第三章森林生态学与林业生态工程课件

第三章森林生态与林业生态工程第三章森林生态与林业生态工程本章主要内容 森林生态学概述森林生态学概述1 森林生态系统的结构与功能森林生态系统的结构与功能23天然林保育天然林保育 人工林可持续经营人工林可持续经营4 林业生态工程林业生态工程5本章主要内容 森林生态学概述1 森林生态系统的结构与功第一节、森林生态学概述一、森林生态学的内容、任务、发展一、森林生态学的内容、任务、发展森林生态学定义：森林生态学定义：“研究森林与环境之间相互关研究森林与环境之间相互关系的学科，是造林学、营林学、防护林学和和森系的学科，是造林学、营林学、防护林学和和森林保护学等其它林学分支学科的应用基础。林保护学等其它林学分支学科的应用基础。第一节、森林生态学概述一、森林生态学的内容、任务、发展森林生1、森林生态学研究的内容主要研究环境条件如何影响森林的组成、结构、地理分布、主要研究环境条件如何影响森林的组成、结构、地理分布、生长过程、生产力和演替发展等，以及森林对环境的影响和生长过程、生产力和演替发展等，以及森林对环境的影响和森林内各个成分之间的相互互关系，阐明森林的结构与功能森林内各个成分之间的相互互关系，阐明森林的结构与功能及其调节原理，为造林、营林、不断扩大森林资源和有效地及其调节原理，为造林、营林、不断扩大森林资源和有效地提高生物生产量，充分发探森林生态系统服务功能提供科学提高生物生产量，充分发探森林生态系统服务功能提供科学依据和途径。依据和途径。1、森林生态学研究的内容主要研究环境条件如何影响森林的组成、2、森林生态学研究的任务认识森林与环境的相互作用；认识森林与环境的相互作用；认识森林分类、分布、生长发育、发展和演替的认识森林分类、分布、生长发育、发展和演替的规律；规律；认识人类活动对森林及其功能的影响；认识人类活动对森林及其功能的影响；提出正确经营管理森林的生态学基础和技术途径提出正确经营管理森林的生态学基础和技术途径2、森林生态学研究的任务认识森林与环境的相互作用；3、我国森林生态学研究的内容森林与环境变化相互系；森林与环境变化相互系；森林生物多样性保护；森林生物多样性保护；森林景观格局与区域生态安全；森林景观格局与区域生态安全；森林生态系统恢复与重建；森林生态系统恢复与重建；森林生态系统健康管理。森林生态系统健康管理。3、我国森林生态学研究的内容森林与环境变化相互系；4、我国森林资源特点 人均资源占有量少，且分布不均人均资源占有量少，且分布不均 结构不尽合理，多资源利用程度低结构不尽合理，多资源利用程度低 林地利用率低、森林质量较差林地利用率低、森林质量较差 人工林和宜林地多，扩大森林资源体力较大人工林和宜林地多，扩大森林资源体力较大4、我国森林资源特点 人均资源占有量少，且分布不均 二、我国林业的新定位v定位：林林业业是是生生态态环环境境建建设设的的主主体体，是是从从事事维维护护国国土土生生态态安安全、促进经济可持续发展，向社会提供森林生态服务的行业。全、促进经济可持续发展，向社会提供森林生态服务的行业。v六大林业重点工程：天天然然林林保保护护工工程程；“三三北北”和和长长江江中中下下游游地地区区等等重重点点防防护护林林建建设设工工程程；退退耕耕还还林林还还草草工工程程；环环北北京京地地区区防防沙沙治治沙沙工工程程；野野生生动动物物保保护护及及自自然然保保护护区区建建设设工工程程；重重点点地地区区以以速速生生丰丰产产用用材材林林为为主主的的林业产业基地建设工程。林业产业基地建设工程。二、我国林业的新定位定位：林业是生态环境建设的主体，是从事维三、森林经营念及理论发展1 1、森林可持续经营理论、森林可持续经营理论v体现在六大标准森林资源的保持和发展以及对全球碳循环的贡献森林资源的保持和发展以及对全球碳循环的贡献森林生态系统健康与活力的保持森林生态系统健康与活力的保持森林生产功能森林生产功能森林生态系统中生物多样性的保持、保护与发展森林生态系统中生物多样性的保持、保护与发展森林经营中保护功能森林经营中保护功能 的维持和发展的维持和发展其它社会其它社会经济功能经济功能 和条件的保持和条件的保持三、森林经营念及理论发展1、森林可持续经营理论体现在六大标准2、近自然林业近自然林业的主要理论：林林分分的的建建立立、抚抚育育、采采伐伐方方式式必必需需同同潜潜在在的的天天然然森森林林植植被被的的关关系系接接近近，使使林林分分能能进进行行接接近近生生态态上上的的自自发发生生产产，达达到到森森林林群群落落的的动动态态平平衡衡，并并在在人人工工辅辅助助下下使天然物质得到复苏。使天然物质得到复苏。v近自然林业的基本原则：实实行行择择伐伐育育林林作作业业，采采用用天天然然更新，促进并维持异龄复层混交林，保护生物多样性。更新，促进并维持异龄复层混交林，保护生物多样性。2、近自然林业近自然林业的主要理论：林分的建立、抚育、采伐方3、新林业v特点：主主要要理理论论框框架架是是由由林林分分和和景景观观两两个个层层次次组组成成的的，强调保持和改善林分和景观结构的多样性。强调保持和改善林分和景观结构的多样性。在在林林分分层层次次上上:注注重重保保持持和和创创造造具具有有多多样样化化组组成成、结结构构和和功能的林分。功能的林分。在在景景观观层层次次上上:强强调调森森林林景景观观格格局局的的异异质质性性，也也极极为为关关注注景观斑块的类型、大小和分布格局。