第三章森林生態(tài)學(xué)與林業(yè)生態(tài)工程課件

第三章森林生態(tài)與林業(yè)生態(tài)工程第三章森林生態(tài)與林業(yè)生態(tài)工程本章主要內(nèi)容森林生態(tài)學(xué)概述1森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能23天然林保育人工林可持續(xù)經(jīng)營4林業(yè)生態(tài)工程5本章主要內(nèi)容森林生態(tài)學(xué)概述1森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功第一節(jié)、森林生態(tài)學(xué)概述一、森林生態(tài)學(xué)的內(nèi)容、任務(wù)、發(fā)展森林生態(tài)學(xué)定義：“研究森林與環(huán)境之間相互關(guān)系的學(xué)科，是造林學(xué)、營林學(xué)、防護(hù)林學(xué)和和森林保護(hù)學(xué)等其它林學(xué)分支學(xué)科的應(yīng)用基礎(chǔ)。第一節(jié)、森林生態(tài)學(xué)概述一、森林生態(tài)學(xué)的內(nèi)容、任務(wù)、發(fā)展森林生1、森林生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容主要研究環(huán)境條件如何影響森林的組成、結(jié)構(gòu)、地理分布、生長過程、生產(chǎn)力和演替發(fā)展等，以及森林對環(huán)境的影響和森林內(nèi)各個成分之間的相互互關(guān)系，闡明森林的結(jié)構(gòu)與功能及其調(diào)節(jié)原理，為造林、營林、不斷擴(kuò)大森林資源和有效地提高生物生產(chǎn)量，充分發(fā)探森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能提供科學(xué)依據(jù)和途徑。1、森林生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容主要研究環(huán)境條件如何影響森林的組成、2、森林生態(tài)學(xué)研究的任務(wù)認(rèn)識森林與環(huán)境的相互作用；認(rèn)識森林分類、分布、生長發(fā)育、發(fā)展和演替的規(guī)律；認(rèn)識人類活動對森林及其功能的影響；提出正確經(jīng)營管理森林的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)和技術(shù)途徑2、森林生態(tài)學(xué)研究的任務(wù)認(rèn)識森林與環(huán)境的相互作用；3、我國森林生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容森林與環(huán)境變化相互系；森林生物多樣性保護(hù)；森林景觀格局與區(qū)域生態(tài)安全；森林生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建；森林生態(tài)系統(tǒng)健康管理。3、我國森林生態(tài)學(xué)研究的內(nèi)容森林與環(huán)境變化相互系；4、我國森林資源特點(diǎn)人均資源占有量少，且分布不均

結(jié)構(gòu)不盡合理，多資源利用程度低

林地利用率低、森林質(zhì)量較差

人工林和宜林地多，擴(kuò)大森林資源體力較大4、我國森林資源特點(diǎn)人均資源占有量少，且分布不均二、我國林業(yè)的新定位定位：林業(yè)是生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主體，是從事維護(hù)國土生態(tài)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，向社會提供森林生態(tài)服務(wù)的行業(yè)。六大林業(yè)重點(diǎn)工程：天然林保護(hù)工程；“三北”和長江中下游地區(qū)等重點(diǎn)防護(hù)林建設(shè)工程；退耕還林還草工程；環(huán)北京地區(qū)防沙治沙工程；野生動物保護(hù)及自然保護(hù)區(qū)建設(shè)工程；重點(diǎn)地區(qū)以速生豐產(chǎn)用材林為主的林業(yè)產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)工程。二、我國林業(yè)的新定位定位：林業(yè)是生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主體，是從事維三、森林經(jīng)營念及理論發(fā)展1、森林可持續(xù)經(jīng)營理論體現(xiàn)在六大標(biāo)準(zhǔn)森林資源的保持和發(fā)展以及對全球碳循環(huán)的貢獻(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)健康與活力的保持森林生產(chǎn)功能森林生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性的保持、保護(hù)與發(fā)展森林經(jīng)營中保護(hù)功能的維持和發(fā)展其它社會——經(jīng)濟(jì)功能和條件的保持三、森林經(jīng)營念及理論發(fā)展1、森林可持續(xù)經(jīng)營理論體現(xiàn)在六大標(biāo)準(zhǔn)2、近自然林業(yè)近自然林業(yè)的主要理論：林分的建立、撫育、采伐方式必需同潛在的天然森林植被的關(guān)系接近，使林分能進(jìn)行接近生態(tài)上的自發(fā)生產(chǎn)，達(dá)到森林群落的動態(tài)平衡，并在人工輔助下使天然物質(zhì)得到復(fù)蘇。近自然林業(yè)的基本原則：實(shí)行擇伐育林作業(yè)，采用天然更新，促進(jìn)并維持異齡復(fù)層混交林，保護(hù)生物多樣性。2、近自然林業(yè)近自然林業(yè)的主要理論：林分的建立、撫育、采伐方3、新林業(yè)特點(diǎn)：主要理論框架是由林分和景觀兩個層次組成的，強(qiáng)調(diào)保持和改善林分和景觀結(jié)構(gòu)的多樣性。在林分層次上:注重保持和創(chuàng)造具有多樣化組成、結(jié)構(gòu)和功能的林分。在景觀層次上:強(qiáng)調(diào)森林景觀格局的異質(zhì)性，也極為關(guān)注景觀斑塊的類型、大小和分布格局。3、新林業(yè)特點(diǎn)：主要理論框架是由林分和景觀兩個層次組成的，強(qiáng)4、生態(tài)林業(yè)主要目標(biāo)：維持和恢復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)永久性的完整功能，而又在可持續(xù)的基礎(chǔ)上收獲森林產(chǎn)品。林業(yè)實(shí)踐：保護(hù)和恢復(fù)森林作為完整的生態(tài)系統(tǒng)；鼓勵多用途利用森林；強(qiáng)調(diào)基于人類群體的森林管理；承認(rèn)森林的生態(tài)服務(wù)價值；保護(hù)與促進(jìn)森林生物多樣性與完整性；促進(jìn)生態(tài)上合埋的設(shè)計(jì)和林產(chǎn)品的循環(huán)利用。4、生態(tài)林業(yè)主要目標(biāo)：維持和恢復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)永久性的完整功能第二節(jié)森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能一、森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1、垂直結(jié)構(gòu)概念

