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森林生态学第四章森林物质环境的知识内容有水的生态作用及生物的适应、森林土壤环境、森林大气环境，希望梳理的内容对你有所帮助！
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四、森林物质环境
水的生态作用及生物的适应
水的生态作用
水是生物生存的必要条件
1.水是植物的主要组成部分，是新陈代谢必不可少的物质和媒介
2.水是地球上所有有机体的内部介质，是任何生物体都不可缺少的重要组成部分
3.水是有机体生命活动的基础，是生物新陈代谢过程中的重要原料
4.生物的新陈代谢是以水为介质进行的
5.水能保持植物的固有姿态
6.水的热容量很大，为生物创造了一个相对稳定的温度环境
7.土壤的含水量对植物的生长也有最高、最适和最低三个基点
8.水对陆生生物的热量调节和热能代谢具有重要意义
不同形态水的生态作用
降雨的生态作用
1.年降水量决定了植被类型的分布
2.雨量年际变率对植物有重要的影响
3.降雨的季节分配对植物的不同发育阶段有重要的影响
4.降水强度的不同决定着植物受影响的程度和对雨水利用的有效性
固态水的生态作用
雪、雪凇、雾凇、雨凇：补充土壤水分；也易造成大面积的折干或折枝的危害
气态水的生态作用
空气湿度降低：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
空气湿度过大：易于菌类传播而引起病害
水对森林生物生长发育的影响
水对植物生长发育的影响
在根吸收水和叶蒸腾水之间保持适当的平衡是保证植物正常生活所必需的
不同种类的植物需水量不同
水对动物生长发育的影响
水不足时，可以引起动物的休眠或滞育
许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关
水对森林分布的影响
平均年降水量与植被的分布
大区域的植被类型与气候密切相关，植被的外貌随降水多少和温度高低而改变
水条件不同的邻接地区分布着不同的树种
湿润度与植被分布
一个地区的气候湿润程度（W）：W=P/E (P:平均年降水量;E:潜在蒸发量）
只有在W接近或大于1的地区才有森林分布，W<1的地区会出现草园和荒漠
干燥度与植被分布
森林干燥度公式
K<1时；气候湿润，自然植被为森林
1.0<K<1.5时；半湿润气候，为森林草原地区
K>1.5时；为半干旱、干旱地区，自然植被属草原和荒漠
局部地域水条件梯度对群落类型和树种分布的影响
主要反映在群落类型、群落中物种的优势度变化等结构指标上
森林对水的适应
森林植物对水的适应
水生植物
沉水植物
狸藻、金鱼藻、黑藻
浮水植物
凤眼莲、浮萍、无根萍、睡莲、眼子菜
挺水植物
芦苇、香蒲、唐菖蒲
陆生植物
湿生植物
蕨类、兰科植物、落羽杉、水松、柳
中生植物
绝大部分陆生植物
旱生植物
仙人掌科植物、部分松柏科植物
森林动物对水的适应
水生动物对水的适应
渗透压调节：通过体表组织弥散、粪便、尿液的排出
陆生动物对水的适应
生理、形态结构、行为上的适应
森林对水的影响
森林的水分平衡
植被对降水的再分配和树冠截留
林内降水量=滴落量+径流量+透冠雨量
林外降水量=林冠上部降水量
树冠截留量=林外降水量-林内降水量
入渗土壤的水
死地被物层（枯落物层）：其截流量受森林种类、林龄影响
蒸发散
林木蒸腾：水、热条件优越的地带，森林蒸腾非常强烈
林地地面蒸发：林内地表温度高于近地面的气温，土壤水分会变成水汽散放于大气
林冠截流水的蒸发
地表径流
林内死地被物能吸收大量降水，使地表径流有所减少
森林土壤疏松、空隙多、富含有机质和腐殖质、有利于水被土壤吸收和入渗
森林对降水的影响
森林有增加降水的作用
水平截留
增加当地和下风区的降水
降水通过林冠后营养元素的变化
林内雨含有较多的营养
林内降水的净淋溶量
化学物质：净淋溶量=净穿透输入+净径流输入
森林的净化水质作用
森林土壤环境
土壤物理性质对森林的影响