景观斑块的类型、大小和分布格局。3、新林业特点：主要理论框架是由林分和景观两个层次组成的，强4、生态林业v主要目标：维维持持和和恢恢复复森森林林生生态态系系统统永永久久性性的的完完整整功功能能，而又在可持续的基础上收获森林产品。而又在可持续的基础上收获森林产品。v林业实践：保保护护和和恢恢复复森森林林作作为为完完整整的的生生态态系系统统；鼓鼓励励多多用用途途利利用用森森林林；强强调调基基于于人人类类群群体体的的森森林林管管理理；承承认认森森林林的的生生态态服服务务价价值值；保保护护与与促促进进森森林林生生物物多多样样性性与与完完整整性性；促促进进生生态态上上合埋的设计和林产品的循环利用。合埋的设计和林产品的循环利用。4、生态林业主要目标：维持和恢复森林生态系统永久性的完整功能第二节 森林生态系统的结构与功能一、森林生态系统的结构一、森林生态系统的结构1、垂直结构概念 指指森森林林生生态态系系统统中中生生物物按按照照高高度度（或或深深度度）垂垂直直配置所形成的层次结构或成层结构。配置所形成的层次结构或成层结构。森林群落：根根据据生生长长型型划划分分为为四四个个基基本本层层次次：乔乔木木层层、灌灌木木层层、草草本本层层、地地被被层层。各各层层中中尚尚可可分分出出亚亚层层，同同一一层层高高度度不不应超过应超过20%20%。第二节 森林生态系统的结构与功能一、森林生态系统的结构垂直结构垂直结构2、水平结构v概念：指指森森林林生生态态系系统统组组分分在在水水平平空空间间上上的的生生态态分分化化、配配置置状状况况或或水水平平格格局局；由由于于系系统统中中物物种种生生态态学学特特性性、种种间相互关系及环境条件综合决决定。间相互关系及环境条件综合决决定。主要特征是是是是它它它它的的的的镶镶嵌嵌性性，镶镶嵌嵌性性是是在在二二维维空空间间中中的的不不均均匀配置，使群落在外形上表现为斑块相间。匀配置，使群落在外形上表现为斑块相间。2、水平结构概念：指森林生态系统组分在水平空间上的生态分化、4、层片结构v概念：森林群落中属于同一生活型植物的组合。森林群落中属于同一生活型植物的组合。类型：高位芽植物层片高位芽植物层片地面芽植物层片；地面芽植物层片；乔木层片乔木层片灌木层片灌木层片 落叶树层片落叶树层片长绿树层片。长绿树层片。区区别别：层层次次是是树树木木在在群群落落中中的的垂垂直直分分布布；而而层层片片是是群群落落的三维生态结构。的三维生态结构。4、层片结构概念：森林群落中属于同一生活型植物的组合。类型：5、营养结构v概念：以以食食物物为为中中心心和和纽纽带带，把把生生物物非非生生物物紧紧密密地地结结合合起来，构成以生产者、消费者、还原者为中心的三大功能群。起来，构成以生产者、消费者、还原者为中心的三大功能群。5、营养结构概念：以食物为中心和纽带，把生物非生物紧密地结合生态系统生生产产者者：包包括括全全部部绿绿色色植植物物和和某某些些能能进进行行光光合合作作用用或或化化能能合合成成作作用用的的细细菌菌，它它们们都都是是自自养养生生物物，也也是是其其他他一一切切生生物赖以生存的食物，是有机物的最初制造者。物赖以生存的食物，是有机物的最初制造者。消消费费者者：以以生生产产者者生生产产的的有有机机物物为为食食物物的的各各种种动动物物，直直接接或或间间接接地地利利用用植植物物所所制制造造的的现现成成有有机机物物。根根据据它它们们的的食食性分食草动物和食肉动物。性分食草动物和食肉动物。分分解解者者：指指细细菌菌、真真菌菌等等微微生生物物和和某某些些原原生生动动物物，它它们们是是生生态态系系统统的的“清清洁洁工工”，依依靠靠分分解解动动植植物物的的排排泄泄物物和和尸尸体体取取得得营营养养和和能能量量，同同时时又又将将动动植植物物残残体体的的复复杂杂有有机物分解为简单地无机物，回归环境。机物分解为简单地无机物，回归环境。非非生生命命物物质质：各各种种无无机机物物和和自自然然条条件件，包包括括太太阳阳光光、热热能能、水水、二二氧氧化化碳碳、氧氧、氮氮、矿矿物物、盐盐等等，是是生生物物赖赖以以生生存存的物质和能量源泉，成为生物活动的场所。的物质和能量源泉，成为生物活动的场所。生态系统生产者：包括全部绿色植物和某些能进行光合作用或化能合v相关概念食物链：生生态态系系统统中中不不同同生生物物之之间间通通过过食食物物关关系系而而形形成成的的链链索式单向联系。索式单向联系。营养级：食物链上能量和物质被暂时贮藏和停留的位置，即食食物链上能量和物质被暂时贮藏和停留的位置，即食物链上的每一环节称为营养级。物链上的每一环节称为营养级。食物网：在一个生态系统内存在多条食物链，这些食物链彼在一个生态系统内存在多条食物链，这些食物链彼此交错连接，形成网状结构。此交错连接，形成网状结构。相关概念食物链：生态系统中不同生物之间通过食物关系而形成的链北极地区食物网：北极地区食物网：二、影响森林生态系统结构的因素1、生态系统内部因素v生物因素：作用最大的是竞争和捕食生物因素：作用最大的是竞争和捕食v环境因素：适宜性和空间异质性环境因素：适宜性和空间异质性森森林林生生态态系系统统结结构构变变化化：生生态态系系统统中中生生物物成成分分与环境相互作用的结果。影响最大的是建群种。与环境相互作用的结果。影响最大的是建群种。二、影响森林生态系统结构的因素1、生态系统内部因素森林生态系2、生态系统外部环境v主要：指：指外部的干扰影响，包括自然干扰和人为干扰。