《森林环境》PPT课件.ppt
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1、第二章 森林环境 一、环境的概念及其类型一、环境的概念及其类型n n环境(环境(环境(环境(environmentenvironment)是指生物(个体或群体)生)是指生物(个体或群体)生)是指生物(个体或群体)生)是指生物(个体或群体)生活空间的外界自然条件的总和。包括生物存在的活空间的外界自然条件的总和。包括生物存在的活空间的外界自然条件的总和。包括生物存在的活空间的外界自然条件的总和。包括生物存在的空间及维持其生命活动的物质和能量。空间及维持其生命活动的物质和能量。空间及维持其生命活动的物质和能量。空间及维持其生命活动的物质和能量。n n森林环境(森林环境(森林环境(森林环境(fores
2、t environmentforest environment)是指森林生活空)是指森林生活空)是指森林生活空)是指森林生活空间间间间(包括地上空间和地下空间包括地上空间和地下空间包括地上空间和地下空间包括地上空间和地下空间)外界自然条件的总外界自然条件的总外界自然条件的总外界自然条件的总和。包括对森林有影响的种种自然环境条件以及和。包括对森林有影响的种种自然环境条件以及和。包括对森林有影响的种种自然环境条件以及和。包括对森林有影响的种种自然环境条件以及生物有机体之间的相互作用和影响。生物有机体之间的相互作用和影响。生物有机体之间的相互作用和影响。生物有机体之间的相互作用和影响。环境的类型环境
3、的类型 按环境的按环境的范围大小范围大小,可将环境分为,可将环境分为:宇宙环境、地球环境、宇宙环境、地球环境、区域环境、生境、微环境和体内环境。区域环境、生境、微环境和体内环境。l1.1.宇宙环境宇宙环境(space environmentspace environment)是指大气层以外的宇宙)是指大气层以外的宇宙空间。也有人称之为星际环境或空间环境。空间。也有人称之为星际环境或空间环境。l2.2.地球环境地球环境(global environmentglobal environment)是指大气圈中的对)是指大气圈中的对流层、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈,又称为全球环境。流层、水圈、土壤圈
4、、岩石圈和生物圈,又称为全球环境。大气圈是指地球表面的大气层。它的厚度虽然有大气圈是指地球表面的大气层。它的厚度虽然有1000km1000km以上,但直接构成以上,但直接构成植物气体环境的对流层厚度只有约植物气体环境的对流层厚度只有约16km16km。水圈是指地球表面的海洋、内陆淡水水域及地下水等。水圈是指地球表面的海洋、内陆淡水水域及地下水等。岩石圈是指地球表面岩石圈是指地球表面303040km40km厚的地壳。厚的地壳。生生物物圈圈(biospherebiosphere)是是指指地地球球上上生生活活物物质质及及其其生生命命活活动动产产物物所所集集中中的的部部位位。包包括括整整个个水水圈圈、
5、土土壤壤圈圈、岩岩石石圈圈上上层层(风风化化层层)及及大大气气圈圈下下层层(对对流流层层)。根根据据生生物物分分布布的的幅幅度度,生生物物圈圈的的上上限限可可达达海海平平面面以以上上10km10km的的高高度度,下下限限可可达达海海平平面面以以下下12km12km的的深深处处。生生物物圈圈中中的的植植物物层层称称为为植植被被。植植被被占占地地球上总生物生产量的球上总生物生产量的9999。土壤圈是指岩石圈表面风化壳上发育的土壤。土壤圈是指岩石圈表面风化壳上发育的土壤。l3.3.区域环境区域环境(regional environmentregional environment)是指占有某一特)是指
