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任务是对树木和林分进行数量和质量的评价，阐明林分分布和生长的规律。
土壤学：
土壤学是以地球表面能够生长绿色植物的疏松层为对象，研究其中的物质运动规律及其与环境间关系的科学。
主要研究内容包括土壤组成；
土壤的物理、化学和生物学特性；
土壤的发生和演变；
土壤的分类和分布；
土壤的肥力特征以及土壤的开发利用改良和保护等。
目的在于为合理利用土壤资源、消除土壤低产因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平等提供理论依据和科学方法。
林木遗传育种学；
森林培育学；
森林保护学
第二章世界林业概况及发展趋势
21.1世界森林分布
①寒带针叶林，又称“泰加林”。
分布在北半球大陆中、高纬度地区，约在北纬50°
～70°
，如亚欧大陆北部和北美大陆的北部，呈宽阔的带状东西伸展。
形成了由云杉、银松、落叶松、冷杉、西伯利亚松
②温带针阔混交林，常绿针叶树和落叶阔叶树。
在北纬40°
～60°
的欧洲西缘、北美洲东缘和亚洲东缘
③温带落叶阔叶林·
落叶阔叶林分布于北纬30°
～50°
的温带地区。
所以又称“夏绿林”。
落叶阔叶林分布区的气候特点是：
一年四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷。
分布在北半球受海洋性气候影响的温暖地区。
·
落叶阔叶林是我国北方温带地区的主要森林植被类型，也是华北暖温带的地带性植被。
分为乔木层、灌木层和草本层。
·
我国的落叶阔叶林类型很多：
典型落叶阔叶林、山地杨桦林和河岸落叶阔叶林。
④亚热带常绿阔叶林：
我国秦岭淮河以南的广大地区是世界上最大的分布地区；
通常两层乔木，林下有灌木和草本层，藤本植物和附生植物不多，但蕨类植物丰富，没有板状根和茎花现象的植物。
动物资源丰富。
⑤热带雨林：
在赤道南北纬5°
—10°
，亚马孙流域是世界上最广阔的热带雨林区世界上三大热带地区都有它的分布。
最大的一片在美洲、热带亚洲、热带非洲刚果盆地雨林热带季雨林、热带稀树草原
1.3世界林业生产的特点：
⑴人工林迅速发展并逐渐成为工业用材的主要来源。
⑵世界林产品生产及消费快速增长·
⑶世界木材加工产品出口占总量的比重有所增加。
1.4林业科技现状与发展趋势：
⑴可持续发展理论将是世界各国林业经营的共同指导原则；
⑵森林培育学将有较快的发展；
⑶林业生物工程将取得重大突破；
⑷森林生物生物多样性研究是全球的重要课题；
⑸森林生态与环境的研究将是最热门课题；
⑹城市森林研究方兴未艾；
⑺防治荒漠化是当今世界的迫切任务。
第4章森林的结构特征与生态功能⑴构成森林的植物成分
枯立木：
林木中常常由于自然枯死或感染病虫害而枯死的林木称为枯立木。
森林是以乔木为主的植物群落
（一）立木层：
是所有乔木树种的总称。
每一株树木称为立木或林木。
。
优势树种又称建群树种。
它是群落中数量最多的树种，它决定着群落特点，支配环境。
主要树种：
又称目的树种。
是符合人们经营目的的树种，一般具有最大的经济价值。
主要树种同时又是优势树种，是比较理想的，但是有些天然林中，主要树种不一定数量最多；
次生林中，往往缺少主要树种。
伴生树种：
即辅佐树种。
它是陪伴主要树种生长的树种，伴生树种的作用是促使主要树种干材通直，抑制其萌条和侧枝发育。
在防风为主的防守林带中，伴生树种可增加树冠层的厚度和紧密度，提高防护效益。
次要树种：
又称非目的树种。
它是群落中不符合经营目的要求的树种，经济价值低。
