1、 第一章 生物与环境 一、环境及其相关概念，生态因子的分类和作用规律 1、 环境 是指某一特定生物个体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 2、 生态因子 是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布等有着直接或间接影响的 环境要素。 3、 生境 是指具体（特定）的生物个体和群体生活地段上的生态环境。 4、 森林 指以木本植物为主体，包括乔木、灌木、草本植物、动物、微生物，占据相当大空间，并显著影响周围环境的生物群落复合体。 5、环境的类型都有哪些 ? 按环境的性质可将环境分成： 自然环境、半自然环境（被人类破坏后的自然环境）和社会环境 3 类；
2、按环境的范围大小可将环境分为： 宇宙环境（或称星际环境）、地球环境、区域环境、微环境和内环境。 6、生态因子分类（按生态因子性质分）： 气候因子：光、温、水、气等。 土壤因子：土壤结构、理化性质等。 地形因子：海拔、坡向、坡位。 生物因子：捕食、竞争、寄生、共生等。 人为因子：利用、改造、破坏等。 7、试述生态因子的作用规律。 （ 1）综合作用。生态环境是一个统一的整体，生态环境中各种生态因子都是在其他因子的相互联系、相互制约中发挥作用，任何一个单因子的变化，都必将引起其他因子不同程度的变化及其反作用。 （ 2）主导因子作用。在对生物起作用的诸多因子中，其中必有一个或两个是对生物起决定性作用的
3、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。 （ 3）直接作用和间接作用。环境中的一些生态因子对生物产生间接作用，如地形因子；另外一些因子如光照、温度、水分状况则对 生物起直接的作用。 （ 4）阶段性作用。生态因子对生物的作用具有阶段性，这种阶段性是由生态环境的规律性变化所造成的。 （ 5）生态因子不可代替性和补偿作用。环境中各种生态因子对生物的作用虽然不尽相同，但都各具有重要性，不可缺少；但是某一个因子的数量不足，有时可以靠另外一个因子的加强而得到调剂和补偿。 （ 6）生态因子限制性作用。生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就
4、是限制因子。 二、生物与环境相互作用规律 1、限制因子 ：任何生态因子，只要接近或超过某种生物的耐受性极限而 阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，均可称为限制因子。 2、最小因子法则 ：植物的生长取决于处在相对最小量状况的营养物的量。 （ 1）这一定律适用于稳定状态。 （ 2）要考虑因子的相互作用（替代和颉颃作用）。 3、耐受性定律 ：任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多都将使该种生物衰退或不能生存。 4、适应性 是指生物适应环境的程度。 5、趋同适应 ：不同种类的生物当生活在相同或相似的环境条件下，通过变异选择形成相同或相似的形态或生理特征以及相同或相似的适应方式或途径，这种现象叫趋同适应
