森林干扰生态研究 Ecological research on forest disturbances engPDF电子书下载

1森林干扰生态研究概述 1

1.1干扰与干扰生态 1

1.1.1干扰概念 1

1.1.2干扰生态 3

1.2森林干扰类型 3

1.2.1森林干扰类型划分 3

1.2.2主要森林干扰类型 4

1.3森林干扰特征 6

1.4森林干扰机制／干扰假说 7

1.4.1干扰理论 7

1.4.2干扰假说 8

1.4.3森林循环理论 9

1.5干扰对森林生态系统的影响 9

1.5.1干扰对森林更新、演替影响 9

1.5.2干扰对森林群落物种组成的影响 10

1.5.3干扰对森林物种多样性影响 11

1.5.4干扰对森林生态系统稳定性影响 14

1.6森林干扰生态的主要研究内容 14

1.6.1干扰程度的定量化 14

1.6.2干扰发生的过程 15

1.6.3干扰与森林更新 15

1.6.4干扰与物种组成、多样性及森林群落 15

1.6.5自然干扰、人为干扰与森林经营 16

2森林干扰生态研究方法 17

2.1森林干扰度概念的提出 17

2.1.1森林干扰度 17

2.1.2森林干扰度与自然度 18

2.2森林干扰度评价指标体系与原则 18

2.2.1森林干扰度的评价 18

2.2.2建立森林干扰度评价指标体系的原则 19

2.3森林干扰度评价指标及干扰度的确定 20

2.3.1森林干扰度评价指标体系的建立 20

2.3.2森林干扰度的确定 21

2.4应用森林干扰度评价辽宁省森林生态系统 25

2.4.1辽宁省森林干扰现状 25

2.4.2以清原森林生态实验站为应用实例分析现有森林干扰度 27

2.5人为活动干扰因子的辨识与GIS实现 29

2.5.1模型构建与研究方法 29

2.5.2人类活动干扰强度及其空间分布特征 32

2.6岷江上游人类活动干扰下景观变化分析 32

2.6.1研究区概况 34

2.6.2研究方法 34

2.6.3景观格局的总体分布特征 35

2.6.4景观格局垂直分异特征分析 36

2.6.51986年、1995年、2000年景观格局变化分析 37

2.6.63种主要景观类型（耕地、林地、草地）变化分析 41

2.6.7主要景观类型对人类干扰强度的敏感性分析 42

3干扰、森林退化／衰退与次生林 44

3.1森林干扰与次生林概念 45

3.1.1国内次生林概念 45

3.1.2国外次生林概念 46

3.1.3国内外次生林概念的区别 47

3.2次生林概念存在的疑问 48

3.2.1导致次生林发生的干扰性质是人为的还是自然的 48

3.2.2导致次生林发生的干扰强度到底有多大 49

3.2.3干扰形成的次生林与原始林相比有没有区别、其相似度多大 49

3.2.4人工更新或人工促进自然更新形成的林分是不是次生林 50

3.3应用生态干扰度表达次生林所处状态 50

3.4关于森林退化的定义及其干扰原因 51

3.4.1森林退化的定义 51

3.4.2森林退化的原因 52

3.5关于森林衰退的概念及干扰原因 52

3.5.1森林衰退概念 52

3.5.2天然林衰退的原因 53

3.5.3人工林衰退的原因 56

3.6干扰与森林衰退及其防治对策 57

3.6.1纠正森林利用过程中决策的失误 58

3.6.2减少人为过度干扰，加强以全球变化为主的异常自然干扰的应对策略 59

3.6.3避免林业建设中的技术失误，加强现有森林的经营管理 59

4森林风干扰过程 62

4.1森林与风干扰 62

4.1.1风对树木／森林的作用 63

4.1.2森林风干扰形成的主要类型 64

4.1.3影响森林风干扰的因素 65

4.2最大风速概率分布 69

4.2.1数据来源与数据处理方法 70

4.2.2海岸林区风的一般特征 71

4.2.3海岸林区10min平均风速的分布 72

4.2.4海岸林区10min大风分布规律 73

4.2.5海岸林区10min大风分布模型 74

4.2.6阵风系数与风速 75

4.2.7阵风系数分布的统计模型 77

4.3林内相对风速佑计 78

4.3.1方法与步骤 79

4.3.2林分垂直结构OSP分布规律 81

4.3.3林分内风速垂直分布规律 83

4.3.4OSP与林分内相对风速关系 85

4.3.5由OSP估计林冠层相对风速 86

4.4风干扰风险估计 87

4.4.1间伐与风干扰*风害风险关系 88

4.4.2风干扰／风害风险指数 89

4.4.3风干扰／风害风险评价模型 89

55森林雪（雪／风）干扰过程 94

5.1森林雪害干扰概述 94

5.1.1雪害发生的频率 94

5.1.2森林雪害的类型 95

5.1.3影响森林雪干扰的因素 96

5.1.4防御森林雪干扰的措施 98

5.2研究区概况及数据来源 99

