热带雨林(Tropical Rainforest)是指位于赤道附近的高温、高湿地区的森林生态系统景观,是地球上最独特以及结构最为复杂的生态景观之一。这里主要特征是常年气候炎热,阳光、雨水充足,季节差异极不明显,生物群落演替速度极快,是世界上大于一半的动植物物种的栖息地。
发育过程
热带雨林的发育过程是一个复杂而漫长的生态演替过程,它通常包括以下几个阶段:
先锋群落阶段:在热带雨林发育的初期,通常是一些先锋物种,如一些快速生长的草本植物、灌木或小乔木等,先在恶劣的环境条件下生存并繁衍。这些先锋物种通过快速生长和繁殖,逐渐改变了原始的环境条件,如土壤性质、光照条件等。
群落建立阶段:随着先锋物种的生长和繁衍,一些对环境要求较高的物种开始进入这个区域,并逐渐建立起更加复杂的群落结构。这些物种可能包括乔木、藤本植物、附生植物等,它们通过各自独特的生存策略,如竞争、共生等,逐渐在群落中占据一定的生态位。
群落发展阶段:在群落建立的基础上,热带雨林逐渐进入发展阶段。在这个阶段,群落的结构和物种组成逐渐稳定,形成了多层次的植被结构,包括乔木层、灌木层、草本层等。同时,各种生物之间的相互作用也变得更加复杂和多样,形成了一个相对稳定的生态系统。
群落成熟阶段:当热带雨林进入成熟阶段时,群落的结构和物种组成已经达到了相对稳定的状态。在这个阶段,热带雨林的生态系统已经相当完善,各种生物之间的相互作用和依存关系也变得更加紧密。同时,热带雨林也具备了较高的生产力和生物多样性,成为地球上最为繁茂和复杂的生态系统之一。
需要注意的是,热带雨林的发育过程是一个长期而缓慢的过程,通常需要数百年甚至数千年的时间才能够达到成熟阶段。同时,热带雨林的发育过程也受到多种因素的影响,如气候、地形、土壤类型等自然因素,以及人类活动等社会因素。因此,保护热带雨林生态系统,维护其稳定性和生物多样性,对于维护地球生态平衡和人类福祉具有重要意义。
热带雨林主要生长在年平均温度24℃以上,或者最冷月平均温度18℃以上的热带潮湿低地。白天温度一般在30℃左右,夜间约20℃。
从气候类型来说,热带雨林气候、热带海洋性气候、热带季风气候下皆可形成一定量的热带雨林,而以热带雨林气候下形成的热带雨林最为典型。
因为热带雨林的形成条件是高温多雨,除赤道地区满足条件外,还有非地带性因素。
如马达加斯加岛东侧的热带雨林成因是:东侧位于迎风坡,东南信风带来的丰沛降水;莫桑比克暖流增温增湿。中国西南部和中南半岛的热带季雨林成因是:来自北印度洋的西南季风和西太平洋的东南季风带来的降水。
景观特征
热带雨林不仅是地球的绿肺,而且它还承载有丰富的物种多样性,生物群落演替速度极快,被誉为“野生动植物王国”。它的主要作用是调节气候,防止水土流失,净化空气,保证地球生物圈的物质循环有序进行,对维持、防止环境恶化等具有重要作用。热带雨林是一个极为丰富和复杂的生态系统,拥有独特的生物种类和适应性特征。它不仅为全球生物多样性的保存和气候调节提供了极大的贡献,还为人类提供了宝贵的资源与启示。
气候特征
热带雨林分布的地区,年降雨量很高,通常高于1800毫米,有些地方达3500毫米。全年雨量分配均匀,常年湿润,空气相对湿度95%以上。平均降水量每年2032毫米以上,超过每年的蒸发量。这里无明显的季节变化,白天温度一般在30℃左右,夜间约20℃。
层次分明的植被结构
高大的乔木层:热带雨林的乔木层一般高达30至50米,树木多为常绿或落叶阔叶树,具有较大的树干和枝叶。树木的树皮通常薄而光滑,能够有效应对湿润环境。
次冠层:介于地面和乔木层之间,通常由小乔木、灌木、藤本植物等组成。这个层次的植物多为常绿植被,藤本植物和附生植物也较为丰富。
地面层:地面层植物较少,主要由草本植物、地衣、苔藓和一些小型的蕨类植物组成。由于树冠的遮蔽,地面层的光照较弱,植物生长较为缓慢。
