林学

林学

什么是林学?

简单来说就是研究森林的学科。

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林学就属于其中的“生”。——大部分林学专业的本科生读研会选择范围更广的生物(植物学、动物学等)、生态专业。(如果考教师资格证,一般也会选择考生物。)


林学下面可以简单分为三个方向:森林培育、森林经理、森林保护。后来,森林培育中又分出来了城市林业和经济林学。


为什么选择林学?

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林学学啥?

“种树有什么好学的?”


“种树中包含的智慧可多了呢!而且我们不只学种树,我们还学认树、测树、养树、护树、卖树......”

下面基于Bruce Larson教授对现代林业热点的讲述,简单地把一些林学专业课串在一起说一下(冰山一角)↓

站在人类的角度,当我们看到一片森林的时候,我们会想,我们该如何利用它?它能提供哪些产品?所以,我们第一步要看森林里有哪些东西——于是就有森林生态学

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生态学是研究生物与非生物(环境)相互关系的学科。


学习森林生态学第一步就要弄清楚森林的定义。(考森林生态学时第一题就是解释“森林”——看到题目的我是个懵的......)


森林是以木本植物为主体的植物群落,其中的生物(乔木与其他植物、动物、微生物)相互依存、相互制约,并与环境相互影响,形成一个生态系统。

具体的要求(其中一种说法):林木覆盖率10%以上;面积大于0.5公顷;有乔木(树身高大的树木,由根部发生独立的主干,树干和树冠有明显区分);没有其他主要的土地利用形式;树木最低高度为5米。

森林是一个复杂的生态系统。我们需要明确,森林是在不断变化的,因为存在干扰。——生物干扰,如昆虫、病菌等;非生物干扰,如气候、大风、火、冰雹、雪、洪水等。


(我觉得人为干扰应该算生物干扰吧,但是又好像比较特殊......)

尽管森林时时刻刻在改变,但它能维持一个相对稳定的状态,因为它有一定的恢复力(resilience)。

对森林的恢复力进行研究,我们可以预测森林的变化。

由此,我们可以得知,人类获取资源的活动会对森林造成什么样的影响,而当森林遭受过度干扰而被破坏时,我们人类又可以采取什么行动让森林恢复“原貌”。


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而当我们从森林中获得资源之后,我们最关心的问题就变成了:如何让这片森林可持续地给我们提供资源?


那么问题来了,可持续的森林应该是一片健康的森林,落实到个体上,就是其中的林木要健康——于是就有林木病理学,研究使树木生病的病菌


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病菌往往以昆虫为媒介,在林木与林木之间、森林与森林之间传播。昆虫本身也会对林木造成一定的伤害。


但另一方面,昆虫能帮植物传粉,昆虫多样性也能反映一片森林的生物多样性。

因此,我们要学习「昆虫学」


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虫瘿植物组织遭受昆虫等生物取食或产卵刺激后,细胞加速分裂和异常分化而长成的畸形瘤状物或突起

有时候乍一看会以为是植物结的果子。有时候剖开能看到里面蠕动的幼虫(亲身经历)。


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昆虫学课的课外作业:观察一种昆虫的生活史。图为朝鲜球坚蚧,好像是喜欢长在人工杂交出来的杏梅上?这是一种散发着“母性光辉”的昆虫。圆球状红褐色的是雌性♀——在受精后它们体积增大,变成了一个无法移动的球,直到幼虫钻出来时把它们的身体破开。


昆虫中,食叶害虫是最庞大的一个群体,它会导致植物无法进行光合作用,进而不能生产生长所需的物质和能量。

此外,还有茎秆害虫、蛀干害虫等,影响根叶之间物质的运输,导致树木死亡。

但是,我们研究病菌和林业害虫并不是要消灭它们,因为它们在自然界中也发挥着一定的作用,维持着生态平衡。我们只要把它们的数量控制住就好。

(对我们人类而言,森林需要不断更新;站在昆虫的角度,森林也一定要不断变化,比如,总要有枯木、倒木或者其他容易侵染的林木,否则昆虫的食物来源就得不到保障......森林一直处于动态平衡中。



回到“资源”。


高大的乔木是森林的主体,木材是森林提供的最基本的资源。

人类通过伐木获得木材,那么问题来了:什么时候砍树?砍多少树?是否需要补植?什么时候补植?补植什么树?.......

