热带雨林生态系统

一、热带雨林生态系统

热带雨林分布在赤道及其两侧的湿润区域，是目前地球上面积最大、对维持人类生存环境起作用最大的森林生态系统，总面积近1.7×10⁷km²，约占地球上现存森林面积的一半。它主要分布在3个区域：一是南美洲的亚马孙盆地，二是非洲的刚果盆地，三是东南亚一些岛屿，往北可伸入我国西双版纳与海南岛南部。

热带雨林分布区域终年高温多雨，年平均气温26℃以上，年降水2500～4500mm，全年均匀分布，无明显旱季。这里风化过程强烈，母岩崩解层深厚；土壤强烈淋溶，留下三氧化物(Al₂O₃，Fe₂O₃)，即砖红壤化过程。土壤养分极为贫瘠，而且是酸性的。雨林所需要的营养成分，几乎全贮备于植物量中，每年一部分植物量死去，很快矿质化，并直接被根系所吸收，形成一个几乎封闭的循环系统(见图14-1)。

图14-1　热带雨林生态系统

上述环境条件使雨林植被具备如下特点：

1.种类组成极为丰富

据统计，组成热带雨林的高等植物在45000种以上，而且绝大部分是木本的。如马来半岛一地就有乔木9000种。在1.5hm²样地内，乔木常达200种左右(圭那亚217种，尼日利亚192种)。除乔木外，热带雨林中还富有藤本植物和附生植物。自第三纪以来，这里的生存环境很少发生剧烈的变化，因此几百万年来，雨林本身也仅有很缓慢的变化和发展。

2.群落结构复杂

热带雨林中，每个种均占据自己的生态位，植物对群落环境的适应，达到极其完善的程度，每一个种的存在，几乎都以其他种的存在为前提。乔木一般可分为3层，第一层高30～40m以上，树冠宽广，有时呈伞形，往往不连接。第二层一般20m以上，树冠长、宽相等。第三层10m以上，树冠锥形而尖，生长极其茂密。再往下为幼树及灌木层，最后为稀疏的草本层，地面裸露或有薄层落叶。此外，藤本植物及附生植物发达，成为热带雨林的重要特色。藤本植物多木本，粗如绳索或电线杆，一般长70m左右，有时达240m。其中大藤本可达第一乔木层或第二乔木层，主干不分支，达天顶时则繁茂发育。小藤本多单子叶植物或蕨类，一般不超过树冠荫蔽的范围。附生植物多生长在乔木、灌木或藤本植物的枝叶上，其组成包括藻、菌、苔藓、蕨类和高等有花植物。还有一类植物开始附生在乔木上，以后生气根下垂入土，营独立生活，并常杀死藉以支持的乔木，所以被称为“绞杀植物”，如无花果属(Ficus)的一些种。

3.乔木的特殊构造

雨林中的乔木，往往具有下述特殊构造：

①板状根。第一层乔木最发达，第二层次之。每一树干具1～10条，一般3～5条，高度可达地面上9m。

②裸芽。

③乔木的叶子在大小、形状上非常一致，全缘，革质，中等大小。幼叶多下垂，具红、紫、白、青等各种颜色。

④茎花：由短枝上的腋芽或叶腋的潜伏芽形成，多一年四季开花。

⑤多昆虫传粉。

4.无明显季相交替

组成雨林的每一个植物种都终年进行生长活动，但仍有其生命活动节律。乔木叶子平均寿命13～14个月，零星凋落，零星添新叶。多四季开花，但每个种都有一个多少明显的盛花期。

上述植被特点给动物提供了常年丰富的食物和多种多样的隐避场所，因此这里也是地球上动物种类最丰富的地区。据报道，巴拿马附近的一个面积不到0.5km²小岛上，就有哺乳动物58种，但每种的个体数量少，捉100种动物容易，但捉一个种的100个个体却很困难。这是长期进化过程中，动物生态位选择与类型分化的结果，大多数热带雨林动物均为窄生态幅种类。热带雨林的生境对昆虫、两栖类、爬虫类等变温动物特别适宜，它们在这里广泛发展，而且体躯巨大，某些昆虫的翅膀可长达17～20cm，一种巨蛇身长达9m。

热带雨林生态系统中能流与物质流的速率都很高，但呼吸消耗量也很大。热带雨林净初级生产力的平均值为20t/(hm²·a)，太阳能固定量为3.43×10⁷J/(m²·a)，光能利用率约1.5％，为农田平均光能利用率的2倍。可见，热带雨林是陆地生态系统中生产力最高的类型。

热带雨林中生物资源极为丰富，如三叶橡胶是世界上最重要的橡胶植物，可可、金鸡纳等是非常珍贵的经济植物，还有众多物种的经济价值有待开发。开垦后可种植巴西橡胶、油棕、咖啡、剑麻等热带作物。但应注意的是，在高温多雨条件下，有机物质分解快，物质循环强烈，植被一旦破坏，很容易引起水土流失，导致环境退化，而且在短时间内不易恢复。因此，热带雨林的保护是当前全世界关心的重大问题，它对全球的生态效率都有重大影响，例如对大气中O₂和CO₂平衡的维持具有重大意义。