丰富的生物多样性
热带雨林是全球生物多样性最丰富的地区之一,栖息着大量的动植物。常见的动植物包括各种珍稀鸟类、昆虫、哺乳动物、两栖动物及爬行动物。热带雨林植物种类繁多,其中包括大量的药用植物、经济植物等。动物种类众多,其中昆虫种类占主导地位,尤其是在亚马逊和刚果盆地等热带雨林中,昆虫的种类极为丰富。
常年湿润的气候
热带雨林的气候特征为高温、高湿,全年几乎没有季节性变化。年降水量普遍超过2000毫米,甚至在一些地区可达6000毫米。由于丰富的降水,热带雨林内的湿度常年维持在高水平,空气中湿度可达到80%以上。日照强烈,但由于浓密的林冠层,地面光照相对较弱。
常绿植被和物质循环
由于热带雨林全年高温多湿,植物生长迅速,呈现常绿景观。尽管部分树种在特定季节会掉落一些叶片,但整体上,森林中的树木大多数保持常绿。热带雨林中物质循环非常迅速,特别是有机物的分解和土壤养分的再循环。由于丰富的降水和高温,树木的根系非常发达,快速吸收养分以供植物生长。
湿润的土壤和岩石
热带雨林土壤由于长时间的淋溶作用,通常较为贫瘠,富含铁和铝氧化物,但其他矿物质会因降水而流失。这些土壤往往缺乏肥力,尤其是热带季风雨林的土壤。热带常绿雨林下发育的典型土壤是砖红壤和具有灰化现象的红壤,前者分布在地势较高、排水良好,并且有比较少雨的地区,后者主要分布在各季节降水丰沛、森林郁闭、草本植被缺乏的地区。土壤的有机物分解极为迅速,这使得尽管土壤贫瘠,植物仍能快速生长。
水域景观
热带雨林常常伴有丰富的水域,包括河流、湖泊和沼泽等。雨林中的水域为许多动植物提供栖息地,如湿地鸟类、爬行动物和水生植物等。
藤本植物和附生植物的繁盛
在热带雨林中,藤本植物和附生植物繁盛。藤本植物通过缠绕或攀附在树干和枝条上生长,寻找阳光;附生植物如兰花、蕨类植物和苔藓等则常常附生在树木的树干和枝叶上。
森林生态系统的动态平衡
热带雨林生态系统是一个动态平衡系统,拥有强大的自我恢复能力。植物和动物的相互关系非常密切,生物种群在其中不断适应环境变化、进行自然选择。
自然资源
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热带雨林经济植物,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,一旦植被被破坏后,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,它对全球的生态效应都有重大影响,例如对大气中二氧化碳浓度平衡的维持具有重大意义。
热带雨林是全球最大的生物基因库,也是碳素生物循环转化和储存的巨大活动库。它的盛衰消长不仅是地表自然环境变迁的反映,而且直接影响全球环境、特别是人类生存条件。热带雨林的保护已成为当前最紧迫的生态问题之一。
植物
热带雨林为热带雨林气候及热带海洋性气候的典型植被。如亚马逊平原和云南的西双版纳。19世纪,德国植物学家辛伯尔广泛收集和总结了热带地区的科学发现和资料,把潮湿热带地区常绿高大的森林植被称作热带雨林,并从当时的生态学角度对它进行了科学描述和解释。热带雨林具有独特的外貌和结构特征,与世界上其它森林类型有清楚的区别。
热带雨林中植物种类繁多,其中乔木具有多层结构。上层乔木高过30米,多为典型的热带常绿树和落叶阔叶树,树皮色浅,薄而光滑,树基常有板状根,老干上可长出花枝。
乔木多板状根,多气生根植物或藤本植物,系统分层明显,乔木高大,植物品种丰富。因为天气长期温热,雨量高,所以植物能持续生长,造成树木生长密集且常绿。
木质大藤本和附生植物特别发达,叶面附生某些苔藓、地衣,林下有木本蕨类和大叶草本。雨林中的树木多为双子叶植物,具有厚的革质叶和较浅的根系。用以营养的根部通常只有几厘米深。雨林中的雨水因叶面的蒸发而丢失很多。