5.2.1研究区概况 100

5.2.2数据（资料）来源 101

5.3辽东山区引发森林雪（雪／风）害的气象条件 101

5.3.1天气形势 102

5.3.2温度条件 103

5.3.3水汽和风速条件 104

5.4辽东山区暴雪／风害与地形因子 104

5.4.1海拔与雪／风灾害 105

5.4.2坡度与雪／风害 105

5.4.3坡向与雪／风灾害 105

5.5辽东山区森林雪害与树种和林木特征 106

5.5.1树种与雪／风害 106

5.5.2树木特征（大小）与雪／风害 107

5.6森林雪害与林型和林分特征 114

5.6.1优势种林型与雪／风害 114

5.6.2林分特征与风／雪害 120

6森林低温霜冻干扰过程 123

6.1森林低温霜冻干扰概述 123

6.1.1霜冻及其对苗木的危害 123

6.1.2影响林木霜冻的因素 124

6.1.3霜冻灾害的防御措施 126

6.2辽宁省初、终霜冻期的时空分布 129

6.2.1平均初（终）霜冻及无霜期的分布 129

6.2.2初（终）霜冻的经验正交函数分析 131

6.3辽东山区（清原）霜冻的年际变化特点分析 136

6.3.1历年初、终霜冻日和无霜期年际变化特点与趋势分析 136

6.3.2功率谱特征 138

6.3.3初、终霜冻日和无霜期的频率及保证率 138

6.4辽东山区（清原）霜冻的地形变化特点分析 139

6.4.1野外试验 140

6.4.2地形因子和林分开阔度的计算方法 141

6.4.3统计分析方法 142

6.4.4幼龄落叶松（5年生）林地 143

6.4.5裸地 143

6.4.6间伐后不同密度的落叶松林地 144

7火干扰对森林景观的长期影响——以大兴安岭林区为例 146

7.1森林火干扰模型 146

7.1.1LANDIS模型特点 146

7.1.2LANDIS模型设计 147

7.2LANDIS模型模块 147

7.2.1种子传播的模拟 147

7.2.2火干扰的模拟 148

7.2.3风干扰的模拟 149

7.2.4采伐的模拟 149

7.2.5生物干扰的模拟 150

7.2.6可燃物及其管理的模拟 150

7.3LANDIS模型参数化 151

7.3.1物种生活史特征参数和森林植被图 151

7.3.2土地类型 152

7.3.3干扰数据 153

7.4景观模拟 153

7.5大兴安岭森林火干扰动态 154

7.6树种空间分布面积 156

7.7物种的年龄结构 162

7.8物种的聚集度 164

7.9火干扰下大兴安岭森林演替 165

8林窗干扰及林窗特征的确定方法 166

8.1林窗定义 166

8.2林窗基本特征 166

8.2.1林窗分布 166

8.2.2林窗大小 167

8.2.3林窗形状 167

8.2.4林窗边缘木高度 167

8.2.5林窗年龄 168

8.3林窗干扰的形成原因及对森林生态系统的影响 168

8.3.1林窗形成原因 168

8.3.2林窗干扰对森林生态系统的影响 169

8.4林窗干扰研究的主要内容 169

8.5林窗特征的测定方法 171

8.5.1林窗大小*面积测定的主要方法 171

8.5.2等角椭圆扇形法确定林窗面积 172

8.5.3应用半球面影像法确定林窗大小与形状 177

9林窗干扰对森林环境因子的影响 183

9.1概述 183

9.1.1林窗对光的影响 183

9.1.2林窗对温度的影响 183

9.1.3林窗对水分的影响 184

9.1.4林窗对土壤理化性质的影响 184

9.2林窗试验地概况 184

9.2.1次生林林窗试验地 184

9.2.2林窗形成 185

9.3次生林林窗干扰对光环境影响 185

9.3.1林窗光环境观测方法 185

9.3.2林窗光量子强度日变化 185

9.3.3林窗光量子强度月变化 187

9.3.4光量子强度季节动态 190

9.4次生林林窗干扰对空气温度、湿度影响 191

9.4.1林窗温度、湿度观测方法 191

9.4.2冬季林窗中心空气温度变化 192

9.4.3冬季林窗中心空气湿度变化 193

9.4.4生长季空气温度变化 194

9.4.5生长季空气湿度变化 197

9.5林窗干扰对土壤温度影响 199

9.5.1林窗土壤温度观测方法 199

9.5.2林窗土壤温度日变化 199

9.5.3林窗土壤温度月变化 201

9.6林窗内土壤水分动态 202

9.6.1林窗内土壤水分测定方法 202

9.6.2林窗中心土壤水分季节变化 203

9.6.3林窗中心、林窗边缘与林内土壤水分比较 203

9.6.4不同层次的平均土壤含水量 204

9.7林窗土壤氮有效性分析 206

9.7.1材料与方法 206

9.7.2林窗与林内土壤养分比较 206