6、占有某一特定地域空间的自然环境。定地域空间的自然环境。l4.4.生境生境(habitathabitat)是指植物或群落生长的具体地段的环境)是指植物或群落生长的具体地段的环境因子的综合。因子的综合。l5.5.微环境和体内环境微环境和体内环境(micro-environment and inner micro-environment and inner environmentenvironment)。微环境是指接近植物个体表面,或个体表)。微环境是指接近植物个体表面,或个体表面不同部位的环境。面不同部位的环境。按环境的按环境的主体主体分人类环境和生物环境。分人类环境和生物环境。l人类环境人类环境
7、是以人为主体,其它的生命物质和非生命物是以人为主体,其它的生命物质和非生命物质都被视为人类环境要素。质都被视为人类环境要素。l生物环境生物环境是以生物为主体,生物体以外的所有环境要是以生物为主体,生物体以外的所有环境要素均称为生物环境。素均称为生物环境。按环境的按环境的性质性质分人工环境、自然环境、社会环境。分人工环境、自然环境、社会环境。l 人工环境人工环境也称半自然环境,广义地讲包括所有的栽培也称半自然环境,广义地讲包括所有的栽培植物,引种驯化及农作物所需环境和人工经营森林、草植物,引种驯化及农作物所需环境和人工经营森林、草地、绿化造林,甚至自然保护区内一些控制、防治等措地、绿化造林,甚至
8、自然保护区内一些控制、防治等措施。施。狭义地讲,人工环境指在人为控制下的植物环境。狭义地讲,人工环境指在人为控制下的植物环境。l 自然环境自然环境就是指前述的环境。就是指前述的环境。l 社会环境社会环境一般指人类社会的经济状况、文化、宗教等。一般指人类社会的经济状况、文化、宗教等。二、生态因子概念及分类二、生态因子概念及分类生态因子(生态因子(ecological factors)指环境中对生物的生长、发)指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接和间接影响的环境要素。对育、生殖、行为和分布有直接和间接影响的环境要素。对森林产生各种影响的环境因子称森林产生各种影响的环境因子称森林生态因
9、子森林生态因子。生态因子。生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件也称为生物的生存条件。中生物生存所不可缺少的环境条件也称为生物的生存条件。所有生态因子构成生物的生态环境(所有生态因子构成生物的生态环境(ecological environment)生态因子的分类生态因子的分类 l一般根据生态因子的性质将其归纳为五类:一般根据生态因子的性质将其归纳为五类:l气候因子:光能、空气、水、风、雷电、气压等;气候因子:光能、空气、水、风、雷电、气压等;l土壤因子:土壤结构、土壤的理化性质和土壤土壤因子:土壤结构、土壤的理化性质和土壤生物等;生物等;l地形因子:地表起伏、地貌、山体海拔、坡向、坡地形因子:
10、地表起伏、地貌、山体海拔、坡向、坡度、坡位;度、坡位;l生物因子:生物间各种相互关系和生物对环境的影响;生物因子:生物间各种相互关系和生物对环境的影响;l人为因子:人为因子:三、生态因子作用的一般特征三、生态因子作用的一般特征 l1.1.综合性综合性 l生境是由许多生态因子构成的综合体,因而对植物起着综合生境是由许多生态因子构成的综合体,因而对植物起着综合生态作用。环境中各个生态因子不是孤立的,而是相互联系、生态作用。环境中各个生态因子不是孤立的,而是相互联系、相互制约的。一个因子变化会引起另一个因子不同程度的变化。相互制约的。一个因子变化会引起另一个因子不同程度的变化。一个因子的生态作用需要