5、。 6、趋异适应 ：同种类的生物当生 活在相同或相似的环境条件下，通过变异选择形成不同的形态或生理特征以及不同的适应方式或途径，这种现象叫趋异适应。 7、生活型 ：按趋同作用的结果，对生物进行划分得到的类型。 8、生态型： 经自然选择和人工选择而分化形成的生态、形态和生理特性不同的可以遗传的类群。 9、生态幅 是指物种对生态环境适应范围的大小。 10、生物对环境变化的适应机制 任何生物对生态因子的耐受限度都不是固定不变的。生物的耐受限度和最适生存范围都可能发生变化，也可能扩大，也可能受到其他生物的竞争而被取代或移动位置。即使是在较短的时间范围内，生物对生态因子的耐受限度也能进行各种小的调整。
6、（ 1）、内稳态 内稳态是生物控制体内环境使其保持相对稳定的机制，它能减少生物对外界条件的依赖性，从而大大提高生物对外界环境的适应能力。内稳态是通过生理过程或行为的调整而实现的。 （ 2）、驯化（ acclimation) 生物借助驯化过程可以稍稍调整它们对某个生态因子或某些生态因子的耐受范围。如果一种生物长期生活在它的最适生存范围偏一侧的环境条件下，久而久之就会导致该种生物耐受曲线的位置移动，并可产生一个新的最适生存范围，而适宜范围的上下限也会发生移动。 11、生物对环境适宜的类型 生物对环境的适应类型主要有形态结构的适应、行为适应、生理适应和营养适应四大方面 (1)、形态结构的适应 (2)
7、、行为适应 运动、迁移和迁徙、防御和抗敌 (3)、生理适应 生物钟、休眠（蛰伏）、生理生化变化 (4)、营养适应 12、森林对环境 的反作用： （ 1）森林利用光能，固定 CO2，制造 O2，维持大气圈的氧碳平衡 （ 2）森林对气候的调节作用 森林茂密的树冠在夏季能吸收、散射和反射掉一部分太阳辐射能，减少地面增温。冬季森林叶子虽大都凋落，但密集的枝干仍能削减近地面的风速，使空气流量减少，起到保温、保湿的作用。 （ 3）森林改变低空气流和防风固沙 由于森林树干、枝叶的阻挡和摩擦消耗，风速进入林区会明显减弱。人类便利用森林的这一功能营造人工林治理沙害。 （ 4）森林的水土保持和涵养水源作用 森林地
8、表枯枝落叶腐烂层不断增多，形成较厚的 腐殖层，就像一块巨大的吸收雨水的海绵，具有很强的吸水、延缓径流、削弱洪峰的功能。同时，在土壤中储存大量降水，缓慢释放形成溪流，保障了河流的流量。另外，树冠对于谁有截流作用，能减少雨水对地面的冲击力，保持水土。森林植被的根系能紧紧固定土壤，能使土地免受雨水冲刷，防止水土流失。 （ 5）森林吸收毒物，杀灭病菌，具有净化空气和自然防疫作用 树木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。 （ 6）森林是天然的消声器，减弱噪声，利人健康 （ 7）森林有除尘和过滤污水的作用 三、光的生态效应及生物对光的适应类型 1、光补偿点 ：植物
9、开始生长和进行净生产所需要的最小光照强度。 2、光饱和点 ：光合作用随光照强度的增加而增加直至达到最大值时的光照强度。 3、阳性植物 ：是在强光下才能生长发育良好，而在荫蔽和弱光下生长发育不良的植物 4、阴性植物 ：需要在较弱的光照条件下生长，不能忍耐高强度光照的植物。 5、（中性植物）耐荫植物： 对光照具有较广的适应能力，对光的需要介于两类植物之间的植物。既可以在强光下良好生长，又能忍受不同程度的遮荫。 6、树种的耐荫性 ：指树种在林冠庇荫下（或弱光条件下）能 否完成更新和正常生长的能力。简单地说就是树种忍耐庇荫的能力。 7、阳性树种（喜光树种 /先锋树种） ：只能在全光照条件下才能正常生长
