第二节 森林生态系统
森林生态系统是陆地生态系统中最重要的类型之一。世界主要森林类型及分布见图12 -2。
目前世界森林面积为 40 亿hm2，约占地球土地面积（不含内陆水域面积）的31%，人均森林面积为 0.6 hm2。全球人工林面积为 2.64 亿hm2，占世界森林面积近7%。其中南美洲拥有全球 21%的森林和45%的世界热带森林。仅巴西一国就占有世界热带森林的30%。中部非洲拥有全球森林的8%、全球热带态林的 16%。东南亚拥有世界热带森林的10%。
我国现有森林面积 1.95亿 hm2，森林覆盖率为 20.36%，森林蓄积 137. 21亿m3；天然林面积为1.2 亿hm2，天然林蓄积 114.02 亿 m3；人工林保存面积为0.62 亿 hm2，蓄积 19.61 亿 m3，人工林面积保持在世界首位。
一、森林生态系统类型
世界的森林类型依据气候带主妻划分为：热带雨林（图 12 -3），亚热带常绿阔叶林（图12-4），温带森林（图 12-5） ，北方针叶林（图12-6）。
1. 热带雨林
热带雨林分布在低纬度带（约从 10°N到10°S）即赤道、热带地区。常年温暖（年平均温度 24℃以上）、无霜冻、降水丰富（年降水量>1800 mm）。热带雨林具有独特的外貌和结构特征。由于生长环境终年高温潮湿，乔木树种长得高大茂密，一般高度在30 m以上，从林冠到林下树木分为多个层次，彼此套叠。林中植物种类繁多，其中乔木具有多层结构，多为典型的热带常绿树和落叶阔叶树，树皮色浅，薄而光滑，树基常有板状根，老干上可长出花枝。木质大藤本和附生植物特别发达，叶面附生某些苔藓、地衣，林下有木本蕨类和大叶草本。热带雨林的种类组成极其丰富，包含的植物总数占到了世界总数的一半。
热带雨林主要分布在中、南美洲亚马孙河流域、非洲刚果盆地、南亚等地区。中国云南、台湾、海南及澳大利亚局部地区也有分布。在热带雨林区域中，有些地方由于受强烈季风影响，出现旱季、雨季交替的情况，形成一种地带性密闭型森林植被，称为热带季雨林。热带季雨林又称季风林或热带季节林，其植被与热带雨林植被的主要区别在于群落结构简化，乔木层减至上下两层，至少有部分种类早季无叶，板状根、茎花现象、木质藤本和附生植物通常远不及雨林发达。
热带季雨林受气候变化制约，可分成落叶季雨林和半常绿季雨林（或称常绿季雨林）两大类型。落叶季雨林分布在年降雨量 500 ~1500 mm，有5个月以上月降雨量不到 100 mm 的热带地区，具有不连续的上层乔木，其中2/3 以上种类固定在旱季落叶，而且多在无叶期开花。下层乔木则多为常绿种类。典型的落叶季雨林为柚木林。半常绿季雨林分布在年降雨量1500~2 500 mm，干湿季明显，但高温和多雨季节、低温和少雨季节相结合，水热效应良好的地区，拥有两层密闭的乔木层，上层树木中部分属于固定落叶的种类，在不同干旱程度的年份，落叶量和无叶持续期都有较大差别。热带季雨林与热带雨林两类植被之间缺乏严格界限，呈现逐渐过渡的连续性。
2. 亚热带常绿阔叶林
亚热带常绿阔叶林是亚热带湿润地区典型的地带性森林植被类型。主要分布在东亚，特别是在中国分布最广，北起秦岭山地，南到北回归线附近及北热带地区的山地，西达云贵高原和西藏南部山地，东达台湾中部山地;日本的西南部和朝鲜半岛的南端也有小片分布。分布地区属于明显的亚热带季风气候，夏季炎热而潮湿，年平均气温为15~21℃，年降水量为1000 ~2 000 mm。
亚热带常绿阔叶林的群落外貌是由革质、单叶、小型和中型叶为主的常绿大高位芽植物构成的阔叶林，终年常绿，一般呈暗绿色，林相整齐，树冠浑圆。由于树叶表面光泽，被覆蜡层，且常与光线照射方向垂直，又称照叶林。在典型的情况下，常绿阔叶林的成层现象显著，可划分为乔木层（又可划分为3个亚层）、灌木层和草本地被层3 层植物，郁闭度为 0.9 以上。