外部的干扰影响，包括自然干扰和人为干扰。v影响：中中等等干干扰扰假假说说：生生态态系系统统在在中中等等干干扰扰和和一一定定干干扰扰频频率率条条件下，物种丰富度大系统结构也最为复杂件下，物种丰富度大系统结构也最为复杂（草原恢复）（草原恢复）2、生态系统外部环境主要：指外部的干扰影响，包括自然干扰和人三、森林生态系统的功能1、能量流动：能能量量通通过过生生物物成成分分之之间间的的食食物物关关系系，在食物链上从一个营养级到下一个营养级逐渐向前流动在食物链上从一个营养级到下一个营养级逐渐向前流动v能量流动的基本特点能量的流动是单向、不可逆的。能量的流动是单向、不可逆的。能量在沿食物链传递过程中，是逐级递减的。能量在沿食物链传递过程中，是逐级递减的。生物体对能量的利用率非常低。生物体对能量的利用率非常低。三、森林生态系统的功能1、能量流动：能量通过生物成分之间的食生态系统能量流动示意：生态系统能量流动示意：v生态金字塔类型概念：用以反映食物链各营养级之间生物个体数用以反映食物链各营养级之间生物个体数量、生物量和能量比例关系的图解模型。量、生物量和能量比例关系的图解模型。类型：数量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔数量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔生态金字塔类型概念：用以反映食物链各营养级之间生物个体数量、生态金字塔：生态金字塔：2、生态系统的物质循环v概念：指生态系统中构成生命有机体的物质元素以及指生态系统中构成生命有机体的物质元素以及构成非生命的物质元素的传递和转化的动态过程。构成非生命的物质元素的传递和转化的动态过程。v能量流动与物质循环的区别与联系区别：区别：物质周而复始循环，能量单向流动物质周而复始循环，能量单向流动联系：联系：能量储藏在物质的分子键中能量储藏在物质的分子键中,二者都沿着食物链进行二者都沿着食物链进行2、生态系统的物质循环概念：指生态系统中构成生命有机体的物质物质循环示意图：非生物环境非生物环境生产者生产者消费者消费者Material cycle还原者还原者物质循环示意图：非生物环境生产者消费者Material cy能量流能量流动与物动与物质循环质循环关系图关系图能量流动与物质循环关系图3、生态系统的信息传递v概念：指生态系统中各生物成分之间及生物成分与非指生态系统中各生物成分之间及生物成分与非生物环境之间的信息交流与反馈过程。生物环境之间的信息交流与反馈过程。v特点生态系统的基本功能之一，在传递的过程中生态系统的基本功能之一，在传递的过程中伴随着物质和能量的消耗伴随着物质和能量的消耗双向的双向的使生态系统产生自动调节机制使生态系统产生自动调节机制3、生态系统的信息传递概念：指生态系统中各生物成分之间及生物v信息的类型营养信息营养信息:以食物链和食物网为代不的一种信息传递以食物链和食物网为代不的一种信息传递化学信息化学信息:以生物的代谢产物进行的信息传递以生物的代谢产物进行的信息传递物理信息物理信息:以物理过程为传递形式的信息以物理过程为传递形式的信息行为信息行为信息:通过一定行为方式表现出的某种信息通过一定行为方式表现出的某种信息信息的类型营养信息:以食物链和食物网为代不的一种信息传递物理4、生态系统的物种流v物种流概念：指物种的种群在生态系统内或系统之指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态间时空变化的状态.v含义:生物有机体与环境之间相互作用所产生的时间、空间生物有机体与环境之间相互作用所产生的时间、空间的变化过程；的变化过程；物种种群在生态系统内或系统之间格局和数量的动态物种种群在生态系统内或系统之间格局和数量的动态生物群落中物种组成、配置，营养结构变化生物群落中物种组成、配置，营养结构变化4、生态系统的物种流物种流概念：指物种的种群在生态系统内或系总之：v生态系统中能流、物流、信息流和物种流的传递，生态系统中能流、物流、信息流和物种流的传递，使生态系统和非生物成分相互依赖、相互制约、使生态系统和非生物成分相互依赖、相互制约、相生相克形成网络复杂关系的统一体，从而使生相生相克形成网络复杂关系的统一体，从而使生态系统具有一定适应性相对稳定性。态系统具有一定适应性相对稳定性。总之：生态系统中能流、物流、信息流和物种流的传递，使生态系统四、生态平衡与生态稳态 生生态态平平衡衡是是生生态态系系统统在在一一定定时时间间内内结结构构与与功功能能的的相相对对稳稳定状态，其物质和能量的输入、输出接近相等。定状态，其物质和能量的输入、输出接近相等。生态稳态生态稳态是在生态系统发育演变到一定状态后才会出现，它是在生态系统发育演变到一定状态后才会出现，它表现为一种振荡的涨落效应，系统以耗散结构维持着振荡，表现为一种振荡的涨落效应，系统以耗散结构维持着振荡，能够使系统从环境中不断吸收能量和物质能够使系统从环境中不断吸收能量和物质(负熵流负熵流)。