11、有其它因子配合才能表现出来,同样一个因子的生态作用需要有其它因子配合才能表现出来,同样强度的因子,配合不同,生态效应不同。不同生态因子的综合,强度的因子,配合不同,生态效应不同。不同生态因子的综合,可产生相似或相同的生态效应。可产生相似或相同的生态效应。l2 2 非等价性非等价性 l组成生境所有的生态因子,都是植物直接或间接所必需的,组成生境所有的生态因子,都是植物直接或间接所必需的,但在一定条件下必然有一个或两个是起主导作用的,这种起但在一定条件下必然有一个或两个是起主导作用的,这种起主要作用的因子就是主导因子。主要作用的因子就是主导因子。l植物的生存条件,即光、热、水、空气、无机盐类等因植
12、物的生存条件,即光、热、水、空气、无机盐类等因子,对植物的作用虽不是等价的,但同等重要而且不可缺子,对植物的作用虽不是等价的,但同等重要而且不可缺少,若缺少任一生态因子,植物的生长发育受阻,且任一少,若缺少任一生态因子,植物的生长发育受阻,且任一因子都不能由另一因子所取代。但在一定的条件下,某一因子都不能由另一因子所取代。但在一定的条件下,某一因子量的不足,可由另一因子增加而得到调剂,仍会获得因子量的不足,可由另一因子增加而得到调剂,仍会获得相似的生态效应。相似的生态效应。l3 3 不可代替性和互补性不可代替性和互补性 l4 4 限定性限定性 l生物生长发育不同阶段中往往需要不同的生态因子或生
13、物生长发育不同阶段中往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。生态因子的不同强度。l5 5 直接作用性与间接作用性直接作用性与间接作用性四、光因子四、光因子1、光的性质 光是以电磁波的形式投射到地表的辐射线。主要波长范围光是以电磁波的形式投射到地表的辐射线。主要波长范围在在1504000nm。分为可见光和不可见光。可见光波长为。分为可见光和不可见光。可见光波长为380760nm。波长小于。波长小于380nm 的是紫外光,波长大于的是紫外光,波长大于760nm 的是红外的是红外光,紫外光和红外光是不可见光。光,紫外光和红外光是不可见光。光通过大气层后,一部分被反射,一部分被大气层吸收,只光通过
14、大气层后,一部分被反射,一部分被大气层吸收,只有一部分投射到地球表面。有一部分投射到地球表面。2、光谱成分对植物的作用光谱成分对植物的作用 光主要由紫外线、可见光和红外线三部分组成光主要由紫外线、可见光和红外线三部分组成。紫外线能抑制植物的生长紫外线能抑制植物的生长。红外线促进植物的生长和发育,提高植物体的温度红外线促进植物的生长和发育,提高植物体的温度。可见光是植物色素吸收利用最多的光波段可见光是植物色素吸收利用最多的光波段。在太阳辐射中,在太阳辐射中,植物光合作用和色素吸收,具有生理活性的波段称生理有效辐射植物光合作用和色素吸收,具有生理活性的波段称生理有效辐射或光合有效辐射或光合有效辐射
15、(photosynthetically active radiation)。红光有助于叶绿素的形成,促进CO2的分解与碳水化合物的合成,影响植物的开花、茎的伸长和种子萌发;蓝光有助于有机酸和蛋白质的合成;绿光及黄光则大多被叶子所反向或透过,很少被利用;青蓝紫光能引起植物向光的敏感性,促进剂花青素等色素的形成。3 3、光照强度对植物的影响、光照强度对植物的影响、光照强度对植物的影响、光照强度对植物的影响n n光合作用光合作用光合作用吸收光合作用吸收CO2与呼吸作用放出与呼吸作用放出CO2相等时的光照强度称为光补相等时的光照强度称为光补偿点偿点。光合速率达到光饱和时的光照强度称为光饱和点。光合速率
16、达到光饱和时的光照强度称为光饱和点。根据光饱和点和光补偿点的不同,可将树种分为根据光饱和点和光补偿点的不同,可将树种分为根据光饱和点和光补偿点的不同,可将树种分为根据光饱和点和光补偿点的不同,可将树种分为3 3种不种不种不种不同的生态类型:同的生态类型:同的生态类型:同的生态类型:n n 喜光树种也称阳性树种,光饱和点和光补偿点都比较喜光树种也称阳性树种,光饱和点和光补偿点都比较喜光树种也称阳性树种,光饱和点和光补偿点都比较喜光树种也称阳性树种,光饱和点和光补偿点都比较高,只有在全光照条件下才能正常生长发育。常见落叶松高,只有在全光照条件下才能正常生长发育。常见落叶松高,只有在全光照条件下才能
