森林生态系统的构成与功能

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森林生态系统

作者：蒋高明

来源：《绿色中国·B》2017年第03期

森林是以乔木为主体，具有一定面积和密度的植物群落，是陆地生态系统的主干。森林群落与其环境，所形成的一定结构、功能和自我调控能力的自然综合体就是森林生态系统。森林生态系统是陆地生态系统中面积最大、最重要的自然生态系统。

据专家估测，历史上森林生态系统的面积曾达到76亿公顷，覆盖着世界陆地面积的2/3，覆盖率为60%。在人类大规模砍伐之前，世界森林约为60亿公顷，占陆地面积的45.8%。至1985年，森林面积下降到41.47亿公顷，占陆地面积的31.7%。至今，森林生态系统仍为地球上分布最广泛的生态系统。

森林生态系统的主要特征

第一，物种繁多、结构复杂，森林是陆地上巨大的基因库。世界上所有森林生态系统保持着最高的物种多样性，是世界上最丰富的生物资源和基因库。仅热带雨林生态系统就约有200万种～400万种物种。中国被子植物有329科3172属，30000多种；裸子植物计有10科36属197种，合计我国种子植物有339科，3208属，30197种，其中在森林或森林区域中分布的含200种以上的植物种有30科，1793属，17370多种，是中国森林区系的优势种。此外，苔藓植物约2200种，蕨类植物约2600种。特有种约有15000～18000种，其中种子植物有7个科，243特有属。森林生态系统具有多层次，有的多至7～8个。一般分为乔木层、灌木层、草本层和地面层等四个基本层次。有的层次明显，层与群纵横交织，显示系统复杂性。以森林或森林环境为生的动物和微生物种类更加庞大，全球物种最丰富的昆虫（约100万种），大都在森林生态系统中分布。

第二，森林生态系统类型多样。森林生态系统在全球各地都有分布，森林植被在气候条件和地形地貌的共同作用和影响下，既有明显的纬向水平分布带，又有山地垂直分布带。在我国云南省，从南到北依次出现热带北缘雨林、季节雨林、南亚热带季风常绿阔叶林、思茅松林、中亚热带和北亚热带半湿性常绿阔叶林、云南松林和温性针叶林等。

森林生态系统的功能和保护

在地球上的自然系统中，森林生态系统是最为重要的环境组成部分之一。森林提供了许多重要的生态功能，如保护稀有物种、维持水文循环、防止土壤侵蚀、减少气候变化等。同时，在人类的生活中，森林也拥有不可替代的经济价值。因此，森林生态系统的保护对于人类的未来和环境保护都至关重要。

保护森林生态系统的功能

森林生态系统是一个复杂的生态系统，包括了不同层次的植物和动物以及它们之间的相互作用。这个系统在自然循环中起着重要作用，不仅能够吸收并固定大量二氧化碳，也可以持续供给氧气和水分，维持地球上的生态平衡。因此，保护森林生态系统的功能是至关重要的。

第一，保护森林的植物。这是保护森林生态系统最基本、也最关键的部分。保护森林的生态系统必须保持其自然状态，从而能够提供植物所需要的空间、土壤和气候条件。同时，它也需要创造一个良好的生态环境来维护这些动植物物种的多样性。这不仅需要保护远离人类干扰的原始森林，也需要通过人工植被的方式，保护和恢复人工森林，从而能够在保障自然生态系统的同时，满足人们对自然资源的需求。

第二，保护森林生态系统的土壤。森林生态系统的土壤含有很高的有机质，有利于储存和保持湿润状态。水分的储存有助于保证生物多样性和碳的固定。土壤也是森林生态系统中最重要的生态基础之一。为了保护土壤，需要采取严格的措施，如禁止土地开采、限制砍伐、减少土地污染和土地流失等等。同时，将押注政策、改变经济制度，并教育和培训农民，以增加人们对环境的认识，鼓励人们保护土壤生态系统。

第三，保护森林生态系统的水环境。由于森林享有独特的水文循环功能，因此森林的保护也有利于维持生态系统的水生态功能。森林的状况对河流和湖泊的水质也有很大的影响，因此人们需要采取保护措施，保持森林的稳定性，维护地下水流量，保障生态系统的持续健康发展。

保护森林生态系统的方法

森林禁止砍伐是保护森林生态系统的最基本、最关键的方法。世界各地的保护和管理实践表明，禁止砍伐措施能够有效地保护原始森林的土壤、植被和动物多样性。事实上，这项措施是目前保护森林的最有效且可靠的方法。为了增强森林生态系统的可持续性和保护性，人们还应该从以下几个方面入手：