四、生态平衡与生态稳态 生态平衡是生态系统在一定时间内结1、生态平衡的调节机制v反馈能力反馈能力正反馈正反馈负反馈负反馈 v抵抗力抵抗力v恢复力恢复力v系统调节力系统调节力1、生态平衡的调节机制反馈能力2、生态系统交错带理论v生态系统交错带生态系统交错带v交错带的脆弱性：交错带的脆弱性：可替代的概率大可替代的概率大竞争程度高竞争程度高可以复原的机率小可以复原的机率小抗干扰能力弱抗干扰能力弱界面变化速度快，空间移动能力强界面变化速度快，空间移动能力强界面是非线性的集中表达区，非连续性的集中显示区，突变产生界面是非线性的集中表达区，非连续性的集中显示区，突变产生区。区。2、生态系统交错带理论 生态系统交错带可替代的概率大3、生态系统恢复与重建理论v生态学干扰生态学干扰指发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件。v生态学干扰由生态学干扰由3 3个方面构成：个方面构成：系统、事件、尺度域v干扰事件的判别干扰事件的判别：尺度、事件强度、系统本质离散性干扰：明显边界斑块的干扰扩散性干扰：只增加异质性，不产生明显界限3、生态系统恢复与重建理论生态学干扰干扰干扰五、森林生态系统的服务功能1、概念：指指生生态态系系统统与与生生态态过过程程所所形形成成及及维维持持的的人人类类赖以生存的自然环境条件与作用。一般指生命支持功能赖以生存的自然环境条件与作用。一般指生命支持功能 2、主要内容：生产有机物质；调节气候、促进物质循环；涵养水源生产有机物质；调节气候、促进物质循环；涵养水源保持水土；固碳制氧、维持碳平衡，净化环境；保持水土；固碳制氧、维持碳平衡，净化环境；生物多样性保护，防风固沙，社会效益等。生物多样性保护，防风固沙，社会效益等。五、森林生态系统的服务功能1、概念：指生态系统与生态过程所形第三节、天然林保育一、天然林保育的内涵一、天然林保育的内涵天天然然林林保保育育是是保保护护与与培培育育并并举举，以以资资源源的的合合理理经经营营与科学利用为基础下的保护。与科学利用为基础下的保护。第三节、天然林保育一、天然林保育的内涵天然林保育是保护与培育v有如下内涵：保保护护原原始始天天然然林林生生态态系系统统，保保护护生生物物多多样样性性赖赖以以存存在在的的栖栖息环境息环境;是加速次生天然林向地带性森林植被的恢复是加速次生天然林向地带性森林植被的恢复;创造良好的生态环境，保障国家建设的需要创造良好的生态环境，保障国家建设的需要;建立现代林业体制，满足林业及全社会持续发展的需要建立现代林业体制，满足林业及全社会持续发展的需要;再造山川秀美，满足人民休闲娱乐等文化生活需要；再造山川秀美，满足人民休闲娱乐等文化生活需要；带动国家森林公园建设。带动国家森林公园建设。有如下内涵：保护原始天然林生态系统，保护生物多样性赖以存在的三、天然林保育的理论基础1 1、森林生态系统理论、森林生态系统理论2 2、森森林林的的多多功功能能论论：生生态态服服务务功功能能、文文化化功功能能及及生生产产等等功功能能3 3、生生物物多多样样性性理理论论：天天然然林林生生态态系系统统是是多多种种生生物物的的主主要要栖栖息息地地，保保护护和和维维持持森森林林中中的的生生物物多多样样性性，是是健健康康森森林林保保育育的基础。的基础。4 4、林林业业可可持持续续发发展展理理论论：森森林林资资源源、生生态态环环境境及及林林区区社社会会经济的可持续发展。经济的可持续发展。三、天然林保育的理论基础1、森林生态系统理论四、天然林保育的技术支撑1 1、原始林经营、原始林经营采育择伐理论采育择伐理论2 2、次生林恢复、次生林恢复栽针保阔理论栽针保阔理论3 3、天然林的分类经营、天然林的分类经营4 4、天然林生态系统的管理、天然林生态系统的管理四、天然林保育的技术支撑1、原始林经营采育择伐理论四、天然林保护和退化生态系统恢复的措施 1 1、天然林保护和生态建设规划、天然林保护和生态建设规划 2 2、“阶梯式退耕阶梯式退耕”模式模式 3 3、“辐射式生态重建辐射式生态重建”模式模式 4 4、生态农（林）业产业化经营、生态农（林）业产业化经营5 5、提高土地利用率实现市场化、提高土地利用率实现市场化 四、天然林保护和退化生态系统恢复的措施 1、天然林保护和生态第四节 人工林可持续经营v人工林人工林是由人工更新和培育形成的森林是由人工更新和培育形成的森林v树种单一，结构简单，多数是同龄林，且是短轮伐期树种单一，结构简单，多数是同龄林，且是短轮伐期一、一、人工林的结构特征人工林的结构特征第四节 人工林可持续经营人工林是由人工更新和培育形成的森林一二、我国人工林发展现状v我国是世界上人工林面积最大的国家我国是世界上人工林面积最大的国家,人工林对我国的人工林对我国的生态环境建设和经济发展发挥着重大作用。但由于长期生态环境建设和经济发展发挥着重大作用。但由于长期沿用传统粗放的管理方式沿用传统粗放的管理方式,使得我国人工林质量低下使得我国人工林质量低下,生生态功能较差。态功能较差。二、我国人工林发展现状我国是世界上人工林面积最大的国家,人工三、人工林的生态学问题1 1、生物多样性问题、生物多样性问题2 2、人工林的养分循环不能完成或受阻碍、人工林的养分循环不能完成或受阻碍3 3、人工林生产力退化、人工林生产力退化4 4、人工林对干扰的脆弱性、人工林对干扰的脆弱性5 5、人工林的环境成本与生态效益、人工林的环境成本与生态效益三、人工林的生态学问题1、生物多样性问题四、人工林可持续经营v人人工工林林生生态态学学注注重重通通过过人人工工林林与与天天然然林林结结构构、功功能能及及生生态态过过程程的的对对比比研研究究，了了解解森森林林群群落落自自然然分分布布的的规规律律以以及及生生态态系系统统发发生生功功能能的的方方式式，以以便便指指导导人人们们制制定定合合理理的的经经营营目目标标、科科学学的的造造林林规规划划，并并使使人人们们在在经经营营人人工工林林过过程程中中充充分分考考虑虑到到系系统统组组份份之之间间相相互互关关系系，通通过过经经营营活活动动对对生态过程实施调控、最终实现人工林的经营目标。