3. 温带落叶阔叶林
温带落叶阔叶林分布区气候四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。最热月平均温度为 13 ~23℃ ，最冷月平均温度约-6℃。年降水量为 500 ~1000 mm。构成温带落叶阔叶林的主要树种是栎、山毛榉、槭、梣、椴、桦等。它们具有比较宽、薄的叶片，秋冬落叶，春夏长叶，故这类森林又叫做夏绿林。群落的垂直结构一般具有四个非常清楚的层次：乔木层、灌木层、草本层和苔蘚地衣层。藤本和附生植物极少。各层植物冬枯夏荣，季相变化十分鲜明。
4.温带针叶林
温带针叶林分布在温带地区，主要在西半球，从北美西部一直往南延伸至美国的内华达山脉和洛基山脉及西南各州的高原，主要由松属、柳杉属、侧柏属的树种组成。
5. 北方针叶林
北方针叶林分布在北半球高纬度地区，面积仅次于热带雨林，占据第二位，是由耐寒的针叶乔木为建群种所组成的森林类型，又称泰加林。分布在欧亚大陆和北美洲的北部，构成一条非常明显的针叶林带，其北部界线就是地球森林带的北界。在中、低纬度海拔较高的山地上，也有寒温性针叶林，构成山地垂直带的森林植被。寒温带针叶林分布地区的大陆性气候特点很强，一般说来，夏季温湿，冬季十分寒冷而漫长，一年中月平均温度超过 10℃以上的只有1~4个月，>10℃积温年较差可达 100℃，年降水量300~ 600 mm ，大多在夏季降雨，在积雪不多的地方常有厚冻土层。针叶林的外貌往往是单一树种构成纯林，立木端直，群落结构简单，层次分明。主要由云杉属、冷杉属、落叶松属和松属的种类所组成，这些植物大多是针状叶，以适应生长季节较短和低温环境。其中云杉和冷杉为耐阴树种，组成的群落较郁闭，林内较阴暗，常称为“阴暗针叶林”；而松树和落叶松为喜阳树种，组成的针叶林较稀疏，林内较明亮，则称为“明亮针叶林”。由于各针叶林分布区受海洋性气候和大陆性气候的影响不同，乔木的种类成分也有差别。
森林生态系统并不是一个静止与封闭的系统，其结构与演替过程随时间而变化，干扰状况与树木生物学特征结合在一起，就形成了森林群落的动态变化过程。因此，在森林群落中，存在着由干扰所驱动的森林循环（ forest cycle）或称森林生长循环（forest growth cycle）。这一过程大致划分为三个阶段，即林窗阶段（gap phase），建立阶段（building phase）和成熟阶段（maturephase）。在热带雨林地区，小规模的扰动盛行。在这些扰动中，林窗（forest gap）作为一种经常发生的小规模干扰，是森林循环更新的一种重要方式。它主要是指森林群落中老齡树死亡或因偶然因素（如干旱、台风、火灾等）导致成熟阶段优势树种的死亡，从而在林冠层造成空隙的现象。林窗的形成影响着森林小生境、森林群落的组成和动态变化过程，同时也影响着森林群落的结构和景观格局持续的林窗，使森林结构的复杂性与物种的多样性得以保持。森林生态系统是个热力学开放系统，总是处于不断地发展变化之中，森林生态系统能量的输人、生产量的形成、能量的输出、内循环、生长衰亡与其结构的变化、动植物区系以及生物多样性紧密地联系在一起。
二、森林生态系统的功能
森林生态系统的功能包括生态系统的经济价值和环境效益两个方面。
1. 经济价值
（1） 提供建筑用材与木器加工原料。
（2）森林种植业：人参、细辛、五味子、灵芝、淫羊藿、刺五加、天麻、灵芝、木耳等。
（3） 森林养殖业：雪蛤、林蛙、梅花鹿、野猪、土鸡等。
2. 环境效益