指森林生態(tài)系統(tǒng)中生物按照高度（或深度）垂直配置所形成的層次結(jié)構(gòu)或成層結(jié)構(gòu)。森林群落：根據(jù)生長型劃分為四個基本層次：喬木層、灌木層、草本層、地被層。各層中尚可分出亞層，同一層高度不應(yīng)超過20%。第二節(jié)森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能一、森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)垂直結(jié)構(gòu)垂直結(jié)構(gòu)2、水平結(jié)構(gòu)概念：指森林生態(tài)系統(tǒng)組分在水平空間上的生態(tài)分化、配置狀況或水平格局；由于系統(tǒng)中物種生態(tài)學(xué)特性、種間相互關(guān)系及環(huán)境條件綜合決決定。主要特征是它的鑲嵌性，鑲嵌性是在二維空間中的不均勻配置，使群落在外形上表現(xiàn)為斑塊相間。2、水平結(jié)構(gòu)概念：指森林生態(tài)系統(tǒng)組分在水平空間上的生態(tài)分化、4、層片結(jié)構(gòu)概念：森林群落中屬于同一生活型植物的組合。類型：高位芽植物層片——地面芽植物層片；喬木層片——灌木層片落葉樹層片——長綠樹層片。區(qū)別：層次是樹木在群落中的垂直分布；而層片是群落的三維生態(tài)結(jié)構(gòu)。4、層片結(jié)構(gòu)概念：森林群落中屬于同一生活型植物的組合。類型：5、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)概念：以食物為中心和紐帶，把生物非生物緊密地結(jié)合起來，構(gòu)成以生產(chǎn)者、消費(fèi)者、還原者為中心的三大功能群。5、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)概念：以食物為中心和紐帶，把生物非生物緊密地結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者：包括全部綠色植物和某些能進(jìn)行光合作用或化能合成作用的細(xì)菌，它們都是自養(yǎng)生物，也是其他一切生物賴以生存的食物，是有機(jī)物的最初制造者。消費(fèi)者：以生產(chǎn)者生產(chǎn)的有機(jī)物為食物的各種動物，直接或間接地利用植物所制造的現(xiàn)成有機(jī)物。根據(jù)它們的食性分食草動物和食肉動物。分解者：指細(xì)菌、真菌等微生物和某些原生動物，它們是生態(tài)系統(tǒng)的“清潔工”，依靠分解動植物的排泄物和尸體取得營養(yǎng)和能量，同時又將動植物殘體的復(fù)雜有機(jī)物分解為簡單地?zé)o機(jī)物，回歸環(huán)境。非生命物質(zhì)：各種無機(jī)物和自然條件，包括太陽光、熱能、水、二氧化碳、氧、氮、礦物、鹽等，是生物賴以生存的物質(zhì)和能量源泉，成為生物活動的場所。生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者：包括全部綠色植物和某些能進(jìn)行光合作用或化能合相關(guān)概念食物鏈：生態(tài)系統(tǒng)中不同生物之間通過食物關(guān)系而形成的鏈索式單向聯(lián)系。營養(yǎng)級：食物鏈上能量和物質(zhì)被暫時貯藏和停留的位置，即食物鏈上的每一環(huán)節(jié)稱為營養(yǎng)級。食物網(wǎng)：在一個生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)存在多條食物鏈，這些食物鏈彼此交錯連接，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。相關(guān)概念食物鏈：生態(tài)系統(tǒng)中不同生物之間通過食物關(guān)系而形成的鏈北極地區(qū)食物網(wǎng)：北極地區(qū)食物網(wǎng)：二、影響森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的因素1、生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部因素生物因素：作用最大的是競爭和捕食環(huán)境因素：適宜性和空間異質(zhì)性森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化：生態(tài)系統(tǒng)中生物成分與環(huán)境相互作用的結(jié)果。影響最大的是建群種。二、影響森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的因素1、生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部因素森林生態(tài)系2、生態(tài)系統(tǒng)外部環(huán)境主要：指外部的干擾影響，包括自然干擾和人為干擾。