森林生态学..

生态学概述：1、定义：生态学是研究有机体之间以及有机体与环境之间的相互关系的科学。森林是以树木和其它木本植物为主体的一种生物群落。因此,森林生态学是研究森林的结构、功能、动态、分布等规律,研究森林如何改变环境和维护环境质量的一门科学。森林生态学主要内容一般分为两个部分,即森林环境和森林群落。内容大致包括三个方面。1.研究树木个体和群体与周围环境因子之间的相互作用。主要研究光、温度、水分、大气、地形、土壤等因子的生态学意义;生态因子与森林的作用方式和作用力大小;树木个体对环境因子的适应性和耐性;森林对环境的反作用力;估价森林对人类的效益。2.研究森林群落的结构特征、分类原则和方法;研究森林群落的演替规律。3.研究森林生态系统。把森林植物群落和它所在的周围环境看作一个不可分割的有机整体,研究系统内的动物、植物、微生物与无机环境之间的依存、制约和因果关系,系统内物质交换和能量转化,系统内自动调节的机制和稳定性,介绍系统模型和方法2、研究任务：森林生态学揭示森林的发生、发展、演替的原理和规律,运用这些原理和规律去解决造林、营林和防治环境污染的各种技术问题,这就是学习生态学的主要任务。3、森林生态学的发展森林生态学是从人们生活和生产实际的需要而逐渐发展起来的。人类为了生存,需要了解大自然的各种现象和识别它周围的动物和植物,这就要具备生态学方面的知识。我国在周朝的《诗经》里就记载了很多植物的种类。“山有枢、险有榆”。西周的禹贡,记载了植物与土壤的关系。《管子—地员篇))(公元前约200年)把植物分布的垂直带写得很清楚。在欧洲19世纪中期,德国人洪德堡(A`Humboldt)对世界植物的分布做了理论上的阐述,创始植物地理学。丹麦人瓦尔明(E.Warming)著有“植物生态学”(1895),标志着植物生态学的诞生。随后法国、德国的林学家相继论述林木耐阴性的理论。本世纪初,借助实验的方法,研究森林群落和立地条件相互作用的基本原理。随着林业科学和生态学的发展,到了本世20年代,便把营林学基础从森林学中分出来成为生态学的一个分支,即森林生态学。60年代以后,才集中研究生物群落中植物、动物、微生物的相互作用及其与环境所组成的功能单位,即生态系统(Ecosystem)的研究。70年代又逐步形成生态科学的一个新领域-系统生态学(Systemecology),森林生态学也得到进一步的提高。4、研究方法生态学的研究长期处于定性描述阶段。对群落结构、类型划分和地理分布都采用静态描述；对群落的演替变化，如群落的建立、发育、成熟、消失规律，加速、延缓或改变自然演替的途径等则采用动态描述。20世纪60年代以来,森林生态学的研究，除借助于传统的生物学、物理学、化学等方法及其最新成就外，还借助于气象学、水文学的知识以及系统工程和电子计算机等手段。精敏测算仪器，如自记红外线气体分析仪、自记分光光度计、氧弹或热量计，以及放射性同位素等的应用，也为定量研究提供了更好的条件。林业遥感技术的应用，使森林生态学的研究又有了新的发展。近几年来提出的生态界面系统的理论和方法，是从存在于生物与环境间的界面层的性质、结构、功能和作用，直接探索生态系统的运动规律，又使生态学关于生物与环境之间因果关系的传统概念和研究方法有了改变。定性描述阶段定量研究、数学建模参考文献：森林生态学的内容、任务及近代的研究动向洗自强(江西农业大学林学系）5、21世纪森林生态学的研究方向1.森林植被对生态环境的影响及其调控机理研究2.加快森林生态网络系统工程建设步伐3.以高新技术为依托，建立森林生态工程检测网络体系4.充分发挥森林生态学分支学科的作用5.加强生物多样性保护6.进一步进行生态经济学的研究6、我国与世界先进水平的差距何在虽然，我国、我省的森林生态学研究已取得一些成果，但与世界先进水平相比还有很大差距，也面临着一些发展上的问题。