土壤母质和土壤厚度
土壤母质
由母岩风华形成，决定和影响着土壤的物理性质和化学形状
不同的母岩影响着森林树种的优势程度
土壤厚度
是决定植被尤其是森林生产力的重要因素
影响着土壤水分、养分的贮量和植物根系的分布范围
影响着林木的生长和森林组成结构
土壤质地和结构
土壤质地
沙土、壤土、黏土
土壤结构
微团粒结构
团粒结构
比团粒结构更大的各种结构
土壤中的水分和空气
水分
水分不足：影响幼苗的存活与树木的生长发育，使森林生产力降低；同时也威胁着动物的生存
水分过多：使土壤缺乏O2而提高CO2的含量，阻碍根呼吸和养分吸收，从而使根系腐烂；降低土壤肥力；易导致土壤动物的发育和生殖，严重时造成大量死亡
空气
O2浓度低，CO2浓度高
土壤通气不良会抑制好气性微生物，减缓有机质的分解活动
土壤温度
可以直接影响植物种子的萌发和实生苗的生长
对植物根系的生长和呼吸能力有很大的影响
影响着植物的吸水力和水分在土壤中的黏滞性
土壤化学性质对森林的影响
土壤酸碱度
取决于母岩的化学成分和不同地理带上土壤形成过程的特点
对土壤养分的有效性有重要影响
通过影响微生物的活动从而影响植物的生长
森林群落的种类组成和结构影响土壤的pH
对土栖动物区系及其分布的影响极大
土壤中的无机元素
大量元素：N、P、K、S、Ga、Mg、Fe; 微量元素：Mn、Zn、Cu、Mo、B、CI
影响植物的正常生长和发育
影响动物的分布和数量
依据树木对无机元素的适应不同
耐瘠薄树种
不耐瘠薄树种
一般根据树木对无机元素的吸收状况来说明其养分的需要量，通常采用的方法有：
观察自然界中各树种所生长的土壤条件，从而确定其对养分的需求
通过土壤施肥实验，确定树种同土壤关系及对养分的需求
盆栽施肥试验，将苗木盆栽或水培，施放不同种类、数量的肥料，观察研究苗木对不同养分的反应
分析各器官的无机元素含量，以测定其对各种元素的吸收量
土壤中的有机质
土壤有机质能够改善土壤的物理结构和化学性质，有利于土壤团粒结构的形成，增加土壤持水能力，促进植物生长和对养分的吸收
土壤有机质
腐殖质
土壤微生物在分解有机质时重新合成的多聚体化合物，约占土壤有机质的85%~90%
非腐殖质
土壤中的植物、动物、微生物的遗体、分泌物、排泄物等
森林死地被物
森林死地被物的分层
凋落物层（L层）
半腐层（F层）
腐殖层（H层）
森林死地被物的分类
柔软死地被物
粗糙死地被物
土壤生物对森林土壤的影响
土壤微生物对土壤的影响
土壤动物的分类
按形体大小分
大型土壤动物
中型土壤动物
小型土壤动物
按生境类型分
栖居在表层死地被物的动物
生活在土壤孔隙中的动物
穴居动物
按营养关系分
食菌动物
以腐败植物质和土壤动物粪便为食的动物
取食死地被物的动物
土壤动物的综合作用
机械粉碎以及分解纤维素和木质素
植物根系对土壤的影响
根系与土壤性质
根向周围土壤分泌糖类、维生素和氨基酸等，这可使根际生物的数量大大增加
某些根际生物能分泌生长调节物质，改善根的生长状况
土壤的性质也影响根系的分布
根系生物量
死亡细根每年都向土壤提供新的有机质
根瘤
豆科植物：根系能与土壤中根瘤菌共生，形成根瘤以固氮
非豆科共生固氮植物：对自然生态系统提供氮素
菌根
外生型菌根
内生型菌根
内外兼生型菌根
森林大气环境
CO2对森林的生态作用
CO2与植物
主要影响植物光合作用的强度
大气中的CO2浓度与温室效应
来源：化石燃料的燃烧、生物的呼吸和微生物的分解作用
大气中的CO2能吸收从地面辐射的红外线和热——温室效应
O2对森林的生态作用
O2与生物
在森林环境中：O2参与岩石、土壤、水所发生的各种氧化反应
根据生物对大气中O2的适应范围
广氧性生物：兼性厌氧菌
窄氧性生物：绝大多数陆生生物和动物
大气臭氧层的作用
能大量吸收太阳辐射中的短波紫外线，将太阳辐射中的有害部分阻挡在大气层之外，保护地球生命
N2对森林的生态作用
固氮作用
共生固氮生物：细菌、真菌（根瘤菌)、藻类
非共生固氮生物：细菌、藻类、其他一些微生物（蓝绿藻）
氮化作用
硝化作用
反硝化作用
在无氧或缺氧条件下进行
