第7章森林生态系统组成与结构

森林生态系统的格局与过程生态系统是典型的复杂系统，森林生态系统更是一个复杂的巨系统。

森林生态系统具有丰富的物种多样性、结构多样性、食物链、食物网以及功能过程多样性等，形成了分化、分层、分支和交汇的复杂的网络特征。

认识和揭示复杂的森林生态系统的自组织、稳定性、动态演替与演化、生物多样性的发生与维持机制、多功能协调机制以及森林生态系统的经营管理与调控，需要以对生态过程、机制及其与格局的关系的深入研究为基础，生态系统的格局和过程一直是研究的重点，是了解森林生态系统这一复杂的巨系统的根本，不仅需要长期的实验生态学方法，更需要借助复杂性科学的理论与方法。

森林生态系统的组成与结构的多样性及其变化，涉及从个体、种群、群落、生态系统、景观、区域等不同的时空尺度，其中交织着相当复杂的生态学过程。

在不同的时间和空间尺度上的格局与过程不同，即在单一尺度上的观测结果只能反映该观测尺度上的格局与过程，定义具体的生态系统应该依赖于时空尺度及相对应的过程速率，在一个尺度上得到的结果，应用于另一个尺度上时，往往是不合适的。

森林资源与环境的保护、管理与可持续经营问题主要发生在大、中尺度上，因此必须遵循格局－过程－尺度的理论模式，将以往比较熟知的小尺度格局与过程与所要研究的中、大尺度的格局与过程建立联系，实现不同时空尺度的信息推绎与转换。

因此，进入20世纪90年代以来，生态学研究已从面向结构、功能和生物生产力转变到更加注重过程、格局和尺度相关性。

1 相关概念1.1 格局在生态学中，格局一词早期多用于种群生态学，主要是对种群分布格局的描述，如聚集分布、随机分布、离散分布、均匀分布等。

随着景观生态学的诞生与发展，格局一词在景观生态学中被广泛应用。

景观生态学中的格局是指空间格局，包括景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置，不同类型的缀块可在空间上呈聚集分布、随机分布、均匀分布等。

对于森林生态系统而言，除水平格局之外，还包括垂直格局，即植物体的垂直配置。

《森林生态学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：森林生态学（英文）：Forest Ecology课程编号：14241001课程学分：3.5课程总学时：56学时课程性质：专业基础课二、课程内容简介本课程主要内容包括光、温、水、气、土、火等生态因子对森林植物的影响，森林种群的基本特征及其变化规律，森林群落的基本特征和演替规律，森林群落的分类及地理分布，森林生态系统的基本概念，森林生态系统的能量流动和养分循环的基本规律，森林生态效益评价和生物多样性保护原理，全球变化与森林生态系统的关系，生态系统恢复的基本原理等。

本课程包括课堂教学和综合实习两个教学环节。

通过本课程的学习，要求学生掌握森林生态学的基本理论和基本技能，能够应用森林生态学的基本理论分析林业生产和生态环境中的实际问题，并能运用森林生态学的基本方法，提出解决这些问题的可能途径和基本措施。

三、教学目标与要求森林生态学是林学专业的专业基础课，是森林经理学、营林学、森林保护学等专业课程的基础。

通过本课程的学习，要求学生掌握森林植物的生长发育与其生态因子关系的基础知识，能够针对林业生产实践中存在的相关问题提出可行的解决方案；掌握森林生态系统的形成、演变和分布规律的基本理论，能够针对不同类型的森林生态系统，提出其经营管理的方法和途径；认识森林生物多样性的基本原理，能够针对不同类型森林和流域的性质特征，提出其开发管理和综合治理的生态学思想和基本策略。

四、教学内容与学时安排绪论（2学时）1.教学目的与要求：通过学习，要求学生了解生态学的发展趋势和现代林业的基本内涵，理解森林及林分的基本概念，掌握森林生态学研究的内容、任务和研究趋势。

