地球之肺森林_《地球之肺——森林》编写组编著.pdf

1前言森林是以乔木为主体，包括灌木、草本植物、地被植物及多种动物和微生物在内与周围环境相互作用形成的统一体。换言之，森林是一个占据一定地域的生物与环境相互作用下，形成具能量转换、物质循环和信息传递的生态系统。正因为如此，森林具有固定光能，吸收二氧化碳，制造氧气，维持大气圈的碳氧平衡，调节小气候，增加降水，改善地表环境，改变低空气流，防风固沙，减少沙尘暴，保持水土，涵养水源，吸收毒物和有害气体，净化空气，消噪降尘等功能。现在全球环境恶化问题正日益凸显。温室效应、赤潮现象、土地沙漠化、大气污染等一系列环境问题触目惊心，昔日美丽洁净的地球被人类破坏得遍体鳞伤，天不再蓝，水不再清，空气不再甜，森林也在日益减少。森林作为陆地上最大的生态系统，无论在功能上还是在资源利用方面，都将对地球的未来起着至关重要的作用。它对地球的净化作用是其他生物体不可替代的，也是其他生物体不可比拟的。根据测定，一亩森林一般每天生产氧气 48.7 千克，能满足 65 个人一天的需求。1 公顷森林每年能吸收700 多千克二氧化碳。可以减轻工业酸雨的危害。1 公顷柳杉每个月可吸收二氧化硫 60 千克。女贞、丁香、垂柳、刺槐、梧桐对减轻氟化氢危害均能起到很好的作用。另外，研究表明:20 厘米厚的表土层，要被雨水冲刷干净，林地需前言 257.7 万年，草地需8.2 万年，耕地需46 年，裸地仅需18 年。由此可见，森林对保持水土有多么大的作用。鉴于森林在保护生态环境、净化环境中发挥的无可替代的特殊作用，国际上一直高度评价森林对人类生存发展的决定性作用。美国总统罗斯福就曾在美国植树节上将种树的价值提到了政治的高度，“没有孩子的家庭将没有希望，没有树木的国家同样没有希望。”出于爱护家园、爱护森林的初衷，我们精心编排了此书。从大处着眼，从小处着手，是本书的特色，希望读者能从中有所感悟。地球之肺 森林书书书 1ContentsContents目 录森林与生态环境对立统一的生态环境1森林与生态因子的关系3陆地上最大的生态系统20森林的生态功能23森林生态系统生态系统的含义37森林生态系统的含义38森林生态系统的格局与过程39森林生态系统的物质循环48森林的生长发育森林的生长51森林的发育52森林的更新54森林与气候变化森林对气候的调节作用58森林中的空气59森林与风63森林与水70森林对气温的影响89森林群落类型及地理分布地史变迁与森林植物群落演化98森林地理分布规律100世界森林分布104我国森林分布127我国的美木良材红松141杉木142樟树楠木143水杉144银杏145珙桐145柏树145泡桐146檀香147柠檬桉148柚木轻木149楸、梓150椰子152檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨目录 2龙眼153漆树154我国林业地区划分东北防护林地区156黄土高原防护林地区158华北防护林161西南高山峡谷防护林163华南热带林165森林资源现状与保护森林资源分布情况173过度开发森林资源的危害175保护森林资源的措施178中共中央国务院关于加快林业发展的决定179我国六大林业工程190世界著名森林维也纳森林197德国黑森林198俄罗斯大森林199亚马逊雨林201镜泊湖地下森林202檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨地球之肺 森林书书书 1森林与生态环境对立统一的生态环境植物在整个生活过程中，需要不断地从环境中取得必需的物质，用以维持生活和建造自身。环境能对植物的生活过程和生长发育状态发生影响，植物对环境的变化也产生各种不同的反应和多种多样的适应性。植物与环奇妙的生态环境森林与生态环境 2境之间这种对立统一的辩证关系，称之为生态关系。环境通常泛指生物生存四周空间所存在的一切事物，例如气候、土壤、动物、植物等，其中对于植物有作用的因子，叫做生态因子。