森林的生长发育及其调控.ppt

第四章 森林的生长发育及其调控,本章内容,第一节 林木个体的生长发育 第二节 林木群体的生长发育 第三节 森林的生产功能及其调控,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第一节 林木个体的生长发育,一、 林木个体生长发育的概念（一）林木生长林木个体生长（growth）：是指林木个体在重量和体积上的不可逆增加。通常描述林木生长的指标有：生长过程曲线，生长速率和生长量。 林木生长曲线： 整个林木生长呈“S”型曲线，即“慢快慢”的生长。 速生期先后： 树高 冠幅、胸径 材积,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第一节 林木个体的生长发育,生长速率和生长量 生长速率是表示林木生长快慢的指标，可分为绝对生长速率和相对生长速率。绝对生长速率（AGR）：指单位时间内林木在重量、体积和高度等方面的绝对增加量。 一般以天为单位。相对生长速率(RGR)：指单位时间内林木在重量、体积和高度等方面的增加量占原有数量的百分率。 林木生长量：是指一定间隔期内各种调查因子（高、径、材积等）所发生变化的量。一般以年为单位。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第一节 林木个体的生长发育,根据不同的目的可把生长量划分成不同的种类： （1）按调查因子划分：树高生长量、直径生长量、断面积生长量、材积生长量、重量生长量等。 （2）按部位划分：林木生长量、树干生长量、枝条生长量等。 （3）按时间划分：总生长量、定期生长量、连年生长量等。 一般在生长前期林木连年生长量大于平均生长量，后期平均生长量大于连年生长量。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第一节 林木个体的生长发育,（二）林木发育 林木个体发育（development）：是指林木个体构造和机能从从简单到复杂发生质变的过程。发育标志着新增加的部分在形态结构以至生理机能上与原来部分有本质的区别。如：种子萌发；幼苗长成成年植株。 林木个体的生长和发育，既有密切关系，又有质的区别。 生长是发育的前提，发育是在生长基础上进行的。同时发育过程中又包含着生长。因此生长和发育是彼此不同又密切相关的两种现象。 生长是细胞的数量和大小的增加，发育以 细胞生活物质的质变为特征。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第一节 林木个体的生长发育,二、林木个体生长的周期性 在自然条件下，林木个体或器官的生长速率随着昼夜或季节发生有规律的变化，这种现象称为林木生长的周期性。常见的有昼夜周期性、季节周期性。 林木生长产生周期性的原因主要是：由于四季温度、光照、水分等因素的分配差异，以及林木对这些因素的适应性差异引起的。由于四季的环境变化大于昼夜，因此，林木生长的季节周期性变化比昼夜周期性明显。 不同树种在生长的季节周期性上有很大的差异，尤其是在高生长上，因此，通常根据树木在一年中高生长期的长短，把树种分成前期生长类型和全期生长类型两种。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第一节 林木个体的生长发育,（一）前期生长类型（又称春季生长类型）：春季开始生长、高生长速生期较短（3个月左右）。以后主要是叶子的生长枝条的老熟。 常见树种有： 马尾松、云南松、银杏、核桃、云杉属、臭椿等。 培育措施：早施肥、高生长结束以后不宜再施肥。 （二）全期生长类型：高生长期持续整个生长季（南方有6至9个月），多次抽梢生长。 常见树种有： 杉木、桉树、杨树、泡桐等。 培育措施：可多次追肥。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第一节 林木个体的生长发育,三、林木个体生长的相关性 林木各个器官之间是相互关联的，任何一个器官的生长都会影响到其它器官的生长。认识林木各个器官之间的相关性对培育林木具有重要的意义。 （一）地下部分和地上部分的相关性 （二）主茎和侧枝的相关性 （三）营养生长与生殖生长的相关性 （四）极性和再生 极性：林木个体或其离体部分（器官、组织或细胞）的形态学两端具有不同的生理特性的现象。 再生：林木个体的离体部分具有恢复林木其他部分的能力。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,再生的理论基础是什么？,第一节 林木个体的生长发育,四、林木个体发育与结实 林木个体从种子形成直至植株死亡，大体经历四个生长发育时期。 （一）幼年期：从种子萌发开始，到第一次开花结实时为止。 （二）青年期：从第一次开花结实-到大量结实之前（3-5次结实） （三）壮年期（结实盛期，成年期）：从开始大量结实起，到结实开始下降为止。成年期长短因树种而异。 （四）老年期（衰老期）：从结实量大幅度下降开始，直至个体死亡。 五、影响林木生长发育的环境条件,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第二节 林木群体的生长发育,一、 林木群体的生长发育规律 森林在整个生长发育的过程中，要经过不同的阶段。一般根据林分生长发育变化，林木相互之间的关系，以及林木与环境之间的相互关系变化特点。划分为6个生长发育时期： （一）幼苗阶段：种子形成幼苗13龄前，或者植苗造林13年后，也称活苗阶段。 （二）幼树阶段：成活后至郁闭前 （三）幼龄林阶段：林分郁闭后的510年或更长时间属于幼林阶段，为森林的形成时期。这个阶段是从幼树的个体生长发育阶段向幼林群体的生长的发育阶段过渡的时期。 （四）中龄林阶段：森林的外貌和结构大体定型。林木先后由树高和直径的速生期转入树干材积的速生期，树冠生长也达到最旺盛的时期。中林阶段的延续时间因地区和树种而异，一般约为两个林级，为10至40年。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第二节 林木群体的生长发育,（五）成熟林阶段：高生长开始减缓甚至停滞，树冠有较大幅度的扩展，林内生物多样性处于高峰，材积年生长量以及生物量增长均趋于高峰。前半段为近熟林阶段，后半段为成熟林阶段，对于用材林来说可以采伐利用。 （六）过熟林阶段：林木生长趋于缓慢且健康程度降低，抗逆性下降，种子质量下降， 二、林木群体的生长量 测树学已经讲过,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,本节重点： 一、森林的生物产量及其形成的生理学生态学基础 二、森林的经济产量和收获量 三、森林生产力水平和潜力 四 、提高森林生产力的途径和措施,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,森林作为一个以绿色木本植物为主体的生态系统，具有巨大的生产功能、环境（防护）功能和社会功能，其中生产功能是最基本的功能。 常规的森林培育是以提高森林的生产功能，使森林能够长得好，产得多，并且能更好地发挥多方面的综合效益为目的的。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,一、森林的生物产量及其形成的生理学生态学基础 CO2 + H2O -光- (CHO) + O2 光合作用是生产有机物质的根本过程，而这个过程主要受以下因素影响。(一）光合速率 光合速率越高，树木生长越快。一般树种的光合速率较低，为5-10mg CO2/100cm2.h。提高光合速率是提高人工林产量的基本途径。 光合速率的大小与下列二因素有关： 1） 树种 速生树种光合作用大，慢生树种光合速率低。高光效的C4木本植物可能没有。但是通过树种选择和良种选育可以提高光合速率。 2） 外界环境影响光照、温度、湿度、CO2、水分、养分等，这些因子可通过调节林分群体结构，也可采取抚育管理等措施进行调节。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,(二）叶面积 林分要获得大量光合产物，还要有足够的叶面积。一般用叶面积指数（leaf area index, LAI）来表示，即 ： LAI总叶面积/单位面积 1）叶面积指数增加，光合作用增加，到一定值，光合作用开始下降。不同树种LAI不同，一般5至8，光合产量最高。 2）可以通过密度控制、树种搭配和间伐等措施调整LAI。 (三）生长期 生长期越长，树木生长量越大。 一般生长期： 常绿落叶落叶：早发叶晚发叶 速生丰产树种中，桉树一年中几乎不停生长；落叶松是北方发叶早而生长停止较晚的树种。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,(四)老化过程 叶子的同化能力、叶绿素含量的多少、酶活性的大小等都反应出叶是否能够达到高效光能。 （1）叶子的老化过程：叶子光合效率在高阶段维持时间的长短，对产量影响较大。叶萌发初期、落叶期、中期的光和作用分别怎样？ （2）树木的老化过程：树木生长高峰期持续时间也影响产量。 （3）立地条件影响树木老化过程。立地条件好，速生阶段来得早，速生期较长（即老化慢）。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,不同树种生长高峰期不同 立地条件好，速生阶段来得早，生长高峰不一定早，而是高峰的高度大，速生期较长（即老化慢）。 