雨林 -生物林系

雨林

雨林(Rainforest)是雨量甚多的生物區系。雨林依位置的不同分熱帶雨林和溫帶雨林。雨林大多數靠近赤道,在赤道經過的非洲、亞洲和南美洲都有大片的雨林。濕潤的氣候保證了樹和植物的快速生產。同時,樹和植物也為雨林中的成千上萬種生物提供了食物和庇護所。此外還有亞熱帶雨林,分布在南、北緯10度之間的迎風海岸。該處有雨季和旱季之分,有溫度和日照的季節變化。亞熱帶雨林的樹木密度和樹種均較熱帶雨林稍少。其他雨林類型還有:紅樹雨林、平原濕地森林洪泛森林等。

  • 中文名稱
    雨林
  • 外文名稱
    Rainforest
  • 解釋
    雨量甚多的生物區系
  • 分類
    位置的不同分熱帶雨林和溫帶雨林

基本概念

雨林遍布在世界各地,不僅在熱帶地區,象加拿大、美國和前蘇聯等溫帶地區也可見它的存在。這些森林同熱帶雨林一樣整年都有著充足的雨水,附著的冠層並且都有著豐富的物種多樣性,但是它缺少熱帶雨林所擁有的終年的溫暖和陽光。

雨林雨林

熱帶雨林變成其它類型的森林這取決于海拔、緯度以及各種土壤、水分和氣候條件等因素。這些森林類型形成了各種各樣的植物類型,正是這些豐富的植物類型造就了熱帶地區的多樣性。

雨林曾經覆蓋了14%地球土地表面,但隻剩下6-8%土地表面,即整體表面的2%。雖然雨林隻覆蓋地球的6%的土地,但卻有一半以上的動物和植物的品種在雨林中出現。

雨林有時被稱為"地球肺部"和"世界最大葯廠",因為大量自然葯物或葯物的原材料都在那兒找到。全球所用的葯物中,幾乎一半來自雨林。科學家相信更多疾病的解葯將來可以在雨林中找到。

雨林地區往往有大河流過,如南美洲的亞馬遜河。許多雨林在一年中有幾個月會暴發洪水。

雨林功能

地理氣候

熱帶雨林位于"熱帶",在南北回歸線之間。在這個區域太陽光大概以90度的角度直射地球,導致產生了強烈的太陽能(向南或者向北太陽能都會減弱)。如此強烈的太陽能是與赤道上一晝夜的長度(每年365天,每天12個小時)一致的(赤道以外的其他地區一晝夜的長度是會變化的)。這麽強烈的太陽光是森林通過光合作用產生能量必不可少的能源。

雨林

由于有著充足的太陽能,熱帶雨林一年都比較暖和,溫度大概在72-93華氏溫度(也就是22-34攝氏度),由于雨林高度都比較高,尤其是雲霧森林,所以它可能很涼爽。在一年中溫度會有浮動變化,但對一些赤道地區的雨林,一年到頭溫度的變化也就在0.5華氏度(0.3攝氏度)。由于有著雲層和很重的濕氣,所以溫度一般都比較暖和。

年降雨量

雨林一個很重要的比較明顯的特點就是它們的名字。雨林位于熱帶的匯合區域,那裏有大量的太陽能產生的空氣上升的熱對流,它是通過頻繁的暴雨來散失其水分的。雨林的主題就是有著較大的降雨量,每年至少2000毫米,甚至在有的區域一年超過了10920毫米。在赤道地區,盡管有些森林依靠的是季節雨,但一年的降雨不會出現明顯的"濕潤"或者"幹旱"。甚至在季節性森林中,雨期之間的間隔不會很長,以至于落葉都無法完全幹透。當遇到雨量比較少的年份,足夠的雲層覆蓋保持著空氣的濕度並防止樹木幹透。許多熱帶雨林很少有一整月不下雨,一年中最少有六個月在下雨。穩定不變的氣候,加上平均範圍的降雨和溫度的保持,使大多數的雨林樹木可以一年四季保持著綠色,而且不會在任何一個季節掉光所有的樹葉。

遠離赤道的森林,像處于泰國、斯裏蘭卡和中美洲這些雨季比較明顯的地方的森林,可以認為是"半常綠"森林,當幹旱季節來臨的時候,有些樹種會掉光它們所有的葉子。每年大範圍比較均勻的足夠的降雨量,使得常綠寬葉樹種或者至少半常綠樹種保持著旺盛的生長。

雨林的濕氣來自于降雨、連續不斷的雲層覆蓋和植物的蒸騰作用(通過葉子散發水分),這些使當地有足夠的濕度。每一棵冠層樹木每年要蒸發掉760升的水分,每英畝的冠層樹木通過蒸騰作用每年要向大氣中蒸發大約76000升的水分。大面積的雨林(和它們的濕氣)對形成雨雲有很大的貢獻,而且為它們自身產生了多達75%的的降雨。亞馬遜雨林是產生自身高達50%降雨量的源頭。