影響：中等干擾假說：生態(tài)系統(tǒng)在中等干擾和一定干擾頻率條件下，物種豐富度大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也最為復(fù)雜（草原恢復(fù)）2、生態(tài)系統(tǒng)外部環(huán)境主要：指外部的干擾影響，包括自然干擾和人三、森林生態(tài)系統(tǒng)的功能1、能量流動：能量通過生物成分之間的食物關(guān)系，在食物鏈上從一個營養(yǎng)級到下一個營養(yǎng)級逐漸向前流動能量流動的基本特點(diǎn)能量的流動是單向、不可逆的。能量在沿食物鏈傳遞過程中，是逐級遞減的。生物體對能量的利用率非常低。三、森林生態(tài)系統(tǒng)的功能1、能量流動：能量通過生物成分之間的食生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意：生態(tài)系統(tǒng)能量流動示意：生態(tài)金字塔類型概念：用以反映食物鏈各營養(yǎng)級之間生物個體數(shù)量、生物量和能量比例關(guān)系的圖解模型。類型：數(shù)量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔生態(tài)金字塔類型概念：用以反映食物鏈各營養(yǎng)級之間生物個體數(shù)量、生態(tài)金字塔：生態(tài)金字塔：2、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)概念：指生態(tài)系統(tǒng)中構(gòu)成生命有機(jī)體的物質(zhì)元素以及構(gòu)成非生命的物質(zhì)元素的傳遞和轉(zhuǎn)化的動態(tài)過程。能量流動與物質(zhì)循環(huán)的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別：物質(zhì)周而復(fù)始循環(huán)，能量單向流動聯(lián)系：能量儲藏在物質(zhì)的分子鍵中,二者都沿著食物鏈進(jìn)行2、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)概念：指生態(tài)系統(tǒng)中構(gòu)成生命有機(jī)體的物質(zhì)物質(zhì)循環(huán)示意圖：非生物環(huán)境生產(chǎn)者消費(fèi)者M(jìn)aterialcycle還原者物質(zhì)循環(huán)示意圖：非生物環(huán)境生產(chǎn)者消費(fèi)者M(jìn)aterialcy能量流動與物質(zhì)循環(huán)關(guān)系圖能量流動與物質(zhì)循環(huán)關(guān)系圖3、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞概念：指生態(tài)系統(tǒng)中各生物成分之間及生物成分與非生物環(huán)境之間的信息交流與反饋過程。特點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)的基本功能之一，在傳遞的過程中伴隨著物質(zhì)和能量的消耗雙向的——使生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生自動調(diào)節(jié)機(jī)制3、生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞概念：指生態(tài)系統(tǒng)中各生物成分之間及生物信息的類型營養(yǎng)信息:以食物鏈和食物網(wǎng)為代不的一種信息傳遞化學(xué)信息:以生物的代謝產(chǎn)物進(jìn)行的信息傳遞物理信息:以物理過程為傳遞形式的信息行為信息:通過一定行為方式表現(xiàn)出的某種信息信息的類型營養(yǎng)信息:以食物鏈和食物網(wǎng)為代不的一種信息傳遞物理4、生態(tài)系統(tǒng)的物種流物種流概念：指物種的種群在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)之間時空變化的狀態(tài).含義:生物有機(jī)體與環(huán)境之間相互作用所產(chǎn)生的時間、空間的變化過程；物種種群在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)之間格局和數(shù)量的動態(tài)生物群落中物種組成、配置，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)變化4、生態(tài)系統(tǒng)的物種流物種流概念：指物種的種群在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)或系總之：生態(tài)系統(tǒng)中能流、物流、信息流和物種流的傳遞，使生態(tài)系統(tǒng)和非生物成分相互依賴、相互制約、相生相克形成網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜關(guān)系的統(tǒng)一體，從而使生態(tài)系統(tǒng)具有一定適應(yīng)性相對穩(wěn)定性?？傊荷鷳B(tài)系統(tǒng)中能流、物流、信息流和物種流的傳遞，使生態(tài)系統(tǒng)四、生態(tài)平衡與生態(tài)穩(wěn)態(tài)