2.教学重点与难点：森林生态学研究的内容，现代林业的基本内涵。

习题要点：森林生态学的概念；现代生态学产生的背景；森林生态学的研究内容。

第一章森林与环境（16学时）1. 教学目的与要求：通过学习，要求学生了解森林与环境的概念，理解生态因子作用的一般特征，掌握森林植物与不同生态因子之间的相互关系。

一、名次解释1.生态趋同：不同种类的植物生长在相同的环境条件下，受主导因子的长期作用，产生相同或相似的适应方式。

2.食物链：通过一系列取食和被食的关系而在生态系统中传递，各种生物按取食和被食的关系而排列的链状结构。

3.生态入侵：指由于人类有意识或无意识把某种生物带入适宜栖息和繁衍地区，种群不断扩大，分布区逐步稳步的扩展，这个现象叫生态入侵。

4.群丛：凡是层片结构相同各层片的优势种或共优种相同的植物群落。

5.生态需水：为维持植物正常生长发育所必需的体外环境而消耗的水。

主要用来调节大气温度和湿度。

4.森林生态系统一般由哪几部分组成，每一部分在生态系统中的功能作用如何？答：森林生态系统一般包括森林植物、动物、微生物及无机环境四部分（4分）。

森林植物吸收太阳辐射进行光合作用，制造干物质及贮存能量；动物取食植物或其他动物,进行物质与能量的传递；微生物将有机物分解为无机物质，并将其归还到无机环境中，供再次利用（1.5分）；无机环境提供森林生态系统中各种生物所需的能量、物质（1.5分）。

6.简述旱生植物有哪些与干旱环境相适应的形态及生理特征？答：形态特征包括：根系发达；叶子变小或变厚；叶细胞小，细胞壁增厚；气孔变小，排列更紧密，深陷；叶面被毛；角质层加厚；栅栏组织发达，海绵组织不发达；细胞间隙变小.生理特征包括：含糖量高，淀粉与糖的比率降低；细胞液浓度大，渗透势低；原生质透性高；单位叶面积光合作用速率高；对萎蔫的抵抗力强；开花结实早；寿命长等7.简述种群生态对策理论在森林经营中的指导作用？答：生态对策是指在漫长的进化过程中，自然选择在物种进化策略上产生的不同选择，它是物种对生态环境的总的适应策略。

对不同森林植物及动物种群的生态对策进行分析有利于我们在森林生产中采取合理及有效的经营措施（4分）。

在森林病虫害防治中，数量在短期内急剧增加的害虫往往是r对策种，它们的扩散能力强，容易造成极大的危害，控制该类害虫的有效手段是喷洒农药，或选择更为极端的r对策种实行生物防治；而K对策种增长率低，个体大，数量增加缓慢，造成损失一般较小，对于此类害虫可使用改变害虫稳定环境的方法（3分）。

森林的生态系统森林是地球上最为广袤和多样化的生态系统之一。

它们是由树木、植物、动物和微生物组成的复杂交互作用网络。

森林提供了许多生态服务，包括氧气产生、碳封存、水循环调节和生物多样性维护。

本文将介绍森林的生态系统结构、功能，以及对人类和环境的重要性。

一、森林的生态系统结构森林的生态系统结构包括四个主要组成部分：森林植被、动物群落、土壤和微生物。

在森林植被中，不同种类的树木构成了林冠、林下和林地层。

林冠由大型乔木组成，林下由矮小的灌木植物和藤蔓构成，而林地层则由地被植物、草本植物和苔藓组成。

这些层次不仅提供了丰富的栖息地，还形成了森林的空间纵深结构。

动物群落是森林生态系统的另一个重要组成部分。

森林中存在着各种不同类型的生物，包括鸟类、兽类、爬行动物、两栖动物和昆虫等。

它们之间形成了复杂的食物链和食物网，构建了森林生态系统的动态平衡。

土壤是森林生态系统中的关键部分。

森林土壤富含有机质和微生物，在水分保持、养分循环和植物生长等方面发挥着重要作用。

森林土壤通常分为表土层、次表土层和深层土壤，每一层都承担着不同的功能。

微生物是森林生态系统中令人瞩目的组成部分。

它们包括细菌、真菌和其他微生物。

微生物在分解有机物、氮固定和养分循环等方面发挥着关键作用。

它们与植物根系形成了共生关系，促进了植物生长和健康。

二、森林的生态系统功能1. 碳封存与气候调节森林通过光合作用吸收大量二氧化碳，将其转化为有机物质，并储存于树木和土壤中。

这使得森林成为重要的碳汇，有助于缓解全球气候变化。

此外，森林通过蒸腾作用释放水蒸气，调节气候和水循环。

2. 生物多样性维护森林是地球上最为丰富的生物多样性之一。

它们提供了各种栖息地和食物资源，为众多动植物提供繁衍生息的条件。

同时，森林还对外来物种入侵具有天然屏障作用，维护了生态系统的完整性。

3. 水资源保护森林树木的根系可以有效地吸收和保持水分，减少水土流失和洪水的风险。

此外，森林还可以过滤水体中的污染物质，维护水质清洁。

《森林生态学》考研大纲第一章 绪论了解森林生态学的发展简史和内容、任务。

了解森林生态学与各专业的关系，如何学好森林生态学？第二章森林与环境1.森林、环境的概念与类型基本概念：森林、环境、森林环境了解环境的类型2.生态因子作用了解生态因子的分类，掌握生态因子与环境因子的区别及其作用的基本规律3 光因子基本概念：光补偿点、光饱和点、耐荫树种、喜光树种、长日照植物、短日照植物、中日照植物重点掌握内容：太阳辐射光谱和辐射强度的生态效应和光周期现象以及光因子在森林生态中的重要性。