10、发良，不能忍耐庇荫，林冠下幼苗不能生长，不能完成更新过程。 8、耐阴树种 ：能忍耐庇荫，林冠下可以正常更新，一些强耐阴树种只有在林冠下才能完成更新过程。 9、生理有效辐射 ：太阳连续光谱中，植物光合作用利用和色素吸收，具有生理活性的波段称生理有效辐射。生理有效辐射中，红、橙光是被叶绿素吸收最多的部分，具有最大的光合活性。蓝紫光也能被叶绿素、类胡罗卜素所吸收。绿光为生理无效光。 10、试 述光的生态作用。 太阳光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，直接或间接地源于太阳光。 （ 1）光照强度对生物的生长发育和形态建成有重要影响。 （ 2）不同光质对生物
11、有不同的作用。光合作用的光谱范围只是可见光区，红外光主要引起热的变化；紫外光主要是促进维生素 D 的形成和杀菌作用等。此外，可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长、发育等也有影响。 （ 3）日照长度的变化使大多数生物的生命活动也表现出昼夜节律；由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜变化格局的 环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，即光周期现象。根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物和短日照植物。日照长度的变化对大多数动物尤其是鸟类的迁徙和生殖具有十分明显的影响。 11、森林植物对光强的适应 A 森林植物的耐阴性（是植物对光照强
12、适应表现） （ 1）、植物对光照强度的适应类型 ：环境中不同的光照强度，植物适应后便形成不同的光强生态类型。 a、阳性植物 b、阴性植物 c、（中性植物）耐阴植物 （ 2）树种的耐阴性 a、阳性树种（喜光树种 /先锋树种） b、耐阴树种 c、中性树种 （ 3 ）树种耐阴性的鉴别 1）林冠下能否完成更新过程和正常生长（主要依据） 耐阴树种能在林冠下完成更新过程并正常生长，尤其在幼龄阶段要求适当庇荫，如云杉、冷杉等林下的更新。 2）树种光补偿点和光饱和点的高低 阳性树种的光补偿点和光饱和点较高，而耐阴树种偏低。 3）树冠疏密程度 由于耐阴树种光补偿点低，在较弱的光照条件下叶子仍能生长，因此，树冠枝
13、叶比较稠密；自然整枝弱，枝下高较低；林分密度大，透光度小，林内阴暗。阳性树种则树冠稀疏、自然整枝强烈、林分比较稀疏、透光度大，林内较明亮。 4）树木生长发育的快慢 从树木整个生长发育过程看，阳性树种生长快，尤其是幼龄林阶段更为明显，开花结实早，寿命短；耐阴树种生长较慢，开花结实晚，寿命长。 （ 4）影响树种耐荫性的因素 1）年龄：一般是随着年龄的增大而降低，幼苗阶段耐荫性较强，尤其是壮龄后需光较强的光照。 2）气候：温暖湿润条件下树木的耐荫能力较强干旱、寒冷条件下的强。 3）土壤：同一树种生长在湿润肥沃土壤耐荫性较强，而在干旱瘠薄的土壤上耐荫性较差。 B 形态适应 （ 1）树木叶片的适光状态
14、阳生叶生长在全光下，叶片小而厚，有较厚的角质层，叶肉栅栏组织较厚或多层，叶脉较密，气孔较密，叶绿素较少；阴生叶生长在荫蔽条件下，叶片特征与阳生叶相反。阳生叶的蒸腾作用和呼吸作用较强，光补偿点和光饱和点较高，而阴生叶光补偿点和光饱和点较低。 （ 2）树木茎根比值 在高光强下，实生苗根系生物量可能比茎生物量大得多；但光强减弱时，大部分净生物量用在茎生长上，因此茎跟比值增大。庇荫会显著妨碍根系发育，光强越低这种影响越大。 （ 3）树冠形态 孤立木是单株生长，四周没有树木遮阴，光照充足，可以形成庞大树冠，枝条发达 ，叶量很大。林木是生长在森林中的树木，多个树木生长在一起，相互遮阴，只能在树冠的上方接受
