第七章森林植被恢复与重建理论讲解.docx
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第七章森林植被恢复与重建理论讲解
第七章森林植被恢复与重建理论
一、教学内容
介绍森林类型、森林立地的概念、立地质量评价及立地类型划分的常用方法;阐明
适地适树概念、树种选择的方法;介绍密度的概念、密度的作用规律;介绍混交林的特
点、混交林的种间关系等。
二、教学目的
掌握适地适树概念、树种选择的方法;理解混交林的特点、混交林的种间关系等。
三、教学重点及难点
适地适树概念、树种选择的方法;混交林的特点、混交林的种间关系等。
四、授课方法及手段
板书
五、讲课具体内容
第七章森林植被恢复与重建理论
7.1森林类型
7.1.1森林类型的含义
森林类型就是根据森林的不同特征而对森林的划分,这些森林特征包括森林的地带
性、森林外貌特征、森林的起源、森林的结构、森林的功能和所发挥的作用。
7.1.2森林类型的划分
(1)根据森林的地带性特征划分
①热带雨林、季雨林带
这一植被带是我国最南的一个植被带,位于广东、广西、云南、西藏和台湾南部以
1
及海南岛和南海诸岛屿。
这一植被带大部分地区为海洋,陆地面积狭窄。
年平均温度约在22℃以上,没有真正的冬季。
年降水量一般在1200-2000mm,典
型土壤为砖红壤。
由于季风气候以及地形的影响,本带森林类型是多种多样的。
其中具有地带代表性
的是热带雨林和季雨林。
热带雨林在我国分布面积不大,仅见于台湾南部、海南岛东南部、云南南部和西藏
东南部。
我国热带雨林也是我国所有森林类型中植物种类最为丰富的一种类型。
在区系上与
东南亚热带雨林有一定联系,是东南亚热带雨林最北缘的一种特殊类型。
热带季雨林在我国热带季风地区有着广泛的分布。
分布区的年平均温度是20-22℃,
年降雨量一般在1000-1800mm,但有干湿季之分。
每年5-10月降雨量占全年总量的
80%,干季雨量少,地面蒸发强烈,在这种气候条件下发育的热带雨林是以阳性耐旱的
热带落叶树种为主,并且有明显的季相变化。
②亚热带常绿阔叶林带
本区域是我国面积最大的一个植被区,占全国总面积的1/4左右。
地势是西高东低,
西部包括横断山脉南部以及云贵高原大部分地区,海拔多在1000-2000m;东部包括华
中、华南大部分地区,多为200-500m的丘陵山地。
气候温暖湿润,无霜期约250-350
天。
土壤以酸性的红壤和黄壤为主。
常绿阔叶林是本带具有代表性的森林类型。
这类森林的上层是常绿阔叶树所组成,
其中以壳斗科、樟科、木兰科、山茶科、金缕梅科为主。
在林内通常都有一至数个优势
种,并常分为两个乔木亚层。
乔木以青冈属、栲属、石栎属、桢楠属、楠木属等为常见。
灌木中也多常绿种类,常见的有鹅掌柴属、冬青以及柃木属、杜鹃等。
草本中有常绿的
2
蕨类如狗脊、瘤足蕨、金毛狗和苔草等。
林内一般都有藤本和附生植物,在山地背阴或
迎风面,树干上附生的苔藓非常普遍。
我国亚热带高等植物种类特别丰富,不但具有多种区系成分而且还富有热带起源的
古老性以及含有一些特有属和孑遗种(银杏、水松、水杉、银杉、洪桐等)。
③暖温带落叶阔叶林带
本区东为辽东,胶东半岛,中为华北和淮北平原,西为黄土高原南部和渭河平原以
及甘肃的成徽盆地,大致呈东宽,西窄的三角形。
整个地区的西部高东部低,明显地可
分为山地、丘陵和平原。
山地和丘陵是落叶阔叶林的主要分布区,由于人为干扰而以次
生林为主,平原是主要农业区,天然林已不存在。
华北区的气候具有暖温带的特点,夏季炎热多雨,冬季严寒而干燥,年平均气温一
般为8-14℃。
年降水量平均在500-1000mm之间。
由于一年当中有6个月以上的温暖
天气,而降水又多集中于5-9月之间,再加受到海洋湿气的影响,这都给落叶阔叶林
的生长和发展创造了有利条件。
本地区地带性植被为落叶阔叶林,以栎林为代表。
由于热量和降水不同而引起植物
群落组成上的差异,明显地反映出纬、经向的变化。
在南部,主要建群种为麻栎、栓皮
栎等,向北则逐渐被蒙古栎和辽东栎所取代。
在近海地方蒙古栎和麻栎占优势,而离海
较远则以辽东栎和栓皮栎为主。
东部沿海各省只分布要求水湿条件较高赤松林,向西则
为比较耐旱的油松林;而华山松林只限于西部各省。
此外,在山地还可见到侧柏(石灰
岩山地)、云杉、冷杉和落叶松所组成的针叶林。
