水土保持林学复习题.doc
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1、水土保持林学复习题绪论1、水土保持林学:是根据林学和生态学原理,结合山地丘陵区水土保持和资源综合利用,主要阐述造林基本原理与培育技术,水土保持林规划设计与体系配置建设技术,以及水土保持林体系多种功能与效益的一门应用学科。 2、水土保持林: 是指在水土流失地区,调节地表径流,防治土壤侵蚀,减少河流、湖泊和水库泥沙淤积,改善山地丘陵区的农牧业生产条件,提供一定林副产品的天然林和人工林。(名词解释)3、水土保持林的生态效益 :A.水源涵养 B.防风固沙 C.水土保持 D.改善气候 E.净化水质 F.净化大气 G.重要的物种基因库 第一章、水土保持林的水文效应1、水土保持林的水文效应:指水土保持林对一
2、个流域或区域的水文要素的影响。 水土保持林对这些要素(如降水、蒸发和径流)进行改变、调控,最终改变地下水与地表水的分配比例,从而改变水文过程,调节地表径流,保持水土。(填空)2、水土保持林对降雨的三次分配:(1)林冠层截留:泛指所有森林植物的地上部分(乔木、灌木和活地被物)(2)枯枝落叶截留(死地被物)(3)枯枝落叶层下的土壤:下渗吸收或产生径流3、林冠对降雨的截留作用(填空)(1)林冠截留作用 指降水到达林冠层时,有一部分被林冠层枝叶和树干所临时容纳,而后又蒸发返回大气中去的作用。(2)林冠截留量 在降雨过程的某一时段内,从林冠表面通过蒸发返回大气中的降水量和降水终止时林冠层还保留的降水量。
3、4、影响林冠截留量的因素:(1)林冠特性林冠结构:重叠多、孔隙少,截留量多枝叶量:多少 湿润程度:干湿 树种:针叶灌木软阔硬阔同一树种因林龄不同,枝叶茂密程度不同,截留率也不相同。 (2)雨量、雨的性质 雨强越大,降雨越集中,截留量越小; 雨强越小,历时越长,有利于林冠充分吸水和吸水后蒸发,截留量越大。5、林冠截留的作用:(1)增加大气湿度(2)直接消减径流量(3)改变林下降雨的雨滴动能(4) 相对延长降雨历时 (杉木林下降雨的持续时间比林外降雨一般要长2030min)6、枯枝落叶的水土保持作用: 截留、吸收部分降雨; 彻底消灭降雨动能; 形成地表保护层,维持土壤结构稳定; 增加土壤有机质,改
4、良土壤结构,提高土壤肥力; 增加地表粗糙度,分散、滞缓、吸收过虑地表径流; 拦截过滤固体径流,沉积沙粒; 防止土壤蒸发,稳定土壤湿度和温度,利于树木生长;提高土壤入渗能力,增加土壤入渗量,减少地表径流; 提高土壤的抗蚀能力。7、森林对土壤水文性质改良作用:v 林地土层是产生森林水文效应的第三个活动层,降雨在这里进行第三次再分配。v 先后产生入渗、填洼、贮存、径流以及蒸发、蒸腾等水文过程。这些过程在流域的水文循环中对贮存量和输出量都有非常显著的影响。 通过林冠层和枯枝落叶层的再分配之后,一部分水分将进入土壤中被贮存,被林木及植物吸收蒸腾或通过地面直接蒸发掉;或者作为土内径流流走或渗入到地下浅水层
5、中;而另外一部分将作为直接径流从地表流走,参与流域的汇流过程形成流域出口的洪峰流量。 降雨第三次再分配的效果不仅是影响坡面径流和流域出口流量的重要因素,也是影响水蚀强度的重要因素。8、影响土壤入渗的自然因素:(1)土壤含水量:前期含水量小,土壤干燥,吸水能力强,初始入渗率大; (2)土壤理化性质:孔隙度、结构、质地、团粒结 构 、表面结皮等;有机质含量、矿物质(可溶性的遇水后被溶解,有利于入渗, 如遇水发生凝结作用时,则入渗率减小。) (3)降雨特性:降雨强度、历时、降雨过程分布等。在相同土壤水分条件下,入渗率随降雨强度增大而减小(4)流域地形:同一地面的土壤入渗速率随坡度、坡向、坡位等的不同