15、到充足的阳光，树冠下部光照不足使枝条枯死而形成 “ 顶冠 ”。在森林边缘的树木，由于林内林外的光照差异而形成偏冠。 C 光周期现象 （ 1）植物的光周期现象 a、长日照植物 b、短日照植物 c、中日照植物 d、日中性植物 （ 2）动物的光周期现象 a、鸟类的迁移和迁徙 b、哺乳动物的生殖和换毛 c、鱼类的生殖和迁移 d、昆虫的冬眠和滞育 12、请你根据光强对森林植物的作用解释林下苗木致死的原因。 在森林群落内，光照强度自上而下逐渐减弱，林下苗木处于弱光条件下，此时苗木根系不发达，加之根系间的竞争，会影响植物和幼苗幼树对土壤水分的利用，这往往成为苗木致死的原因之一。 13、提高森林的光能利用率的
16、途径 （ 1）提高林木群体光能利用率，如时空上的合理配置，改善生境条件。 （ 2）选育高光合效率和低呼吸的品种，提高个体光合效率。 （ 3）具体措施 1）合理密植 林木群体在一定的条件下要有一定数量的叶面积，才能有效利用光辐射。 过密：叶面积指数过大，则植株互相遮荫，处于中下层的叶子很难获得光辐射，致使光合速率下降，呼吸消耗过多的有机质。 过疏：叶面积指数过小，部份光辐射通过株间空隙。 2）营造混交林是提高光辐射利用的有效途径。 将喜光、耐荫树种搭配，高矮错落，层次较多，相互填补空隙，充分利用太阳辐射。 3）开展林农复合经营 4）调节影响光合作用的光、温、水肥等生态因子，以提高光合速率。 (抚
17、育间伐、人工整枝） 5）科学选种、育苗，选择和培育高光效的优良树种进行繁殖和推广。 四、温度的有关概念，温度的变化规律及其生态作用，温度对植物分布的影响、生物对温度的适应 1、三基点温度 ：最适温度、最低温度和最高温度。 最适温度：生物生长发育或生理活动得以正常进行的温度范围。 最低温度和最高温度：指植物生长发育和生理活动的低温和高温限度。 2、积温 是用来表示各地热量的总和以及生物各生长发育阶段或整个生育期所需要的热量条件的术语。通常分为： 有效积温 是指某一时期内的平均温度减去生物学零度。 活动积温是将有效积温中的生物学零度换为物理学零度。 3、节律性变温 是温度随昼夜和季节而发生有规律的
18、变化 。 4、物候 ：生物长期适应一年中温度节律性的变化，形成了与此相适应的发育节律。 5、植物和变温动物各个发育阶段所需的总热量是一个常数，因此可用公式表示： NT=K 但许多生物的发育是从某个温度开始的（非 0 度），只有发育起点温度以上的积温对发育才是有效的。因此 有效积温法则 表示为： N（ T- C） =K 其中： N发育历期，即生长发育所需时间， T发育期间的平均温度， K总积温常数， 发育起点温度 6、 有效积温法则的应用 （ 1）预测生物发生的世代数 （ 2）预测生物地理分布的北界 （ 3）预测害虫来年发生程度 （ 4）推算生物的发生历 （ 5）制定农业气候区划，安排农时 （
19、6）预报农时 7、昼夜变温的益处 （ 1）促进种子萌发，“层积法”打破休眠 （ 2）加速生长（蝗虫在变温条件下平均发育速度比恒温快 38.6%） （ 3）叶片形态变异，如紫罗兰叶形波状（恒温时裂片或全缘） （ 4）促进开花结实 （ 5）分布区特化的植物树种 8、温度对生物的影响 （ 1）温度对植物生理活动的影响 随温度上升，光合反应速率增加 蒸腾作用因温度而变化：改变饱和差、直接影响叶面温度及气孔开关 （ 2）温度对植物生长发育的影响 植物种子的萌发需要合适的温度，变温对种子萌发有利 高生长、径生长及根系生长均须合适的的温度（生长期） 温度是影响生物生产力的主要因素之一 （ 3）温周期与春化现
