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气候系统与生态系统

发布时间:2017-03-09

森林是陆地生态系统的主体,气候在很大程度上影响着森林生态系统的结构、 功能和分布格局。不同地区的气候状况决定可生长树种的类型。温度是影响地球上森林植被組成及分布的重要因素,按积温和最低温度区分不同的热量带,都有其相应的树种和森林类型。自然植被分布表现出明显的纬度地带性和垂直地带性: 由热带(或低海拔)的多种树种的组成逐渐变为寒带(高海拔)的单纯树种;植被分布的高度界线、从低纬度的高海拔地带向高纬度的低海拔地带有规律地降低。

首先,不问种类的树木要求的热量条件不一样。林木对温度的要求也冇很大差别,在不同地区,主要优势树种间差别也很大。一般在衡量林木对温度的要求时,广泛使用温量指数这个概念。

WI=(Tm-5)

式中,Tm为月平均气温(℃),WI为植物生长期间5℃以上的月平均气温的累积值。使用WI衡量的温度资源量与林木间的关系:如椴松等高山性针叶树需要的温量指数仅为15〜45℃.月,由毛榉等寒温带落叶松需要45〜85℃.月,山桃等暖温带常绿树需要100〜180℃.月,无花果等亚热带常绿树需要140〜180℃.月:其次,不同树种的溫度适应范围不同。如山毛榉临界致死温度为-20〜-30℃.月,山桃为-7〜-8℃,充花果为-3~-5℃。因此,某一地区产泛分布的树种对该地区的气候具有指示意义。树木的种类也具有随地区不同而发生变化的特点。例如,从适合亚寒带生长的白桧、唐桧、虾夷松,到温带的山毛榉、 槲树,再到南方温暖地区的樟树、苏铁过渡,即表明优势树种因地区而变化。林木的分布与温量指数WI有密切的关系。从日本所处的纬度来看,其WI为45〜150℃.月,针叶树的分布南界和65℃.月线,落叶树的分布南界和 100℃.月线均相当吻合。此外,植被的高度界线,也从低纬度的高海拔地带向高纬度的低海拔地带有规律地降低。所以高山荒地的分布也呈现出一种从35°〜36°N的2 500〜3 000m高度向45°N的500m高度逐渐下降的趋势。

其次,森林常分布在水分条件良好的区域,至少要求降水量大于蒸散量。由于水分的淋溶作用,森林土壤常为偏酸性。土壤与底土中水分贮存呈是最为重要的,降水 的季节分布相对来说较为次要,相近群系的树种在降水均匀分布与高度季节性分布的地区都能找到。树木除耍求较多降水与土壤水外,还要求较高的空气湿度,因为树木的蒸腾表面---叶片分布在较高的空中,那龟的空气常比贴近地表层更干。湿生型树种常要求空;气平均相对湿度在80%左右,只能短时间(几个小时)处:于相对湿度 60%以下。旱生塑树种则要求较低的湿度。中国森林分布在年降水量400mm以上的地区。生长季节内相对湿度若小于65%,则天然林难以形成。

此外,不同树种对日长(光周期)也具有不同的适应性,分布在髙锦度的树种常具有对旧长较髙的敏感性,分布在低纬度的树种对日长不太敏感。而且,在接近某树种分布区的南界时,表现更为耐阴,相反,接近北界吋表现较为喜光;在山区,海拔低处表现较耐阴,海拔高处较喜光:土壤肥沃时较耐阴,土壤贫瘠时较不耐阴。

自然草原的分布也是由自然气候条件决定的。中国草原的分布大体呈东北、 瓯南向延仲,包括东北、华北、西北和青藏等4大草原区,大面积的温带草原处于内陆的干旱半干早地带,年降水量为50〜450mm,内蒙古草原的年降水量为250〜350mm,新疆草原为50〜195mm,极度干早的阿拉善地区只有37mm.

草原地区的光、热、水等基本气候因子相互制约,共同对牧草的生长发育产生直接影响。光照是牧草进行光合作用的重要能源,牧草生物学产量的90%〜95%通过光合作用生成;温度直接影响牧草的生长,平均温度低于0 ℃时牧草一般停止生长,达到5 ℃左右时牧草开始返青,高于10℃牧草进入生长旺期;牧草进入积极生长期后,降雨是否及时和雨量是否充足,直接影响牧草生长速度和产量。风和湿度主要逝过影响土壤水分蒸发和牧草叶面蒸腾,而对牧草的生长产生影响。牲畜的适应范围和产品品质与气候条件相关。一个地区适宜饲养的牲畜种类在很大程度上决定千当地的气候条件。中国草原家畜分三大系,它们生活在不同的气候条件下,具有不同的生理机能。高海拔寒冷地区的藏系家畜,耐寒,厕低氧;高平原地区的蒙古系家畜,能忍受哀季的高温、高湿以及冬季的低温;而高山草甸草场的咍萨克系家畜,夏季需要在气侯凉爽的牧场度过,冬季则需在背风向阳的山上过冬, 耐长途跋涉而不耐过大的季节温差。