雨林中的次冠层植物由小乔木、藤本植物和附生植物如兰科、凤梨科及蕨类植物组成,部分植物为附生,缠绕在寄生的树干上,其他植物仅以树木作为支撑物。雨林地表面被树枝、和落叶所覆盖。雨林内的地面并不如传说那样不可通行,多数地面除了薄薄的腐殖土层和落叶外多是光裸的。
雨林中,木质藤本植物随处可见,有的粗达20~30厘米,长可达300米,沿着树干、枝丫,从一棵树爬到另外一棵树,从树下爬到树顶,又从树顶倒挂下来,交错缠绕,好像一道道稠密的网。附生植物如藻类、苔藓、地衣、蕨类以及兰科植物,附着在乔木、灌木或藤本植物的树干和枝丫上,就像披上厚厚的绿衣,有的还开着各种艳丽的花朵,有的甚至附生在叶片上,形成“树上生树”、“叶上长草”的奇妙景色。
有些种类的树干基部常会长出多姿多态的板状根,从树干的基部2~3米处伸出,呈放射状向下扩展。有些则生长着许多发达的气根,这些气根从树干上悬垂下来,扎进土中后,还继续增粗,形成了许许多多“树干”,大有一木成林的气势,非常壮观。有些种类的树如波罗蜜、可可等,在老树树干或根颈处也能开花结果,成为热带雨林中特有的老茎生花现象。
热带雨林在最适状况下每公顷的总植物量为350—450吨,年总生产量每公顷120—150吨,但有75%左右的有机产品被自身吸收消耗掉。其植物量(主要是木材)占陆地总植物量的40%,净生产量则占世界总产量的四分之一。
动物
雨林中的动物极为繁多,但以小型、树栖动物为主。另一特点就是种类多而单种个体较少。尤其是雨林中的昆虫,找到一百种昆虫比找到同种昆虫一百只容易得多。科学家们相信,如今仍有很多雨林昆虫未被人们认知。大象、河马等大型动物一般仅活动于雨林边缘或稍开阔的河谷地区。
土壤
热带雨林中土壤和岩石的风化作用强烈,其风化壳可达100米。这类土壤虽富含铝、铁氧化物、氢氧化物和高岭石,但其他一些矿物质却因淋溶和侵蚀作用而流失。另外,在高温高湿条件下,有机物分解很快,能迅速被饥饿的树根和真菌所吸收。所以,这里的土壤其实并不肥沃。
雨林下土壤因风化淋溶强烈,肥力不高,植物直接从林下凋落物层借助于真菌获得营养成分,同时每天以每平方米4.5—12.6克干物质的速度补充落叶数量。因此,热带雨林是依靠迅速的营养物质生物循环维持自身庞大的生物量和很高的生产力。
气候
中国的热带雨林位于热带边缘,受热带季风气候限制,仅在局部湿润区域(如沟谷、山地)有小片分布,并呈现出季节性特征。优势种类以具有龙脑香科的种类为标志,并由桑科、大戟科、桃金娘科、梧桐科及棕榈科等种类组成。
典型热带雨林
全球范围内典型且重要的热带雨林主要分布在赤道附近,气候湿润温暖,年降水量丰富。这些热带雨林对全球生态系统具有重要作用,包括调节气候、保护生物多样性、提供生态服务等。以下是一些典型和重要的热带雨林:
亚马逊雨林
(Amazon Rainforest)
分布区域:主要位于南美洲,覆盖巴西、秘鲁、哥伦比亚、委内瑞拉、厄瓜多尔等国家。
特点:被誉为“地球之肺”,是世界上最大的热带雨林,面积约为550万平方公里,拥有地球上最丰富的生物多样性。
生态功能:亚马逊雨林吸收大量二氧化碳,调节全球气候,并为无数动植物提供栖息地。
刚果盆地雨林
(Congo Basin Rainforest)
分布区域:位于中非,覆盖刚果(金)、刚果(布)、加蓬、喀麦隆等国。
特点:刚果盆地是非洲最大的热带雨林,面积超过300万平方公里,生物多样性丰富,是世界第二大热带雨林区。
生态功能:该地区是世界上最大的碳汇之一,对调节全球气候具有重要意义。
东南亚雨林
(Southeast Asian Rainforests)
分布区域:涵盖印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、泰国等国家的热带地区。
