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热带雨林

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热带雨林:概况

热带雨林是永不干涸的森林,全年几乎每天都下雨。郁郁葱葱的绿色和潮湿,它们是无数生物的家园,从昆虫和动物到最豪华的开花树木和植物;简而言之,大自然爱好者的天堂。热带雨林的奥秘仍在我们眼前展开,因为生活在其中的许多物种仍未被人类识别和命名。

热带雨林分布在赤道两侧,高度约为10度(Lauer, 2012, p.7)。温度、水的可用性、来自地球的辐射、大气环流、海拔和接近赤道等因素共同创造了热带雨林——自然界最大的宝藏(Lauer, 2012, p.7)。

雨林时代

热带雨林的起源可以追溯到2亿多年前,当时地球上所有的陆地都合并成一个大陆,长满了巨大的蕨类植物、野生香蕉和野生山药。这些大叶子的植物是植物进化史上最原始的植物。这片原始森林现在以煤的形式埋在土壤之下,我们提取煤作为能源(热带雨林时代,2018年)。

然后种子来了,随之而来的是一种新的繁殖方式,产生了一种新的生命形式:树木。开花植物先出现,然后是恐龙。高大的树木使热带雨林演变成今天的样子。迄今为止,热带雨林中最成功的物种群仍然是开花植物和树木(热带雨林时代,2018年)。

作为一种生态系统,雨林比温带生态系统要古老得多,今天生活在地球上的大多数物种都起源于热带地区。热带地区成为大多数物种的摇篮的原因是多方面的。在热带地区,全年气候一致,没有阻碍生命的霜冻(Kurokawa et al., 2003)。热带雨林中的一些树种,如婆罗洲铁木,已知可以活到一千年(Kurokawa et al., 2003)。

热带雨林中的天然空调

由于靠近赤道,热带雨林受到了最大的太阳辐射,但只有10%的辐射从厚厚的树冠中逃脱,这是这座宏伟的自然纪念碑的大厦(Lauer, 2012,第12页)。如果你观察雨林冠层上方的大气,会发现大量的二氧化碳和水蒸气——树木呼吸时释放的二氧化碳和树叶蒸发时形成的水蒸气(Lauer, 2012,第12页)。

水蒸气和二氧化碳将太阳辐射从地面反射回来,这就产生了温室效应,就像我们在温室里人为地增加作物产量一样。其结果是,在白天,冠层区域将是温暖的,而地面区域将是凉爽的,而在夜间,最冷的部分将是雨林的上部区域,地面将变得温暖(Lauer, 2012,第12页)。

冷热空气相互作用形成统一的气候(Lauer, 2012, p.15)。这就是为什么无论何时你进入雨林,环境都是令人愉悦的凉爽。温度永远不会达到植物干枯的程度,也不会下降到结霜的程度。因此得名,常青树。

了热带雨林

雨林什么时候下雨,多久下一次雨?

雨林就是字面上的雨林。平均而言,热带雨林每年的降雨量为4000毫米(Silk et al., 2015)。这种雨全年几乎均匀分布。还有一种雨林特有的雨:“天顶”雨(Lauer, 2012,第24页)。这种雨是由小云团形成的,这些云团从森林本身收集水蒸气,也就是说,从树叶中蒸发而来(Lauer, 2012,第24页)。

换句话说,它是由雨林本身和其中的“小水循环”创造的雨(Lauer, 2012,第24页)。因此,一旦水到达树叶,就会回到地面,这是水分子在参与这种现象和称为降雨的过程时所走过的最小距离。为了这里所讨论的水分子,没有必要挑战大气的高度,落在未知的土地上。这是一个小的周期性旅程,就像秋千一样,从地面出发,回到地面,大约一天或更短的时间。这就是天顶雨之美。

热带雨林位于环绕赤道地区的信风路线上,在下午和晚上也会伴有雷电暴雨(Lauer, 2012, p.20)。因此,如果你下午在雨林里,最好离开或找一个避难所。信风的名字来源于欧洲发现海洋贸易航线时,信风所促进的海上贸易航行。

它们是地球上最一致的现象之一,因为它们每年都在同一时间通过相同的路径。最大的降雨出现在太阳正好到达头顶的1-2个月后,可以说,雨林的“雨区”相对于太阳的位置迁移(Lauer, 2012,第25页)。据报道,热带雨林夜间的湿度为95%,白天为65-70% (Silk et al., 2015)。

热带雨林的突现层

热带雨林的突现层

雨林的地层

热带雨林就像多层建筑,每一层住着不同种类的人。有时每个阶层的种群之间存在互让关系,但有时一个阶层的成员物种永远不会遇到另一个阶层的成员物种。

一般来说,故事数为五篇。最上面的一层是突现层,最高的树木的上层分支在温暖的阳光下超然耸立(热带雨林,2012)。这些树有100英尺高,甚至更高。它们笔直地长着,把头伸到一般的树冠上,看起来就像大自然的天文台。一只雄鹰或猎鹰在雨林上空翱翔,可能会发现这样的树枝是一个休息和寻找猎物的地方。然而,在最好的情况下,他们可以看到下一层;其他更深的层次将被完全掩盖。