生态过程实施调控、最终实现人工林的经营目标。v人人工工林林生生态态学学同同时时注注重重人人为为经经营营措措施施对对人人工工林林生生态态系系统统结结构构、功功能能及及生态过程的影响。生态过程的影响。1 1、人工林经营理论、人工林经营理论四、人工林可持续经营人工林生态学注重通过人工林与天然林结构2、人工林经营技术4 4）人工林采伐：）人工林采伐：林下地带性植被块状保留林下地带性植被块状保留 延长林分轮伐期延长林分轮伐期 设计分散、丛状或条带状地保留一些大径级、成熟木设计分散、丛状或条带状地保留一些大径级、成熟木1 1）人人工工林林经经营营管管理理的的目目标标：实实验验包包括括经经济济效效益益、社社会会效效益益和和生生态态效效益益在内的人工林综合效益。在内的人工林综合效益。2 2）人人工工林林的的景景观观布布局局：根根据据人人工工林林所所处处的的空空间间基基质质，确确定定人人工工林林的的景景观布局。观布局。3 3）林分结构管理：）林分结构管理：树种选择、混交林种间关系的调控、林分抚育树种选择、混交林种间关系的调控、林分抚育2、人工林经营技术4）人工林采伐：1）人工林经营管理的目标3、人工林土壤管理1 1）凋凋落落物物管管理理：在在选选择择树树种种进进行行混混交交造造林林时时应应考考虑虑对对凋凋落落组组成成的的控制或通过林下植被的管理改变凋落物的组成。控制或通过林下植被的管理改变凋落物的组成。2 2）土壤有机质管理：）土壤有机质管理：v营造混交林或轮栽阔叶树种减轻林地化感自毒作用营造混交林或轮栽阔叶树种减轻林地化感自毒作用v增增加加土土壤壤有有机机质质含含量量，改改善善土土壤壤有有机机质质组组成成，同同时时使使土土壤壤有有机机质人效矿化或转化质人效矿化或转化3、人工林土壤管理1）凋落物管理：在选择树种进行混交造林时3、人工林土壤管理3 3）土壤养分管理）土壤养分管理v通过科学的营林措施把养分输出量降低到最低通过科学的营林措施把养分输出量降低到最低v全全面面理理解解树树种种与与土土壤壤相相互互作作用用关关系系的的基基础础上上，采采用用有有效效方方法法促促进进养养分分的生物化学循环。的生物化学循环。4 4）土壤生物管理）土壤生物管理v混交林中增加阔叶树种的比例有助于土壤微生物数量增加。混交林中增加阔叶树种的比例有助于土壤微生物数量增加。4 4）土壤物理性质管理）土壤物理性质管理v混交林营造有利于土壤的孔隙度增加，土壤疏松通气，土壤结构良好混交林营造有利于土壤的孔隙度增加，土壤疏松通气，土壤结构良好3、人工林土壤管理3）土壤养分管理4）土壤生物管理4）土壤第五节、林业生态工程第五节、林业生态工程一、概念一、概念 林林业业生生态态工工程程是是生生态态工工程程的的一一个个分分支支。它它是是根根据据生生态态学学、林林学学及及生生态态控控制制论论原原理理，设设计计、建建造造与与调调控控以以木木本本植植物物为为主主体体的的人人工工复复合合生生态态系系统统的的工工程程技技术术，其其目目的的在在于于保保护护、改改善善与与持持续续利利用用自自然然资资源源与与环境。环境。简单说简单说：生态工程的理论、技术在林业上的应用就是林业生态工程生态工程的理论、技术在林业上的应用就是林业生态工程第五节、林业生态工程一、概念 林业生态工程是生态工程的一个二、林业生态工程规划设计的主要内空二、林业生态工程规划设计的主要内空 王治国教授王治国教授认为认为“林业生态工程林业生态工程”的目标是通过人工设计，在一个区域的目标是通过人工设计，在一个区域或流域内，建造以木本植物群落为主体的优质、高效、稳定的多种生态或流域内，建造以木本植物群落为主体的优质、高效、稳定的多种生态系统复合体，形成区域复合生态系统，以达到自然资源的可持续利用和系统复合体，形成区域复合生态系统，以达到自然资源的可持续利用和环境的保护与改良，其内容分为四个部分：环境的保护与改良，其内容分为四个部分：v区域总体规划：区域总体规划：主要指生态工程建设中依据建设类型所采取的区域分局，主要指生态工程建设中依据建设类型所采取的区域分局，但必须首先进行调查研究和经济分析，即可行性研究。但必须首先进行调查研究和经济分析，即可行性研究。v时空结构设计：时空结构设计：即在物种搭配上采用立体结构设计和时间顺序设计，如即在物种搭配上采用立体结构设计和时间顺序设计，如混交林、林草组合等。混交林、林草组合等。v食物链结构设计：食物链结构设计：主要指系统内部动、植物和微生物及环境间的优化组主要指系统内部动、植物和微生物及环境间的优化组合，如桑基渔塘，林木病虫害生物防治等。合，如桑基渔塘，林木病虫害生物防治等。