世界一些科技发达国家在近20年内对生态系统，特别是较复杂的森林生态系统和小流域系统在长期观测记录有关生态功能和过程的数据采集分析方面已完成自动化和网络化，而我国仅仅在中国科学院的生态观测站才具备向国际靠拢的自动化水平和具有名副其实的数据库和分析能力的生态系统网络中心，国家林业局的生态定位站则在整体上处于落后的和费工时、而且很难精确化、标准化的非自动采集状态。省内更缺乏这方面的条件和设备。目前，世界上一些国家已具有相当数量的一级长期生态观测试验站和较多的二级站，初步或基本上满足了全国水平的监测和研究需要。而我国目前只有20个左右较正式的森林生态系统观测站。此外，过去的研究，如生态系统小集水区的研究，都是小尺度的或中小尺度的研究，尚未进行大尺度的研究，因此，为大尺度研究的需要，如何把具体的生态系统或集水区的具体规律和成果运用到区域性和更大尺度的决策上去，在更大的时空异质性情况下合理使用小尺度数据，是当前森林生态学在生态模型尺度转换上的重要技术问题。在国外，往往以概念模型，即统计模型来弥补物理模型所遇到的这类难题，所有这些，我国正在探索之中。7、森林的生态服务功能1森林是人类的资源宝库.2涵养水源3保育土壤4净化大气环境5·森林防护6.固碳释氧7积累营养物质8物种保育9森林游憩10提供负离子8、近年来森林生态学的研究热点分析从不同年份有关森林生态学研究的文章关键词数量的变化可以看出(图6)，气候变化虽然在2003-2007年都有研究，但从2007年以后迅速超越了其他领域，成为最受关注的研究热点!生物多样性的研究热度仅次于气候变化，这是研究者持续关注的领域，其研究热度稳中有升，但未出现像气候变化领域的突变!物种竞争生态保护生物入侵也成为研究者关注的热点，其热度紧随气候变化和生物多样性之后!值得关注的是入侵物种的研究在2010-2013年出现了一个高峰期!接下来受关注的是生态干扰草食动物物种丰富度!这三方面的研究一直比较平稳，十年中未出现大的变化。全球气候变化、生物多样性可持续发展的生态系统是当前国际森林生态学优先研究的领域，也是今后相当一段时期的研究热点，先进科学技术和试验手段的介入将使这些研究深入发展!参考文献：《森林生态学研究态势计量分析》黄东晓毛萍周华王海燕王芋华(中国科学院成都生物研究所）9、森林生态学研究热点问题1、森林生态系统碳循环碳循环是连接生物圈与大气圈之间的重要环节，对全球气候变化的影响至关重要，也就成为森林生态系统研究的热点之一1.1、森林生态系统碳贮量碳贮量为生物量与转换比率(干物质中碳的比重)的乘积。不同森林植被由于群落组成、年龄结构、林分起源的不同，转换率也略有差异。绿色植物的光合作用产物随着物质循环及能量流动得以重新分配到森林生态系统的4个碳库:土壤有机碳库、生物量碳库(植物碳库)、动物碳库、以及枯落物碳库。我国的森林生态系统植被碳贮量研究起步较晚，由于估算方法没有统一的标准，不同研究的结果存在着明显差异。森林植被固定碳贮量的估算方法主要有蓄积量法、生物量清单法、化学反应方程式法、生物量法涡旋相关法、涡度协方差法、弛豫涡旋积累法及遥感方法等1.2、森林生态系统碳平衡--失汇现象森林生态系统的净碳收支主要是光合作用等过程的碳获得值与生物呼吸等过程的碳释放值之间的差，差值为零称为碳平衡，为负值表现为碳源，为正值则表现为碳汇。在自然状态下，陆地生物圈与大气圈之间的碳循环保持着平衡状态。1.3、碳氮耦合作用生态化学计量学的原理表明，有机体中碳氮维持一个恒定的比例，不同有机体的碳氮比因其氮含量不同而异。2、全球变化与森林生态系统的相互作用2.1、全球变化对森林生态系统的影响气候变化对森林生态系统分布的影响气候变化对森林生态系统结构和组成的影响气候变化对森林生产力的影响其他影响。全球变化对森林生态系统的影响是深入而广泛的，随着气候变暖，可能引发倒春寒甚至春季冻害、旱灾、雪灾、火灾、病虫害等森林灾害，影响植物的物候。