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1、第四章生态因子风、土壤和火,第一节 风因子,第一节 风因子,二、风对植物的影响 1.风媒风播：许多森林优势树种，依靠风来传粉。许多树种的种实靠风传播，如落叶松、槭、榆、桦、杨、柳等。,第一节 风因子,2.风对植物形态、生理活动的影响 生理活动：加速植物的蒸腾 形态：旱风条件下生长的植物，其植株偏小。长期的单向风会使树木长成旗形树冠。,第一节 风因子,3.风的破坏力 超过10m/s的大风，对树木有破坏作用。如风倒、风折。,第一节 风因子,三、风对生态系统的影响 1.物质气态循环的主要动力 2.携带污染物质 3.通过风倒、风折对生态系统产生干扰。,第一节 风因子,四、森林群落的防风效应,第一节 风
2、因子,以色列 沙区植被建设与防护体系,灌木防护体系,稀树草原化工程,防护林建设,第二节 土壤因子,一、森林土壤的概念：土壤是地壳表层经风化、腐殖化作用及其产物的移动而形成的疏松部分。森林土壤是在森林植被下产生和发育起来的土壤。森林土壤具有其他土壤不具备的三种成土因素：森林死地被物、林木根系和依靠森林生存的特有生物。,第二节 土壤因子,二、土壤的物理性质和林木生长（一）母岩与土层厚度 1.母岩对林木生长的影响。通过土壤对林木的生长产生影响 如，花岗岩上发育的土壤呈沙壤质或壤质，通透性能好，呈微酸性反应，油松。石灰岩上发育的土壤呈中性至微 碱性反应，质地细，侧柏。通过本身的特征影响根系的生长。如母
3、岩的解理性影响根系的伸展,第二节 土壤因子,土层厚度影响森林组成、结构、林木的生长和 森林的生产力。如云南中甸云峰山，土层薄的地方为落叶松，厚的地方为落叶松和高山栎的混交林。华北地区，浅薄土壤为油松，稍厚为辽东辽东栎和 蒙古栎；深厚土壤上为椴、白蜡、槭树。,第二节 土壤因子,（二）土壤的质地和结构 1.土壤质地：组成土壤的矿质颗粒，即石砾、沙、粉沙、粘粒的相对含量。根据质地将土壤分为：砂土、壤土、粘土。砂土：疏松，通气透水性能好，保水保肥力差，宜耕性好。粘土：粘结性强，通气透水差，保水保肥力强，湿时粘重难耕，干时坚硬。壤土：比较适宜。不同质地的土壤在养分和水分的保持及通气性方面具有明显不同，影
4、响林木根系的生长和分布。,第二节 土壤因子,2.土壤结构 土壤颗粒的排列状况，如团粒状、片状、柱状、块状、核状等。团粒结构是林木生长最好的土壤结构形态。（三）土壤水分和空气 土壤水分不足影响幼苗的存活和树木高、径生长;土壤水分过多，尤其是地下水位过高，会导致土壤缺乏O2，阻碍根呼吸和吸收养分。土壤中，植物根系、动物和微生物的呼吸作用和有机质的分解不断消耗O2，放出CO2，使土壤空气中O2少，CO2多。,第二节 土壤因子,（四）土壤温度 1.影响根系的生长温带植物，25之间；温暖地区，10以上才能生长。2.影响根系对矿物养分和水分的吸收。,第二节 土壤因子,三、土壤的化学性质与林木的生长（一）酸
5、碱度（pH值）1.土壤酸碱度的影响影响矿质元素的有效性影响微生物的活动 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。影响植物的生长。pH值小于3.5或高于9，多数植物根细胞的原生质受到损害。针叶树：3.74.5；阔叶树5.56.9；大于8.5多数树种难以生长。,第二节 土壤因子,（二）土壤养分元素 1.土壤养分元素的来源：矿物的风化；土壤有机质；生物固氮。2.养分元素的保持和释放 土壤养分元素主要保持在有机碎屑物、腐殖质和不溶性的无机化合物中。植物吸收的养分主要是由土壤胶粒吸附的养分元素和土壤溶液中的盐类。,第二节 土壤因子,四、土壤有机质 土壤有机质是由植物、动物、微生物遗