木材松软的软杂木多属次要树种。
次生林大多由次要树种组成。
先锋树种：
不怕日灼霜害，不畏杂草的喜光树种，依靠结实和传播的能力，适者生存抢先占据地盘的树种。
（二）下木层·
下木即林内的灌木，但其高度一般终生不超过成熟林分平均高的一半，种类和多少因地区和建群种而异，阳性树种为优势树种的林下一般下木数量多。
森林形成后，原有的灌木种类减少或消失；
森林采伐后，原林下的下木种类又会减少或消失。
下木对防护、更新有重要影响，也具有经营上的意义。
2（三）地被物层·
死地被物层：
指林地上的枯枝落叶层。
它是林地腐殖质和肥力的来源，对土壤性质有很大的影响。
活地被物层：
是林内的草本植物和半灌木、小灌木、苔藓、地衣、真菌组成的植物层次，居林内最下层，分为草本层和苔藓层。
有药用植物和经济植物，如人参、天麻、三七、何首乌、半夏、党参
（四）层外植物，又称层间植物。
是林内没有固定层次的植物成分。
如藤本植物、附生植物、寄生植物，以及土壤中的细菌、真菌、藻类等。
层外植物往往是湿热气候的标志，层外植物利害具有双重性：
有的具有很高的经济价值，有的缠绕在树干上可使林木致死，被称为“绞杀植物”。
林分的树种组成，指乔木树种所占的比例，以十分法表示，称为组成式。
计算各树种的比例一般按其株数、蓄积或胸高断面积，在幼龄林中多用株数比例。
树种数量上不及2％，应在组成式后加注“－”，若数量占林分总蓄积量的2-5%，应在组成式后加注“＋”，各种树种前的数字称为组成系数。
林分由一个树种组成者，称为纯林；
由两个或两个以上的树种组成者，称为混交林。
树种组成，是决定林分价值的重要标志。
我国南方气候湿热，多混交林；
高纬度和高海拔地区气候寒冷，树种组成简单，如我国大兴安岭林区多落叶松纯林，樟子松纯林；
西南高山林区多云杉纯林、冷杉纯林。
（2）林相（林层）：
乔木林冠的层次状况。
林冠集中在一个层次，称为单层林；
林冠分为两层或两层以上的称为复层林；
林冠层次不清，上下连接构成垂直郁闭者，称为连层林。
标准：
一般层间高差要大于20％，每层林木要有一定的数量·
疏密度：
主林层不小于0.3，次林层不小于0.2；
次林层平均直径在8cm以上。
（3）林龄：
林分的年龄，它是按龄级划分的。
龄级是按树种的生长速度和寿命确定的·
绝对同龄林：
所有树木年龄完全相同，如人工落叶松；
不超过一个龄级的为相对同龄林；
相差超过一个龄级的称为异龄林。
龄级：
林木在一定年龄范围内（5、10、15年），这个年龄范围称为龄级用ⅠⅡⅢ……表示。
20年：
适用于生长慢、寿命长的树种，如云杉、冷衫、红松、樟、栎等；
10年：
适用于生长和寿命中庸的树种，如桦木、槭树、油松、马尾松和落叶松等；
5年一个龄级：
适用于速生树种和无性更新的软阔叶树种，如杨、柳、杉木、桉树等；
竹子一般1年或2年一个龄级，因为它生长迅速，龄级期长了就反应不出它的变化，对指导生产不利。
（4）疏密度用每公顷蓄积与相同条件下“标准林分”的蓄积量或断面积之比来表示。
郁闭度：
即林冠相互衔接的程度。
以林冠在林地投影所占面积与林地总面积之比的十分法表示。
1.0最高郁闭，0.1-0.2郁闭度为疏林地；
密度：
单位面积林地上林木的株数。
直接影响未来森林的形成速度和质量。
（5）林型是对林分的分类。
它是根据一系列的综合特征确定的。
如，白桦落叶松林、河岸落叶松林、高山偃松林、杜鹃白桦林等。
（6）森林起源即森林的形成方式，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、根蘖方式形成的森林。
发生快、衰老早、易感病虫害，不宜培育大径材。
次生林中，实生林为乔林；