生態(tài)平衡是生態(tài)系統(tǒng)在一定時間內(nèi)結(jié)構(gòu)與功能的相對穩(wěn)定狀態(tài)，其物質(zhì)和能量的輸入、輸出接近相等。

生態(tài)穩(wěn)態(tài)是在生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育演變到一定狀態(tài)后才會出現(xiàn)，它表現(xiàn)為一種振蕩的漲落效應(yīng)，系統(tǒng)以耗散結(jié)構(gòu)維持著振蕩，能夠使系統(tǒng)從環(huán)境中不斷吸收能量和物質(zhì)(負(fù)熵流)。四、生態(tài)平衡與生態(tài)穩(wěn)態(tài)生態(tài)平衡是生態(tài)系統(tǒng)在一定時間內(nèi)結(jié)1、生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制反饋能力正反饋負(fù)反饋抵抗力恢復(fù)力系統(tǒng)調(diào)節(jié)力1、生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制反饋能力2、生態(tài)系統(tǒng)交錯帶理論

生態(tài)系統(tǒng)交錯帶交錯帶的脆弱性：可替代的概率大競爭程度高可以復(fù)原的機(jī)率小抗干擾能力弱界面變化速度快，空間移動能力強(qiáng)界面是非線性的集中表達(dá)區(qū)，非連續(xù)性的集中顯示區(qū)，突變產(chǎn)生區(qū)。

2、生態(tài)系統(tǒng)交錯帶理論生態(tài)系統(tǒng)交錯帶可替代的概率大3、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建理論生態(tài)學(xué)干擾指發(fā)生在一定地理位置上，對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)造成直接損傷的、非連續(xù)性的物理作用或事件。生態(tài)學(xué)干擾由3個方面構(gòu)成：系統(tǒng)、事件、尺度域干擾事件的判別：尺度、事件強(qiáng)度、系統(tǒng)本質(zhì)離散性干擾：明顯邊界斑塊的干擾擴(kuò)散性干擾：只增加異質(zhì)性，不產(chǎn)生明顯界限3、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建理論生態(tài)學(xué)干擾干擾干擾五、森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能1、概念：指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與作用。一般指生命支持功能2、主要內(nèi)容：生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)；調(diào)節(jié)氣候、促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)；涵養(yǎng)水源保持水土；固碳制氧、維持碳平衡，凈化環(huán)境；生物多樣性保護(hù)，防風(fēng)固沙，社會效益等。五、森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能1、概念：指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形第三節(jié)、天然林保育一、天然林保育的內(nèi)涵天然林保育是保護(hù)與培育并舉，以資源的合理經(jīng)營與科學(xué)利用為基礎(chǔ)下的保護(hù)。第三節(jié)、天然林保育一、天然林保育的內(nèi)涵天然林保育是保護(hù)與培育有如下內(nèi)涵：保護(hù)原始天然林生態(tài)系統(tǒng)，保護(hù)生物多樣性賴以存在的棲息環(huán)境;是加速次生天然林向地帶性森林植被的恢復(fù);創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境，保障國家建設(shè)的需要;建立現(xiàn)代林業(yè)體制，滿足林業(yè)及全社會持續(xù)發(fā)展的需要;再造山川秀美，滿足人民休閑娛樂等文化生活需要；帶動國家森林公園建設(shè)。有如下內(nèi)涵：保護(hù)原始天然林生態(tài)系統(tǒng)，保護(hù)生物多樣性賴以存在的三、天然林保育的理論基礎(chǔ)1、森林生態(tài)系統(tǒng)理論2、森林的多功能論：生態(tài)服務(wù)功能、文化功能及生產(chǎn)等功能3、生物多樣性理論：天然林生態(tài)系統(tǒng)是多種生物的主要棲息地，保護(hù)和維持森林中的生物多樣性，是健康森林保育的基礎(chǔ)。4、林業(yè)可持續(xù)發(fā)展理論：森林資源、生態(tài)環(huán)境及林區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。三、天然林保育的理論基礎(chǔ)1、森林生態(tài)系統(tǒng)理論四、天然林保育的技術(shù)支撐1、原始林經(jīng)營——采育擇伐理論2、次生林恢復(fù)——栽針保闊理論3、天然林的分類經(jīng)營4、天然林生態(tài)系統(tǒng)的管理四、天然林保育的技術(shù)支撐1、原始林經(jīng)營——采育擇伐理論四、天然林保護(hù)和退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的措施1、天然林保護(hù)和生態(tài)建設(shè)規(guī)劃2、“階梯式退耕”模式3、“輻射式生態(tài)重建”模式4、生態(tài)農(nóng)（林）業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營5、提高土地利用率實(shí)現(xiàn)市場化