20、象 温周期现象是植物对温度这种交替变化的反应。 春化作用：植物需要一定的低温阶段才能开花的现象称为春化。 (4)温度对植物的伤害 a、低温危害 1）寒害 又称冷害，指气温降至 0以上植物所受到的伤害。 2）冻害 是指冰点以下的低温使生物体内（细胞内和细胞间隙）形成冰晶而造成的损害。 3）霜害 4）冻举 又称冻拔，是间接的低温危害，是由土壤反复快速冻结和融化引起的。 5）冻裂 多发生在日夜温差大的西南坡上的林木。下午太阳直射树干，入夜气温迅速下降，由于干材导热慢，造成树干西南侧内热胀、外冷缩的弦向拉力，使树干纵向开裂。受害程度因树种而异，通常向阳面的林缘木、孤立木或疏林易受害。冻裂不会造成树木死
21、亡，但能降低木材质量，并可能成为病虫入侵的途径。 6）生理干旱 这是另一种与低温有关的间接伤害。冬季或早春土壤冻结时，树木根系不活动。这时如果气温过暖，地上部分进行蒸腾，不断失水，而根系又不能吸水加以补充，时间长了就 会引起枝叶干枯和死亡称为生理干旱。（夏天中午浇花） b、高温危害 1）皮烧 强烈太阳辐射，使树木形成层和树皮组织局部死亡，常发生在树皮光滑树种的成年树木上，而后易染病害。 2）根颈灼伤：土表温度增高，灼伤幼苗柔弱根颈。多发生于夏季苗床或采伐迹地上。 9、生物对温度的适应 （ 1）低温的适应 植物 ： 形态上：油脂保护叶、鳞片保护芽、蜡粉、密毛，木栓层的树皮，种子越冬，块茎、落叶、
22、矮小、匍匐、莲座状等 生理：原生质保水能力、抗结冰、干燥能力的增加，通过减少水分，浓度增加，增加糖类积累，脂肪。 动物 ：主要增加体内产热量来增加御寒能力和保持恒定的体温。 动物对低温环境的适应规律 贝格曼（ Bergman）规律： 生活在寒冷地区的鸟类和哺乳动物的个体比温暖地区的个体更大。 寒冷气候中的内温动物适应气候进化，其身体的散热表面积相对变小，单位体重热量散失降低。 阿伦（ Allen）定律： 来自寒冷气候的内温动物与来自温暖气候的内温动物相比，其趋向有更短的肢体末端（耳和四肢）。 （ 2）高温的适应 生理方面：降低细胞含水量、蒸腾作用旺盛、降低体温（ 40 以上气孔关闭，难以散热）
23、 形态：反射红外线（夏季多于冬季） 形态结构上颜色浅（灰、白），增加反射、木栓层隔热、叶片直立减少阳光照射（地中海硬叶常绿阔叶林）。 动物的适应性：放松恒温性，昼伏夜出、夏眠。 （ 3）温度与生物地理分布 1）我国根据气温大于等于 10的天数、积温值及 1 月平均气温划分气候带：寒温带、中温带、暖温带、亚热带、热带。 2）青藏高原依据大于等于 10天数和最热月平均气温划分出高原寒带、高原亚寒带、高原温带、高原亚热带山地和热带北缘山地等气候带。均有不同的树种和森林类型。 3）温度对植物分布的限制作用：高纬度和高海拔冬温过低及夏温不足，低纬度和低海拔由于夏温过高及冬季冷期过短。 10、森林生态系统
24、内温度变化特点及其原因 1）变化特点： 森林内部的温度白天或夏天比群落外低，夜间或冬季比群落外高，年温变与昼夜温变幅度小，变化缓和。（冬暖夏凉、夜暖昼凉）（小树苗在旷野易冻死，群落内被庇护起来） 2）原因 a、温度在群落中主要受太阳光直射的影响。群落上层阻截了大部分阳光，并且大量吸热和蒸腾，使林内温度大大下降。 b、植物吸收、散热缓慢，导热效果差，且林内空气湿度较大，增温也较慢，因而群 落内温度变化缓慢。 c、植物之间互相遮掩，阻滞了林内空气流通，使群落内部热量不易消失。 d、森林群落地面枯枝落叶层，也能够缓和土壤表面温度变化的幅度，并可调节内部气温的变化。 五、水对生物的影响及生物对水分的适