6、体、分泌物、排泄物以及它们的分解产物组成的。森林中植物的凋落物是土壤有机质的主要来源。凋落物的积累形成死地被物层。,第二节 土壤因子,五、土壤生物（一）土壤微生物 指土壤中的细菌、放线菌、真菌。其中，细菌最多，放线菌次之，真菌最少。微生物的能量和营养来源是植物凋落物、动物残体和排泄物以及动植物的分泌物。植物根系顶端分泌各种有机质，同时根冠细胞不断脱落和更新，这些物质富含糖类和蛋白质，细菌最适于生活在这一范围内。,第二节 土壤因子,土壤微生物的作用：1.微生物残体增加有机质；2.参与土壤有机体的腐殖化和矿化过程；3.固氮和共生作用；4.细菌和真菌等微生物构成腐生食物链的营养级。5.某些细菌和真菌
7、是森林病害的病源。,第二节 土壤因子,（二）土壤动物（略）（三）林木根系 1.林木根系的作用：增加下层土壤的有机质和阳离子交换量，并促进土壤结构的形成。细根的周转量非常高。根系腐烂后留下许多孔道，改善土壤的通气性，并有利于重力水下排。根系分泌物以及根系周围的微生物能促进矿物和岩石的风化。,第二节 土壤因子,2.根围区：指微生物种群数量和种类受根影响的那一部分土壤。根向周围土壤分泌碳水化合物、维生素和氨基酸，使根微微生物的数量大大增加。根围微生物含有大量的固氮菌。有些根围微生物还能分泌生长调节物质，改善根的生长状况。,第二节 土壤因子,六、森林经营与土壤 采伐对土壤的影响：1.破坏土壤 2.影响
8、土壤稳定性 3.造成土壤有机质和养分的损失以及化学性质的变 化 4.土壤温度的变化 5.土壤的物理性质发生变化。合理的森林经营活动能够改善土壤理化性质和提高肥力水平。,全国防沙治沙技术分区图,4.荒漠绿洲带 1.首都圈 3.草原带 2.农牧交错带,毛乌素沙地南缘-榆林治沙模式,首都圈以提高植被覆盖率为重点,城区：地表绿化和硬化,郊区：调整农业结构 发展高效生态农业,周边区：退耕还林还草增加植被覆盖率 涵养水源恢复生态,44个县市 6万km2 3300万人,荒漠绿洲生态农业模式,草方格沙障,和田绿洲,衬膜水稻,沙漠葡萄园,内蒙乌盟“进一退二还三”的土地利用调整与优化模式,内蒙科尔沁“小生物圈”整
9、治与发展模式,农牧交错带以退耕还林还草为重点,甘肃定西“多元系统集成”模式,205个县旗72.6万km2 6054万人,第三节 火因子,一、火是一种生态因子 许多生态系统经常有规律的发生火灾。北欧的泰加林每个世纪发生两次火灾；我国大兴安岭北部火灾轮回期为110120年；南部为3040年。一些植物对火具有很强的适应性，甚至是依赖性。如松属、栎属和杜鹃花科的植物。动物对火也有很强的适应性。火烧有时对植物的生长有利。火影响植物群落的组成及演替。火促进生态系统的能量流动和物质循环。,第三节 火因子,二、林火的类型和发生条件（一）林火发生的三要素 林火的发生需要可燃物、助燃物和火源。可燃物：由生物量积累
10、而成，主要包括地上部分的枝、干、叶；地下的根系；死地被物；土壤中的泥炭层；森林经营活动中的剩余物。助燃物：氧。火源：人为或自然的火源。还需要合适气候和气象条件。,第三节 火因子,（二）林火的类型：常用林火发生的时间、强度和速度来区分林火。林火发生时间：指特定地点能量释放的时间。林火强度：指单位面积或长度内林火释放的能量。速度：指林火发生后向外蔓延、扩展的速度。根据林火的火烧部位、强度、速度和林木受害程度可将林火分为三种类型。,第三节 火因子,林冠火,地表火：火沿林地表面蔓延，以烧毁死地被物和林下植物为主，也能烧伤林木干基和露出的根系。,地下火：林地腐殖质层或泥炭层中燃烧的火灾。地表只有烟雾，基