如果我们想每年都从森林中获得足量的木材,就需要把握森林的动态,从而制定合适的经营计划——于是就有「森林经营」/「森林经理」

这个“经理”不是公司的“经理”,而是经营管理的缩写(不过公司的“经理”应该也是这么来的)。

我们把内部特征相似、而与相邻地块显著不同的一片森林区域称作一个“林分”

外界的干扰和内部的竞争会改变林分结构。

比如,伐木会改变树木的空间分布和年龄结构,甚至林分内的树种组成;种内竞争会让有些树长得更高更粗,而让另一些树死亡。

作为经营者,我们需要把握林分结构的变化,首先就要量化林分结构——因此有「测树学」

在测树学中,我们学习测量树的胸径(1.3m高处的直径)、树高等,以计算一棵树能提供多少可利用的木材(用材的体积=材积)。


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测树学实验室。每一摞木头就是一棵树——为了计算树木的材积(只算主干),我们把一棵树分成很多段,把每一段看成一个圆柱体算体积(每一段都取一个断面算面积*该段长度);通过断面,我们还可以由年轮知道这棵树长到对应高度用了多久。


但是,一棵树一棵树地测算费时费力,因此,我们还需要学习抽样调查——通过部分林木的材积,估计整片林子一共可以提供多少木材(蓄积)。——「森林抽样调查」

量化了林分结构之后,我们就来量化改变

在不同时间对林木的生长指标进行测定,我们就能了解林木变化。

接着,我们用计算机建立模型来模拟森林的演变,以预测现有的经营措施会让森林往什么什么方向发展,然后再考虑,我们想让森林往什么方向发展?我们应该怎么实现?最后,做出决策。——「林业规划设计」

不过,仔细想想,当我们要经营管理一片林区时,如果只去了解树木的材积和森林的蓄积,获得的信息未免太少了。

森林资源绝对不是只有木材,还包括很多其他的东西。


为了更好地利用这片森林,我们需要搜集更多的信息——因此需要学习「遥感」(Remote sensing,简称RS)。

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森林很大,一些险要的地方很难徒步到达。再者,当我们走在林中时,我们很难感知到地形地势的变化、一片森林日积月累的变化、不同林分的区别等等,但是遥感影像就解决了这些问题。


举个例子,通过遥感影像,我们仅凭画面就可以判断,哪里是森林的边界,哪里是有林地,哪里是未成林造林地;哪片森林是针叶林(大颗粒,颜色较深),哪片森林是阔叶林(比较细腻,颜色较浅)......再加上实地踏查,就可以掌握比较详细的信息。


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对待信息,我们需要收集信息→存储信息→分析信息→展示信息→报告信息,而遥感只是用来收集信息的,那么后面几步,我们需要借助其他手段——于是就有了「地理信息系统」(Geographic information systems,简称GIS)。


简单来说,把信息用GIS进行处理后,我们就可以解决两个问题:

What is it?(它是什么)
Where is it?(它在哪)


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随着人类的环境保护意识越来越强烈,这里又有了一个新的学科——「保护生物学」

保护生物学需要了解的知识其实非常多,包括社会科学、政策方针、经济学、生物学......