25、应作用 1、不同形态水的生态作用（植物体外的水） （ 1）降雨的生态作用 1）降雨是林地上土壤水分的主要来源。 2）降雨量的多少往往决定了植被类型的分布 3）降雨的分配形式不同产生不同的影响（季节分配） 4）雨量的年变率和月变率对植物有重要影响。 5）降雨强度：大雨或暴雨提供给植物可利用水的比例较少而小雨较多。 6）降雨影响植物开花结实，绵绵细雨不利于花粉传播，而暴雨导致花蕾被打落。 7）生长期内降水量与树木的直径生长呈正相关。 （ 2）固态水的生态作用 降雪：补充土壤水分、保温等。从负面影响讲，雪能造成林木的雪压、雪折、雪倒等机械伤害。 雪凇、雾凇：补充土壤水，但由于其附着在植物特别是树木的
26、干和枝条上，易造成折干和折枝，危害很大。 （ 3）气态水的生态作用：（云、雾） 相对湿度过低，可使蒸腾和蒸发作用增强、甚至引起气孔关闭，降低光和效率 相对湿度过高，不利于树木传播花粉，易引起病害。 相对湿度是森林火灾危险性等级的重要指标，当降低到 40-50以下，森林火灾危险性增大。 干旱区雾、露水可缓和干旱引起的植物枯萎，对沙生植物生长尤为重要。 2、水对生物的影响 （ 1）水对森林植物生长发育的影响 1）植物体内的水分平衡实际上是水分吸收（根吸水）和支出（叶蒸腾）的平衡 2）植物体的水分平衡是相对的 -阴雨连绵时导致涝灾，干旱时萎蔫。 3）在低温地区和低温季节，植物的吸水量和蒸腾量小，生长
27、缓慢；在高温地区和高温季节，植物的吸水量和蒸腾量大，生产量也大。在这种情况下，必须供应更多的水才能满足植物对水的需求。 （ 2）水对动物生长发育的影响 1）水生动物：保持体内水分平衡主要依赖水的渗透作用。 2）陆生动物：体内的含水量一般比环境要高，失水过程主要是体表蒸发和排泄。失去的水必须从食物、饮水和代谢那里补充，以保持体内的水分平衡。 3）在水不足时，可引起动物的滞育和休眠。 （ 3）水对生物分布的影响 1）年均降水量与植被分布 年均降水量 024.5mm，植被类型为沙漠； 24.573.5mm，为草原； 73.51225mm，为森林； 1225mm 以上为湿润森林。 2）湿润度与植被分布
28、 湿润度（ W） ：年平均降水量（ mm）与潜在蒸发量（ mm）之比。 W 接近或大于 1 的地区有森林分布， W1 会出现草原和沙漠。 3）干燥度与植被分布 干燥度（ K） ：可能蒸发量与同期降水量之比。 我国采用大于 10的活动积温乘以 0.16 倍作为可能蒸发量。 干燥度计算公式： K=0.16 t/r 0.16 干燥系数 r 同期内的降水量 t 大于 10的活动积温 干燥度 水份状况 自然植被 0.99 湿润 森林 1-1.49 半湿润 森林草原 1.50-3.99 半干旱 草甸、草原、荒漠草原 4.0 干旱 荒漠 3、生物对水的适应 （ 1）植物对水的适应 1）水生植物：沉水植物浮水
29、植物挺水植物 2）陆生植物：湿生植物中生植物旱生植物 3）旱生植物的类型： 避旱植物（ drought escapers）指短命植物以种子或孢子阶段避开干旱影响，如：地衣和苔藓等。 抗旱植物（ drought resisters），增加水分摄取或减少水分丢失。 4）水分过多的危害 土壤严重缺氧，根系呼吸减弱； 二氧化碳积累过多，抑制好气细菌的活动，产生许多有毒物质，如甲酸、乙酸、甲烷等，使根系中毒、腐烂； 土壤底土板结，植物形成浅根系； 使土壤养分流失。 水分过多的临界值：土壤空气含氧 10。 水生植物对水分过多的适应 气根、茎中有气腔，海绵组织发达。 5）陆生植物适应干旱的特征 其形态特征有
