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森林生态学

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森林生态学
   森林生态学是研究森林生物之间及其与森林环境之间相互作用和相互依存关系的学科,它是生态学的一个重要分支。

    森林生态学的研究内容包括森林环境(气候、水文、土壤和生物因子)、森林生物群落(植物、动物和微生物)和森林生态系统。其目的是阐明森林的结构、功能及其调节、控制的原理,为不断扩大森林资源、提高其生物产量,充分发挥森林的多种效能和维护自然界的生态平衡提供理论基础。

    从19世纪60年代生态学的概念逐渐被广泛地应用于植物学后,生态学在其发展的同时也促进了森林生态学的发展。另一方面,林业生产实践和林业的教育,科学研究,又促进了森林生态学知识的积累和应用。

    森林生态学的内容最初包括在造林学和林业概论中,如德国加伊尔的《造林学》和施利希的《林业手册》等都是如此。20世纪初,森林生态学成为造林学或森林学的主要部分,如德国迈尔《造林学》中的自然法则基础、日本本多静六《造林学》的前论和俄国莫罗佐夫所著的《森林学》等。

    20年代以后森林生态学逐渐形成不同名称的独立学科,如日本镝木德二的《森林立地学》、美国涂迈的《造林学基础》、日本河田杰的《森林生态学》和美国斯珀尔的《森森生态学》等。

    在中国,20世纪初期森林生态学的内容也在《林学概论》和《造林学》中讲授,20年代以后逐渐发展成《造林学》前论、《森林立地学》、《造林学原理》、《林学原理》或《森林生态学》等不同名称的独立课程。

    60年代在系统论引入生态学后,又产生了“森林生态系统”理论,并在计算数学和电子计算机技术的推动下,又于80年代进一步发展了“森林生态系统工程”理论。现在,森林生态学已逐渐形成一门独立而较完整的学科。

    森林生态学因研究重点和范围不同,可分为几个较小的分支:

    树木生态学(森林个体生态学)主要研究树种的生态学特性、适应能力(抗性)、生长发育规律、形态解剖特征及其与环境条件关系。

    森林种群生态学主要研究森林生物(主要是树木)的种群结构(年龄、数量、大小)、发生、发展、分布规律(格局)季节变化、环境条件、繁殖更新和消长动能等。

    森林群落生态学。主要研究森林的地理分布、区系组成、结构特征、类型划分、生境变化、发展演替以及开发利用等。

    森林生态系统学是系统论和生态学的结合。把森林看作是一个巨大的生态系统,研究其中各个系统的组成捧序、整体结构、发展演替、动态变化、物能流动信息传递规律和系统的潜在生产力。通过计算模拟,提出最优结构和高效功能的模型,以期充分发挥森林生态系统的最大经济效益、生态效益和社会效益。

    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。尤其是70年代以来,由于运用现代控制理论对生态系统进行分析,使之数量化和模型化,森林生态学的研究进入了定量阶段。

    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;热力学熵变理论和信息论现已被用来解释生物体的生长发育、种群消长、生态系统的有序性和能量耗散规律;系统工程则用于森林以及农业、草原、水域等生态系统的综合控制和管理,以求实现其最优结构和高效功能。

    近年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。

    当前世界上的重大社会问题,诸如能源、环境、资源利用等都与森林密切相关,都涉及森林生态学问题。因此,应用现代自然科学和社会科学的有关理论、方法和手段,研究树种特性、种群消长、种间关系、系统结构、物能流动、信息传递等运动规律,建立更符合实际的系统模型,以求准确预测系统的变化,提出最佳人工生态系统的设计和经营方案,并发展边缘分支学科,已成为森林生态学面临的紧迫任务。

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