17、正常生长发育。常见落叶松高,只有在全光照条件下才能正常生长发育。常见落叶松属、桦木属、松属、杨属等。属、桦木属、松属、杨属等。属、桦木属、松属、杨属等。属、桦木属、松属、杨属等。n n 耐荫树种,光饱和点和光补偿点都比较低,在较弱的耐荫树种,光饱和点和光补偿点都比较低,在较弱的光照条件下比在全光照下生长良好。云杉、冷杉、人参。光照条件下比在全光照下生长良好。云杉、冷杉、人参。n n 中性树种,介于上两者之间。在幼年期能忍耐一定程中性树种,介于上两者之间。在幼年期能忍耐一定程度的庇阴,但随着年龄的增长而耐阴力减小,对光照的需度的庇阴,但随着年龄的增长而耐阴力减小,对光照的需要越来越大,但能忍耐一
18、定程度的侧方庇阴。如红松,华要越来越大,但能忍耐一定程度的侧方庇阴。如红松,华山松、榆属、侧柏等。山松、榆属、侧柏等。3 3、光周期对植物的影响、光周期对植物的影响、光周期对植物的影响、光周期对植物的影响n n光周期现象是指植物和动物对昼夜长短日变化和年变化的反应。光周期现象是指植物和动物对昼夜长短日变化和年变化的反应。光周期现象是指植物和动物对昼夜长短日变化和年变化的反应。光周期现象是指植物和动物对昼夜长短日变化和年变化的反应。n n根据植物对光周期的不同反应,可将植物归纳为根据植物对光周期的不同反应,可将植物归纳为根据植物对光周期的不同反应,可将植物归纳为根据植物对光周期的不同反应,可将植
19、物归纳为4 4类:类:类:类:n n长日照植物:植物开花之前的一段时间内,每日日照时数进过长日照植物:植物开花之前的一段时间内,每日日照时数进过长日照植物:植物开花之前的一段时间内,每日日照时数进过长日照植物:植物开花之前的一段时间内,每日日照时数进过某一临界值(某一临界值(某一临界值(某一临界值(14h14h)才能正常开花。杨树、柳树、榆树、樟子松。)才能正常开花。杨树、柳树、榆树、樟子松。)才能正常开花。杨树、柳树、榆树、樟子松。)才能正常开花。杨树、柳树、榆树、樟子松。n n短日照植物:每日日照时数少于某一临界值(短日照植物:每日日照时数少于某一临界值(短日照植物:每日日照时数少于某一临
20、界值(短日照植物:每日日照时数少于某一临界值(12h12h)才能正常开)才能正常开)才能正常开)才能正常开花。菊花、烟草、牵牛。花。菊花、烟草、牵牛。花。菊花、烟草、牵牛。花。菊花、烟草、牵牛。n n中日照植物:只有当昼夜长短相当时才能正常开花。甘蔗。中日照植物:只有当昼夜长短相当时才能正常开花。甘蔗。中日照植物:只有当昼夜长短相当时才能正常开花。甘蔗。中日照植物:只有当昼夜长短相当时才能正常开花。甘蔗。n n中性植物:对光照与黑暗的长短没有严格的要求,只要发育成中性植物:对光照与黑暗的长短没有严格的要求,只要发育成中性植物:对光照与黑暗的长短没有严格的要求,只要发育成中性植物:对光照与黑暗的
21、长短没有严格的要求,只要发育成熟,无论长日照还是短日照条件都能正常开花结实。棉花、番熟,无论长日照还是短日照条件都能正常开花结实。棉花、番熟,无论长日照还是短日照条件都能正常开花结实。棉花、番熟,无论长日照还是短日照条件都能正常开花结实。棉花、番茄等很多蔬菜和一些四季开花的花卉。茄等很多蔬菜和一些四季开花的花卉。茄等很多蔬菜和一些四季开花的花卉。茄等很多蔬菜和一些四季开花的花卉。五、温度因子五、温度因子1 1、温度对植物生理代谢的影响、温度对植物生理代谢的影响、温度对植物生理代谢的影响、温度对植物生理代谢的影响 光合作用、呼吸作用、蒸腾作用光合作用、呼吸作用、蒸腾作用光合作用、呼吸作用、蒸腾作
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