属于这一层的大多数树木的叶子比雨林中的其他树木更小,因为它们必须经受在这个高度的大气中循环的风,以最小的压力和能量损失。树枝上生长着附生植物,蚂蚁和其他昆虫也生活在那里,这是这一层雨林特有的。

第二层是冠层,其上部完全暴露在阳光下(热带雨林,2012)。然而,由于浓密的树叶覆盖,冠层的下腹部很少有光线。这一层的树木高度大多在80到100英尺之间(热带雨林,2012)。

热带雨林的第三层是另一个较短的树冠层,树木高度约为50-60英尺(热带雨林,2012)。猴子、松鼠和鸟类主要生活在这里。自然地,只有阳光透过上层的树冠层,下层的树冠层更冷更暗。

第五层也是最后一层是森林的地面。这层地板上会有树苗、蕨类植物、昆虫、真菌和许多腐烂的有机物(热带雨林,2012)。由于我们之前讨论过的不间断的降雨,小溪将在整个森林地面上纵横交错。下层植物和树木通常有较大的叶子,以便在内林光线匮乏的条件下捕获最大限度的阳光进行光合作用(热带雨林,2012)。

热带雨林白天有多少光?

如果雨林冠层以上的光密度是100%,那么内部和接近地面的光密度只有1% (Kira和Yoda, 2012,第56页)。真的很黑!到达地面的光被科学家根据质量和强度分为许多类型(Kira和Yoda, 2012,第56页)。当一个人抬头时,会有看不到天空的地方,然后在树冠上会有小的开口,在一些地方也会有大的开口。

对于像我们这样的人类来说,大自然赋予雨林的这种特殊光线增强了雨林体验的神秘感和魅力。这也是为什么每一片叶子、花瓣、水果、五颜六色的昆虫或动物在热带雨林的自然栖息地看到时,都会获得独特的颜色和光辉。它确实是摄影师的天堂,但也非常危险。

了热带雨林

空气质量,风和声音

热带雨林的风很少(Lauer, 2012, p.21)。不出所料,在雨林茂密的植被中,不可能有自由的气流,因此就没有风。植物的呼吸作用向空气中提供二氧化碳,土壤也通过氧化有机质中的碳含量释放二氧化碳,这是基本科学。树木和植物自然地吸收这些二氧化碳进行光合作用,并释放出氧气,从而保持了大气质量的平衡。

在雨林中漫步会让你的脊椎发冷;一切似乎都停滞了。即便如此,你仍然可以听到流水和鸟鸣的音乐。如果你仔细听,你可能还会听到森林里的许多物种通过它们的声音来表明它们的存在;蟋蟀、青蛙和哺乳动物主宰着这个丰富多样的声学生命乐团。

土壤

雨林的土壤为树木和植物提供氮和磷,而动植物的腐烂部分则为植物的生长提供钾、镁和钙(Sanchez, 2012, p.84)。可以说,雨林在一定程度上是一个自给自足的生态系统(Sanchez, 2012, p.84)。

农民知道种植作物并获得好收成是需要付出努力的。不施肥,不灌溉,雨林里所有的植物都长出了大量的花朵和果实。这是由于通过落叶和树枝发生的养分循环,以及真菌、白蚁、蚂蚁、细菌和活的植物和树木的根释放的酶的分解。森林的自然多样性确保了所有的营养物质都能充足地得到。在种植的同时尽可能地模仿雨林的这种健康是任何有机农民的终极梦想。

生物多样性

热带雨林生态系统的丰富程度是人们无法想象的。据估计,其中有40,000到53,000种树木(Silk et al., 2015)。这与气候温和的欧洲地区形成了鲜明对比,欧洲地区只有大约124种树木(Silk et al., 2015)。有附生植物(生长在其他树枝上的植物)。例如兰花),藤本植物(像树一样的硬茎攀缘植物,生长到树冠),攀缘植物(只爬到较低的地层),绞索植物(开始生活在树枝上,然后将根向下生长,从地面获取营养并固定在那里的植物)。以及异养(生长在地面上不进行光合作用的植物,如真菌)(热带雨林,2012)。

热带雨林的生物多样性随着地理位置的变化而变化巨大,这表明进化也发挥了重要作用(Bermingham and Dick, 2005, p.15)。例如,人们在印度西高止山脉看到的树木多样性与美洲的新热带树木完全不同。还有许多区域因素决定了热带森林的生物多样性。如果人们从远离赤道的地方开始观察,然后向赤道靠近,热带雨林的物种多样性就会增加。

在厄瓜多尔的热带雨林中,研究人员记录了在一公顷林地的周长内就有多达900种维管植物的存在(Bermingham and Dick, 2005,第14页)。事实上,大约20%到30%的热带雨林树种仍然没有被识别和命名(Bermingham and Dick, 2005, p.14)。