6、而有较大差异。 在一定坡度范围内,坡度越大,稳渗率越小,而且两者 之间存在一定的线性关系。9、森林土壤水分贮存 :森林对降雨进行第三次分配后,降雨的一部分变成地表径流,其余部分被土壤贮存。贮存的水分被植物吸收利用、蒸发,还有部分成为土内径流,最终进入河槽或变成地下水贮存起来。土壤水分贮存的两种形式:一是吸持贮存-在不饱和土壤中,水依靠毛管吸持力贮存。其水分供植物根系吸收蒸腾或最后被蒸发掉,与径流和地下水供给不发生关系。吸持贮存的上限是田间持水量。二是滞留贮存-饱和土壤中自由重力水在非毛管孔隙(大孔隙)中暂时贮存,称滞留贮存。这些水分属于通过深层渗透进入地下水或土内径流或深层土壤再分配的部分。这
7、两种形式贮存的水量分别叫做吸持贮存量和滞留贮存量,二者合称土壤贮存水量或森林蓄水量。10、水土保持林对径流的影响(1)径流深(h)的影响:a、 林冠、枯枝落叶截留 (林冠截留量 15%-30%,枯落物的吸水率多为其干重的23 倍)b、入渗量增加 C、整地洼蓄 (整地增加了产流的洼蓄量 ) d、对雨强、历时的影响(2)对地表糙度(n)的影响 :枯枝落叶、整地、林木及林下植被11、森林削减洪峰的作用:(填空、判断)由于林冠层、枯枝落叶层和森林土壤的对雨水截留、吸持渗入、蒸发,减小了地表径流量和径流速度,增加了土壤拦蓄量,将地表径流转化为地下径流,从而起到了滞洪和减少洪峰流量的作用。 森林可消减洪峰
8、1020,最大不超过25。12、森林对枯水流量的影响:(简答)主要原因:增加流域的降水量,减少地面蒸发,增加水分入渗,减少地表径流,使降水有效地进入土壤层,同时通过林冠截留、枯落物持水和林地土壤的入渗来改变流域内的水分在时空上分布。第二章、 改良土壤、防止土壤侵蚀效应1、水土保持林是控制土壤侵蚀的重要生物措施(1)庞大的根系固持、网络、改良土壤;(2)枯枝落叶层消灭降雨动能,拦截、过滤、分散径流;(3)树干对土体的支撑;(4)林冠及地被物对降雨的拦截;(5)土壤较高的渗蓄能力;(6)生物小循环对土壤理化性质的改良。2、林冠对降雨径流的影响:(1)林冠是否可以起到消能的作用,决定于林冠的特性与高
9、度;(2)在林冠截留未饱和时可以起到一定的消能作用;(3)一般在高强度降雨时可以起到消能作用,在低强度降雨时作用有限;(4)当林冠高度达到89m以上时,V Vk;(5)水土保持林配置:复层结构,垂直郁闭度、降低林分高度,保护枯枝落叶层。3、根系形态:主根型(深根型)、散生型、 水平型(浅根型)4、树木根系对土体固持的实质: 土壤抗剪强度的增强,改变了抗剪力对剪切力的比值,从而起到了防止边坡土体滑动,增强边坡稳定性的作用。5、影响林木固土作用的因子:树种的生物学特性、环境因素、地质条件。6、树种根型 : 主直根型 散生根型 水平根型 ( 根系发育状况、根系的穿透能力、 根系的表面积 ) (1)
10、根径相同的情况下,须根发达的根系比主直根系抗拉强度大 (2)根系的直径 :根的抗拉力随着直径的增大而增大 (3) 在同样根量的情况下,须根型树木的固土作用比主根型树木要好 .(4)根系的抗拉强度 随着根径的增大而呈减小的趋势 (5)根系的通直性 根系分枝角度大,拐点多,受力时易断裂 第三章 改善区域生态环境的作用1、森林下垫面的特点 :(1)林分的活动层比裸地厚得多;(2)下垫面粗糙度增加;(3)森林有三个作用面,使辐射和热量交换更为复杂;(4)林冠上层、林冠层、林下土壤层。(5)随林分季相、林分结构、生长发育阶段变化。2、森林下垫面作用结果:13(1)改变了热量平衡;(2)改变了垂直乱流交换
11、与水平热交换;(3)改变了近地层垂直的温度、湿度;(4)改变了水分垂直交换的数量和过程;(5)改变了降雨的分配量、水汽凝结、蒸发过程。3、森林小气候的特点 :(1)净辐射高,大于裸地25,资源利用率提高;(2)潜热量增多、感热量减少,大气湿度增加;(3)林下热通量减小,蒸发降低,林内温度变化缓和;(4)林冠上方乱流交换增强,热量不易集中,近地层温度缓和;(5)林内乱流交换减弱,是林外风速的2050;总之,森林小气候向增湿、缓和气温和天气过程。4、控制区域土壤侵蚀在一个流域森林面积达到一定,且合理分布,土壤侵蚀会得到基本控制;n 4070流域的输沙量与森林覆被率有关系;第四章、森林立地1、立地:
12、是指一个地方环境的总体;生境是指林木和其他活体生物生存和相互作用的空间场所。2、立地条件(site condition):指在造林地上凡是与森林生长发育有关的自然环境因子的综合。包括气候、地形、土壤、水文和植被。3、立地指数-该树种在一定基准年龄时的优势木平均高或几株最高树木的平均高。4、立地条件类型:是指地域不一定相连、立地条件基本相似的自然综合体的集合 。(或土壤养分和水分条件相似地段的总称。)5、森林离地因子:在进行森林立地分类与评价时,一般采用的立地因子主要包括三大类,即物理环境因子、森林植被因子和人为活动因子。(地形因子:地形包括海拔、坡向、坡度、坡位、坡形、小地形等。 地形影响水热
13、条件的再分配,并直接影响土壤条件。其特点是稳定、直观,易于调查和测定;是各项生态因子的综合反映。地形是划分立地类型和进行立地质量评价的主要依据。)6、森林立地主导因子:对林木生长发育起着决定性作用的因子,称之为主导因子。主导因子确定方法:一方面是逐个分析各环境因子与植物必需的生活因子之间的联系,从分析中找出对生活因子影响最广、影响程度最大的那些环因子;另一方面则是找出处于极端状态,有可能成为限制植物生长的那些环境因子(如干旱、严寒、过大的土壤含盐量等)。 按照一般规律,成为限制因子的多是起主导作用的因子。 7、森林立地质量评价的目的意义:立地质量评价:是对立地的宜林性或潜在的生产力进行判断或预
14、测。通过立地质量评价可以确定某一立地类型上生长不同树种的各自的适应程度,因而,可在各立地类型上配置相应的最适的林种、树种,实施相应的技术措施,以达到适地适树和合理经营的目的。8、立地分类 (site classfication)的途径:(1)植被因子途径:利用林木生长效果(地位级或地位指数)和植被各种性质特征区别立地类型,鉴定立地质量。(地位级、地位指数 ) (2)环境因子途径:利用土壤和地形变量来直接预测森林生产力。(气候、地形、土壤)(3)综合多因子途径:目前应用最为广泛的途径是综合多因子途径,即通过对气候 、土壤、地形、植被的综合研究,划分立地类型或立地单元。9、森林立地分类的原则:(1
15、)、地域分异原则森林立地分类应以光、热、水分、土壤与植被的地域分异为主要依据。立地类型之间在主要立地因素上有明显的差异,相同立地类型在地域上可不连接,但立地条件必须基本一致,而且相对稳定,要求采取相同的造林和营林措施,有基本相同的生产力。(2)、综合多因子与主导因子相结合的原则由于森林立地是一个自然综合体,所以其分类必然取决于自然综合体特征的差异,必须综合立地的各构成因素,找出立地的分异特征,只有这样的分类才能反映立地的固有性质,只考虑单个或几个自然因子做出分类,往往是片面的。 然而,仅根据综合分析又很难进行具其的分类,因为综合特征又难以简要表明,综合指标也难确定,尤其在确定类型界限时难以着手
16、。因此,在综合分析的基础上,找出一、两个主导因子及其划分指标,就能够容易地将类型区分开来。(3)、简明实用原则 要求建立系统时以最简明、最准确、最直观的命名和文字描述表达出来,确定的主导因子要求容易鉴别,以达到科学性与实用性相结合,分类中各级类型划分的依据和指标都要紧密地考虑树种、造林和营林上的差别以及可能带来的经济效益。10、森林立地类型划分的方法: (1)按主导环境因子的分级组合; (2)按生活因子的分级组合; (3)综合法;(4)用立地指数代替立地条件类型。第五章、人工林种类及造林树种的选择1、人工林:用人工种植的方法营造和培育而成的森林。 2、人工林种类(按培养目标划分):一级林种:防
17、护林、用材林、经济林、薪炭林、特种用途林。3、人工林的特点:(1).人工选择的苗木具有良好的遗传特性;(2).林木分布比较均匀,营养空间利用充分;(3). 空间结构合理,郁闭后分化比较小;(4).集约程度高,生长速度快。4、人工林培育目标:成活、成林、稳定、多功能、高效益。5、树种选择的基础:(1)生物学特性(指形态学特性、解剖学特性、遗传学特性) (2) 生态学特性(指对环境条件的需求和适应能力)(3) 林学特性(指可以组成森林的密度和形成的结构,从而形成单位面积产量的性质)6、树种选择的原则:(1)经济学原则:满足造林目的的要求,即满足国民经济建设对林业的要求 (2)生态学原则: 即适地适