11、本见不到火焰。,第三节 火因子,根据林火烧及面积可将森林火灾划分为不同的等级 大面积森林火灾在火灾总数中约占1（0.22），然而其燃烧面积却占3070，所造成的损失占90。,第三节 火因子,根据林火是否有控制，分为火灾和用火。用火是在人为控制下，在指定地点进行安全用火以达到预期经营目的和效果，它是森林经营的一种措施和手段。,第三节 火因子,三、火对土壤的影响（一）对物理性质的影响1.含水率：有两方面的影响，其一：破坏植被，减少蒸腾，造成林地的沼泽化。其二：粗质地土壤，保水能力差，含水率决定于枯落物和腐殖质数量，火烧之后变得更加干燥。,第三节 火因子,2.土壤温度 短期影响：短期内温度急剧升高。
12、土壤具有隔热特性，热量的穿透能力有限。这一点对土壤中植物繁殖体的保护至关重要。表层达350900，而5-10cm深土壤只有100。长期影响：增加土壤温度。黑色土壤吸收更多的太阳能；土表枯落物减少，促进热向下层传导。土温的增加可促进枯落物的分解，提高土壤肥力，促进繁殖体的萌发，增加草食动物的食物及营养价值。,第三节 火因子,（二）化学性质的变化 1.pH值 火烧残留的灰分中含有大量的可溶性碱土金属氧化物，能很快合成碳酸盐，碳酸盐呈碱性反应，使土壤的pH值升高。芬兰的研究，火烧后pH值升高23个单位。对下层的影响较小，但影响结果能保持很长时间。,第三节 火因子,2.土壤有机质 使土壤表面的死地被物
13、和有机质大量减少。对深层土壤的有机质影响较小。土壤表层有机物的损失程度与火灾发生时间、强度和可燃物的湿度有关。,第三节 火因子,3.养分含量和可利用性（1）火灾发生后，土壤表层的营养元素的总量下降。高温会使一些元素挥发掉。如温度300 以上时，N挥发；500以上时，K挥发；许多其他的元素也随烟雾从火区移出。（2）使可利用态的养分含量增加。使含在有机物中的植物不可利用的的养分转化为可利用的形式。对森林植物的生长有利。,第三节 火因子,（三）对土壤生物的影响 表层中的一些动物会被烧死，而深层土壤中的一些生物能够幸存下来，在随后的几年中其数量能够得以恢复。火对土壤生物的影响与火灾的频率有关。,第三节
14、 火因子,四、火对水循环的影响（一）火灾后常伴有降雨（二）地表径流增加，容易造成水土流失（三）森林的蒸腾作用减小，林地易发生沼泽化，粗质土壤易干旱化。,第三节 火因子,五、火对植物的影响与植物的适应（一）火对植物的影响林火过后，林地地被物稀疏，光照条件改善，土壤可溶性养分增加，促进植物的开花和结实。2.促进迟开球果的开裂，有利于种子的散布。如短叶松。3.促进种子萌发。增温；种子外被腊质油脂融化促进吸水；种子直接接触土壤表层。,第三节 火因子,（二）火对植物群落的影响 1.使群落组成发生变化：耐火的物种增加，不耐火的物种减少。2.改变森林的年龄结构的成层性：使群落层次结构单一化。3.火改变群落的
15、稳定性 有时使相对稳定的群落变得不稳定，而频繁的火烧又使原本不稳定的群落变得稳定。,第三节 火因子,（三）植物对火的适应 1.植物对火的适应类型：奥德姆把依赖火或耐火种分为两个类型：再萌芽型，火后大量结实型。2.植物对火的适应特征：形成抗火树皮：兴安落叶松的树皮可达20cm厚。且受到火的刺激，会促进分生组织分裂，使树皮增厚。形成保护芽 无性繁殖 提前开花结实 减小易燃性,第三节 火因子,六、火对生态系统的影响（一）火对能量流动的影响 增加了生态系统能量的输出。（二）火对森林的生物地球化学循环的影响1.以烟雾和飘尘的形式使养分输出；2.大量养分随地表径流输出；3.使贮存在有机质中的养分迅速释放；4.有时导致土壤的贫瘠化。,第三节 火因子,七、火与森林经营 尽量防止火灾的发生 火在森林经营中的作用 如控制死地被地、消除病虫侵害、减少可燃物的积累。,
