 概念：指生态系统中构成生命有机体的物质元素以
及构成非生命的物质元素的传递和转化的动态过程。
能量流动与物质循环的区别与联系
在食物链上从一个营养级到下一个营养级逐渐向前流动
能量流动的基本特点
能量的流动是单向、不可逆的。 能量在沿食物链传递过程中，是逐级递减的。 生物体对能量的利用率非常低。
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生态系统能量流动示意：
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生态金字塔类型 概念：用以反映食物链各营养级之间生物个体数
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三、森林经营念及理论发展
1、森林可持续经营理论
体现在六大标准
森林资源的保持和发展以及对全球碳循环的贡献 森林生态系统健康与活力的保持 森林生产功能 森林生态系统中生物多样性的保持、保护与发展 森林经营中保护功能 的维持和发展 其它社会——经济功能 和条件的保持
反馈能力 正反馈 负反馈 抵抗力 恢复力 系统调节力
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2、生态系统交错带理论
生态系统交错带
交错带的脆弱性：
可替代的概率大 竞争程度高 可以复原的机率小 抗干扰能力弱 界面变化速度快，空间移动能力强
界面是非线性的集中表达区，非连续性的集中显示区，突变产生
生物群落中物种组成、配置，营养结构变化
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总之：
生态系统中能流、物流、信息流和物种流的传递
，使生态系统和非生物成分相互依赖、相互制约
、相生相克形成网络复杂关系的统一体，从而使 生态系统具有一定适应性相对稳定性。
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四、生态平衡与生态稳态
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第三节、天然林保育
一、天然林保育的内涵
天然林保育是保护与培育并举，以资源的合理经营
与科学利用为基础下的保护。
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有如下内涵：
保护原始天然林生态系统，保护生物多样性赖以存在的
栖息环境;
是加速次生天然林向地带性森林植被的恢复;
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2、近自然林业
近自然林业的主要理论：林分的建立、抚育、采伐方式
必需同潜在的天然森林植被的关系接近，使林分能进行接近生 态上的自发生产，达到森林群落的动态平衡，并在人工辅助下 使天然物质得到复苏。
近自然林业的基本原则： 实行择伐育林作业，采用天然
更新，促进并维持异龄复层混交林，保护生物多样性。
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4、层片结构
概念：森林群落中属于同一生活型植物的组合。
类型： 高位芽植物层片——地面芽植物层片；
乔木层片——灌木层片
落叶树层片——长绿树层片。
区别：层次是树木在群落中的垂直分布；而层片是群落
的三维生态结构。
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5、营养结构
森林生态与林业生态工程
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森林生态学概述
本章 主要 内容
森林生态系统的结构与功能
天然林保育 人工林可持续经营 林业生态工程
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第一节、森林生态学概述
一、森林生态学的内容、任务、发展
森林生态学定义：“研究森林与环境之间相互关
系的学科，是造林学、营林学、防护林学和和森 林保护学等其它林学分支学科的应用基础。
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垂直结构
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2、水平结构
概念：指森林生态系统组分在水平空间上的生态分化、
配置状况或水平格局；由于系统中物种生态学特性、种 间相互关系及环境条件综合决决定。
主要特征是它的镶嵌性，镶嵌性是在二维空间中的不均
匀配置，使群落在外形上表现为斑块相间。
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四、天然林保育的技术支撑
1、原始林经营——采育择伐理论
2、次生林恢复——栽针保阔理论 3、天然林的分类经营 4、天然林生态系统的管理
生态平衡是生态系统在一定时间内结构与功能的相对稳定
状态，其物质和能量的输入、输出接近相等。
生态稳态是在生态系统发育演变到一定状态后才会出现，它 表现为一种振荡的涨落效应，系统以耗散结构维持着振荡， 能够使系统从环境中不断吸收能量和物质(负熵流)。
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1、生态平衡的调节机制
创造良好的生态环境，保障国家建设的需要; 建立现代林业体制，满足林业及全社会持续发展的需要; 再造山川秀美，满足人民休闲娱乐等文化生活需要； 带动国家森林公园建设。
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三、天然林保育的理论基础
1、森林生态系统理论 2、森林的多功能论：生态服务功能、文化功能及生产等功 能 3、生物多样性理论：天然林生态系统是多种生物的主要栖 息地，保护和维持森林中的生物多样性，是健康森林保 育的基础。 4、林业可持续发展理论：森林资源、生态环境及林区社会 经济的可持续发展。
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干扰
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五、森林生态系统的服务功能 1、概念：指生态系统与生态过程所形成及维持的人类
赖以生存的自然环境条件与作用。一般指生命支持功能
2、主要内容：
生产有机物质；调节气候、促进物质循环；涵养水源
保持水土；固碳制氧、维持碳平衡，净化环境； 生物多样性保护，防风固沙，社会效益等。
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3、新林业
特点：主要理论框架是由林分和景观两个层次组成的
，强调保持和改善林分和景观结构的多样性。
在林分层次上:注重保持和创造具有多样化组成、结构和
功能的林分。
在景观层次上:强调森林景观格局的异质性，也极为关注
景观斑块的类型、大小和分布格局。
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第二节 森林生态系统的结构与功能
一、森林生态系统的结构
1、垂直结构 概念 指森林生态系统中生物按照高度（或深度）垂直
配置所形成的层次结构或成层结构。
森林群落：根据生长型划分为四个基本层次：乔木层、灌
木层、草本层、地被层。各层中尚可分出亚层，同一层高度 不应超过20% 。
区。
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3、生态系统恢复与重建理论
生态学干扰
指发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成 直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。
生态学干扰由3个方面构成：
系统、事件、尺度域
干扰事件的判别：
尺度、事件强度、系统本质 离散性干扰：明显边界斑块的干扰 扩散性干扰：只增加异质性，不产生明显界限