四、天然林保護(hù)和退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的措施1、天然林保護(hù)和生態(tài)第四節(jié)人工林可持續(xù)經(jīng)營人工林是由人工更新和培育形成的森林樹種單一，結(jié)構(gòu)簡單，多數(shù)是同齡林，且是短輪伐期一、人工林的結(jié)構(gòu)特征第四節(jié)人工林可持續(xù)經(jīng)營人工林是由人工更新和培育形成的森林一二、我國人工林發(fā)展現(xiàn)狀我國是世界上人工林面積最大的國家,人工林對我國的生態(tài)環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重大作用。但由于長期沿用傳統(tǒng)粗放的管理方式,使得我國人工林質(zhì)量低下,生態(tài)功能較差。二、我國人工林發(fā)展現(xiàn)狀我國是世界上人工林面積最大的國家,人工三、 人工林的生態(tài)學(xué)問題1、生物多樣性問題2、人工林的養(yǎng)分循環(huán)不能完成或受阻礙3、人工林生產(chǎn)力退化4、人工林對干擾的脆弱性5、人工林的環(huán)境成本與生態(tài)效益三、 人工林的生態(tài)學(xué)問題1、生物多樣性問題四、 人工林可持續(xù)經(jīng)營人工林生態(tài)學(xué)注重通過人工林與天然林結(jié)構(gòu)、功能及生態(tài)過程的對比研究，了解森林群落自然分布的規(guī)律以及生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生功能的方式，以便指導(dǎo)人們制定合理的經(jīng)營目標(biāo)、科學(xué)的造林規(guī)劃，并使人們在經(jīng)營人工林過程中充分考慮到系統(tǒng)組份之間相互關(guān)系，通過經(jīng)營活動對生態(tài)過程實(shí)施調(diào)控、最終實(shí)現(xiàn)人工林的經(jīng)營目標(biāo)。人工林生態(tài)學(xué)同時注重人為經(jīng)營措施對人工林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及生態(tài)過程的影響。1、人工林經(jīng)營理論四、 人工林可持續(xù)經(jīng)營人工林生態(tài)學(xué)注重通過人工林與天然林結(jié)構(gòu)2、 人工林經(jīng)營技術(shù)4）人工林采伐：——林下地帶性植被塊狀保留——延長林分輪伐期——設(shè)計(jì)分散、叢狀或條帶狀地保留一些大徑級、成熟木1）人工林經(jīng)營管理的目標(biāo)：實(shí)驗(yàn)包括經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益在內(nèi)的人工林綜合效益。2）人工林的景觀布局：根據(jù)人工林所處的空間基質(zhì)，確定人工林的景觀布局。3）林分結(jié)構(gòu)管理：樹種選擇、混交林種間關(guān)系的調(diào)控、林分撫育2、 人工林經(jīng)營技術(shù)4）人工林采伐：1）人工林經(jīng)營管理的目標(biāo)3、 人工林土壤管理1）凋落物管理：在選擇樹種進(jìn)行混交造林時應(yīng)考慮對凋落組成的控制或通過林下植被的管理改變凋落物的組成。2）土壤有機(jī)質(zhì)管理：營造混交林或輪栽闊葉樹種減輕林地化感自毒作用增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤有機(jī)質(zhì)組成，同時使土壤有機(jī)質(zhì)人效礦化或轉(zhuǎn)化3、 人工林土壤管理1）凋落物管理：在選擇樹種進(jìn)行混交造林時3、 人工林土壤管理3）土壤養(yǎng)分管理通過科學(xué)的營林措施把養(yǎng)分輸出量降低到最低全面理解樹種與土壤相互作用關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用有效方法促進(jìn)養(yǎng)分的生物化學(xué)循環(huán)。4）土壤生物管理混交林中增加闊葉樹種的比例有助于土壤微生物數(shù)量增加。4）土壤物理性質(zhì)管理混交林營造有利于土壤的孔隙度增加，土壤疏松通氣，土壤結(jié)構(gòu)良好3、 人工林土壤管理3）土壤養(yǎng)分管理4）土壤生物管理4）土壤第五節(jié)、林業(yè)生態(tài)工程一、概念

林業(yè)生態(tài)工程是生態(tài)工程的一個分支。它是根據(jù)生態(tài)學(xué)、林學(xué)及生態(tài)控制論原理，設(shè)計(jì)、建造與調(diào)控以木本植物為主體的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的工程技術(shù)，其目的在于保護(hù)、改善與持續(xù)利用自然資源與環(huán)境。簡單說：生態(tài)工程的理論、技術(shù)在林業(yè)上的應(yīng)用就是林業(yè)生態(tài)工程第五節(jié)、林業(yè)生態(tài)工程一、概念林業(yè)生態(tài)工程是生態(tài)工程的一個二、林業(yè)生態(tài)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)空