本区域内天然植物资源非常丰富,但森林的比重很少,并且多为次生林,今后本区
应以恢复森林为主,并在已有基础上大力发展经济林。
④温带针阔叶混交林区域
3
本地区包括我国东北松嫩平原以东,松辽平原以北的广阔山地,本地区范围广大,
山峦重叠,主要山脉包括小兴安岭、完达山、张广才岭、老爷岭及长白山。
本区因受日本海的影响,因而具有海洋性温带季风气候的特征。
但由于所在纬度较
高,所以年平均气温较低,表现为冬季长而夏季短。
冬季长达5个月以上,最低温度-30
—35℃。
生长期为125-150天。
年降水量一般多在600-800mm之间,由南向北逐步递减,降雨多集中在夏季(6-8月)约占全年的70-80%,对植物生长十分有利。
山地土
壤以暗棕色森林土为主。
低地则为草甸土和沼泽土。
本地区地带性典型植被是以红松为主构成的温带针阔混交林,一般称为阔叶红松
林。
这一类型在种类组成上相当丰富,针叶树种除占优势的红松外在靠南部的地区还有
沙松以及少量的紫杉、崖柏。
阔叶树种主要有紫椴、枫桦、水曲柳、黄檗、糠椴、千金
榆、核桃楸、白皮榆以及各种槭树;林下灌木和藤本有:
毛榛子、刺五加、丁香、猕猴
桃、山葡萄、北五味子等。
草本植物也有不少本地特有种如人参、山荷叶等。
上述植物
多属暖温带种类,从而使这类针阔混交林多少具有一些南方(亚热带)景色。
⑤寒温带针叶林区域
位于大兴安岭北部山地,是我国最北的林区。
本区为我国最冷的地区,年平均温度在0℃以下,冬季长达8个月。
生长期仅90-110
天,全年降水量为400-550mm,大部集中降落在7、8月。
由于温度和水分条件配合较
好有利于一些耐寒林木的生长。
本区较普遍的土类是棕色泰加林土,低洼地为沼泽土,
而且常有岛状永冻层。
由于气候条件严酷,本地区植物种类较少,代表性的植被类型是以兴安落叶松为主
所组成的明亮针叶林,主要特征是群落结构简单,林下草本植物不发达。
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落叶松林皆伐或火烧迹地,多形成各类次生阔叶林,如蒙古栎林、桦木林或山杨林
等,若再遭破坏则形成灌丛。
在山的中部如经破坏则仅形成白桦林或白桦与落叶松混交
林,并向落叶松纯林方向发展。
本地区是我国木材蓄积量较大的林区之一,落叶松生长较快,但由于这里生长期短,
且多沼泽化因而生产力并不高,今后随着森林的采伐必须大力进行更新并改造沼泽以促
进林木生长。
(2)根据森林起源划分
森林起源是指森林发生形成特点,一般分为天然林和人工林。
天然林是由于自然媒
介的作用,树木种子落在林地上发芽生根长成树木,发生形成的森林;人工林是用人工
直播造林、植苗或插条造林方式形成的森林。
森林的起源也指森林的形成方式,一般指林分的繁殖方式。
实生林:
由种子发芽成
长形成林分,主干通直,生长高大,根系良好,寿命较高,不易感染病虫害。
无性繁殖
林:
由插条,伐根萌芽、根蘖等方式形成的森林。
特点,发生快、衰老早、易感病虫害,
不宜培育大径材。
(3)根据林分的外貌特征划分①常绿林和落叶林
常绿林是由冬季不落叶的树种组成的森林,分常绿阔叶林和常绿针叶林。
落叶林是
由冬季落叶的树种组成的森林,分落叶针叶林和落叶阔叶林。
②单层林和复层林
林分中乔木树种的树冠集中在一个层次,称为单层林;林冠分为两层或两层以上的
称为复层林。
(4)根据林木的年龄划分
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①同龄林
林分中相同中林木或不同中林木的年龄一致。
一般这样的林分起源相同,林相比较
整齐,结构不是十分复杂。
②异龄林
林分中相同中林木或不同中林木的年龄不一致。
一般天然林或天然次生林形成这样
的林分。
林分的生物多样性高,结构比较复杂。
(5)根据林分的年龄划分①幼龄林:
林木的树冠郁闭前的林分。
②中龄林:
从林木郁闭到林木达到生物学成熟或工艺成熟的林分。
③成熟林:
林木达到生物学成熟或工艺成熟的林分。
④过熟林:
林木生长停止,并开始出现心腐、干梢现象。
(6)根据林木的叶形状划分①针叶林:
由针叶树种组成的林分,并且大多数树种是常绿的。
②阔叶林:
由阔叶树种组成的林分,并且大多数树种是落叶的。
(7)根据林分的组成划分
①纯林:
由单个树种组成或一个树种占林分总株数的90%以上的林分。