特点:东南亚热带雨林以其丰富的植物和动物种类闻名,特别是印尼的婆罗洲和苏门答腊岛,拥有世界上最大的猩猩栖息地。
生态功能:这些雨林是世界上最大的一些生物多样性热带雨林之一,起着保护水源和调节气候的重要作用。
澳大利亚热带雨林
(Australian Tropical Rainforests)
分布区域:位于澳大利亚东北部,特别是在昆士兰州。
特点:澳大利亚的热带雨林不仅生物多样性丰富,而且是世界上最古老的热带雨林之一,包含了许多古老的植物和动物种类。
生态功能:这些雨林对全球气候调节起到关键作用,尤其是在水分循环和碳吸收方面。
马达加斯加雨林
(Madagascar Rainforest)
分布区域:位于印度洋的马达加斯加岛。
特点:马达加斯加岛拥有独特的热带雨林生态系统,许多植物和动物种类是世界上独有的,例如狐猴和许多特有的植物种类。
生态功能:这些雨林对全球生物多样性保护至关重要,尤其是作为岛屿特有物种的栖息地。
印度热带雨林
(Indian Tropical Rainforests)
分布区域:主要分布在印度西南部的西高止山脉和东部的孟加拉湾沿岸。
特点:印度的热带雨林主要分布在热带季风气候区,生物多样性丰富,尤其是在西高止山脉一带。
生态功能:这些雨林在水土保持、气候调节和生物多样性保护方面具有重要作用。
主要功能
经济功能
热带雨林具有巨大的经济价值,提供了大量的木材和珍贵的经济植物。它们为人类提供了木材、橡胶、可可、金鸡纳等重要的经济作物。热带雨林的资源被广泛应用于农业和工业,但过度开采和砍伐可能导致严重的环境退化。随着全球对自然资源保护的关注增加,热带雨林的可持续利用和保护成为了国际社会的重要议题。
生态功能
丰富的植物种类为各种各样的动物提供食物和栖息场所,所以热带雨林是地球上动物种类最丰富的地区。雨林里茂密的树木,在进行光合作用时,能吸收二氧化碳释放出大量的氧气,就像在地球上的一个大型“空气清净机”,所以热带雨林有“地球之肺”的美名。除此之外,热带雨林水汽丰沛,蒸发后凝结成云,再降雨,成为地球水循环的重要部分, 不仅有助于土壤肥沃与生物生长,也有调节气候的功能。
1、净化空气
随着工矿企业的迅猛发展和人类生活用
矿物燃料的剧增,受污染的空气中混杂着一定含量的有害气体,威胁着人类,其中
二氧化硫就是分布广、危害大的有害气体。凡生物都有吸收二氧化硫的本领,但吸收速度和能力是不同的。植物叶面积巨大,吸收二氧化硫要比其他物种大的多。据测定,森林中空气的二氧化硫要比空旷地少15~50%。若是在高温高湿的夏季,随着林木旺盛的生理活动功能,森林吸收二氧化硫的速度还会加快。相对湿度在85%以上,森林吸收二氧化硫的速度是相对湿度15%的5~10倍。
2、自然防疫作用
树木能分泌出杀伤力很强的杀菌素,杀死空气中的病菌和微生物,对人类有一定保健作用。有人曾对不同环境,每立方米空气中含菌量作过测定:在人群流动的公园为1000个,街道闹市区为3~4万个,而在林区仅有55个。另外,树木分泌出的杀菌素数量也是相当可观的。例如,一公顷桧柏林每天能分泌出30公斤杀菌素,可杀死白喉、结核、痢疾等病菌。
3、天然制氧厂
氧气是人类维持生命的基本条件,人体每时每刻都要呼吸氧气,排出
二氧化碳。一个健康的人三两天不吃不喝不会致命,而短暂的几分钟缺氧就会死亡,这是人所共知的常识。文献记载,一个人要生存,每天需要吸进0.8公斤氧气,排出0.9公斤二氧化碳。森林在生长过程中要吸收大量二氧化碳,放出氧气。据研究测定,树木每吸收44克的二氧化碳,就能排放出32克氧气;树木的叶子通过光合作用产生一克葡萄糖,就能消耗2500升空气中所含有的全部二氧化碳。照理论计算,森林每生长一立方米木材,可吸收大气中的二氧化碳约850公斤。若是树木生长旺季,一公顷的阔叶林,每天能吸收一吨二氧化碳,制造生产出750公斤氧气。资料介绍,10平方米的森林或25平方米的草地就能把一个人呼吸出的二氧化碳全部吸收,供给所需氧气。诚然,林木在夜间也有吸收氧气排出二氧化碳的特性,但因白天吸进二氧化碳量很大,差不多是夜晚的20倍,相比之下夜间的副作用就很小了。就全球来说,森林绿地每年为人类处理近千亿吨二氧化碳,为空气提供60%的净洁氧气,同时吸收大气中的