王治國教授認(rèn)為“林業(yè)生態(tài)工程”的目標(biāo)是通過人工設(shè)計(jì)，在一個區(qū)域或流域內(nèi)，建造以木本植物群落為主體的優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定的多種生態(tài)系統(tǒng)復(fù)合體，形成區(qū)域復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，以達(dá)到自然資源的可持續(xù)利用和環(huán)境的保護(hù)與改良，其內(nèi)容分為四個部分：區(qū)域總體規(guī)劃：主要指生態(tài)工程建設(shè)中依據(jù)建設(shè)類型所采取的區(qū)域分局，但必須首先進(jìn)行調(diào)查研究和經(jīng)濟(jì)分析，即可行性研究。時空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：即在物種搭配上采用立體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和時間順序設(shè)計(jì)，如混交林、林草組合等。食物鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：主要指系統(tǒng)內(nèi)部動、植物和微生物及環(huán)境間的優(yōu)化組合，如?；鶟O塘，林木病蟲害生物防治等。特殊生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：如：工礦區(qū)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、城市（鎮(zhèn)）林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、嚴(yán)重退化的劣地林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，這些都需要特殊的設(shè)計(jì)工藝二、林業(yè)生態(tài)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)空王治國教授認(rèn)為“林業(yè)生三、林業(yè)生態(tài)工程工作程序確定主體：區(qū)域、流域、林地、小區(qū)明確問題：植被恢復(fù)、水土保持、景觀等確立目標(biāo)：建立以木本植物為主體的生態(tài)系統(tǒng)或景觀，獲得良好的生態(tài)效益工作程序：調(diào)研－論證－規(guī)劃－設(shè)計(jì)－施工－經(jīng)營管理三、林業(yè)生態(tài)工程工作程序確定主體：區(qū)域、流域、林地、小區(qū)四、林業(yè)生態(tài)工程的基礎(chǔ)理論生態(tài)學(xué)理論系統(tǒng)科學(xué)理論可持續(xù)發(fā)展理論防護(hù)林學(xué)原理水土保持學(xué)原理工程學(xué)原理四、林業(yè)生態(tài)工程的基礎(chǔ)理論生態(tài)學(xué)理論五、效益評價1、評價的目的準(zhǔn)確評價森林的各種效益，探索森林效益產(chǎn)生、發(fā)展的規(guī)律，為森林的營造提供可行的依據(jù)；準(zhǔn)確評估森林生態(tài)與環(huán)境效益及影響面，為社會公平分擔(dān)公益林的營林費(fèi)用提供基礎(chǔ)；準(zhǔn)確評估森林的經(jīng)濟(jì)效益，為林業(yè)產(chǎn)業(yè)的政策制定與經(jīng)營活動管理提供基礎(chǔ)；對森林的社會效益進(jìn)行計(jì)量，使社會對森林價值有更深刻的認(rèn)識，更好的保護(hù)、培育、利用森林。五、效益評價1、評價的目的準(zhǔn)確評價森林的各種效益，探索森林效（1）森林的林種與效益森林類型林種森林效益自然保護(hù)區(qū)自然保護(hù)區(qū)森林物種保存、地理景觀、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究生產(chǎn)性森林用材林薪炭林經(jīng)濟(jì)林木材及木材制品能源果實(shí)及其它經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品防護(hù)性森林水土保持林水源涵養(yǎng)林農(nóng)田防護(hù)林防風(fēng)固沙林海岸防護(hù)林防護(hù)林帶水土保持水源涵養(yǎng)農(nóng)田保護(hù)荒漠化防治海岸防護(hù)道路、渠道、河流等防護(hù)與風(fēng)景美化保健文化性森林風(fēng)景林森林公園教育林環(huán)境改善與美化保健、文化、旅游陶冶情操、歷史教育、宗教信仰（1）森林的林種與效益森林類型林種森林效益自然保護(hù)區(qū)自然保護(hù)2、綜合效益的主體內(nèi)容森林的效益主要是指對人類社會有益的森林功能，既包括物質(zhì)提供與環(huán)境維持，又包括文化與精神依存。森林效益的簡單劃分：生態(tài)效益：森林生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的對人類社會有益的影響與作用經(jīng)濟(jì)效益：人類開發(fā)利用森林所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收益社會效益：森林生態(tài)系統(tǒng)所服務(wù)于人類社會的各種效能與利益效益評價：森林價值的認(rèn)識與客觀肯定2、綜合效益的主體內(nèi)容森林的效益主要是指對人類社會有益的森（2）森林的生態(tài)效益生態(tài)平衡的主要調(diào)節(jié)器控制污染和酸沉降有效的保護(hù)和維持生物多樣性防止土壤侵蝕與土地退化涵養(yǎng)水源，調(diào)節(jié)河川徑流和水文狀況防治土地荒漠化緩解溫室效應(yīng)，維持全球碳循環(huán)防災(zāi)減災(zāi)，保護(hù)農(nóng)牧業(yè)的生產(chǎn)穩(wěn)定（2）森林的生態(tài)效益生態(tài)平衡的主要調(diào)節(jié)器（3）林業(yè)生態(tài)工程的經(jīng)濟(jì)效益生態(tài)脆弱地區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)組成部分生態(tài)與產(chǎn)業(yè)體系水土資源的保護(hù)與合理利用資源保護(hù)資源利用效率工程區(qū)域生產(chǎn)力變化區(qū)域產(chǎn)量、品質(zhì)改善資源與環(huán)境承載力的提高自然災(zāi)害損失減小增加經(jīng)濟(jì)種類工程的投入與產(chǎn)出比成果的有用性:滿足社會與市場需求成果的收益性:生產(chǎn)著的利益所得成果的受益性:社會經(jīng)濟(jì)效果（3）林業(yè)生態(tài)工程的經(jīng)濟(jì)效益生態(tài)脆弱地區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)組成部分（4）森林的社會效益為社會提供大量的木材和林產(chǎn)品，滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的需求為糧食的安全提供直接和間接服務(wù)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部份保障人類當(dāng)前和長遠(yuǎn)的生存生活質(zhì)量提供勞動就業(yè)緩解貧困，實(shí)現(xiàn)共同富裕與社會公正活躍世界經(jīng)濟(jì)貿(mào)易（4）森林的社會效益為社會提供大量的木材和林產(chǎn)品，滿足國民經(jīng)3、效益的計(jì)量方法1）保護(hù)土壤價值減少侵蝕總量＝侵蝕差異量×林地面積年廢棄土地面積＝年土壤侵蝕總量×土壤表土平均厚度減少土壤侵蝕價值＝相當(dāng)?shù)膹U棄土地面積×林業(yè)生產(chǎn)平均效益減少土壤肥力流失的價值＝年廢棄土地面積×養(yǎng)分總量×養(yǎng)分平均價格土壤保持總價值＝減少土壤侵蝕價值+減少土壤肥力流失的價值3、效益的計(jì)量方法1）保護(hù)土壤價值2）水源涵養(yǎng)價值年水源涵養(yǎng)總量＝降水總量－森林蒸散總量入滲系數(shù)法：