3定位监测及大样地建设3.1、定位监测中科院已建立42个森林、湿地和荒漠生态站，形成了中国森林生态系统研究网络和中国生态系统定位研究网络3.2、大样地建设4、森林生态效益补偿研究4.1、森林生态系统服务功能及价值评估4.2、森林生态效益补偿5、3S技术在森林生态系统研究中的应用5.1、森林生物量估测通过建立多元回归模型估测了森林生物量5.2、森林动态变化监测评价研究总结1、基于CNKI归纳出的森林生态学热点问题涉及多个领域和不同层次。2、我国森林生态学对上述热点问题的研究整体上呈现总体集中，局部分散的趋势。有关森林生态效益、补偿、生态旅游的研究所占比重较大，而其他几个问题则相对较小，也较为平均。3、森林生态学研究热点问题相互渗透，彼此关联，一定程度上反映出目前我国森林生态学研究具有多学科、多层次交叉渗透和注重问题的向导性分析的趋势。参考文献：《近20年国内森林生态学热点问题综述》杨敏鲁小珍张晓利南京林业大学森林生态系统森林生态系统是地球陆地生态系统的主体，它具有很高的生物生产力和生物量以及丰富的生物多样性，对全球生态系统和人类经济社会发展起着至关重要和无可替代的作用。推进森林资源可持续经营，增加森林总量、提高森林质量、增强生态功能，已成为中国林业可持续发展乃至推进中国生态文明建设和建设美丽中国的战略任务。本文全面综述了森林生态系统经营发展历程，分析了森林生态系统经营的现状和存在问题，在此基础上，提出整合基于生态系统管理与满足现代人类福祉对森林多重需求的新的森林生态系统经营理念，面向生态系统服务的森林生态系统经营理念是未来的发展趋势。森林经营发展战略表现为:1)从单纯的森林面积数量扩张，转变到提高单位面积的森林生产力和森林质量;2)从单一追求木材生产逐步转变为多目标经营，将森林林产品单一的经营目标转变为广泛的生态、经济和社会等多目标经营;3)森林经营重点从林分水平转变为森林景观的经营，强调森林景观的时空异质性和动态变化，权衡和协同多种生态系统的服务功能，倡导森林景观的多样性和连通性，提高森林与其它土地利用模式镶嵌构成的复合景观的可持续性和稳定性，增强森林生态系统对气候变化影响的适应能力;4)森林生态系统经营将从依赖传统经验的主观决策转变为信息化、数字化和智能化的决策，发展森林生态系统经营决策支持系统和森林景观恢复与空间经营规划系统。森林生态系统经营的现状与面临的问题现状：尽管通过长期不懈的努力，我国的森林资源状况有了很大改善，森林覆盖率已由建国初期的12．5%上升至2013年的21．63%。目前，全国森林面积2．08亿hm2，森林蓄积151．37亿m3。天然林面积12184万hm2，天然林蓄积122．96亿m3。人工林保存面积6933hm2，蓄积24．83亿m3，人工林面积继续保持世界首位。然而，我国森林覆盖率远低于全球31%的平均水平，人均森林面积仅为世界人均水平的1/4，人均森林蓄积只有世界人均水平的1/7，森林资源总量相对不足、质量不高、分布不均的状况仍未得到根本改变，林业发展还面临着巨大的压力和挑战。一是实现2020年森林增长目标任务艰巨。二是严守林业生态红线面临的压力巨大。三是加强森林经营的要求非常迫切。四是森林有效供给与日益增长的社会需求的矛盾依然突出。从总体上看，森林资源数量、质量的增长依然不能满足社会对林业多样化需求的不断增加，生态问题依然是制约我国可持续发展最突出的问题之一，生态服务产品依然是当今社会最短缺的产品之一，森林资源质量与生态服务供给能力差距依然是我国与发达国家之间的最主要差距之一。问题：中国森林的经营管理粗放、技术水平相对比较落后，存在的主要问题分析概括为以下几个方面:1)森林经营的对策僵化不适应时代的变化，即简短的分类为商品林和公益林体系，由此规划森林的经营目标、投资方向和经营措施，没有体现森林生态系统的自然属性，包括森林结构组成、生物多样性变化、更新演替、健康状态、自然干扰特征;2)森林经营与森林利用的最终目标或产品脱节。例如，目前营造的许多人工林缺乏明确的经营目标或利用的最终产品，伴随人们对森林功能认识的提高，传统的森林经营理念受到了冲击。人类对森林生态系统的产品的需求不仅仅限于木材，而是多样化的产品需求，在保证