v特殊生态系统设计：特殊生态系统设计：如：工矿区林业生态系统、城市（镇）林业生态系如：工矿区林业生态系统、城市（镇）林业生态系统、严重退化的劣地林业生态系统，这些都需要特殊的设计工艺统、严重退化的劣地林业生态系统，这些都需要特殊的设计工艺二、林业生态工程规划设计的主要内空 王治国教授认为“林业生三、林业生态工程工作程序确定主体：确定主体：区域、流域、林地、小区区域、流域、林地、小区明确问题：明确问题：植被恢复、水土保持、景观等植被恢复、水土保持、景观等确立目标：确立目标：建立以木本植物为主体的生态系统或景观，建立以木本植物为主体的生态系统或景观，获得良好的生态效益获得良好的生态效益工作程序：工作程序：调研论证规划设计施工经营管理调研论证规划设计施工经营管理三、林业生态工程工作程序确定主体：区域、流域、林地、小区四、林业生态工四、林业生态工程的基础理论程的基础理论生态学理论生态学理论系统科学理论系统科学理论 可持续发展理论可持续发展理论防护林学原理防护林学原理水土保持学原理水土保持学原理工程学原理工程学原理四、林业生态工程的基础理论生态学理论五、效益评价1、评价的目的v准确评价森林的各种效益，探索森林效益产生、发展的规律，准确评价森林的各种效益，探索森林效益产生、发展的规律，为森林的营造提供可行的依据；为森林的营造提供可行的依据；v准确评估森林生态与环境效益及影响面，为社会公平分担公益准确评估森林生态与环境效益及影响面，为社会公平分担公益林的营林费用提供基础；林的营林费用提供基础；v准确评估森林的经济效益，为林业产业的政策制定与经营活动准确评估森林的经济效益，为林业产业的政策制定与经营活动管理提供基础；管理提供基础；v对森林的社会效益进行计量，使社会对森林价值有更深刻的认对森林的社会效益进行计量，使社会对森林价值有更深刻的认识，更好的保护、培育、利用森林。识，更好的保护、培育、利用森林。五、效益评价1、评价的目的准确评价森林的各种效益，探索森林效（1）森林的林种与效益森林类型森林类型林种森林效益自然保护区自然保护区自然保护区森林物种保存、地理景观、环境保护、科学研究生产性森林生产性森林用材林薪炭林经济林木材及木材制品能源果实及其它经济产品防护性森林防护性森林水土保持林水源涵养林农田防护林防风固沙林海岸防护林防护林带水土保持水源涵养农田保护荒漠化防治海岸防护道路、渠道、河流等防护与风景美化保健文化性森保健文化性森林林风景林森林公园教育林环境改善与美化保健、文化、旅游陶冶情操、历史教育、宗教信仰（1）森林的林种与效益森林类型林种森林效益自然保护区自然保护2、综合效益的主体内容v森林的效益森林的效益主要是指对人类社会有益的森林功能，既包括物质提供与环境主要是指对人类社会有益的森林功能，既包括物质提供与环境维持，又包括文化与精神依存。维持，又包括文化与精神依存。v森林效益的简单划分：森林效益的简单划分：生态效益：生态效益：森林生态系统所产生的对人类社会有益的影响与作用森林生态系统所产生的对人类社会有益的影响与作用经济效益：经济效益：人类开发利用森林所产生的经济收益人类开发利用森林所产生的经济收益社会效益：社会效益：森林生态系统所服务于人类社会的各种效能与利益森林生态系统所服务于人类社会的各种效能与利益v效益评价：效益评价：森林价值的认识与客观肯定森林价值的认识与客观肯定2、综合效益的主体内容森林的效益主要是指对人类社会有益的森（2）森林的生态效益v生态平衡的主要调节器生态平衡的主要调节器v控制污染和酸沉降控制污染和酸沉降v有效的保护和维持生物多样性有效的保护和维持生物多样性v防止土壤侵蚀与土地退化防止土壤侵蚀与土地退化v涵养水源，调节河川径流和水文状况涵养水源，调节河川径流和水文状况v防治土地荒漠化防治土地荒漠化v缓解温室效应，维持全球碳循环缓解温室效应，维持全球碳循环v防灾减灾，保护农牧业的生产稳定防灾减灾，保护农牧业的生产稳定（2）森林的生态效益生态平衡的主要调节器（3）林业生态工程的经济效益v生态脆弱地区的重要经济组成部分生态脆弱地区的重要经济组成部分生态与产业体系v水土资源的保护与合理利用水土资源的保护与合理利用资源保护资源利用效率v工程区域生产力变化工程区域生产力变化区域产量、品质改善资源与环境承载力的提高自然灾害损失减小增加经济种类v工程的投入与产出比工程的投入与产出比成果的有用性:满足社会与市场需求成果的收益性:生产着的利益所得成果的受益性:社会经济效果（3）林业生态工程的经济效益生态脆弱地区的重要经济组成部分（4）森林的社会效益v为社会提供大量的木材和林产品，满足国民为社会提供大量的木材和林产品，满足国民经济和社会可持续发展的需求经济和社会可持续发展的需求v为粮食的安全提供直接和间接服务为粮食的安全提供直接和间接服务v是国民经济的重要组成部份是国民经济的重要组成部份v保障人类当前和长远的生存生活质量保障人类当前和长远的生存生活质量v提供劳动就业提供劳动就业v缓解贫困，实现共同富裕与社会公正缓解贫困，实现共同富裕与社会公正v活跃世界经济贸易活跃世界经济贸易（4）森林的社会效益为社会提供大量的木材和林产品，满足国民经3、效益的计量方法1 1）保护土壤价值）保护土壤价值减少侵蚀总量减少侵蚀总量侵蚀差异量林地面积年废弃土地面积年废弃土地面积年土壤侵蚀总量土壤表土平均厚度减少土壤侵蚀价值减少土壤侵蚀价值相当的废弃土地面积林业生产平均效益减少土壤肥力流失的价值减少土壤肥力流失的价值年废弃土地面积养分总量养分平均价格土壤保持总价值土壤保持总价值减少土壤侵蚀价值+减少土壤肥力流失的价值3、效益的计量方法1）保护土壤价值2）水源涵养价值v年水源涵养总量降水总量森林蒸散总量年水源涵养总量降水总量森林蒸散总量v入渗系数法：入渗系数法：P=PP=PR