αP=P－Rd－ET

令H=P－Rd

則α＝（H－ET）/PH=αP+ET

α<1總蓄水量差=森林總蓄水量－非森林總蓄水量總價值＝總蓄水量差×單位蓄水量的工程成本2）水源涵養(yǎng)價值年水源涵養(yǎng)總量＝降水總量－森林蒸散總量3）削減洪峰價值削減洪峰價值＝攔蓄總量×相當(dāng)工程成本

W攔＝I林－I非W攔－林地的攔洪效益

I林－林地的滲蓄雨量與地上植物截留之和

I非－非林地的滲蓄雨量與地上植物截留之和3）削減洪峰價值削減洪峰價值＝攔蓄總量×相當(dāng)工程成本W(wǎng)攔4）農(nóng)田防護(hù)林的增產(chǎn)價值式中：r－相對增產(chǎn)率；

S－防護(hù)農(nóng)田產(chǎn)量

S0－未防護(hù)農(nóng)田產(chǎn)量增產(chǎn)價值＝增產(chǎn)總量×單位價格4）農(nóng)田防護(hù)林的增產(chǎn)價值式中：r－相對增產(chǎn)率；5）年活立木生長價值Si－各林分的活立木蓄積量

Ni－各林分的凈生長率

Pi－各類林木的活立木林價Ａi－各林分面積

Wi－各林分地上部分樹干和枝的干物質(zhì)生產(chǎn)量

Pi－各類林木的活立木林價

Ri－各類林木的比重（t/m3）66應(yīng)用生態(tài)學(xué)——森林生態(tài)與林業(yè)生態(tài)工程5）年活立木生長價值Si－各林分的活立木6）營養(yǎng)循環(huán)價值林分持留養(yǎng)分＝從土壤中吸收的養(yǎng)分－枯落物歸還養(yǎng)分－雨水淋洗歸還養(yǎng)分式中A－各林分面積

P－養(yǎng)分的價值M－單位面積養(yǎng)分持留量6）營養(yǎng)循環(huán)價值式中A－各林分面積7）年固定co2的價值固定CO2量=1.62×植物生物生產(chǎn)量固定純C量＝0.2729×固定CO2量固定CO2價值＝固定純C量×碳稅固定CO2價值＝固定純C量×相當(dāng)?shù)脑炝殖杀?）年固定co2的價值固定CO2量=1.62×植物生物生8）污染物降解價值吸收總量＝單位面積森林的吸收量（地上吸收量＋地下吸收量）×森林面積降污總價值＝吸收總量×削減單位重量污染物的成本