毀林和氣候的變化可能會影響熱帶雨林的水迴圈。從1990年代中期開始,世界山的熱帶雨林就開始經歷嚴重的周期性幹旱,包括1997年和2005年的東南亞還有2005年的亞馬遜。幹燥氣候的形成,與伐木造成的森林惡化以及農業開墾有關,大多數的森林對野火來說是非常脆弱的。

雨林生物

物種多樣性

雨林有著豐富多樣的物種,但任何一個具體的物種沒必要有太多的數目。一些雨林物種有著數百萬的群體總數,然而其他的可能僅僅由少量的個體組成。熱帶雨林生物學是罕見物種的生物學。這是因為雨林中的大多數物種數目在整個森林範圍裏還是很少的,並且這些物種在它們特別適應的一些小區域裏很普遍。一個物種可能在一個區域很普遍,但僅僅有500碼距離之外,這裏生存著另一種和其相似但不同的物種,那它就少的可憐了。在雨林中一些零散分布著的小塊地裏人們會發現了一些普通的物種,而在整個森林裏零散分布著大量稀有的物種。這些物種中,一些是極其少見的甚至到了瀕臨滅亡的邊緣,尤其在已被破壞的森林裏,這種現象更為普遍。出現這種模式的原因在于許多物種是高度特異的適合特定的生態位。生態位存在的地方,某個物種可能有大的群體,並且能不斷繁衍後代,從而移植到新的地區。然而,"殖民者"總是不能成功,因為它們不能和其他地區那些已經高度特異化了的物種相競爭。因此這些"殖民者"在它們嘗試建立的一個新的"根據地"裏是很罕見的。

雨林是全球最古老的植物群落,在生物進化史中,雨林成為地球上繁衍物種最多、保護時間最長的場所。多種動物的棲息地,也是多類植物的生長地,是地球生物繁衍最為活躍的區域。所以森林保護著生物多樣性資源;而且無論是在都市周邊還是在遠郊,森林都是價值極高的自然景觀資源。

超過三分之二的全球植物物種被發現在熱帶雨林,熱帶雨林植物為動物提供庇護所和食物,雨林除了維持正常降雨外,在調節全球氣候方面也起著重要的作用,同時緩解了洪澇、幹旱和侵蝕等災害的發生。它們儲存著大量的碳,同時製造了全世界相當數量的氧氣。

冠層結構

雨林有著獨一無二植物性結構,這種結構由一些垂直分層組成,包括森林樹冠層、冠層、林下葉層、矮樹層和地面表層。冠層指的是茂密的頂層葉片以及由緊密分隔開的林木形成的樹枝。較高的冠層離地面有100-130尺高,一些零散的突兀樹木穿透冠層向外生長。130尺或者更高,組成了森林樹冠層。在冠層頂部以下的是有著多重樹葉和樹枝的林下葉層。林下葉層最低的部分,大約1.5-6米高度,這裏是矮樹層,它由一些灌木植物和小樹苗組成。

冠層的繁茂枝葉有效地掩蔽了來自地面的光照,在原始的赤道雨林裏,很少存在那種"叢林"似的讓人舉步維艱的稠密的地面植被。在原始森林裏,地表植被是很少的,主要由一些藤本植物(vines)和小樹苗組成。

冠層系統得一個重要特征就是有生長在冠層林木上的附生植物的存在,附生植物不是寄生的因為它們不從宿主那獲取營養維持生命,而是把宿主樹木僅僅當作生存的支持者,兩者互相幫助,各取所需。附生植物有著很好的空中環境適應能力,他們採取各種方法從周圍的環境中汲取營養物質,這是一種生存的機製。

冠層的另一個植物類型特征是藤本植物。它是一種木質的藤蔓,在林地地面作為灌木生存著。並且它能夠沿著冠層林木攀沿而上直至冠層。還有一種和它相關聯的植物類型,那就是半附生植物。它生存在冠層裏,長長的根部最終延伸到地面。一旦扎了根,它就不必依靠從冠層環境裏獲取營養物質,而是從地面汲取營養而生存了。

有數目不詳的動植物居住在冠層中,它們當中的極大多數特異地適應了這種枝繁葉茂的世界在熱帶雨林裏,有人估計有90%的物種存在冠層生態系統中。由于熱帶雨林被估計容納了50%的植物種類,因而熱帶雨林的冠層部分可能生存著地球上45%的生命。