在某种意义上，生态因子又是对应于植物的种而言的，换句话说，就是在同一个环境中，如果植物的种不同，对它发生作用的生态因子也不尽相同。例如大气中的氮，对非共生的高等植物就不起作用，因为这些植物不能直接利用它，但对固氮菌、根瘤菌以及共生性的高等植物来说，则是它们的生态因子。自然界没有固定不变的因子，也没有永远静止的环境，由于地区和时间的不同，每个生态因子在数量上、质量上和持续的时间上等几个方面都有变化。这些变化对植物的生长发育、生理功能和形态结构，都能发生相应的影响，所以环境对植物的生态作用，是在变化中发生的。自然界没有孤立存在的因子，也没有单一因子的环境。更找不到只需单一因子的生物，所以生态因子不是孤立地、单独地对植物发生作用的，而是综合地构成对植物作用的“生态环境”的。当然，尽管各个因子对植物的作用并不相等，大小强弱各不相同，在一定的时间、地点和植物生长发育的一定阶段，在综合的生态因子中，总是有某个因子起着主导的作用，不过主导因子也好，其他因子也好，任何因子对植物的生态作用，都只能在综合的条件下才能表现出来。生态环境中一个或几个因子的变化，无论何等轻微，在不同程度上都足以引起综合的生态环境的改变。例如日照的增加不可避免要引起温度的升高和湿度的减少，施加于植物的生态综合作用也因之而异。各个生态因子之间既然是相互联系、相互影响的，那么在生态因子的综合运动中，因子之间的调节和补偿作用，就具有重大的生态意义。例如充足的土壤水分和空气湿度，在一定程度上可以减轻高温对植物的影响。但是，因子间的调节、补偿作用毕竟有一定限度，例如在持续的超极限温度的条件下，充足的土壤水分也不能避免植物的死亡。生态因子的变化会影响植物，反过来，植物对环境也有不可忽视的影响。例如滥砍、滥伐森林，将会导致雨量减少、气候恶化、水土流失甚至沙漠化，以至发生鸟兽迁徙或绝迹的现象;在风沙危害、水土流失的地区，地球之肺 森林 3大面积造林却可以防风固沙、保持水土、调节气候。由此可见，植物不但受环境因子的综合影响，也对环境产生一定的作用。一定的生态环境和一定的植物生态，总是密切地相互联系的。它们像链条一样地相互连锁，假如某一方面的某个因素遭受破坏，就会引起另一方面发生相应的变化，这就是所谓“生态平衡”的概念。这个概念，在工业化的过程中，已越来越受到重视。在一定条件下形成的生态平衡被破坏后，可以产生局部性甚至灾难性的后果。这个概念，也为植物与环境因子相互之间的辩证关系，添加了新的含义。森林与生态环境的问题属于植物生态学范畴。植物生态学的任务，就是研究植物和环境因子之间的相互关系，这对保护、利用、改造和栽培植物都有重要意义。在科学技术迅速发展的现代，植物生态学也在不断地发展。自达尔文的进化论发表以后，植物对环境的适应及其地理分布，久已成为植物生态学的主题。进入 20 世纪以来，从生理学的角度研究植物对环境因子的反应的实验生态学得到了发展，以群体为对象的植物群落的研究已成为一个重要的领域，并且由于数理统计的发展和渗透，开拓了统计群落学这样的新的分支。与此同时，以环境因子、植物、动物作为一个整体的生态系统的概念日益受到重视，对于它的生态意义已有许多新的阐述，其中物质循环和能量转换等研究也正在开展之中。森林与生态因子的关系森林 光照太阳光能是地球上一切生物能量的来源，也是森林生存不可缺少的物质基础，没有阳光，森林就不能生存。光影响树木的生理活动。树木在整个生长发育过程，都是依靠光合作用所制造的有机物质来维持的，而太阳光则是林木进行光合作用的能量来源，某种意义上说，也是唯一的来源。光照强度对树木的光合作用有较大森林与生态环境 4的影响。在低光照条件下，树木的光合作用较弱。随着光照强度的增加，光合作用强度也随之提高并不断积累有机物质，但光照强度达到一定程度时，光合作用达到了饱和而不再增加。光能够调节气孔的开闭，又能增加树体温度，所以对于树木的蒸腾作用也有明显影响。光也能影响树木的生长发育，这是由于光合作用所合成的有机物质是树木生长的物质基础，在一定范围内增强光照，有利于光合产物的积累，从而能够促进树木生长。