导语：森林与环境的相互作用规律

森林与环境之间存在着密切的关系，是一个辩证统一体。各生态因子与森林植物的相互影响过程，虽是错综复杂的，但也存在着普遍性规律，该些规律是研究生态因子与森林植物之间相互关系的基本观点。

生态环境对森林作用的基本规律

树种特性与生态环境的统一性在自然界中不同的树种要求不同的生态环境。就树种与气象的关系而言，有的喜温暖，有的喜寒凉等等。就树种与土壤的关系来说，有些树种喜酸性土，有些喜欢钙质土，还有的能在盐碱土上生长。树种的这些特性具有一定的稳定性，如果突然把它们移栽或引种到远远超过它们特性所要求的生态条件下，就会出现生长发育不良，甚至死亡的现象。当树种特性与生态环境特点达到了统一，树种则有优良表现。反之，将会受到抑制或不良影响，因此林业上速生树种或慢生树种的概念，是相对的，它必须与一定的土壤、气候等外界生态因子相联系而加以考虑。例如杉木是亚热带地区速生树种，8~10年即可成材，而地处暖温带的山东昆嵛山，20年生的杉木仅高6.5m，胸径也不过15cm。只有了解树种的生态学和生物学特性，才可能知道哪些树种在什么样条件下能速生丰产，而在另外的条件下，就达不到速生丰产的要求，这就给贯彻适地适树的原则提供了可靠的依据。同时应当指出，植物与环境统一的关系，也只是相对的，而不是绝对的。树种在不利的环境中，其遗传性也可能会发生变异。这种变异通过相当长的时期，会得到固定。因此，树种特性是外界环境和树种本身遗传性矛盾统一的产物。这样就有可能在生产实践中按人类需要的方向，利用各种方法，改变或保持树种特性。生态因子的相互联系、相互制约和相互作用的规律在自然界，光照、温度、水分，大气、生物和地形等生态因子之间是相互联系的，任一生态因子的变化都会引起其他因子的改变，例如光照度增加后，常引起气温、土温升高，空气相对湿度降低，土壤蒸发增强，地表水分减少等一系列因子的变化，使整个生境趋于干热。又如风速加大，也会使湿度降低，蒸发增强，气温、土温和其他条件也相应发生一定的变化。可见，生态因子既不能孤立存在，也不能孤立地对森林产生作用，任何生态因子都必须和其他因子综合在一起对森林产生作用。各生态因子的效应也只有在环境诸因子的配合中才能发挥出来，不管其中某项因子对森林的生长发育如何适宜，如果失去其他因子的适当配合，它将不会产生效应。例如某地区土壤虽有丰富的营养物质，但如果没有适当的水分和其他生态因子的配合，就无法为林木吸收利用。相反，如果土壤瘠薄，缺乏营养物质，即使有适宜的水分、光照、温度等气候因子，林木也不会旺盛生长。在水分充足、通气良好时，25~30℃的温度是种子发芽最适宜的温度。但在水分不足的情况下，同样的温度条件，种子发芽率会明显下降。相反，如果土壤通透性不良，水分过多，发芽过程也会受抑制。由此说明，生态因子对森林的作用是综合的，它们之间在相互联系、相互制约中发挥作用。生态因子同等重要性和不可替代性林木所需要的生态因子，尽管量上有多少之别，但在生理作用上却是同等重要的。因为，缺少任何一个生态因子都将导致林木死亡。林木对生态因子的需要量可以达到最小，但不能缺少。例如，林木需要微量的铁元素与大量的水分、阳光、二氧化碳等具有同等的重要性，都是维持森林正常生活所必需的条件，当缺乏微量元素时，林木同样不能生存。各生态因子的作用是不相同的。大量事实证明，生态因子间的相互替换，即由一个生态因子代替其他生态因子是不可能的。对于绿色植物来说，光、热、水、气和无机养分等缺一不可。因此，不仅不能用别的因子去取代它们中的任何因子，而且这些因子彼此间也不能相互代替，即使是同一组的因子也是如此，甚至同一系列的化学元素，也不能相互代替，不可用钠代替钾，也不能用镁代替钙，等等。总之，在研究环境条件和营林生产的关系时，不但要全面注意林木需要量大的生态因子，也要注意微量元素的存在数量和作用，而且还要认真考虑各因子的不可替代性，这样才能使林木健康成长。生态因子间的可调节性及耐性定律虽然生态因子是同等重要和不可代替的，但也不能否认各个因子的不同配合，可以对林木所产生的良好效果。