Rd dETET 令令 H=PH=PR Rd d 则则 （H HETET）/P/P H=P+ET H=P+ET 1 1总蓄水量差总蓄水量差=森林总蓄水量非森林总蓄水量森林总蓄水量非森林总蓄水量总价值总价值总蓄水量差总蓄水量差单位蓄水量的工程成本单位蓄水量的工程成本2）水源涵养价值年水源涵养总量降水总量森林蒸散总量3）削减洪峰价值削减洪峰价值削减洪峰价值拦蓄总量拦蓄总量相当工程成本相当工程成本 W拦拦I林林I非非W拦拦林地的拦洪效益林地的拦洪效益 I林林林地的渗蓄雨量与地上植物截留之和林地的渗蓄雨量与地上植物截留之和 I非非非林地的渗蓄雨量与地上植物截留之和非林地的渗蓄雨量与地上植物截留之和3）削减洪峰价值削减洪峰价值拦蓄总量相当工程成本 W拦4）农田防护林的增产价值式中：式中：r相对增产率；相对增产率；S防护农田产量防护农田产量 S0 未防护农田产量未防护农田产量增产价值增产总量增产价值增产总量单位价格单位价格4）农田防护林的增产价值式中：r相对增产率；5）年活立木生长价值 Si各林分的活立木蓄积量各林分的活立木蓄积量 Ni各林分的净生长率各林分的净生长率 Pi各类林木的活立木林价各类林木的活立木林价 i各林分面积各林分面积 Wi各林分地上部分树干和各林分地上部分树干和 枝的干物质生产量枝的干物质生产量 Pi各类林木的活立木林价各类林木的活立木林价 Ri各类林木的比重（各类林木的比重（t/m3）66应用生态学森林生态与林业生态工程5）年活立木生长价值 Si各林分的活立木6）营养循环价值林分持留养分林分持留养分从土壤中吸收的养分枯落物归还养分雨水淋洗归还养分从土壤中吸收的养分枯落物归还养分雨水淋洗归还养分 式中式中 A各林分面积各林分面积 P养分的价值养分的价值 M单位面积养分持留量单位面积养分持留量6）营养循环价值 式中 A各林分面积7）年固定coco2 2的价值 固定固定COCO2 2量量=1.62=1.62植物生物生产量植物生物生产量 固定纯固定纯C C量量0.27290.2729固定固定COCO2 2量量 固定固定COCO2 2价值价值固定纯固定纯C C量量碳税碳税 固定固定COCO2 2价值价值固定纯固定纯C C量量相当的造林成本相当的造林成本7）年固定co2的价值 固定CO2量=1.62植物生物生8）污染物降解价值吸收总量吸收总量单位面积森林的吸收量（地上吸收量地下吸收量）森林面积降污总价值降污总价值吸收总量削减单位重量污染物的成本 F=VC式中 F污染物吸收通量，mg/m2.s V比例常数或沉降速度，cm/s C污染物浓度，mg/m38）污染物降解价值吸收总量单位面积森林的吸收量（地上吸收量全球和美国森林生态系统每年蓄积强度的粗略估计（kg）污染物机理全球美国二氧化碳一氧化碳二氧化硫氮氧化物碳氢化合物(只包括乙烯)臭氧颗粒物(只包括铅)光合作用总计总计植物土壤总计总计植物土壤总计总计植物土壤土壤总计总计植物土壤土壤7010125510105101050101020110120.67510122001012 3610111101135101140109 4510130.0031013451013 10010134.210122.31010 0.2101021010131012 0.04110121310122.11011 0.061011210112.31092.71013 0.000210132.7101361013全球和美国森林生态系统每年蓄积强度的粗略估计（kg）污染物机五、国内重大林业生态工程五、国内重大林业生态工程1、林业生态建设总体布局v构建构建“点、线、面点、线、面”结合的全国森林生态网络体系结合的全国森林生态网络体系 v以以全全国国城城镇镇绿绿化化区区、森森林林公公园园和和周周边边自自然然保保护护区区及及典典型型生态区为生态区为“点点”v以以大大江江大大河河、主主要要山山脉脉、海海岸岸线线、主主干干铁铁路路公公路路为为“线线”v以以东东北北内内蒙蒙古古国国有有林林区区，西西北北、华华北北北北部部和和东东北北西西部部干干旱旱半半干干旱旱地地区区，华华北北及及中中原原平平原原地地区区，南南方方集集体体林林地地区区，东东南南沿沿海海热热带带林林地地区区，西西南南高高山山峡峡谷谷地地区区，青青藏藏高高原原高高寒地区等八大区为寒地区等八大区为“面面”1、林业生态建设总体布局构建“点、线、面”结合的全国森林生2、林业生态工程区域布局v东北林区：东北林区：休养生息恢复森林植被休养生息恢复森林植被 v西北、华北北部和东北西部干旱半干旱地区：西北、华北北部和东北西部干旱半干旱地区：以保护为前提、以保护为前提、全面治理全面治理 v华北及中原平原地区：华北及中原平原地区：适宜发展混农林业或种植林业适宜发展混农林业或种植林业 v南方集体林地区：南方集体林地区：建设优质高效用材林基地建设优质高效用材林基地 v东南沿海热带林地区：东南沿海热带林地区：保护好热带雨林和沿海红树林资源保护好热带雨林和沿海红树林资源 v西南高山峡谷地区：西南高山峡谷地区：建设生态公益林建设生态公益林 v青藏高原高寒地区：青藏高原高寒地区：采取全面的严格保护措施，适当辅以治理采取全面的严格保护措施，适当辅以治理措施措施 2、林业生态工程区域布局东北林区：休养生息恢复森林植被 3、区域林业主导功能区划布局v构建点、线、面相结合的森构建点、线、面相结合的森林生态网络林生态网络森林生态网络森林生态网络 