②混交林:
有两个或多个树种组成的林分。
7.2森林立地
7.2.1森林立地的基本概念
立地(生境)、立地条件(立地质量)、立地质量评价、立地条件类型
(1)立地:
在传统意义上是指一个地方的环境总体。
生境:
是指林木和其他活体生物生存和相互作用的空间场所。
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林学上的"立地"与生态上的"生境"内涵基本一致,一般认为,立地(site)有两层含义:
1)它具有地理位置的含义
2)它是指存在于特定位置的环境条件(生物、土壤、气候)的综合。
立地在一定时间内是不变的,而且,与生长于其上的树种无关。
(2)立地条件(sitecondition)------指在造林地上凡是与森林生长发育有关的自然环境
因子的综合,包括气候、地形、土壤、水文和植被。
立地质量(sitequality)-------指某一立地上既定森林或其他植被类型的生产潜力,包括气
候因素、土壤因素及生物因素。
一个既定的立地,对于不同树种,可能会得到不同的立地质量评价结果。
Sitecondition和sitequality在一定程度上是通用的。
(3)立地质量评价
立地质量评价:
就是对立地的宜林性或潜在的生产力进行判断或预测。
(4)立地条件类型
立地条件类型(sitetype)---指土壤养分和水分条件(或立地条件)相似地段的总称。
简称"
立地类型"或称植物条件类型。
7.2.2森林的立地因子(sitefactors)
物理环境因子:
气候、地形和土壤
森林植被因子:
指植物的类型、组成、覆盖度及其生长状况
人为因子
①气候因子
气候决定了植物赖以生存的水热条件,从而形成了植被类型的分布格局。
如我国由
北向南,形成了如下森林植被类型:
寒温带针叶林、温带针阔叶混交林、暖温带落叶阔
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叶林、亚热带常绿阔叶林、热带季雨林及雨林。
在同一热量带内由于纬度不同及大地形的干扰,水热条件还有一定差别,使得森林植
被类型的种属组成及森林的生产力上发生变化。
如:
南方的杉木地跨北、中、南三个亚热
带,生产力以中亚热带南部最高,南、北亚热带较低。
马尾松生产力则由北亚热带向南亚
热带逐渐提高。
②地形
海拔、坡向、坡度、坡位、坡型、小地形等。
在一定的区域范围内,海拔的升高可使温度降低,蒸发量减少,无霜期缩短,降水量
以及大气、土壤湿度增加,从而可能使土壤肥力提高,植被生长茂密或植被类型发生更替
等。
a.海拔
低山500-1000m
中山1000-2000m
高丘300-500m
低丘100-300m
平原岗地100m以下
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b.坡向
坡向对光和热起了再分配作用,从而影响了水分至养分南向(阳坡)光强、温暖而干燥
北向(阴坡)光弱,冷凉而湿润
c.坡度
0-5o6o-15o16o-25o26o-35o36o-45o>46o
平坡缓坡斜坡陡坡急坡险坡
坡度级不同,整地方法,抚育措施不同
d.坡位:
上部下部中部山脊山谷
e.坡长:
长坡500m;中坡250-500m;短坡250m
③土壤
海拔与土壤关系:
红壤500m以下;黄红壤500-800m;山地黄壤:
800-1000m;
山地黄棕壤:
1000m以上;山地草甸土:
1000m以上的山顶
土壤厚度:
厚层100cm以上;中厚层80-100cm;中层40-80cm;薄层<40cm
腐殖质层:
厚>20cm,中10-20cm,薄<10cm
④植被
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从东北的兴安落叶松林、红松阔叶林到华北的松栎针阔混交林,到南方的常绿阔叶
林等森林植被类型是组成地理景观的主要成分。
从树种分布讲,红松代表温带湿润地区的树种;油松代表暖温带耐旱树种;马尾松、
杉木则代表喜湿热的亚热带树种
生态适应幅度窄的指示植物:
蕨菜生长茂盛指示宜林地生产力高;马尾松、茶树、
映山红、油茶指示酸性土壤;黄连木、杜松、野花椒等指示土壤中钙的含量高;柏木、
青檀、侧柏天然林生长地母岩多为石灰岩;仙人掌群落指示土壤贫瘠和气候干旱
⑤水文