悬浮颗粒物,有极大的提高空气质量的能力;并能减少温室气体,减少温室效应。
4、天然的消声器
噪声对人类的危害随着公元、交通运输业的发展越来越严重,特别是城镇尤为突出。据研究结果,噪声在50分贝以下,对人没有什么影响;当噪声达到70分贝,对人就会有明显危害;如果噪声超出90分贝,人就无法持久工作了。森林作为天然的消声器有着很好的防噪声效果。实验测得,公园或片林可降低噪声5~40分贝,比离声源同距离的空旷地自然衰减效果多5~25分贝;汽车高音喇叭在穿过40米宽的草坪、灌木、乔木组成的多层次林带,噪声可以消减10~20分贝,比空旷地的自然衰减效果多4~8分贝。城市街道上种树,也可消减噪声7~10分贝。要使消声有好的效果,在城里,最少要有宽6米(林冠)、高10米半的林带,林带不应离声源太远,一般以6~15米间为宜。
5、调节气候
森林浓密的树冠在夏季能吸收和散射、反射掉一部分
太阳辐射能,减少地面增温。冬季森林叶子虽大都凋零,但密集的枝干仍能削减吹过地面的风速,使空气流量减少,起到保温保湿作用。据测定,夏季森林里气温比城市空阔地低2~4℃,相对湿度则高15~25%,比柏油混凝土的水泥路面气温要低10~20℃。由于林木根系深入地下,源源不断的吸取深层土壤里的水分供树木蒸腾,使林正常形成雾气,增加了降水。通过分析对比,林区比无林区年降水量多10~30%。国外报导,要使森林发挥对自然环境的保护作用,其
绿化覆盖率要占总面积的25%以上。
6、生态保护
森林有防止风沙和减轻洪灾、涵养水源、保持水土的作用。由于森林树干、枝叶的阻挡和摩擦消耗,进入林区风速会明显减弱。据资料介绍,夏季浓密树冠可减弱风速,最多可减少50%。风在入林前200米以外,风速变化不大;过林之后,大约要经过500~1000米才能恢复过林前的速度。
森林地表枯枝落叶腐烂层不断增多,形成较厚的腐质层,就像一块巨大的吸收雨水的海绵,具有很强的吸水、延缓径流、削弱洪峰的功能。另外,树冠对雨水有截流作用,能减少雨水对地面的冲击力,保持水土。据计算,林冠能阻载10~20%的降水,其中大部分蒸发到大气中,余下的降落到地面或沿树干渗透到土壤中成为地下水,所以一片森林就是一座水库。森林植被的根系能紧紧固定土壤,能使土地免受雨水冲刷,防止水土流失,防止土地荒漠化。人类便用森林的这一特性来防尘治沙。
7、除尘和对污水的过滤作用
工业发展、排放的烟灰、粉尘、废气严重污染着空气,威胁人类健康。高大树木叶片上的褶皱、茸毛及从气孔中分泌出的粘性油脂、汁浆能粘截到大量灰尘,有明显阻挡、过滤和吸附作用。据资料记载,每平方米的云杉,每天可吸滞粉尘8.14克,松林为9.86克,榆树林为3.39克。一般说,林区大气中飘尘浓度比非森林地区低10~25%。另外,森林对污水净化能力也很强。据国外研究介绍,污水穿过40米左右的林地,水中细菌含量大致可减少一半,而后随着流经林地距离的增大,污水中的细菌数量最多可减至90%以上。
8、生物多样性保护
热带雨林是地球上生物种类最丰富的地区之一,丰富的植物种类为动物提供了食物和栖息地。雨林中的物种多样性对于维持生态平衡、避免环境恶化至关重要。热带雨林也是多类植物的生长地,是地球生物繁衍最为活跃的区域。所以森林保护着生物多样性资源,而且无论是在都市周边还是在远郊,森林都是价值极高的自然景观资源。