森林资源总量森林资源总量 合理布局合理布局 提高森林植被的质量提高森林植被的质量 效保护天然森林植被效保护天然森林植被v重点突出环京津生态圈，长江、重点突出环京津生态圈，长江、黄河两大流域，东北、西北和南黄河两大流域，东北、西北和南方三大片方三大片环京津生态圈环京津生态圈 长江和黄河两大流域长江和黄河两大流域 东北片、西北片和南方片东北片、西北片和南方片3、区域林业主导功能区划布局构建点、线、面相结合的森林生态网4、中国六大重点林业生态工程项目4、中国六大重点林业生态工程项目1）天然林保护工程v包括长江上游、黄河上中游地区和内蒙古等重点国有林区包括长江上游、黄河上中游地区和内蒙古等重点国有林区以及其他林区的天然林资源保护以及其他林区的天然林资源保护 v1717个省个省(区、市区、市)的的734734个县个县(市、区市、区)、167167个重点森工局个重点森工局(场场)v规划调减木材产量规划调减木材产量19911991万万m3m3，管护管护0.940.94亿亿m3m3森林。长江上森林。长江上游黄河上中游地区全面停伐天然林，造林游黄河上中游地区全面停伐天然林，造林0.130.13亿亿m3m3，规划规划总投入总投入962962亿元。亿元。1）天然林保护工程包括长江上游、黄河上中游地区和内蒙古等重点天然林保护工程示意图天然林保护工程示意图2）三北和长江中下游地区等重点防护林体系建设工程v2828个个省省(区区、市市)1696)1696个个县县(市市、区区)，初初步步规规划划造造林林2277.92277.9万万hm2hm2，对对工工程程区区内内的的7190.37190.3万万hm2hm2森森林林实实行行有效保护，总投入有效保护，总投入806806亿元。亿元。2）三北和长江中下游地区等重点防护林体系建设工程28个省(3）环北京地区的防沙治沙工程北北京京、天天津津、河河北北、内内蒙蒙古古、山山西西5 5个个省省(区区、市市)的的7575个个县县(旗旗、区区)。到到20102010年年新新增增林林草草植植被被500500万万hm2hm2，林林草草覆覆盖盖率由目前的率由目前的6.76.7提高到提高到21.421.4，增加，增加1515个百分点。个百分点。3）环北京地区的防沙治沙工程北京、天津、河北、内蒙古、山西5v主要项目三北防护林体系建设四期工程三北防护林体系建设四期工程 长江流域防护林体系建设二期工程长江流域防护林体系建设二期工程 沿海防护林体系建设二期工程沿海防护林体系建设二期工程 珠江防护林体系建设二期工程珠江防护林体系建设二期工程 太行山绿化二期工程太行山绿化二期工程 平原绿化二期工程平原绿化二期工程 绿色通道工程绿色通道工程 主要项目三北防护林体系建设四期工程 v示意 图1示意 图1v示意 图2示意 图24）退耕还林还草工程v2222个省个省(区、市区、市)，10601060个县个县(市、区、团市、区、团)。v初初步步规规划划1010年年退退耕耕还还林林还还草草366,2366,2万万hmhm2 2，宜宜林林荒荒山山荒荒地地造造林林种种草草513.3513.3万万hmhm2 2。到到20102010年年新新增增森森林林面面积积0.80.8亿亿hmhm2 2，工程区内的森林覆盖率由工程区内的森林覆盖率由29.629.6提高到提高到31.831.8。4）退耕还林还草工程22个省(区、市)，1060个县(市、区5)野生动植物保护及自然保护区建设工程v到到20102010年，重点实施大熊猫、虎、金丝猴、藏羚羊、大象、年，重点实施大熊猫、虎、金丝猴、藏羚羊、大象、长臂猿、麝、野生雉类、兰科植物等长臂猿、麝、野生雉类、兰科植物等1010个野生动植物拯救工个野生动植物拯救工程和森林、荒漠和湿地等程和森林、荒漠和湿地等3030个重点生态系统保护工程。个重点生态系统保护工程。v新建自然保护区新建自然保护区524524个个,使总数达到使总数达到18001800个个,其中国家级自然其中国家级自然保护区数量达到保护区数量达到180180个个,自然保护区占国土面积的比例达自然保护区占国土面积的比例达16.1416.14。5)野生动植物保护及自然保护区建设工程 到2010年，重点6)重点地区以速生丰产用材林为主的林业产业基地建设工程重点地区以速生丰产用材林为主的林业产业基地建设工程n1818个个省省(区区)的的886886个个县县(市市、区区)。规规划划1515年年投投入入718718亿亿元元，新新建建和和改改造造13331333万万hm2hm2，其其中中工工业业原原料料林林10831083万万hm2hm2，占占8181；大大径径级级用用材材林林250250万万hm2hm2，占占1919。n工工程程完完成成后后，每每年年提提供供木木材材1333713337万万mm，约约占占国国内内生生产产用用材材需需求求量量的的4040，加上现有森林资源的利用，国内木材供需基本趋于平衡。，加上现有森林资源的利用，国内木材供需基本趋于平衡。6)重点地区以速生丰产用材林为主的林业产业基地建设工程18 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End 结束语谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日 谢谢大家演讲人：XXXXXX