了解内容：太阳辐射特性及时空变化。

4. 温度因子基本概念：最适温度、积温、寒害、冻害、冻拔、生理干旱、根颈灼伤。

重点掌握内容：温度对植物的影响、温度与植物分布的关系。

了解内容：温度的时间和地理变化、温度因子在森林生态中的重要性。

5. 水分因子基本概念：水生植物、中生植物、旱生植物。

重点掌握内容：植物对水分过多和不足的适应、森林的水分平衡、森林对降水的影响、水分和森林生态的关系。

了解内容：不同形态水及其生态意义、水分条件对植物分布和产量的影响。

6.土壤因子基本概念：凋落物层、半腐层、腐殖层、细根周转。

重点掌握内容：森林土壤的成土因素，林木根系与土壤物理、化学性质的关系、土壤的生态意义以及森林经营对土壤的影响。

了解内容：土壤的物理性质和化学性质、土壤肥力。

7. 风因子重点掌握内容：掌握风对植物的影响和植被对风的作用。

了解内容：风的时间和空间的变化 、风对森林生态的重要性。

8 火因子和地形因子重点掌握内容：火对植物的影响和植物的适应和地形因子的生态意义。

了解内容：火的类型和发生条件、火对土壤影响、森林火灾的等级划分；地形概念。

第三章 森林种群基本概念：种群、种群密度、生命表 、种群调节、种群的生态对策。

重点掌握内容：种群的基本特征、种群的增长模型、非密度制约因素和密度制约因素、林分种群调节理论、种群的各种生态对策以及种群生态在森林经营中的重要性。

第7章森林生态系统组成与结构生态系统就是生物群落+环境，它是由于不断进行着的物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。

生态系统包括生产者、消费者、分解者和非生物环境四大基本成分。

因此，生态学也是研究生态系统组成结构和功能的科学。

7.1 生态系统的基本概念7.1.1 生态系统的基本概念系统（system）是指彼此间相互作用、相互依赖的事物有规律地联合的集合体，是有序的整体。

一般认为，构成系统至少要有3个条件：（1）系统是由许多成分组成的；（2）各成分间不是孤立的，而是彼此互相联系、互相作用的；（3）系统具有独立的、特定的功能。

生态系统（ecosystem）就是在一定空间中共同栖居着的所有生物（即生物群落）与其环境之间由于不断地进行物质循环和能量流动过程而形成的统一整体。

地球上的森林、荒漠、湿地、海洋、湖泊、河流等，不仅它们的外貌有区别，生物组成也各有其特点，生物和非生物构成了一个相互作用、物质不断地循环、能量不停地流动的生态系统。

生态系统这个概念是由英国生态学家坦斯利（Tansley，1936）提出。

他认为，“更基本的概念是……完整的系统（物理学上所谓的系统），它不仅包括生物复合体，而且还包括人们称为环境的全部物理因素的复合体。

……我们不能把生物从其特定的、形成物理系统的环境中分隔开来。

……这种系统是地球表面上自然界的基本单位。

……这些生态系统有各种各样的大小和种类。

”因此，生态系统这个术语的产生，主要在于强调一定地域中各种生物相互之间、它们与环境之间功能上的统一性。

生态系统主要是功能上的单位，而不是生物学中分类学的单位。

前苏联生态学家苏卡切夫（1944）所说的生物地理群落（biogeocoenosis）的基本含义与生态系统概念相同。

生态系统思想的产生不是偶然的，而是有其一定的历史背景。

7.1.2森林生态系统的基本概念森林生态系统概括的讲，它是一个由生物、物理和化学成分相互作用、相互联系非常复杂的功能系统。

农林科研谈森林生态系统的组成和结构于剑锋（柳河县安口镇林业站，吉林柳河135300）森林生态系统是森林群落与其环境的功能流的作用下形成一定结构、功能和自调控的自然综合体,由于其所占面积非常大,所以森林生态系统是陆地生态系统中非常重要的自然生态系统。

