第四章 森林物质环境.ppt

第四章 森林物质环境 第一节 水分因子 水分循环 Box 1 水的特性与生命活动 1) 构成生物体的主要成分； 2) 生命活动的必须参与者； 3) 温度的缓冲剂； 。。。。。。 Box 2 水的形态及其生态学意义 1）气态水 直接影响光照条件、树木蒸腾和物理蒸发，影响植物的生长过程的某些环节。 2）液态水 最重要的水分存在方式。生态系统的水分循环的物质基础、养分循环的介质。直接影响土壤水分、大气湿度、大气环境状况等。 3）固态水 补充土壤水分、维持土温等。但危害也较大（南方的雪灾）。 水对植物的有效性 1）时机：随季节、不同生长发育阶段而变化；2）土壤：随不同质地的土壤而变化；3）地形：影响排水速度；4）水溶液的化学组成；5）降水强度。 2 植物对水分胁迫的生态效应 2.1 植物对水分的适应类型 水生植物 沉水植物 浮水植物 挺水植物 陆生植物 湿生植物 中生植物 旱生植物 水分不足 抗旱植物 避旱植物 通过代谢机制（多浆液）。 在旱季到来之前完成生活史。如1年生草本 通过形态适应机制（少浆液）。 2.2 植物对水分不足的适应 2.3 植物对水分过剩的适应 水分 过多情况下，形态上、解剖结构的适应。 水稻的中空茎 气生根 水生植物：水生植物的适应特点是体内有发达的通气系统，以保证身体各部对氧气的需要；叶片常呈带状、丝状或极薄，有利于增加采光面积和对CO2与无机盐的吸收；植物体具有较强的弹性和抗扭曲能力以适应水的流动；淡水植物具有自动调节渗透压的能力，而海水植物则是等渗的。 土壤水分过多，土壤空气O2含量下降，导致植物根系生长衰退。 3 森林对水分的调节作用 集水区水量平衡公式： P=IS+Et+QS+QSS+⊿W 其中，P为降雨量；IS为林冠截留量；Et为蒸发散量；QS为地表径流量；QSS为土壤中径流量；⊿W为土壤含水量增量。 3.1 冠层对降水的再分配和林冠截流 林内雨量=滴落量(drip)+茎流量(Stem flow)+穿透雨量(Through fall) 林外雨量：在连续降雨的一段时间内，林冠上部或旷地雨量。 树冠截留雨量=林外雨量-林内雨量 影响植被截留量的因素：树种、林冠结构、年龄、密度。 影响茎流的因素：树种形态、树皮粗糙度等。 3.2 枯落物吸附和入渗土壤 降水向土壤中渗透的过程，称为入渗。 林地土壤结构好，孔隙度大，地表枯落物覆盖保护土壤不受雨滴的冲击。 3.3 蒸发散 土壤水经森林植被蒸腾和林地地面蒸发而进入大气的作用，包含蒸腾和蒸发两个过程。 森林的蒸腾量大于草地、农田作物。 影响森林蒸腾量的因素： 树种、叶量、气候状况等。 3.4 地表径流 森林可以显著减少地表径流的原因 林内死地被物能吸收大量降水，减少径流。 森林土壤疏松、孔隙多、富含有机质和腐殖质，水分容易被吸收和入渗。地表径流受树干、下木、活地被物和死地被物的阻挡，流动缓慢，有利于被土壤吸收和入渗。 森林的水源 涵养作用 植被对降水的再分配 冠层的降水截留 林下活地被物的降水截留（基本忽略） 森林枯落物 水分涵养 水文生态 森林土壤 贮水能力 渗透性能 森林对河川水文的影响 森林可有效地削减径流洪峰和延长洪峰历时 森林可调洪济枯 3.5 森林与降雨 关系不确切。 第二节 土壤因子 Box 1 土壤特性 土壤： 岩石圈表层经风化、腐殖化作用及其产物的移动而形成的疏松部分。 土壤组成特征： 固、液、气组成的三相复合系统。 土壤形成： 五大成土因素（母质、气候、地形、生物和时间）。 土壤物理性质： 土层厚度、质地和结构、土壤孔隙性（水和气）、土壤温度 土壤化学性质： 土壤酸碱度、土壤养分、土壤有机质 土壤生物： 微生物、动物、植物根系等。 土壤肥力： 土壤协调水肥气热的能力。 1 土壤物理性质与林木生长 土层厚度 土壤水分、养分的储存量和根系的空间范围（养分的吸收和根系的固着）。 影响植被的组成、结构和森林生产力 土壤质地和结构 土壤颗粒的排列状况 组成土壤的矿质颗粒的相对含量。 对其他土壤性质的影响，及林木生长的影响。 土壤水、气、 热 根系利用、运输介质、生命活动、调节土温、化学反应 土壤的氧化还原环境的变化、与土壤水共同填充土壤孔隙。 根系生长、水分的有效性等。 2 土壤化学性质与林木生长 土壤酸碱度