共生關系

所有的物種都一定程度上依賴彼此而生存的這種相互依賴特徵是雨林生態系統中一個主要特征。在森林中生物相互依賴性有很多形式,從一些物種依賴其它物種的授粉和種子散布到捕食-被捕食關系再到共生關系等等。

舉個例子,巴西的幹果樹(Bertholletia excelsa)是依賴一些動物而生存的。在亞馬遜雨林發現的這些大型冠層林木依賴次豚鼠(一種居住在地面的嚙齒類動物)來維持它們的生命周期的主要部分。次豚鼠是唯一的一種能用有力的牙齒剝開葡萄大小的種子豆莢的動物。當次豚鼠吃一些巴西傈的種子時,它也把種子零散的埋葬在森林裏離母樹很遠的隱蔽處。緊接著這些種子就會發芽生長組成下一代。關于授粉作用,巴西傈樹依靠長舌蘭蜂的傳粉。要是沒有這些體大的蜜蜂的話,巴西傈不可能生成。因為這個原因,巴西傈樹很難在人工種植園裏生長,它們僅僅生長在原始雨林中。

雨林中的生活是競爭性的,無數的物種為了生存,都和其它的物種形成了這種復雜的共生關系。共生關系是這樣一種關系:參與的物種雙方相互得益。在雨林裏,共生關系是一種規則但不是一種例外。舉個例子來說,螞蟻和無數個雨林物種有著共生關系,如植物,真菌和其它的昆蟲等。螞蟻和毛蟲之間有一種共生關系。一些毛蟲在他們的後背上製造出一些來自露珠的有甜味的化學物質,而這正是螞蟻所食用的對象。作為回報,健壯的螞蟻保護著這些毛蟲,人們也觀測到了到了晚上螞蟻還會將毛蟲安全運回它們的巢穴。這種共生關系發生在特定的物種之間,在這個例子裏也就是說僅僅一種毛蟲能夠滿足特定的螞蟻種類的需要。

雨林類型

濕潤熱帶雨林

主要有兩種類型:赤道常綠雨林和濕潤雨林,濕潤雨林又包括季雨林和山地雨林(也稱雲霧雨林)。 赤道雨林平均每年都有超過2,000mm的降水,通常被認為是"真正的雨林"。這些森林都有著高度的生物多樣性和發達的植物 "階層"; 世界上的熱帶濕潤雨林大約有三分之二被認為屬于赤道雨林類型。這些森林位于赤道附近,這裏季節變化很小,終年太陽照射時間不變。最廣闊的赤道雨林發現位于低窪的亞馬遜,剛果盆地,印尼的東南亞群島以及巴布亞紐幾內亞等地區. 熱帶濕潤雨林位于離赤道較遠的地方,這裏降水和日照長度隨季節變化而發生變化。這些森林的年降雨量隻有(1,270mm), 季節幹冷,與赤道雨林有著明顯差別。在旱季,許多樹木掉落甚至掉光了葉子,"階梯"狀冠層季節性減少,從而使更多的陽光照射到地面。這越來越多的陽光促進了在赤道森林低地不曾發現的林下灌木層的生長。這樣的濕潤森林在南美,加勒比海,西非和東南亞的部分地區也被發現過,尤其東南亞的泰國、緬甸、越南和斯裏蘭卡發現比較多。

次生森林

次生林是指天然地或人為地遭受過一定程度上的破壞的一種森林類型。次生林的形成有很多方式,從經過選擇性的採伐促使退化林的恢復到恢復刀耕火種農業為林的土地面積等等。通常次生林(取決它的退化水準)有著欠發達的冠層結構,樹木較小,而且種類也較少。由于缺少發達的冠層,到達地面的光照較多,地面植被比較茂盛。用"叢林"來形容次生林稠密的地表再合適不過,一些濕熱帶森林當季節變化時地表植被也很發達,用"叢林"描述也很形象。

低地森林

大多數熱帶雨林都屬于低地熱帶雨林,它指的是那些通常生長在不低于1,000m高度上的平地上的森林,這個高度也可能是變化的。低地原始森林通常有超過5條的森林"階梯層",並且樹木高大,比起濕潤林來說有著更復雜的多樣性。低地森林裏果樹種類繁多,因此許多動物專門養成了這種以食用水果和其它的大型哺乳動物為生的習性。比起濕潤森林來說,低地森林面臨著更多的威脅,這是因為它的易適應性,並且它有著許多適宜農業的土壤和很多用作木材的珍貴硬木。在很多國家,所有的低地森林實際上已不復存在,剩下的僅僅是濕潤森林了。

