森林生态系统——森林生态系统的主要类型、特点和生产力(一)

发布时间:2020/5/19,浏览人次:773

一、热带雨林生态系统

1、热带雨林分布

    热带雨林(tropical rain forest)分布在赤道南北的热带界线内,是目前地球上面积最大,对人类生存环境影响最大的森林生态系统。早在20世纪70年代,Lieth(1972)估算,热带雨林面积近1700万km2,约占地球上现存森林面积的一半。常分为三个区域:南美洲的亚马孙盆地;非洲热带雨林区,和印度-马来亚热带雨林区,往北可延至我国西双版纳和海南岛。

    热带雨林生态系统气候的主要特征是全年温度高而温差小,雨量充沛而均匀。热带平地年均温在20~28℃之间。不同地点的平均温度变化非常小。在赤道附近最热,最冷月平均差小于5℃,离赤道越远温度差加大,最大也很少超过13℃。各地年降水量最少有2000mm,多的可达10000mm,但不同地区的水分总量和季节分配有较大差异。但总的来说全年降水分布均匀。相对湿度很高,有的可达90%以上。

    美洲雨林的面积最大。主要分布于亚马孙河流域。向西扩展到安第斯山的低麓,向东止于圭亚那,向南达玻利维亚和巴拉圭,向北则到墨西哥南部及安的列斯群岛。这里豆科植物是优势科,藤本植物和附生植物特别多,凤梨科、仙人掌科、天南星科和棕榈科等植物也很多。经济作物有可可树、椰子属和三叶橡胶等均原产于这里。王莲(Victoria regia)叶子的直径可达1.5m,是这里特有植物。

    非洲雨林区面积不大,主要分布在刚果盆地。在赤道以北可达几内亚湾沿岸,在赤道以南分布到马达加斯加岛的东岸及其他岛屿,这里有大量的特有种。还有引人注目的棕榈(Raphia vinifera)、油椰子(Elaeis guineenis)等。咖啡属全世界35种,非洲有20种。在西非却以科为主,也有一定数量的豆科植物。总的看来,非洲雨林种类较为贫乏。

    印度-马来雨林区包括亚洲和大洋洲热带雨林。但是大洋洲的雨林面积并不大,在东亚有大面积的雨林。亚洲雨林主要分布在菲律宾群岛、马来半岛、中南半岛的东西两岸,斯里兰卡南部以及中国的南部。这里林区是以龙脑香科(Dipterocarpaceae)为优势。还有高大的木本真蕨八字桫椤属(Alsophila)、桫椤属(Caythea)、白藤属(Calamus)和兰科植物等。

2、热带雨林生态系统特点

    (1)物种组成极为丰富。热带雨林绝大部分是木本植物,物种极为丰富,高等植物有45000种以上。层次复杂,简化为乔木、灌木和草本三个层次。但因群落种类复杂,所占空间较大,故又可分为三个亚层。所以,整个雨林群落一般可分为5~8层。

    乔木高大挺直、有板状根和茎花现象。板状根(plank buttresses root),它由地面粗大侧根发育而来,常是扁平的三角形的根,每一树干有3~5条,多的可有10条。高度可达地面上9m,显得壮观。茎花现象(cauliflory),是指直接在无叶的木质茎上开花、结果。具有这种茎花现象的植物在雨林中约有1000种,可可树(Theobroma cocao)就是其中之一。

    热带森林中具有大量藤本植物和附生植物是其结构上的特色。木质藤本植物形状多样,长度惊人,10m,数十米,而有藤(Calamus)可达300m。穿插于树冠之间,把树冠紧紧地联系起来。小而细的草质藤本植物都生长在林下,独成一局。附生植物,除了苔鲜、地衣、藻类外,还有大量的有花植物,如兰科、凤梨科、萝摩科等,常附生于树干或树枝上,形成“空中花篮”独特景观。

    (2)能量流动和物质循环等生态过程速率都很高、生产力也特别高,与之相伴的呼吸消耗量也很大。据研究,每年有机物质的增长量为100000~200000kg/hm2,地面枯枝落叶等干物质的年积累量可达11550kg/hm2。由于热带物质循环特点,分解后的矿质元素可很快被植物再吸收,所以土壤中元素的积累相对为少。

    (3)与植物根共生的真菌发挥了作用。这些真菌与根共生成真菌菌根,能够消化有机物质并且从土壤中吸收营养元素送到根系中。热带雨林生态系统中菌根在物质循环中发挥了积极作用,这一状况表明雨林生态系统中是依靠了菌根中真菌直接把营养物质送入植物的直接循环,而不是靠矿质土壤。

3、中国热带雨林

    主要分布在台湾、海南、云南等省。以云南西双版纳和海南岛最为典型。主要乔木树种是:桑科的见血封喉(Antiaris toxicaris)、大青树(Ficus altissima),楝科的麻楝树(Chukrasia tabularis)、臭楝(Dysoxylum proceram),远志科的暹罗叶树(Xantho-phyllum siamense)、无患子科的番龙眼(Pometia tomentosa)以及番茄枝科、榆科和棕榈科植物,海南岛可见到青皮(Vatica astrotricha)林,在西双版纳可见到望天树(Parashorea chineses)林。

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二、常绿阔叶林生态系统

    常绿阔叶林(evergreen broad-leaved forest),又称樟叶林(Laurilignosa)生态系统,主要处于欧亚大陆东岸北纬22°~40°之间。此外非洲东南部美国东南部:大西洋中的加那利群岛等地也有少量分布。中国的常绿阔叶林是世界上分布面积最大,发育最好的林子。

    常绿阔叶林生态系统处于明显的亚热带季风气候区。夏季炎热而多雨,冬季稍寒冷,春秋温和,四季分明。年平均气温16~18℃,最热月平均温度为24~27℃,最冷月平均为3~8℃,冬季有霜冻,年降水量1000~1500mm,冬季降水少,但无明显干旱。

    常绿阔叶林生态系统终年常绿,物种甚为丰富,是由常绿双子叶植物构成,较热带雨林简单,乔木一般分为两层,高度在16~20m左右,很少超出25m。藤本植物和附生植物仍可常见,主要是草质和木质小藤本。

    常绿阔叶林生态系统地上生物量和生产力仅次于热带雨林生态系统,居第二位。据报道,四川常绿阔叶林生态系统中大头茶(gordonia axillaris)地上生物量为150~176t/hm2,净初级生产量为10t/hm2左右。其中90%以上为地上部分。

    中国常绿阔叶林生态系统的分布是从秦岭、淮河以南到广东、广西中部的广大地区植物群落是由壳斗科、樟科、山茶科等种类所组成。树木叶片以小型为主,且常与光线照射方向垂直,故又称为照叶林。这些基本成分也是区别于其他森林系统的重要标志。壳斗科中主要有青冈属(Cyclobalanopsis)、石栎属(Lithocarpus)等的许多种类;樟科中主要是樟属(Cinnemomum)、楠木属(Phoebe)等的一些种类;山茶科中木荷属(Schima)、山茶属(Camellia)的一些种类;还有木兰科中木莲属(manglietia)和含笑属(michelia)等一些种类,但很少成为上层优势树种。还有第三纪活化石植物构成的森林,如水杉(metasequoia glyptostroboides)林和秃杉(Taiwania flousiana)林等。种子植物有2674属、14600种以上。



——摘自科学出版社·蔡晓明编著·《生态系统生态学》·第三篇 自然生态系统·第十四章 第二节

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