30、：枝条小、根系范围广、叶厚、角质厚、气孔少；大多数常绿针叶和阔叶树种。 生理特征：含糖量高、含水量低、单位叶面积光合速率和蒸腾速率高、抗萎蔫、早开花结实、寿命长等。 6）树种对水分的适 应类型： 耐旱树种：在长期干旱的条件下能忍受水分不足，维持正常生长发育的树种。如樟子松、马尾松、圆柏、侧柏、栓皮栎、梭梭、骆驼刺、木麻黄、柽柳等 湿生树种：能够生长在土壤含水量很高，甚至水分过多的、大气湿度较大的环境的树种。如赤杨、枫杨、落羽杉、水杉、柳等。 中生树种：生长在中等水分条件下，不能忍受过干或过湿条件的树种。 （ 2）动物对水的适应 1）水生动物对水分的适应 海洋动物渗透压的调节类型： 体液浓度接近
31、或等于海水 可从食物中获得水，饮用海水并排出溶质，同化过程中产生代谢水 体液浓度远低于海水浓度 大量外渗水必须得到补充，食物有限而大量喝水，同时排出溶质 淡水动物的渗透压压力大：外渗水包括丢失溶质 2）陆生动物的渗透压调节：减少失水（皮肤蒸发、 呼吸失水、 排泄失水 ） 4、森林的水分平衡 P（降水量） = I s + Et + Qs + Qss + W 林内雨 滴落 + 树干流（茎流） + 穿透雨 树冠截流 I s （ Crown interception）：植被对降水的最初分配。（林外降水量 -林内降水量） 蒸发散 Et（ evapo-transpiration）蒸腾作用 +林地蒸发（土壤
32、水经森林植被蒸腾和林地地面政法而进入大气） 地表径流 QS（ Qssurface flow）：降水或融水强度一旦超过下渗强度，过多的水可能暂时留于地表，当地表储留量达到一定限度时，即向低处流动，成为地表水流而汇入溪流。 入渗 infiltration：产生地下径流 Qss、增加土壤含水量 W、补充地下水 （林外雨量 林内雨 + 树冠截留（蒸发） 5、森林具有减少地表径流的作用（森林涵养水源保持水土的理论依据） （ 1）、林冠对水分的截留，避免了雨水对土壤的直接冲刷有利于水分的下渗。 （ 2）、林内死地被物层能吸收大量降水（吸水可达自重的 40 -260） （ 3）、森林土壤疏松，孔隙多，富含有
33、机质和腐殖质，水分容易被吸收和入渗 （ 4）、树干及林下植物、地被物对降水的阻挡，使水分流动缓慢，促进水分下渗，减弱地表径流 （ 5）、森林植物纵横交错的庞大根系网络对土壤的固结作用，提高了森林土壤抗冲刷的能力。 六、土壤的组成及其生态意义 1、土壤 是由固相（矿物质、有机质）、液相（土壤水分或溶液）和气相（土壤空气）等三相物质四种成分有机地组成。 2、土壤的生态意义 （ 1）森林土壤的物理性质及其生态作用 1） 土壤母质和土壤厚度 土壤母质是由母岩风化而形成的，决定和影响着土壤的物理性质和化学性质。 母质不同还影响着森林树种的优势程度，如我国华北山地，在由沙岩和页岩形成的酸性土上，油松占优势
34、，而石灰岩形成的微酸至碱性土壤，油松减少而以侧柏等为优势。 土壤厚度经常是决定植被尤其是森林生产力的重要因素，它影响着土壤水分、养分的储量和植物根系分布的空间范围。 土壤厚度影响林木的生长和森林组成结构 2）质地与结构 土壤质地 是指组成土壤的矿质颗粒（石砾、沙、粉沙、粘粒）的相对含量，不同质地的土壤，影响林木根系的生长 和分布 土壤结构 是指固相颗粒的排列方式（如团粒状、片状、柱状、块状、核状等）、孔隙的数量和大小以及团聚体的大小和数量等。 根据质地将土壤分为：砂土、壤土、黏土。 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，影响林木根系的生长和分布。 团粒结构是林木生长最好的土