山地森林

熱帶山地雨林是指那些生長在山上有3,300尺高度的森林。高的山地林一般在2,500-3,000m 高度以上,顯現為"雲霧森林",雲霧森林從來自潮濕低地的薄霧獲得它所需要降水的大部分。雲霧森林的樹木明顯比低地森林的矮很多,這導致了它們沒有較發達的冠層。然而,雲霧森林樹木有著很繁盛的附生植物,這些植物靠流經的霧氣帶來的充足的水氣生存。像生長在厄瓜多、秘魯、哥倫比亞和委內瑞拉等國家的安第斯山脈的較低高度;中美洲(尤其哥斯大黎加的蒙特韋爾德);婆羅洲(基納巴盧山)以及非洲(衣索比亞、肯亞、盧安達、扎伊爾、烏幹達)等地區的林木通常是在稠密的苔蘚和漂亮罕見的蘭花的簇擁下顯得鬱鬱蔥蔥。

季節森林

季節森林是熱帶濕潤或者季節性的雨林,最初是在亞洲(印度/斯裏蘭卡和中國),非洲東部和西部,澳大利亞的北部和巴西的東部發現的.這種森林有比較顯著的幹冷季節和多雨季節.與赤道附近的雨林相比,這些森林在物種上並沒有很大的差別,但在樹木的高低方面要矮很多. 由于人類耕種的原故,季節性森林在全世界範圍內受到的很大威脅,尤其是在西非,那裏有超過90%的海岸邊的森林和季節森林遭到清除。

平原濕地森林

平原濕地森林是泛濫平原森林,它的洪水使季節性的.同沼澤森林不同,平原濕地森林有著每年能從白水江河中補充養分的相對比較肥沃的土壤.因次這種森林比熱帶雨林更適合農業生產,所以它們受著最大的威脅.盡管在亞馬遜這種森林被大量的發現,但由于經濟發展的原因它們消失的很快. 泛濫平原森林,尤其是位于河岸邊和島嶼上的,由于這些森林的根基被那些自然曲折的處于熱帶低地的河流侵蝕,因此它們的生存期比較短。在秘魯的研究表明大多數的泛濫平原森林很少有超過200年的,而且它們的更替率超過了1.6%,這意味著這些樹的平均壽命隻有63年.正是因為這個原因,泛濫平原森林總是在某些階段被優勢物種接替,如Cecropia 被木棉和無花果樹替換而遠離河流。

石南森林

石南林建立在排水較好,養分很差的沙地土壤上。這些森林由那些特定的能夠忍耐貧瘠的酸性土壤,並且與其它的熱帶雨林相比長得比較"短小"的樹種組成。更多的陽光可以直接照射到森林的地面,使樹木生長的更加密集。石南林與黑河或者卡汀珈群落森林一樣有名,是由黑河灌溉的,最初是在亞馬遜流域(裏奧內格羅流域)和亞洲的部分地方被發現的。

泥炭森林

泥炭森林是在非洲的一小部分地方,南美的東北部和東南亞的大塊區域(尤其是在婆羅洲和蘇門答臘)被發現的。這些沼澤新林出現在死亡的植物浸泡堆積形成泥煤的地方。這些泥煤就像是在少雨期阻止濕氣蒸發和多雨期吸收雨量的海綿。當泥煤沼澤森林因為農業工程而被排幹,它們就變得特別容易燃燒。受到1997-1998厄爾尼諾幹燥氣候的影響,印度尼西亞數以千計的 泥煤沼澤森林發生了嚴重的火災。要撲滅泥煤沼澤森林的火災是非常困難的,因為森林大火已經延伸到深層的泥煤了。

洪泛森林

洪泛森林是雨林的一種,經常在洪水季節被長時間的淹沒(有時被人認為是永久淹沒的雨林)。這種類型最有名的森林在亞馬遜流域,在那裏它們佔到總雨林面積的2%。洪泛森林的樹木要比其他沒有被淹沒森林的樹木短,原因是由于其濕潤的不穩定性,排水不良的土壤(因此它有時被稱作"沼澤森林")。

許多洪泛森林的樹種有著較高的樹根如同拱柱一樣支撐著它的結構。洪泛森林被洪水淹沒(一年中有4-10個月),它的洪期時可以預測的。魚類在這種森林的種子傳播方面起著很重要的作用是雨林的一種,它經常在洪水季節被長時間的淹沒(有時被人認為是永久淹沒的雨林)。

菲爾梅森林

全稱"陸地菲爾梅森林",按其英文名稱"Terra Firme"字面意思解釋就是"穩固的陸地",也就是指雨林沒有被洪水淹沒。這種森林樹木與洪泛森林和泛濫平原森林的相比,明顯的要高很多,而且種類多種多樣(在有的地區一公頃有400種).它建立在排水比較好而且較幹的土壤上,它的特殊物種有巴西的堅果樹,橡膠樹,和許多熱帶的硬木樹種。

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