F=V×C式中F－污染物吸收通量，mg/m2.s

V－比例常數(shù)或沉降速度，cm/s

C－污染物濃度，mg/m38）污染物降解價值吸收總量＝單位面積森林的吸收量（地上吸收量全球和美國森林生態(tài)系統(tǒng)每年蓄積強(qiáng)度的粗略估計(jì)（kg）污染物機(jī)理全球美國二氧化碳一氧化碳二氧化硫氮氧化物碳?xì)浠衔?只包括乙烯)臭氧顆粒物(只包括鉛)光合作用總計(jì)植物土壤總計(jì)植物土壤總計(jì)植物土壤土壤總計(jì)植物土壤土壤70×101255×10105×101050×1010201×10120.675×1012200×101236×10111×101135×101140×10945×10130.003×101345×1013100×10134.2×10122.3×10100.2×10102×101013×10120.041×101213×10122.1×10110.06×10112×10112.3×1092.7×10130.0002×10132.7×10136×1013全球和美國森林生態(tài)系統(tǒng)每年蓄積強(qiáng)度的粗略估計(jì)（kg）污染物機(jī)五、國內(nèi)重大林業(yè)生態(tài)工程五、國內(nèi)重大林業(yè)生態(tài)工程1、林業(yè)生態(tài)建設(shè)總體布局構(gòu)建“點(diǎn)、線、面”結(jié)合的全國森林生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系

以全國城鎮(zhèn)綠化區(qū)、森林公園和周邊自然保護(hù)區(qū)及典型生態(tài)區(qū)為“點(diǎn)”以大江大河、主要山脈、海岸線、主干鐵路公路為“線”

以東北內(nèi)蒙古國有林區(qū)，西北、華北北部和東北西部干旱半干旱地區(qū)，華北及中原平原地區(qū)，南方集體林地區(qū)，東南沿海熱帶林地區(qū)，西南高山峽谷地區(qū)，青藏高原高寒地區(qū)等八大區(qū)為“面”1、林業(yè)生態(tài)建設(shè)總體布局構(gòu)建“點(diǎn)、線、面”結(jié)合的全國森林生2、林業(yè)生態(tài)工程區(qū)域布局東北林區(qū)：休養(yǎng)生息恢復(fù)森林植被西北、華北北部和東北西部干旱半干旱地區(qū)：以保護(hù)為前提、全面治理華北及中原平原地區(qū)：適宜發(fā)展混農(nóng)林業(yè)或種植林業(yè)南方集體林地區(qū)：建設(shè)優(yōu)質(zhì)高效用材林基地東南沿海熱帶林地區(qū)：保護(hù)好熱帶雨林和沿海紅樹林資源西南高山峽谷地區(qū)：建設(shè)生態(tài)公益林青藏高原高寒地區(qū)：采取全面的嚴(yán)格保護(hù)措施，適當(dāng)輔以治理措施2、林業(yè)生態(tài)工程區(qū)域布局東北林區(qū)：休養(yǎng)生息恢復(fù)森林植被3、區(qū)域林業(yè)主導(dǎo)功能區(qū)劃布局構(gòu)建點(diǎn)、線、面相結(jié)合的森林生態(tài)網(wǎng)絡(luò)森林生態(tài)網(wǎng)絡(luò)森林資源總量合理布局提高森林植被的質(zhì)量效保護(hù)天然森林植被重點(diǎn)突出環(huán)京津生態(tài)圈，長江、黃河兩大流域，東北、西北和南方三大片環(huán)京津生態(tài)圈長江和黃河兩大流域東北片、西北片和南方片3、區(qū)域林業(yè)主導(dǎo)功能區(qū)劃布局構(gòu)建點(diǎn)、線、面相結(jié)合的森林生態(tài)網(wǎng)4、中國六大重點(diǎn)林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目4、中國六大重點(diǎn)林業(yè)生態(tài)工程項(xiàng)目1）天然林保護(hù)工程包括長江上游、黃河上中游地區(qū)和內(nèi)蒙古等重點(diǎn)國有林區(qū)以及其他林區(qū)的天然林資源保護(hù)

17個省(區(qū)、市)的734個縣(市、區(qū))、167個重點(diǎn)森工局(場)規(guī)劃調(diào)減木材產(chǎn)量1991萬m3，管護(hù)0.94億m3森林。長江上游黃河上中游地區(qū)全面停伐天然林，造林0.13億m3，規(guī)劃總投入962億元。1）天然林保護(hù)工程包括長江上游、黃河上中游地區(qū)和內(nèi)