萌生林为矮林；
上层实生，下层为萌芽，林业上称为中林。
三、森林的分布规律㈠水平地带性分布规律
1.纬度地带性分布规律
⑴世界：
北半球自北到南：
寒带苔原→寒温带针叶林→温带落叶阔叶林→暖温带落叶阔叶林－亚热带常绿阔叶林→热带雨林。
欧亚大陆中部和北美中部，自北向南：
苔原→针叶林→落叶阔叶林→草原→荒漠。
⑵我国：
东部湿润森林区，自北向南：
寒温带针叶林→温带落叶阔叶林→北亚热带常绿落叶阔叶混交林→中亚热带常绿阔叶林→南亚热带季风常绿阔叶林→热带雨林、季雨林。
西部内陆，受大陆性气候的影响，青藏高原的隆起：
温带荒漠、半荒漠带→暖温带荒漠带→高寒荒漠带→高寒草原带→高寒山地灌丛草原带。
2.经度地带性分布规律
北美的中部，东面是大西洋，西面是太平洋，但被经向的落基山脉所阻隔，植被从东向西依次更替为：
（东）森林地带→草原地带→半荒漠地带→荒漠地带→森林地带（西）落基山脉。
㈡垂直地带性分布规律
山体的植被垂直带，是反映山体所处的一定纬度和一定经度的水平地带性的特征，植被垂直地带性是从属于水平地带性的特征，在水平地带性和垂直地带性的相互关系中，水平地带性是基础，它决定着山地垂直地带的系统。
1．某一山体植被垂直带分布，与山体所处的纬度开始到极地为止的水平植被带分布顺序相对应。
2．体现经度地带性的山体垂直带的组成情况，还与该经度地带所处的纬度有一定的相关性。
高山是处于热带的荒漠地区，则山麓平地的地带性的植被类型为干荒漠，随着山地的上升，依次的理想分布为干草原（或稀树草原）→疏林灌丛→常绿阔叶林→夏绿林→亚高山针叶林→高山灌丛→高山草地→高山冻原→冰雪带。
四、森林的生态功能：
森林不仅具有巨大的经济效益，更重要的是具有巨大的生态效益和社会效益。
3㈠森林是人类的资源宝库
森林能提供大量木材和其它林产品，能生产果品、药材、皮毛、松香、橡胶等具有很大经济价值的产品。
森林中有极其丰富的物种资源，仅热带雨林中的物种就占地球上全部物种的50％。
现代的森林是地球上重要的能源生产者。
由于森林的面积大，同化层厚，多年生，所固定的日光能量大。
森林在史前的地质年代里曾经起过巨大的作用，实质上我们现在所用的煤和石油等能源基本上都是过去的森林所固定积聚的日光能。
㈡保持水土，涵养水源
森林是土壤的绿色保护伞。
茂密的枝叶能够截留降雨，减弱水流对土壤的冲刷；
林下的草本植物和枯枝落叶层，既能吸水，又能固定土壤；
庞大的根系纵横交错，对土壤有很强的粘附作用。
另外，森林还能抵御风暴对土壤的侵蚀。
森林是巨型蓄水库。
降雨落到树下的枯枝落叶和疏松多孔的林地土壤里，会被蓄积起来，就像水库蓄水一样。
森林对于减轻旱涝灾害起着非常重要的作用。
森林在水分循环中起到了“绿色天然水库”的作用。
㈢防风固沙，护田保土
防护林带和农田林网不仅能够降低风速，还能增加和保持田间湿度，减轻干热风的危害。
许多地区的实践证明，在结构合理的防护林带背风面的15—20倍林带高度的范围内，森林的这种防护作用是明显的。
如果将林带联成体网，并与衬宅植树、成片造林结合起来，形成防护林体系，则其效果将更为显著。
（防护林带的设计）重要的是，森林确实能改善邻近地段的小气候，如减少温差，增加空气湿度，降低风速，减少平流寒害，干热风危害及地表风蚀的危害。
㈣降低二氧化碳引起的温室效应·
森林是地球生物圈中大气成分平衡的主要调节者。
㈤森林是良好的吸尘器
携带各种粉尘的气流遇到森林，风速就会降低，一部分尘粒降落地面，另一部分就被树叶上的绒毛、粘液和油脂等粘住。
树木茂密的枝叶能够降低风速，而且叶表面不平，多绒毛，能分泌粘性油脂及汁液，而使大粒灰尘沉降，吸附大量飘尘。