包括地下水深度和季节变化,地下水的矿化度及其盐分组成,有无季节性积水及其
持续期等。
在平原地区的一些造林地,水文起着很重要的作用,水文因子成为主要考虑的因子
之一。
在山地的立地分类则一般不考虑地下水位问题。
⑥人为活动
不合理的人为活动,如取走林地枯枝落叶,严重开采地下水,会使立地劣变。
发生
土壤侵蚀,降低地下水位。
7.2.3森林立地质量评价
森林立地质量评价方法可以概括为直接评价和间接评价。
直接评价法:
指直接利用林分的收获量和生长量的数据来评定立地质量,如地位指数法,
树种间地位指数比较法,生长截距法等。
间接平价法:
指根据构成立地质量的因子特性或相关植被类型的生长潜力来评定立地质
量的方法。
如测树学法,指示植物法等。
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7.2.4森林立地分类
7.2.4.1森林立地分类的途径
植被因子途径:
利用林木生长效果(地位级或地位指数)和植被各种性质特征区别立地类
型,鉴定立地质量。
地位级----以林分平均树高和年龄的关系制定,反映出林地生产力的相对等级。
前苏联、
东欧,我国50年代应用
地位指数----树种在某一定基准年龄时的优势木平均高或几株最高树木的平均高(也称上
层高)。
欧美、日本、我国70年代应用
环境因子途径:
利用土壤和地形变量来直接预测森林生产力。
以立地指数为因变量,一
系列立地因子为自变量建立起多元回归方程,以揭示预测的机制,用于立地分类。
综合多因子途径:
通过对气候、土壤、地形、植被的综合研究,划分立地类型或立地
单元。
7.2.4.2森林立地分类的依据
地形、土壤、植被、水文等立地因子的差异。
在一定的地区内划分立地条件类型,应该依据多因子的综合,其中主要依据主导地
形因子和土壤因子,还要以植被作参考,以林木生长状况作验证。
7.2.4.3森林立地分类系统
(1)詹昭宁等人在《中国森林立地分类》中提出的系统。
其立地分类的主要依据包括立地基底(母质、母岩)、立地形态结构(大地形地貌、
山地、河谷及小地形)、立地表层特征(土壤及其特征)和生物气候条件等4个方面。
将立地区划和分类单位组成同以分类系统,划分为6级,即:
立地区域(SiteArea)
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立地区(SiteRegion)
立地亚区(SiteSub-Region)
立地类型小区(SiteTypeDistrict)
立地类型组(GroupofSiteType)
立地类型(SiteType)
(2)张万儒、蒋有绪等人在《中国森林立地》中提出的系统。
该系统其高级单位的分类依据为大气候、大地貌和社会经济发展状况;中低级分类
单位以地形、土壤、植被、水文等因素为分类依据。
0级森林立地区域
1级森林立地带
2级森林立地区;森林立地亚区
3级森林立地类型区
森林立地类型亚区
森林立地类型组
4级森林立地类型
森林立地变型
7.2.4.4森林立地类型的划分方法
森林立地类型是森林立地分类系统中的最基本的分类单位。
1.主导因子法
直接按主导因子分级和组合来划分。
适合于无林、少林地区以及森林破坏严重区。
简单明了,易于掌握。
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2.生活因子法----按水分、养分来划分。
影响林木生存(生命)的因子,如光,水、CO2
一般不易直接测定,且划分标准较难掌握,但能反映因子较全面,生态意义较明显。
3.立地指数法
森林生产能力,树高生长就可反映出来,同树种同年龄的林木,山顶者低矮、山腹
地中庸,愈向下林木愈高,原因----土地生产力有差别。
立地指数-----在林业上用地位级表示生产力的等级。
分成5级:
高低,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、
Ⅳ、Ⅴ表示。
用某个树种的立地指数来说明林地的立地条件,
7.3适地适树与树种选择
7.3.1适地适树
7.3.1.1适地适树的含义
所谓适地适树就是指在造林工作中,努力使造林树种的生物学、生态学特性与立地
条件之间达到和谐统一。
7.3.1.2适地适树的评价标准
评价适地适树的标准主要采用通用的定性、定量的评价方法。
(1)定性标准