35、壤结构形态。（为什么？） 团粒结构的土壤，结构良好，能协调土壤中水分、空气和营养物质之间的关系，改善土壤的理化性质，是土壤肥力的基础。 3）土壤水分和空气 土壤水分 a、土壤水分不足影响幼苗的存活和树木高、径生长； b、土壤水分过多，尤其是地下水位过高，会使土壤缺乏 O2 和提高 CO2 含量，阻碍根呼吸和吸收养分。 土壤空气 a、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 和 CO2 的含量明显不同于大气，使土壤空气中 O2 少， CO2 多。 b、影响根系呼吸及生理活动、土壤微生物的种类、数量及分解活动。 c、土壤积水和通气不良
36、时，土壤中 CO2 含量增至 10左右时，会产生毒害作用。同时， O2含量下降。 O2 含量下降到 10左右，根系活动开始衰退。 4)、土壤温度 影响种子萌发、苗木和根系生长 土壤温度影响植物吸水能力水分在土壤的粘滞性 。 (2)土壤化学性质对森林生物的影响 1）酸碱度（ pH值） 土壤酸碱度的影响 影响土壤养分的有效性 (pH 值 6-6.5，土壤养分的有效性最大，最有利于植物生长） 通过影响微生物的活动而影响植物的生长。 植物对酸碱度的适应 土壤 pH 在 6.0-7.0 的微酸性下活性最强，最有利于植物生长。 嗜酸性植物 如水藓在强酸 pH 3-4 之间生活 嗜碱植物 强碱性生活的细菌
37、嗜酸 -耐碱性植物 曲芝发草最适宜 pH 4-5，弱碱性也可生活，如帚石楠 嗜碱 -耐酸植物 款冬 2）土壤无机元素 树木对于无机元素的适应性不同可分为耐瘠薄树种和不瘠薄树种。 耐瘠薄树木：马尾松、樟子松、黑桦、蒙古栎； 不瘠薄（喜肥）树木如白蜡树、榆树、槭树、杉木、苦楝、乌桕等 3）土壤有机质 植被特别是森林中的植物凋落物、地下细根和死亡的土壤生物是土壤有机质的主要来源。 死地被物层的分层 凋落物层（ L 层），由森林凋落的枯枝落叶，剥落的树皮、果实等组成。 半腐层（ F 层），位于 L 层下，凋落物已被分解成碎片，但其大部分仍可辨出来源，比 L 层湿润且色深 。 腐殖层（ H 层），凋落物
38、已高度分解，其来源难以辨认，湿度大，颜色深，常与下部矿质土层充分混合。 死地被物层的分类 根据森林死地被物结构和分解状况，分为柔软死地被物和粗糙死地被物。 影响死地被物分解的因素 （ 1）树种（内因）：针叶树，粗糙死地被物；阔叶树，柔软死地被物 （ 2）立地条件（外因）： 潮湿、低温、林内阴暗，通气不良，易形成粗糙死地被物； 湿度中等，温度高，通气良好，形成柔软死地被物。 （ 4）土壤生物 1）土壤微生物的作用： 丰富土壤有机质； 参与土壤有机物的腐殖化和矿化作用 固氮和共生作用； 2）土壤动物（略） 3）植物根系 A、植物根系对土壤的作用 对营养物质的循环（积累和消耗）起重要作用。根系将淋溶到下层的营养元素吸收到组织中，并随着凋落物补充给上层土壤。 各种类型的根系以相当大的幅度和深度固持土体，起着抗风、保土、固土的作用。 根系生长过程中产生的根系分泌物，是土壤微生物需要的营养物质，又可提高某些养分的有效性，促进土壤团聚体的形成。 残落在土壤中的死根系是深层土壤中重要的有机质来源，死亡细根每年都向死地被物提供