㈥森林是自然界的卫生保健医生·
释放出负氧离子，保健作用强大，森林浴―森林吸氧。
吸毒杀菌。
㈦森林是绿色的隔音墙：
林木有减轻噪音的作用，一般40米宽的林带，可以减低噪音10～15分贝。
㈧对环境变化的监测指示作用
酸性土指示植物：
茶、杜鹃、芒萁·
钙质土指示植物：
南天竹、碎米蕨、铁线蕨、肾·
盐碱土指示植物：
多种碱蓬、海蓬子·
石灰性土壤指示植物：
柏木·
富氮土壤指示植物：
葎草粘重土壤指示植物：
杜草
SO2指示植物：
一年生早熟禾、芥菜、堇菜、菠菜、莴苣、萝卜、胡萝卜、百日草、欧洲蕨、苹果树、颤杨、美国白蜡树、欧洲白桦、紫花苜蓿、牵牛花、万寿菊、秋海棠、大麦、荞麦、南瓜、杉树、油松、红松、杨树、桉树、美洲五针松、加拿大短叶松、挪威云杉，以及苔藓和地衣等。
HF指示植物：
对HF特别敏感的植物是唐菖蒲，因此常用它作生物监测器。
此外，金荞麦、葡萄、玉米、郁金香、桃、杏、落叶杜鹃、北美黄杉、美国黄松、小苍兰等。
O3指示植物：
美国白蜡、菜豆、黄瓜、葡萄、牵牛花、洋葱、松树、马铃薯、菠菜、烟草、西瓜。
C2H4（乙烯）指示植物：
洋玉兰最为有名。
其他有麝香、石竹、蕃茄、玫瑰、香豌豆、黄瓜、万寿菊、皂荚树、香石竹等。
监测NH3的指示植物：
向日葵、悬铃木、枫杨、女贞等。
监测C12的指示植物：
荞麦、向日葵、萝卜、曼陀罗、百日草、蔷薇、郁金香、海棠、落叶松、火炬松、油松、枫杨等。
PAN（过氧乙酰硝酸）：
牵牛花、瑞士、甜菜、菜豆、蕃茄、长叶莴苣、芹菜、大丽花以及一年生早熟禾等。
气候指示植物：
如椰子的开花是热带气候的标志，生长桫椤、莲座蕨的地区表明为热带或亚热带潮湿气候带。
矿物指示植物：
如问荆、云杉可用以指示金矿，海州香薷可指示铜矿，喇叭茶可指示铀矿。
潜水指示植物：
可指示潜水埋藏的深度、水质及矿化度，如柳属是淡潜水的指示植物，骆驼刺为微咸潜水土壤的指示植物。
第5章森林与环境
森林（forest）是指一个以木本植物为主体，包括乔木、灌木、草本植物以及动物、微生物等其它生物，占有相当大的空间，并显著影响周围环境的生物群落复合体。
环境是指生物生活空间的外界自然条件的总和，包括生物生存的空间及维持其生命活动的物质和能量。
森林环境指森林生活空间（包括地上空间、地下空间）和外界自然条件的总和，包括对森林有影响的种种自然环境条件以及生物有机体之间的相互作用和影响。
按环境的主体分类：
人类环境、生物环境；
按环境的性质分类：
人工环境、自然环境、社会环境。
生境又称栖息地，是生物生活的空间和其中全部生态因素的综合体，即生物生活的具体场所。
光的变化规律：
由于地理位置、海拔高度和地形特点等的不同，以及由于地球的自转与公转的关系，使地球和太阳的相对位置不断地发生变化，导致地球表面接受的太阳辐射的多少也随之变化。
（1）光照强度有空间和时间的变化规律。
包括纬度、海拔高度、地形、坡向；
四季变化和昼夜变化。
（2）光谱成分：
由于大气层对太阳辐射的吸收和散射有选择性，当太阳辐射通过大气后，辐射强度减弱，光谱成分光质也发生变化。
太阳高度升高，紫外线和可见光所占比例增大；
反之，变小，长波光比例增加。
在空间变化上，低纬度处短波光多，高纬度长光波多；
同时，随海拔升高短光波随之增多。
在时间变化上，夏季短光波多，冬季长光波多；
中午短光波多，早晚长光波多。
（3）光照长度：
日照长度随纬度变化而进行不同的周期性变化。
随着纬度的增加，最长日和最短日的差距越来越大，即纬度越高日照长短的变化越明显。
2．温度的变化规律：
太阳辐射使地表受热，产生气温、水温和土温的变化。
（1）空间变化
纬向变化：