①成活的标准指在技术得到的情况下,林木不受任何限制的成活。
②成林的标准是指到达一定的年龄后,林木如期郁闭。
③成材的标准是指到达一定的年龄后,林木具有正常的高度和粗度。
④稳定性是指从栽植到主伐更新的时间内,林木不因病虫害或气候波动的影响而大
量死亡。
(2)定量标准
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①利用立地指数评价适地适树
立地指数可以作为衡量林木生长状况的指标。
采用立地指数评价适地适树时,可以
根据林学知识和栽培经验确定一个适宜值表示适应性。
②根据平均采集生长量评价适地适树
评价树木是否达到适地适树最直接的方法是林木的生产力的指标,即林木的生长量
和林木的蓄积量。
采用这种方法可以明确知道不同立地条件下、不同树种的生产力,这样可以在造林
中,根据对木材的不同需要,有针对性地选择树种造林。
但这种评价方法的缺点是要有
足够长的观测时间才能收集到各种树种的生产力资料,对于长寿命树种来说,做到这一
点十分不容易。
7.3.2适地适树的途径和方法
7.3.2.1适地适树的途径
(1)选择的途径①选树适地
是指在确定造林地以后,选择合适的树种进行造林。
这是最普遍和最多用的途径。
②选地适树
是指确定了造林树种,寻找与之相适应的造林地。
一般情况下是新树种引进所采用
的方法。
(2)改造的途径①改树适地
是指在树木与立地不想适应的情况下,通过对树木的改造,使之与立地相适应。
选种、育种途径是利用树木的个体之间的差异进行杂交或选育等,提高树木的适应
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性。
引种驯化途径是通过循序渐进的方法及科学锻炼的方法,使林木有适应区逐步向不
适应区过渡。
②改地适树
主要是通过土壤管理措施,改变造林地的某些立地条件,使之与树种相适应。
包括
整地、施肥、灌水等。
在所有的途径中,以改树适地为最主要的途径。
7.3.3树种选择的原则与方法
7.3.3.1树种选择的意义
造林树种选择适当与否,是造林工作成败关键之一。
造林树种选择得当,成活率高,
生长快,郁闭早,产量高。
反之,造林树种选择不当,成活率低,生长慢,郁闭晚,产
量低。
即徒劳费工,浪费种苗和资金。
即使能成活,人工林也可能长期生长不良,难于
成林成材,造林地潜力长时间内不能充分发挥,也起不到森林的防护及美化作用。
如"
小老头林"即慢生低产,树干扭曲,过早结实,枝桠丛生。
7.3.3.2造林树种选择的原则
(1)适地适树的原则
适地适树是林业工作者应该遵循的第一原则。
是把林木的生物学、生态学特性与立地条件相协调。
需要对立地特性和林木的特性
作全面的了解。
使林分形成相对稳定的生态系统。
(2)经济性原则
为提高造林者的积极性和经济效益,在树种选择上,应该考虑树种的经济性状。
即
在达到适地适树的基础上,如果有许多树种均适合造林,要选择经济价值高的树种。
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(3)生物多样性原则
造林时尽可能的保持物种的多样性。
造林时,可以考虑多树种混交。
在不影响目的
树种成活的前提下,可以在造林地尽量保持其他植物的种类和数量。
7.3.3.3不同林种对造林树种的要求
(1)用材林对树种的要求①速生性
目前,由于我国实行了天然林保护工程,而国民经济的迅速发展需要大量的木材,
所以我国最需要大面积发展人工林。
人工造林中,对树种速生性的要求是当今的发展趋
势。
②丰产性
丰产性是指在采伐时,单位面积的蓄积量高。
一般情况下,林木的速生性和丰产性
之间是有关系的,如:
其一,既速生有丰产,大对树树种属于这种情况。
其二,速生不
丰产,少数树种单株生长较快,一旦郁闭成林,生长就迅速下降,丰产性差。
其三,丰
产不速生,有的树种属于此类,成熟后单位面积的蓄积量很大,但需要的时间太长。
③优质性
林木的优质性体现在两个方面:
外部形态和内部材性。
外部形态特征:
树高通直圆满、枝下高高、枝下高以下部位无结疤、无虫孔、木材
洁白等。
内部材性特征:
抗压、抗拉、抗冲击、美丽的花纹、耐腐蚀、木质素和木纤维的含
量、纤维的长度等。
(2)经济林对树种
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