杉：两个高峰期（6、9月），即抚育在5月和7月进行 竹：笋出土到长成竹，45-60天为高峰期，即4-5月，冬笋前施肥有效。 故使得树木光合速率快、叶面积提高、生长期长、老化得慢，人工林就具备了高产所需的生理基础。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,森林中的光和作用形成的生物量并不能都蓄积起来，更不能全部被收获利用： 光合作用生产的有机物 呼吸作用 消耗25%至33% 被吃、枯枝落叶被分解 消耗上一级余下的40%至70% 注意一下几个概念：生态系统净生产量、生物量、生产力指标。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,二、森林的经济产量和收获量 森林的生物产量森林所有生物有机体的重量。 森林经济产量森林中能产生经济效益的所有生物有机体重量。 森林收获量森林的生物量中可被收获利用的部分。 经济产量或收获量只是生物产量的一部分。 森林的生物产量（生物量）中并不能完全被我们利用。森林中生物产量的利用率取决于经营目的。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,二、森林的经济产量和收获量 生物产量林木干材蓄积量 转换系数：0.30-0.70 林木干材蓄积量出材量（经济产量） 出材率： 60-90% 因此，从生物产量到经济产量要经过如下折算： 蓄积量生物量经济系数（0.3-0.7） 出材量（经济产量）蓄积量出材率（60-90%） 那么，如何提高经济产量？主要的途径有： 1）提高光和速率 2）降低呼吸消耗 3）降低动物危害的损失 4）提高林分的经济系数 5）提高出材率,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,可否全林利用？,第三节 森林的生长发育及其调控,三 、森林生产力水平和潜力（一）森林生产力的概念和指标森林生产力：是指单位面积单位时间内森林生产的生物量。森林的潜在生产力：在一定的气候条件下森林植物群落通过光合作用所能达到的最高生产力。森林的现实生产力：现存的森林群落所达到的实际生产力。 当前，衡量森林生产力的指标有干材蓄积量和生物量。 （二）我国森林的现实生产力水平 我国森林的现实生产力水平是偏低的。 根据估算，我国目前人工林的现实生产力约是潜在生产力的一半左右。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,3、我国的人工林生产力较低主要受如下因素影响： 1）土地利用不合理和水土流失，林地生产力下降。 2）造林不适地适树。 3）人工林年龄结构不合理，幼龄林过多。 4）人工林经营管理水平低。 4、为了提高我国森林的经营水平和森林的产量。我国在上个世纪提出了速生丰产林建设。速生丰产林：是采用集约的经营措施并在较短时间内获得较高产量的林分。达到一定生长指标的才算速生丰产林。 因不同地区气候条件不同，因此，不同地区的速生丰产林达到的标准应该是不同的。为此，我国分树种和地区制定了速生丰产林的标准。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,四、提高森林生产力的途径和措施 通过以上的分析表明，提高森林生产力可以通过以下三条途径： （一）选用适当的培育方式 要根据具体条件因地因树种制宜地选择适当的育林方式。 （二）遗传改良 通过遗传改良提高树木的遗传品质，包括：速生性、丰产性、优质性、 抗逆性等。要实现这些目的应采取的措施是良种壮苗。而且良种壮苗要经过精心的栽植才能实现目的。 （三）林分结构的调控 林分结构影响树木的生长和木材的品质，林分结构的调控分水平结构和垂直结构两个方面。良好的结构是林分获得高产优质的基础。为了达到调整结构的目的，生产上采取的措施是密度控制、合理混交。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,（四）立地的选择和调控 不是所有的土地都适合培育森林，因此需要对造林地进行选择。同时还需要改善树木生长的小环境，使树木生长在适宜的环境下。实现这个目的的主要措施有：适地适树、整地、抚育保护。 综上所述，对于用材林造林为了达到速生、丰产、优质和稳定的目的，通常采取以下六项措施。即： 提高造林质量（良种壮苗）、适地适树、合理结构、精心栽植、致整地、抚育保护。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,第三节 森林的生长发育及其调控,总之， 通过以上分析我们可以得出如下结论： 我国森林的现实生产力水平较低，但我国森林生产力提高的潜力较大，这表明我国的森林培育工作者面临的任务是艰巨的。,第四章 森林的生长发育及其调控,森林培育学 宋志姣制作,Thank you!,Thank you!,