在一定条件下，各生态因子可以相互调节和相互补偿。例如，在较低的光照度和较高的二氧化碳浓度下，同在较高的光照度和较低的二氧化碳浓度条件下，林木的光合作用大致相同。在林冠下生长的幼树，虽然光照较弱，但由于土壤肥沃和二氧化碳的增加，在一定程度上也可以维持正常的生活。这是由于二氧化碳部分地调节补偿了光照条件不足的结果。生态因子间的调节和补偿，具有重要的生态意义。但是，这种调节和补偿作用，绝不是没有限度的，只能允许在一定范围内。当一个因子或数个因子过度增加或减少。超过了林木的忍耐极限范围时，其他因子的调节和补偿就失去了作用：以致 对林木造成致命的影响。何如，林木处于光照量低于其补偿点的环境下.即使其他条件都非常优越，也不能继续生存，因此，在生产实践中，既要善于运用生态因子间的林偿、“调节作用，又必须注意适当地满足森林对各生态因子的基本需要。从上述情况可见，林木及一切植物对生态因子的变化实际上存在着一定的忍受范围，当某些生态因子的变化，大于或小于植物所能忍受的限度，就会导致林木、植物不能生存或衰退，这种生态因子便成为一种限制因子。植物忍受生态因子变化的上限和下限，称为植物耐性限度，或叫做生态幅。在上下限的范围内，又有一个最适范围。因此，每一种植物在自然是都有一定的最适分布区，在最适分布区内，生长发育最好，向着最大和最小限度两极发展，生长逐渐衰退，至极限时则不能生存，这就是耐性定律。实质上，由于生态因子使某个种的竞争力减少到可被别的种所排斥时的边界，就是该种的自然分布界限。在自然界，不同植物对生态因子的耐性范围有很大差异。对多数生态因子耐性范围广的植物，称为生态幅宽的植物，这类植物一般分布区也较广。例如，小叶杨在我国的分布，北达黑龙江，南至云南，东到江苏，西可分布到新疆，它既可忍附40℃酷热，也可抵御-36℃严寒。当然，同一种植物处于不同发育期，其生态幅也不相同。例如，处于休眠期的树木，对于高温或低温的忍耐性就大大增强，而在生长旺盛期，这种耐性便会有所减弱。主导因子的意义在错综复杂的生态环境中，各因子所在的地位和作用并非完全相同。在一定条件下，其中必然有一些因子，对别的因子的变化起着决定性作用。通常把这种对整个生态环境的变化起决定性作用的因子称作主导因子。但是不可以把主导因子的作用和上述各生态因子同等重要性的概念对立起来。对林木来说，直接影响林木新陈代谢的阳光、温度、水分、无机盐类、氧、二氧化碳、微量元素等，同等重要，缺少其中的任何一种都会影响林木的正常生长发育。只是在不同的场合，某一种或两种因子因存在的状况和作用而占据着主导地位。例如，在寒冷北方水分充足的地区，光照条件往往是生态环境中的主导因子。因为改变光照条件，便能改变气温和土温，而气温和土温的变化，又影响到大气温度和水分的蒸发、土壤微生物的活动及土壤有机质的分解。在干旱地区，水分条件常常是影响林木生长的主导因子。主导因子不是一成不变的，它随时间和空间以及森林植物的发育阶段而变化。因此，在一个地区某一时间内起着主导作用的因子，在另一地区或另一时间就不一定是主导因子。在秋早严重的地区实行秋季播种育苗，幼苗出土不齐或生长不良，主要是受水分条件的限制，而在冬季或早春播种育苗，影响种子萌发的主导因子则是温度。在林业生产中，造林后2~3年幼林郁闭前，林木生长好坏的主导因子是有无杂草的竞争，而郁闭后，影响林木生长的主导因子一般是林分的密度及土壤的营养状况。主导因子是人们控制森林环境的“杠杆”。从主导因子入手，调节和改良生态环境，有事半功倍的效果。因此，在采取营林措施时，必须根据具体条件，找出当时、当地影响森林生长发育的主导因子，并充分控制主导因子，以改善森林环境对林木的作用，提高森林的生产力。总之，森林与生态因子的关系存在着一定的规律性。对于这种错综复杂的自然规律，研究得愈清楚，就愈能进一步利用自然，控制自然，改造自然。到目前为止，关于这方面的许多规律还没完全弄清楚。因此，积极地去揭示这些规律为人类和林业生产服务是研究森林与环境关系的基本任务。