重温华盖

热带雨林的树冠是一个神奇的地方。它不仅包括高大树木的枝叶,还包括以树冠为栖息地的附生植物。有冠层甲虫、蚂蚁、以附生植物为食的冠层鸟类,以及其他以冠层为栖息地的类人猿。全附生植物(Holo-epiphytes)是一种固定在树冠上但不是寄生的附生植物,它们一生都在树冠上度过,从未接触过地面(Benzing, 2012, p.133)。它们利用其他树木的树冠只是为了锚地。

所有这些物种都从树木、腐烂的凋落物、树叶和树枝腔中储存的雨水、大气、雾和雾等等中获取营养和水分。这是一个微型栖息地,有自己独特的生活方式——大多数成员在大多数时间里完全不知道80-100英尺以下的世界。

我们的一些祖先只生活在热带雨林里吗?

今天仍有狩猎-采集部落生活在热带雨林中。直到最近,人类学家一直认为这些人与外部世界没有联系,他们只吃森林里的水果、肉类和动物(Headland, 1987, p.463)。然而,最近的证据表明,尽管热带雨林具有丰富的生物多样性,但它并没有为人类提供太多的食物(Headland, 1987,第463页)。

如果考虑到森林中食物的稀缺,人们也可以理解为什么人类开始种植植物。新的研究表明,生活在热带雨林中的狩猎采集者很久以前就与生活在森林外围的农业社区建立了物物交换的联系,并依赖于他们的耕种食物(Headland, 1987,第463页)。作为回报,他们应该交换从热带森林中收集到的森林产品(Headland, 1987,第463-491页)。

这是今天许多部落人民的常态,似乎也是一种非常古老的做法。生活在雨林中的部落人民也可能在森林中自己进行一些农业活动,尽管在有限的意义上(Headland, 1987,第463页)。科学家说,否则,它们不可能在热带雨林中长期生存(Headland, 1987,第463页)。关于早期智人只生活在森林里的浪漫说法只是部分正确。

热带雨林一直吸引着科学家和所有自然爱好者,让他们惊叹不已。在这个原始的世界里还有更多有待发现的东西。

参考文献

热带雨林时代,(2018),雨林保育基金,检索自http://www.rainforestconservation.org/rainforest-primer/rainforest-primer-table-of-contents/c-age-of-tropical-rainforests/

Bermingham, D和Dick, C.W.(2005),综述:热带雨林群落的历史与生态,In热带雨林:过去,现在和未来(第7-15页),Bermingham, E., Dick, C.W.和Mortiz, C.[编辑]。,芝加哥:芝加哥大学出版社。

黑德兰,T.N.(1987)野生山药问题:独立的狩猎采集者在热带雨林生态系统中能活得多好,人类生态学,15(4)、pp.463 - 491。从检索https://link.springer.com/article/10.1007/BF00888000

Kira, T.和Yoda, K.(2012),微气候的垂直分层,in热带雨林生态系统:传记和生态学研究,李,H. Werger, M.J.A.[编辑]。,纽约:爱思唯尔。

Kurokawa等,(2003)热带雨林冠层物种婆罗洲铁杉(Eusideroxylon zwageri)的14C年龄测定,热带生态学报,19(1),第1-7页。从检索https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-tropical-ecology/article/age-of-tropical-rainforest-canopy-species-borneo-ironwood-eusideroxylon-zwageri-determined-by-14c-dating/5439228B44EA889527FDF21970E34DFA

Lauer, W.(2012),气候与天气,In热带雨林生态系统:传记和生态学研究,李,H. Werger, M.J.A.[编辑]。,纽约:爱思唯尔。

Benzing, D.H.(2012),美国血管附生病,in热带雨林生态系统:传记和生态学研究,李,H. Werger, M.J.A.[编辑]。,纽约:爱思唯尔。

Silk et al.,(2015),估计热带树种的数量,PNAS浙江大学学报(自然科学版),32(4):342 - 344。从检索http://www.pnas.org/content/112/24/7472.short

热带雨林,(未注明)世界生物群落:雷德福大学地理空间科学系,从https://php.radford.edu/~swoodwar/biomes/?page_id=100

问题与答案

问题:为什么热带雨林里每天都一样?

答:这主要是因为茂密的植被。然而,热带雨林有不同的种类,其中一些有季节性的气候变化。例如,季风热带雨林将在雨季和夏季分别经历潮湿和干燥的时期。因为雨林气候是一个自我维持的系统,所以白天是一样的。由于热带雨林植被茂密,大气中蒸发的水分较少,但大量的水分从树叶蒸发到大气中。这些水足以形成雨云,同样的水又降雨回森林。这样的循环是永远重复的。因此,气候是稳定而均匀的。

©2018 Deepa

评论

迪帕(作家)2019年11月6日,来自印度:

谢谢你!我一直被生命行为背后的科学所吸引。

Halemane Muralikrishna2019年10月15日,来自南印度:

很高兴读到你关于热带雨林和生物多样性的文章,这让我想起了我在大学学习植物学的日子。

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