9.7.3林窗土壤硝态氮变化 207

9.7.4林窗土壤铵态氮含量动态 208

9.7.5土壤硝化速率、铵化速率与矿化速率比较 209

10干扰对森林生态系统植物多样性的影响 210

10.1物种多样性及其研究进展 210

10.1.1物种多样性概念 210

10.1.2物种多样性的类型 211

10.1.3森林植物群落物种多样性 211

10.1.4森林植物群落物种多样性维持机制 211

10.2次生林物种组成及多样性分析 212

10.2.1调查研究方法 212

10.2.2辽东山区次生林生态系统植物物种组成 215

10.2.3辽东山区次生林群落最小面积 218

10.2.4辽东山区次生林生态系统植物多样性 219

10.3辽东山区次生林生态系统的特点 221

10.3.1辽东山区次生林类型具有代表性 221

10.3.2辽东山区次生林中杂木居多 222

10.3.3辽东山区次生林生态系统中草本层占有重要地位 222

10.4自然干扰（雪／风）对次生林生态系统植物多样性的影响 222

10.4.1调查研究方法 222

10.4.2各干扰水平上总体多样性对比 223

10.4.3各干扰水平上乔、灌、草各层多样性对比 223

10.4.4各干扰水平上物种组成及重要值的比较 225

10.4.5辽东次生林生态系统雪／风干扰后物种组成及多样性分析 228

10.5人为综合干扰对次生林生态系统植物多样性的影响 229

10.5.1调查研究方法 229

10.5.2人为干扰对次生林结构及植物多样性影响的总体情况 235

10.5.3不同人为干扰水平下次生林植物多样性分析 240

10.5.4次生林生态系统人为干扰水平与中等干扰假说 243

10.6间伐干扰对次生林生态系统中人工林植物多样性的影响 243

10.6.1间伐干扰对辽东山区次生林生态系统中落叶松林植物多样性影响 244

10.6.2间伐干扰对辽东山区次生林生态系统中阔叶红松林植物多样性影响 252

11干扰对森林演替、结构和物种组成更新的影响 260

11.1林窗干扰对植物群落及更新演替的影响概述 260

11.1.1林窗干扰对植物群落的影响 260

11.1.2林窗干扰对森林演替的影响 260

11.1.3林窗干扰对物种更新的影响 261

11.1.4林窗干扰对苗木形态的影响 261

11.1.5林窗干扰对动物及菌根的影响 262

11.2干扰对森林群落演替的影响 262

11.2.1研究方法与数据处理 262

11.2.2TWINSPAN分类与DCA排序结果 264

11.2.3群落类型的划分 266

11.3林窗干扰对次生林生态系统植物种类组成的影响 268

11.3.1研究方法 268

11.3.2木本植物种类组成 268

11.3.3草本植物种类组成 270

11.4人为经营干扰对森林植物种类组成与结构影响 271

11.4.1研究方法 272

11.4.2植物种类组成变化 273

11.4.3群落垂直结构 274

11.4.4红松径向生长 276

11.5林窗干扰对主要树种更新影响 278

11.5.1辽东山区次生林林窗更新研究方法 278

11.5.2主要树种在不同大小林窗中的更新反应 279

11.5.3主要树种在林窗不同位置的更新反应 280

11.6间伐干扰对次生林生态系统中落叶松林落叶松更新影响 281

11.6.1研究方法与数据处理 282

11.6.2间伐与落叶松林生境因子的关系 283

11.6.3间伐与落叶松幼苗出现关系 285

11.6.4间伐与落叶松幼苗存活关系 286

11.6.5间伐与落叶松幼苗生长的关系 289

11.6.6幼苗死亡的可能原因 292

11.7间伐干扰对次生林生态系统中落叶松林其他树种更新影响 293

11.7.1试验设置与研究方法 294

11.7.2间伐对更新幼苗、幼树数量影响 294

11.7.3间伐对主要更新幼树生长的影响 298

11.7.4落叶松人工林间伐对其他树种更新影响评价 298

12干扰与森林生态系统的经营管理 300

12.1森林可持续经营理念、目标与主要研究方法 300

12.1.1可持续发展理论的形成与建立 300

12.1.2森林可持续经营理念 301

12.1.3森林可持续经营目标 301

12.1.4森林可持续经营的研究方法 302

12.1.5森林可持续经营与干扰的关系 303

12.2干扰与森林稳定性 304

12.2.1生态系统稳定性的内涵 305

12.2.2森林生态系统的稳定性 305

12.2.3干扰对森林生态系统稳定性的影响 307

12.3干扰与森林经营管理 309

12.3.1不同类型干扰对森林经营管理的影响 309

12.3.2自然干扰与森林经营管理 310

12.3.3人为干扰与森林经营 313

12.3.4结语 315

参考文献 316