生态系统有四个主要的组成成分。

即非生物环境、生产者、消费者和分解者。

1生态系统的组成和结构1.1非生物环境非生物环境包括参加物质循环的无机元素和化合物、联系生物和非生物成分的有机物质(如蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等)和气候或其他物理条件(如温度、压力)。

1.2生产者生产者是指能利用简单的无机物质制造食物的自养生物,主要包括所有绿色植物、蓝绿藻和少数化能合成细菌等自养生物。

生产者通过光合作用不仅为本身的生存、生长和繁殖提供营养物质和能量,而且它所制造的有机物质也是消费者和分解者唯一的能量来源。

生产者是生态系统中最基本和最关键的生物成分。

太阳能只有通过生产者的光合作用才能源源不断地输入生态系统,然后再被其他生物所利用。

1.3消费者消费者不能从无机物质制造有机物质,而是直接或间接地依赖于生产者所制造的有机物质,因此属于异养生物。

消费者归根结底都是依靠植物为食。

直接吃植物的动物称为植食动物,又称为一级消费者;以植食动物为食的动物称为肉食动物,也称为二级消费者,如食野兔的狐和猎捕羚羊的猎豹等;以上还有三级消费者、四级消费者、直到顶位肉食动物。

消费者也包括那些既取食植物也取食动物的杂食动物,有些鱼类是杂食性的,它们取食水藻、水草,也取食水生无脊椎动物。

食碎屑者也应属于消费者,它们的特点是只取食死的动植物残体。

消费者还应当包括寄生生物。

寄生生物靠取食其他生物的组织、营养物和分泌物为生。

主要指以其他生物为食的各种动物,包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。

1.4分解者分解者是异养生物,它们分解动植物的残体、粪便和各种复杂的有机化合物,吸收某些分解产物,最终能将有机物分解为简单的无机物,而这些无机物参与物质循环后可被自养生物重新利用。

森林生态学森林生态学是对森林生物群落及其环境因素相互作用的科学研究。

森林是地球上最大的陆地生态系统之一，它扮演着重要的生态功能和经济功能，是全球生态环境和资源保护的重要组成部分。

因此，建立一个健康完整的森林生态系统非常重要。

本文将介绍森林生态学的相关内容。

一、森林生态系统的组成森林生态系统由森林生物群落和生态环境两个方面组成。

生物群落是指一个森林区域内所包含的各种植物和动物以及它们之间的相互作用关系。

生态环境是指森林内的环境元素，包括非生物元素如土壤、水和光照等，以及生物元素如微生物、地衣、真菌等。

森林中的生物群落非常复杂，有很多层次，从地面上的草本植物到高大的树木和树冠，再到森林底层的土壤和岩石。

不同层次的植物和动物之间存在着复杂的生态关系，它们通过食物链、食物网和共生现象相互影响。

同样，不同层次的环境因素如气温、光照、土壤等对生态系统的影响也非常复杂，它们直接或间接地影响着森林生物群落的组成、结构、生态功能等。

二、森林生态学的研究领域森林生态学的研究领域非常广泛，包括植物组成与结构、植物的生理生态学、生态位和生态分布、环境因子及其对生物群落的影响、生物多样性、森林碳循环和森林管理等方面。