但若过度稀疏，又会引起树木枝杈向四周扩展，干形弯曲尖削而降低蓄积。所以造林密度，抚育间伐强度和树种混交等营林措施，都必须以光对林木生长的影响作为依据。阳光透过树冠光对树木的发育影响很大，具体表现在光照强度和光周期反应对树木开花结实的影响上。树木开花结实必须有充足的营养积累和适宜的环境条件，而充足的光照条件有利于树木营养积累，促进花芽的形成。光也影响树木的形态特征，在全光照下的树木，树冠庞大，生长得树干粗矮。在弱光下生长的树木，树干细长，树冠狭窄且集中于上部。长期单方面光照，常会引起树冠的偏冠，甚至导致树干倾斜，髓心不正，降低木材的工艺价值。不同的树种对光照的需要量及适应范围不一样，有些喜欢较强的光，有些能够忍耐庇荫，所以根据树种的庇荫能力的大小，可以将树种划分为喜光树种(即只能在全光照或强光照条件下正常生长发育，而不能忍耐庇荫，在林冠下常不能正常更新)、耐荫树种(能在庇荫条件下正常生长，在林冠下可以顺利更新，有些强耐荫树种甚至只有在林冠下才能完成更新过地球之肺 森林 5程)和中性树种(介于上述两者之间的树种)。但是树种对光的要求不是固定不变的。同一树种在不同的环境条件下，对光的要求也有变化。如生长在湿润肥沃土壤上的树木，它的耐荫力就强一些。这是因为土壤湿润、肥沃而补偿了光照的不足。同理，在干燥贫瘠的土壤上生长的树木，则多表现出阳性树种的特征。同一树种的不同年龄阶段，对光的要求也不一样。一般树木在幼小时期比较耐荫，以后随年龄的增加，需光量逐渐增大，开花结实时需光量最多。例如，在林冠下造林，幼树最初阶段在林冠庇荫下生长得很好，但如果长期地生长在林冠下，就会因光照不足而生长不良。森林 温度森林中的一切生物的生理活动都必须在一定的温度条件下才能进行，而温度的过低和过高都会造成树木生长减弱、停止甚至死亡，并且温度的变化还能引起环境中其他因子的变化。树木的光合作用和呼吸作用都受该树种适应的最低温度和最高温度所限制，同时还存在最适宜的温度。树木的蒸腾作用也受温度的影响，因为气温的高低能改变空气湿度而间接影响蒸腾;气温的变动也可以直接影响叶面温度、湿度和气孔的开闭。温度对树木的生长发育影响很大，树木的种子只有在一定的温度条件下才能发芽生长;树木生长也在一定的温度范围内进行。一般来说在 0 35的范围内，树木生长随着温度的升高，生长加快。这是因为温度上升将使细胞膜透性增大，对水分和盐类的吸收增多，光合作用强，蒸腾作用加快，促进了细胞的伸长和分裂，从而引起树木生长量的增加。由于温度的影响，树木在一年中有一定的生长期。随着各地区温度条件的不同，生长期的长短不一样，一般南方树木的生长期比北方长。由于各树种对温度有一定的要求，而不同地区的温度条件又有很大的差别，因此各树种的分布只能局限在一定的范围之内。如杉木只分布于秦岭淮河以南;樟树的北界不过长江;马尾松只能在华中以南地区等。有些树种如果引到自然分布区外而不能成功，往往是受温度因子限制。森林与生态环境 6森林的水平地理分布也主要受到温度的影响。我国东部季风区从南向北随着温度的降低可以分成赤道带、热带、亚热带、暖温带、温带和寒温带。每个带内由于温度不同，都有其相应的树种和森林类型。在山地条件下，由于海拔升高而温度降低，因而在不同的海拔高度上，也相应分布着不同的树种和森林类型。当海拔上升到一定高度后，往往由于温度太低和低温持续时间太长，使得乔木树种很难生长。原来是高大乔木，在这些地方也可能长成矮小的“小老头”树。温度有时会出现突然降低和升高现象，尤其是在冬春季节频繁的寒潮袭击，对于树木，特别是一些外来树种的苗木和幼树的生长和生存影响很大。当温度在 0以下时，会出现冻害，使部分树种的花芽、树条、主干，甚至根部出现死亡现象。同时还会出现霜害和冻拔等。连续的高温天气，也会使树木发生皮烧或根茎灼伤的现象。森林 水分水分参与树木一切组织细胞的构成和生命活动，是树木赖以生存的必要条件。降雨、降雪或冰冻等都会给树木的生长带来影响。水是构成树木体的无机成分之一。树木的所有部分都含有水分，幼嫩部分如根夹、茎夹、形成层、幼果和嫩叶等都含