纬度决定一个地区太阳入射高度的大小及昼夜长短，因此也就决定了太阳辐射量的多少。
低纬度地区太阳高度角大，太阳辐射量也大，昼夜长短差异小，太阳辐射量的季节分配比较均匀。
在北半球随着纬度北移，太阳辐射量减少，温度逐渐降低。
纬度每增加1度，年均温度大约降低0.5℃。
海拔变化：
海拔高的地方，空气稀薄，水蒸气和CO2含量低，地面的辐射散热量大，所以尽管太阳辐射较强，温度还是较低。
通常海拔每升高100m，平均温度降低0.5-0.6℃，相当于纬度北移1度。
（2）时间变化分为季节变化（公转）和昼夜变化（自转），平均温度10-22℃。
（3）土温变化：
白天土壤表面受热后，热量从表土向深层输送；
夜间土表冷却后，热量从深层向表层流动。
土壤温度的变化比大气要缓慢且稳定，所以冬暖夏凉。
水体温度变化：
光线穿过水体时，辐射强度随深度的增加呈对数值下降，因此太阳辐射增温仅限于水体最上层。
夜晚，特别在寒冷季节，水面温度下降，表层水密度增加而下沉，深层温暖的水上升，上下层水体发生对流、交换充分混合。
生物圈是地球表面全部生物及与之相互作用的自然环境的总称，是由岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈的交接空间构成的。
最显著的特点是有大量的生物存在，包括动物、植物、微生物和人类。
气候因子也称地理因子，包括光（光强、光质和光周期）、温度（平均温度、积温、节律性变温和非节律性变温）、水分、空气等。
土壤是气候因子和生物因子共同作用，包括土壤结构、土壤的理化性质、土壤肥力和土壤生物等。
地形因子如地面的起伏、坡度、坡向、阴坡和阳坡等，通过影响气候和土壤，间接地影响植物生物因子
生物因子包括生物之间的各种相互关系，如捕食、寄生、竞争和互惠共生等。
生态因子对生物的作用及生物的适应
1、光的生态作用与生物的适应
2、1．光强的生态作用与生物的适应
光对植物的形态建成和生殖器官的发育影响很大。
叶绿素必须在一定光强条件下才能形成，许多其他器官的形成也有赖于一定的光强。
在黑暗条件下，植物就会出现“黄化现象”。
在植物完成光周期诱导和花芽开始分化的基础上，形成的有机物越多，有利于花的发育，还有利于果实的成熟
根据植物对光强适应的生态类型可分为阳性植物、中性植物和阴性植物（耐阴植物）。
在一定范围内，光合作用效率与光强成正比，达到一定强度后实现饱和，再增加光强，光合效率也不会提高，这时的光强称为光饱和点。
当光合作用合成的有机物刚好与呼吸作用的消耗相等时的光照强度称为光补偿点。
2．光质的生态作用与植物的适应：
植物的光合作用只能利用可见光区（400-760nm），这部分辐射通常称为生理有效辐射，约占总辐射的40-50%。
可见光中红、橙光是被叶绿素吸收最多的成分，其次是蓝、紫光，绿光（生理无效光）此外，长波光（红光）有促进延长生长的作用，短波光（蓝紫光、紫外线）有利于花青素的形成，并抑制茎的伸长。
3．光照长度与植物的光周期现象
地球的公转与自转，带来了地球上日照长短的周期性变化，长期生活在这种昼夜变化环境中的动植物，借助于自然选择和进化形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，这就是生物的光周期现象。
植物的光周期现象：
长日照植物是指在日照时间长于一定数值（14小时以上）才能开花的植物，如冬小麦、大麦、油菜和甜菜等。
短日照植物则是日照时间短于一定数值（14小时以上的黑暗）才能开花的植物，如水稻、棉花、大豆和烟草等。
日中照植物的开花要求昼夜长短比例接近相等，如甘蔗等。
在任何日照条件下都能开花的植物是中间型植物，如番茄、黄瓜和辣椒等。