1.植物组成与结构森林中的植物群落是复杂的，它们的组成和结构对生物群落的整体生态功能有重要的影响。

因此，研究不同地域不同类型森林内的植物组成和结构，对于森林生态系统的管理和保护具有非常重要的意义。

2. 植物的生理生态学森林植物的生理生态学研究是探讨植物适应环境变化和生存的生命状况。

它涉及到植物生长、光合作用、水分利用效率等方面的内容。

这些因素对森林的生态环境和生物群落产生了直接的影响。

3.生态位和生态分布生态位是指在一定环境条件下各个生物种群的存在空间和生存条件，它是生物种群之间相互作用关系的基础。

生态分布也是不同种群在生态位中的地位、影响力和竞争能力。

森林生态学研究不同生物种群的生态位和生态分布，可以帮助我们深入了解森林中不同物种之间的相互作用关系。

第二章森林与环境1.叶片适光变异：叶片的形态结构、生理特征往往产生适应光的变异。

2.光周期现象的作用：植物主要是诱导花芽形成和转入休眠，动物主要是调整代谢活动和进入繁殖期。

3.陆生植物有湿生、中生、旱生4.林内雨量：滴落量、茎流量、穿透雨量之和称为林内雨量。

5.土壤：岩石圈表面能够生长植物的疏松表层。

6.根瘤是一种根瘤细菌，从根毛浸入后发育成瘤状物。

7 根菌是土壤中真菌与树木根系的共生体。

8 说明树种耐荫性的鉴别途径和影响因素。

A林冠下能否完成更新过程和正常生长B根据树种光补偿点和光饱和点影响取决于树龄、气候、土壤等。

9 试述树种耐寒性和抗高温性的机理。

形态方面，植物的芽及叶片经常有树脂类物质保护。

生理方面，减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂类和色素物质来降低植物的冰点。

10 森林对土壤的影响森林土壤含有大量依赖于森林生存的土壤生物；影响土壤肥力的变化；根系可防止水土流失。

第三章种群及其基本特征1 生态密度：分布局中最适生长的区域的个体数量。

2 生态出生率：指种群在单位时间内产生新个体数占总个体数的比率。

3 动态生命表：根据对同年出生的所有个体存活数目进行动态监测的资料编制而成的生命表。

4 静态生命表：根据某一特定时间对种群作一年龄分布的调查。

5种群有哪些重要的特征种群密度、种群的空间结构、年龄结构和性比、种群的出生率和死亡率。

6 比较r-选择和k-选择的主要特征k-对策种群竞争性强，数量较稳定，一般稳定在k附近，大量死亡或导致生境退化的可能性较小，但一旦受危害造成种群数量剧烈下降。

R-策略死亡率甚高，但高r值使种群能迅速恢复。

第四章群落种内与种间关系1 种内竞争与种间竞争有何异同点不同点：种内竞争：同种个体间利用同一资源而发生的相互妨碍作用.种内竞争的实质是密度效应.种内竞争通常较种间竞争激烈.种间竞争：具有相似要求的物种,为了争夺有限的空间和资源,各方面都力求抑制对方,结果给双方带来不利影响,谓之竞争.相同点：都是为了争夺同样有限资源和空间,给双方带来不利影响.2什么是竞争排斥原理？举例两个对同一资源产生竞争的种，不能长期在一起共存，最后导致一个种占优势，一个种被淘汰。

概念编辑森林生态系统（Forest Ecosystem）是以乔木为主体的生物群落（包括植物、动物和热带雨林生态系统微生物）及其非生物环境（光、热、水、气、土壤等）综合组成的生态系统。

是生物与环境、生物与生物之间进行物质交换、能量流动的自然生态科学。

2内容编辑森林生态系统分布在湿润或较湿润的地区，其主要特点是动物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于稳定的状态。

森林中的植物以乔木为主，也有少量灌木和草本植物。

森林中还有种类繁多的动物。

森林中的动物由于在树上容易找到丰富的食物和栖息产所，因而营树栖和攀缘生常绿阔叶林生态系统活的种类特别多，如犀鸟、避役、树蛙、松鼠、貂、蜂猴、眼镜猴和长臂猿等。

森林不仅能够为人类提供大量的木材和都中林副业产品，而且在维持生物圈的稳定、改善生态环境等方面起着重要的作用。

例如，森林植物通过光合作用，每天都消耗大量的二氧化碳，释放出大量的氧，这对于维持大气中二氧化碳和氧含量的平衡具有重要意义。

又如，在降雨时，乔木层、灌木层和草本植物层都能够截留一部分雨水，大大减缓雨水对地面的冲刷，最大限度地减少地表径流。

枯枝落叶层就像一层厚厚的海绵，能够大量地吸收和贮存雨水。

因此，森林在涵养水源、保持水土方面起着重要作用，有“绿色水库”之称。

3组成编辑地球上森林生态系统的主要类型有四种，即热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林和北方针叶林。

是陆地上生物总量最高的生态系统，对陆地生态环境有决定性的影响。

4格局过程编辑生态系统是典型的复杂系统，森林生态系统更是一个复杂的巨系统。

森林生态系统具有丰富的物种多样性、结构多样性、食物链、食物网以及功能过程多样性等，形成了分化、分层、分支和交汇的复杂的网络特征。

认识和揭示复杂的森林生态系统的自组织、稳定性、动态演替与演化、生物多样性的发生与维持机制、多功能协调机制以及森林生态系统的经营管理与调控，需要以对生态过程、机制及其与格局的关系的深入研究为基础，生态系统的格局和过程一直是研究的重点，是了解森林生态系统这一复杂的巨系统的根本，不仅需要长期的实验生态学方法，更需要借助复杂性科学的理论与方法。