18、树的原则 (3)林学原则:种苗来源;栽培技术;有无栽培经验和习惯;造林成本。7、适地适树:使造林树种的特性(生态学特性)和造林地的立地条件相适应,以充分发挥林地的生产潜力,达到该立地在当前技术经济条件下可能取得的高产水平。8、适地适树的标准:(1)、一般标准(客观标准)用材林:成活、成林、成材、具有一定的稳定性(即对间歇性灾害因子有一定的抗衡力);防护林:防护效益能充分发挥出来。 (2)、数量化标准:立地指数;平均材积生长量;立地期望值 :相当于一定的使用期内立地的价值。用以评价经济效益水平。 9、适地适树的途径(1)选择 (单纯适应):选地适树 根据气候土壤条件确定主栽树种或拟发展的造林树种
19、后,选择适合的造林地。选树适地在确定了造林地以后,根据其立地条件选择适合的造林树种。以乡土树种为主,外来树种为辅。(2)改造 (相对适应):改地适树 改树适地 第六章、造林密度和种植点的配置造林密度*:单位面积造林地上栽植点或播种穴的数量,也叫初植密度。 1、合理的林分结构是森林效益最优发挥的重要基础。2、造林密度的作用规律:1)造林密度在郁闭成林过程中的作用 林木何时达到郁闭合理,要从树种特性、林地条件及育林目标等多方面综合考虑。 2)造林密度对林木生长的作用(1)、密度对树冠生长发育的作用:密度不同的林分,首先表现在对林分树冠发育的巨大影响。 造林初期 个体基本上处于孤立状态 随着年龄的增
20、长 密度大的林分,平均冠幅小;密度小的林分,平均冠幅大。(2)、密度对树高生长的影响: 密度对树高生长没有明显的影响 树木的高生长主要由树种的遗传特性、林分所处的立地条件来决定。 不同树种对密度的反应不同 因其喜光性、分枝特性及顶端优势等生物学特性的不同,而对密度有不同的反应。 不同立地对密度的反应不同 特别是不同的土壤水分条件 其作用取决于密度范围 郁闭初期,在一定密度范围内,适当加大密度,有促进主干高生长的作用 。到中、后期 随着密度提高,树高反而减少。 (3)、密度对胸径生长的影响 通过密度对树冠生长的影响而发生的。 冠幅与直径生长成正相关 CW=0.6348+0.2481D 在树木间开
21、始有竞争作用的密度以上,密度越大、直径生长越小。 密度对直径生长的作用还表现在直径分布上 密度加大使小径阶林木增大,而大、中径阶林木的数量减少。(4)、密度对单株材积生长的影响:密度对单株材积生长的作用规律与对直径生长的相同。 密度与单株材积呈反比。 (5)、密度对林分干材产量的影响最终产量恒定法则:在较稀的密度范围内(立地未被充分利用),密度本身起主要作用,林分蓄积产量随密度的增大而增大,但当密度增大到一定程度后,密度的竞争效益增强,两个因素的交互作用达到平衡,蓄积量就保持在一定水平上,不再随密度增大而增大,这个水平的高低取决于树种、立地及栽培集约度等非密度因素。 3)密度对干型材质的作用密
22、度适当增大,能使林木的树干饱满,干形通直(主要对阔叶树而言)、分枝细小,有利于自然整枝及减少木材中节疤的数量及大小 。但林分过密,干材过于纤细,树冠过于狭窄,既不符合用材要求,又不符合健康要求。 密度对木材的解剖结构、力学性质、化学性质也有影响。一般来说,稀植早材在树干中的比例增大,对材质有不利影响; 加大造林密度可增大纤微长度。 4)密度对根系生长及林分稳定性的影响(1)、密度对根系生长的影响 密度,根系数量 。 地上部分:随密度,树冠,枝叶 ,抑制根系的生长; 地下空间:随密度,个体间根系争夺地下营养空间激烈。 密度过大,影响根系发育,根系水平分布范围小,垂直分布也浅,甚至全林地的总根量也
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