短日照植物在日照时间短的热带、亚热带；
长日照植物在温带和寒带，在生长发育旺盛的夏季。
二、温度的生态作用与生物的适应
1．温度对生物生长的影响：
生物正常的生命活动，在零下几度到50℃左右之间。
三基点温度：
最低温度、最适温度和最高温度。
2．温度对生物发育的影响即有效积温法则：
是植物在生长发育过程中，必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。
用公式表示：
K=N·
（T-T0）
3
（1）低温对生物的影响
温度低于一定数值，生物便会受害，这个数值为临界温度。
寒害是指温度在0℃以上对喜温生物造成的伤害，主要原因有蛋白质合成受阻、碳水化合物减少和代谢紊乱等。
冻害是指0℃以下的低温使生物体内形成冰晶而造成的损害。
植物在温度降至冰点以下时，会在细胞间隙形成冰晶，原生质因此而失水破损。
（2）高温对生物的影响：
高温可减弱光合作用，增强呼吸作用，使植物的这两个重要过程失调；
破坏植物的水分平衡，促使蛋白质凝固、脂类溶解，导致有害代谢产物在体内的积累。
4．生物对温度的适应：
包括分布地区、物候的形成、休眠及形态行为等。
极端温度是限制生物分布的最重要条件。
高温限制生物分布的原因主要是破坏生物体内的代谢过程和光合呼吸平衡，其次是植物因得不到必要的低温刺激而不能完成发育阶段。
低温对生物分布的限制作用更为明显。
对植物和变温动物来说，决定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低温
物候是指生物长期适应于一年中温度的节律性变化，形成的与此相适应的发育节律。
例如春天发芽，夏季开花，秋天结实，冬季休眠。
植物的休眠主要是种子的休眠。
动物的休眠有冬眠和夏眠（夏蛰）。
三1．水的生态作用
水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分。
生物体的含水量一般为60~80%，极端：
90%以上，6%
水是生命活动的基础。
生物的新陈代谢是以水为介质进行的，生物体内营养物质的运输、废物的排除、激素的传递以及生命赖以存在的各种生物化学过程，都必须在水溶液中才能进行，而所有物质也都必须以溶解状态才能进出细胞。
水对稳定环境温度有重要意义。
水的密度在4℃时最大，这一特性使任何水体都不会同时冻结，而且结冰过程总是从上到下进行。
水的热容量很大，吸热和放热过程缓慢，
2．
（1）干旱的影响：
降低各种生理过程。
气孔关闭，减弱蒸腾降温作用，抑制光合作用，增强呼吸作用，三磷酸腺苷酶活性增加破坏三磷酸腺苷的转化循环；
引起植物体内各部分水分的重新分配。
水势高的向水势低的流动；
影响植物产品的质量。
植物受干旱危害的原因有能量代谢的破坏、蛋白质代谢的改变以及合成酶活性降低和分解酶活性加强等。
（2）水涝的影响
涝害首先表现为对植物根系的不良影响。
土壤水分过多或积水时，由于土壤孔隙充满水分，通气状况恶化，植物根系处于缺氧环境，抑制了有氧呼吸，阻止了水分和矿物质的吸收，植物生长很快停止，叶片自下而上开始萎蔫、枯黄脱落，根系逐渐变黑、腐烂，整个植株不久就枯死。
3．
（1）植物对水分的适应
根据栖息地，通常把植物划分为水生植物和陆生植物。
水生植物生长在水中，长期适应缺氧环境，根、茎、叶形成连贯的通气组织，水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状，又可分成挺水植物、浮水植物和沉水植物。
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