森林对环境作用的基本规律

森林对环境作用的综合性森林和环境的关系是相互影响的：森林受环境条件的影响和制约，同时，森林对环境也有“反作用”，即森林具有影响和改变环境的作用。由于环境因子之间的互相联系和制约，森林对环境的影响并不是单一的，而是多方面的、综合性的。（1)森林改变了内部的环境：由于林内外的光照条件、温度、湿度以及空气成分等不同，所以林内小气候与林外就有很大差别，形成特有的森林环境。同时，林内有大量的枯枝落叶，林木有强大的根系，林下土壤有较强烈的淋溶作用和生物化学作用等。因此，林内土壤的性质也随之而改变。森林内的动物、微生物区系和林外也有很大差别。由此可见，森林对其内部环境的影响，不仅仅是对某一因子的影响，而是对林内气候、土壤、动物和微生物区系等全部环境因子的综合改造作用。而且这种作用还会给森林本身带来对环境的再适应过程，从而推动森林不断地发展。（2)森林也改变了林外环境：森林是最高大的植物群落，能影响、改变林外一定范围内的环境。如森林具有涵养水源、保持水土、防风固沙、调节气候、净化空气、降低噪音等功能。在江河中上游或山体中上部保护或营造大面积森林，可起涵养水源、保持水土的作用。在水库周围营造森林，既能不断补充水库的蓄水量，又能防止山坡上的泥沙流入水库，从而延长水库的使用年限。农田防护林的主要作用是防风，降低风速，同时还可减弱农田水分的蒸发，增加土壤湿度，增加积雪，减弱土壤风蚀，提高土壤温度等，所以农田防护林实际上改善了被防护范围内的综合环境，为提高农作物产量创造条件。一个地区，若被大量森林所覆盖，那就为该地区空气质量和环境质量奠定了良好的基础。森林对环境作用的阶段性虽然森林对环境的影响和作用是巨大的、多方面的，但是森林的生长发育是具有阶段性的，在不同的生长发育阶段，对环境的作用有显著的差别。也就是说，森林对环境的作用因本身的生长发育阶段而表现出阶段性。森林郁闭以前，对环境的影响和作用比较微弱。森林郁闭后，由于树冠相接，已成为强有力的群体，对环境的作用逐渐加强并日益明显。在中龄林时期，森林生长旺盛，所以森林对环境的影响和作用最为强烈。但以后随着林龄的增长，林冠自然疏开，森林对环境的影响和作用又逐渐减弱，直至林分成熟和衰败。由此可见，森林的郁闭和林分的自然疏开，是森林对环境影响和作用的两个转折点。为了较大限能地利用森林，不仅应当促进森林郁闭，而且应当在森林郁闭后适当开展经营活动，以便定向培育森林。森林对环境条件的指示性在自然界，各种森林植物群落的形成和各个植物种的存在，都是对一定环境条件，尤其是对气候和土壤条件长期适应的结果。森林和其生活环境是一个辩证统一体。因此，森林植物在空间上的变化，也会在一定程度上与气候和土壤条件的变化相适应。根据这一原理，人们就能利用森林群落和植物的变化指示变化了的环境条件。例如，蕨类植物生长茂盛之地，多为酸性土壤；而柏木、朴树、榔榆等占据优势的地区，则为石灰岩发育的钙质土。利用森林群落和植物的指示作用来研究立地条件，可以更加明确地鉴定立地条件对植物生长的适宜程度，可以更加具体地表达环境条件的综合作用，也有利于解决实际生产问题。但是，应当注意不要把森林植物对环境的指示作用绝对化。因为植物在一定环境下存在，并不仅仅决定于立地条件，同时也决定植物区系和植物之间的相互作用以及人为因素的影响等。

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