人类长期掠夺森林,给自然造成了巨大的压力。营造人工林可以看作是我们保护天然林(自然起源的森林)的一项措施(当然也是在保护我们人类自己,比如在北京的西北边植树,可以减少风沙)。


> 森林培育 <


森林培育简单来说就是开发或生产人类自己需要利用的树

在这个过程中,我们总想保留自然中的优良个体,或者通过各种方式培育出更优良的个体,因此需要学习「林木遗传育种」

林木遗传育种课外作业:油松的人工授粉。


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获得的种子,我们要贮存,或者及时把它们种下,培育苗木,因此有「林木种苗学」

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林木种苗学实验之一:测定油松种子的发芽率。这个装置做好之后要把它放到恒温箱里,然后每天记录有多少发芽了,多少腐烂了。如果装置里没什么水了,就要加点水。


林木种苗学实习(大学期间真正地种树)↓


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按用途分,人类经营的森林可以分为用材林(提供木材的)、薪炭林(提供燃料的)、经济林(能生产水果、药材、食用油、饮料之类的)、防护林(用来防风固沙、保持水土的,比如“三北防护林”)、特种用途林(比如风景名胜区的森林、纪念林等)。


随着国家对木材砍伐的限制,要让偏远落后地区“绿水青山”变“金山银山”的方法可能就是种植经济林。所以,近年分出了专门研究经济林树种的「经济林学」


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好吃的板栗就是经济林树种。


因为城市不断扩张,城市绿地面积增大,又有了研究城市森林的「城市林业」


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......总之,森林除了提供木材产品,还能提供很多别的产品或发挥别的功能。


说起木材产品,与其他材料相比,木材产品有哪些优势呢?

木材是唯一可再生的建筑材料,并且是最环保的建筑材料——因为木头中有碳。制造塑料的过程放出了二氧化碳,而制造木头(树木生长)的过程中吸收了二氧化碳。

现代科技也让木材有了更高的强度、更多利用的可能......

既然通过森林获得了很多产品,就应该把产品销售出去,因此,林业工作还能一直延申到

「供应链管理」
Supply chain management
在森林和消费者之间建立联系。

「企业管理」
Business management
主要针对林业公司。

「世界贸易」
Global world trade
木材(主要)或其他林产品进出口。

「全球议题」
Global issues
因为世界上很多森林其实是跨越国界的。btw科学研究也是没有国界的。

......

这也是林业大学有那么多学院和专业的原因。


学了林学以后做啥?

能去森林公园、自然保护区等环境中工作就让我觉得很中意。


升学的话,有一些人会继续读林学;有一些人会去读相近的生态学、植物学、动物学、微生物学、野生动物和自然保护区管理等专业;有一些人(目标很明确的话)会跨专业读研。

就业的话,一些人会考公务员(去国家林草局之类的应该是不错的选择);一些人会选择去研究所做科研,或者当高校老师(需要读博);一些人可能会选择与本专业毫无联系的高薪工作或者个人更感兴趣的工作。

能找到什么工作还是要看个人能力,毕竟真正工作的时候很多东西都要重新学习。

之前在网上看到了一句话,感觉有点道理,大概意思是,“不要被自己的本科专业束缚了手脚”。就算是专业对口的工作,现实工作肯定和大学期间学到的东西有区别。

继续读研的,不排除是因为找不到工作,不排除是因为真心热爱科研......情况很多,什么样的选择是最适合的也因人而异。

我个人选择读研的话,是觉得现在找工作确实有学历的门槛,而且水涨船高;更重要的是,我觉得读研期间完全独立地做试验、撰写论文,其间遇到的不少问题都需要自己努力去解决。我想,经历这个过程之后,考虑问题会更加全面

(之前遇到过一个博士师姐,她在组会上发言的时候,我总是很佩服她洞察问题的能力。)

——还没读研没有发言权......但我确定的是,本科的四年我还是过得很开心的(并不后悔自己最开始的选择)!

被大雨淋过;被寒风吹过;被荨麻扎过;被草爬子咬过;在山里挨过饿、受过寒、啃过凉馒头.......


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在这么陡的坡上测树是常规操作。刺激的不是摔跤,而是遇到带刺的灌木拦路(比如酸枣)。


去陌生的小地方实习,晚上做完内业就和朋友去街上逛吃;登顶过北京的最高峰;看到过很多不一样的风景......


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