（1）生态屏障：以大兴安岭林区为例，大兴安岭作为陆地生态系统的主体，保护着松嫩、辽河平原，是农牧业生产的绿色天然屏障，维护着东北、内蒙古东部的生态平衡。
（2） 调节气候：森林能降低每日最高温度，而提高每日最低温度，在夏季较其他季节更为显著。在林内的相对湿度要比林外高，树木越高，树叶的蒸腾面积越大，它的相对湿度亦越高。
（3）固碳释氧：由于森林生态系统中的绿色植物可以固定大气中的二氧化碳，并且在生物生产过程中调节着大气的氧气含量，从而保证地球上生命活动的基本气候条件。因此，森林能够有效缓解温室效应，维护全球碳循环。全球森林植被的碳储量为71.5 t/hm2；我国森林植被的碳储量为44.9 t/hm2。
（4） 保护生物多样性：森林作为多种野生动植物的栖息地，保障了它们的生存。
（5） 涵养水源，保持水土：森林可以通过林冠和地面的残枝落叶等物截住雨滴，减轻雨滴对地面的冲击，增加雨水渗入生地的速度和土壤涵养水分的能力，减小降雨形成的地表径流；林木盘根错节的根系又能保护土壤，减少雨水对土壤的冲刷。
（6） 美化环境：净化大气环境、防风固沙等。有利于人的身心健康。
三、森林生态系统的利用与抚育
1. 资源现状
森林资源在减少，导致森林资源减少最主要的因素是开发森林生产木材及林产品。由于消费国大量消耗木材及林产品，因而全球森林面积的减少不仅仅是某一个国家的内部问题，它已成为一个国际问题。
我国的森林覆盖率只有全球平均水平的2/3，排在世界第139 位。人均森林面积为0.145 hm2，不足世界人均占有量的1/4；人均森林蓄积量为 10. 151m3，只有世界人均占有量的 1/7。
2.利用中的问题
森林生态系统为人类的生存与发展提供良好的服务和生态环境，但人类却忽视了对它的保护。在过去3个世纪中，全球的森林面积已经减少了一半，有25个国家的森林实际上已经消失，另有 29 个国家丧失了 90%的森林覆被。
我国的森林在历史上的分布是非常广泛的，但是在人口增长的压力下，为维持生计，大面积的森林被改造为农业用地，而且为获得经济效益将森林改变为大规模的养牛基地，因此，森林利用过程中所出现的一系列问题，多源于对资源的管理和经营。
3. 森林生态系统的抚育
森林既是人类赖以生存和发展的必需资源，同时也是人类的重要生存环境。因此，保护森林就是保护人类的生存环境，也就是保护人类本身。正如前人所言，青山不老树为本，绿水长流林是源。森林与我们的生活息息相关，人类离不开森林，森林更需要人类的保护。
我国保护森林的十六字方针为：“预防为主，科学防控，依法治理，促进健康”。因此，我们不仅要保护好现有的森林资源，把利用自然资源和保护环境结合起来，同时还要大规模植树造林，绿化大地，改变自然面貌，改善生态环墙，2010 年12月29日，国务院常务会议决定于 2011-2020 年实施天然林资源保护二期工程，力争经过 10 年努力，新增森林面积 520 万hm2，森林蓄积净增加11亿m3，森林碳汇增加4.16 亿 t。
截至2020年4月，近二十年间，中国一共新增林地527152平方千米，远远超出第二名美国的79186平方千米和第三名印度的69205平方千米，是名副其实的“种树狂魔”。在1991-2016年的这段时间里，中国是全世界新增森林面积最多的国家，而且其增长面积远远超出了全球其他国家。
如果数字还不够说明，那么，美国国家航天局的观测结果呢？
2019年2月，NASA发布了一张世界地图，中国在这张地图上确实成了孤岛，一座绿色的孤岛。
在2000年到2017年全球新增绿化面积中，中国贡献了四分之一，居全球首位。三北地区的森林覆盖率从1979年的5.05%提升到15.95%。
相比之下，世界上，森林的消失其实是主要发生在拉丁美洲、东南亚和非洲南部，特别是巴西和印度尼西亚。（下图）