林业森林生态系统的工作原理

林业森林生态系统是指由树木、植被、动物和地理环境组成的生态系统，其工作原理是通过相互依赖、相互作用和相互转化的过程来维持生态平衡、保护环境和提供资源。在这个生态系统中，各个组成部分之间存在着密切的关系，互相影响着生态系统的运行和发展。

一、植被的作用与贡献

植被是林业森林生态系统的重要组成部分，具有多方面的作用和贡献。首先，植被通过光合作用吸收二氧化碳，并释放氧气，净化大气环境。其次，植被的根系能够将土壤中的水分吸收，减少水土流失，并保持水源的稳定性。此外，植被也是林中生物多样性的重要保护者，为各类动物提供生存的栖息地。

二、动物的角色与生态功能

动物在林业森林生态系统中起着不可或缺的作用。首先，动物参与传粉作用，帮助植物进行繁殖，保持物种的多样性。其次，食草动物通过摄食植物，帮助维持植被的稳定和平衡。此外，食肉动物在食物链的顶端，通过捕食其他动物控制种群数量，维持生态平衡。

三、水循环与土壤养分循环

林业森林生态系统中的水循环与土壤养分循环也是维持其工作原理的重要环节。降水透过植被的蒸腾作用蒸发回大气中，形成云和降水，保持了水资源的循环和利用。同时，林地中的植物和动物落叶和粪便等有机物质分解后进入土壤，形成有机质和养分，为植被提供养分来源，促进土壤的肥沃与更新。

四、疾病与害虫防控

林业森林生态系统中的疾病与害虫对于植被的生长和健康具有重要影响，因此必须进行有效的防控。维持生态系统的健康状态，可以通过多种方法，如生物防治、物理防治和化学防治等，来减少疾病与害虫的危害。合理的防控措施可以保护植被的生长，确保森林生态系统的平衡。

五、人类活动的影响与管理

人类活动对林业森林生态系统的影响不可忽视。过度的砍伐、人为火灾等不合理的人类行为会破坏森林生态环境，加速土壤侵蚀和生态平衡的失调。因此，进行科学的森林管理是至关重要的。合理的林业经营模式、对植被和动物的科学保护和监管，都可以维护林业森林生态系统的健康发展。

第5章 森林群落结构特征

5.1 森林群落的概念

5.1.1 群落

在自然界中，任何植物都极少单独生长，几乎都是聚集成群的。植物群居在一起，在植物和植物之间就发生了复杂的相互关系。就高等植物而言，这种关系包括生存空间、各植物体对光能的利用、对水分和矿质养分的利用，植物分泌物的彼此影响，以及植物之间附生、寄生和共生的关系等。另一方面，群居在一起的植物受环境影响的同时，又作为一个整体影响一定范围的外界环境，并在其内部形成特有的“植物环境”（包括小气候和土壤）；这种“改变了的”环境又反过来影响植物的本身。因此，群居在一起的植物并非杂乱无章的堆积，而是一个有规律的组合，在环境相似的不同地段有规律的重复出现。

早在1807年，近代植物地理学的创始人Alexander Humboldt 就注意到自然界植物的这种分布规律。1890年，丹麦植物学家E.Warming在《植物生态学》一书中指出：一定的种所组成的天然群聚即群落；形成群落的种实行同样的生活方式，对环境有大致相同的要求，或一个种依赖于另一个种而生存，种与种之间关系密切。1908年俄国的地植物学家B.H.Cykaчёв将植物群落定义为：“不同植物有机体的特定结合，在这种结合下，存在植物之间以及植物与环境之间的相互影响”。

综上所述，植物群落可定义为：在特定空间或特定生境下，具有一定的植物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定的功能的植物集合体。森林群落就是具有一定树木种类组成的植物群落。

5.1.2 群落的性质

虽然生态学家们认识到生物都以多种形式的有机集群存在，但对于群落单元的划分及群落的客观实体性仍有争议。生态学界存在两派截然对立的观点，即机体论观点和个体论观点。

5.1.2.1机体论观点

机体论观点认为群落是客观存在的实体，是有组织的生物系统，像有机体和种群那样。

机体论观点把群落和有机体相比拟，强调组成群落的各个种是高度结合的，相互依存的，一个种群从其先锋阶段到稳定的顶级阶段和有机体一样有其出生、生长、成熟、繁殖和死亡，群落的这种生活史虽然是复杂的，但却是一个真实的过程。强调群落在很多方面表现为整体性，认为群落是自然单位，它们和有机体一样具有明确的边界，而且与其他群落是间断的、可分的，它们独立存在，可重复出现。 5.1.2.2个体论观点