综上所述,热带雨林能提供大量的木材、珍贵的经济植物,能保持很大的生物多样性,对维持生态平衡,防止环境恶化等具有重要作用。然而,热带雨林雨水丰富,土壤贫瘠,物种之间竞争激烈,一旦森林被破坏,会引起水土流失,导致环境恶化,而且难以恢复。因此热带雨林的保护迫在眉睫,并早已成为世界各国普遍关注的重要问题。
研究现状
对中国热带雨林研究较多的文献主要集中在云南、广西和海南的热带雨林。
云南的热带森林植被自1939年王启无有所提及, 20世纪50–60年代以来中国科学院、云南大学等做了大量的调查研究工作, 一系列描述和研究云南热带雨林植被和植物区系的文献也相继发表, 较为综合性的研究见《云南植被》。这些研究均充分肯定了云南具有热带亚洲植物区系亲缘的东南亚类型的热带雨林。随着研究工作的深入, 在云南南部的龙脑香热带雨林建立了20 hm2定位样地, 进行生态学相关各方面的研究, 在西双版纳纳板河流域国家级自然保护区的非龙脑香林热带雨林也建立了一个20 hm2定位样地, 进行生态学观测研究。
海南的热带雨林早期的研究主要是对其基本特征的描述。早期较为系统的研究见《广东植被》, 随后对具体植物群落的研究论文, 特别是对具有热带雨林的各自然保护区的考察报告, 也大量发表。对海南的热带雨林较为系统的研究见胡玉佳和李玉杏, 对龙脑香热带雨林的研究见。王伯荪和张炜银对海南的热带森林植被进行了分类, 蒋有绪等、王伯荪等则对海南热带森林的生物多样性特征及其形成机制等进行了研究。中国林业科学院热带林业研究所在海南尖峰岭建立了60 hm2森林动态监测样地, 系统开展了对热带山地雨林的研究。然而, 在有关海南热带雨林的文献中, 对热带森林植被类型的名称和运用上却各有不同。杨小波等出版了《海南植被志》, 对海南的植被进行了系统的梳理, 正如他们所说, 对海南热带森林植被的划分、命名上不同学者有差异, 以致在学术和实践上存在困扰和混淆。
广西西南和南部的热带雨林植被在石灰岩和酸性土山地都有分布, 亦有较多研究论文发表。较早期中国热带雨林的群落特征、研究现状及问题及广西热带森林的研究主要是对广西的地带性植被进行讨论, 广东目前已见不到有热带雨林特征的原始植被。在雷州半岛, 例如徐闻, 有小片的次生林, 在这些次生林里, 有许多热带雨林的物种成分, 反映了这一地区过去有热带雨林存在。在鼎湖山自然保护区的低海拔沟谷, 含多种榕树(Ficus spp.)、蒲桃(Syzyzium spp.)、苹婆(Sterculia spp.)的群落, 在一些地方也见在热带雨林次生演替中常见的树种黄桐(Endospermum chinense)占优势的群落, 这类群落被一些学者称为南亚热带低地常绿阔叶林, 但也被认为是热带雨林的片断, 因为这些地区的低海拔区域, 在海拔200–300 m以下几乎已无原始植被存在, 在生物地理上属于热带亚热带常绿阔叶林群落交错区,这些具有一些热带雨林特征的植物群落, 因面积不大, 保存不完整, 对其性质仍未有确切的定义。
西藏东南部的热带雨林主要分布在雅鲁藏布江下游的墨脱县海拔1 000 m以下地区, 以千果榄仁(Terminalia myriocarpa)为标识树种。该地区热带雨林的研究仍比较缺乏。
台湾省的热带雨林存在于最南部, 对其研究不多, 有对垦丁的喀斯特热带雨林的研究等少数文献。在Song和Xu 的中国台湾植被分类方案中, 在兰屿和恒春记录了以番龙眼(Pometia pinnata)、黄果波罗蜜(Artocarpus xanthocarpus)、锡兰肉豆蔻(Myristica ceylanica)为特征的热带季节性雨林, 以及在台湾南部, 还具有热带半常绿季雨林。黄威廉在其对台湾植被类型分类系统研究中, 也记述了台湾南部具有热带雨林植被。
对中国热带雨林在国家层面的研究主要体现在《中国植被》里, 该专著为中国热带雨林的研究奠定了基础。陈灵芝等人出版了《中国植物区系与植被地理》, 蒋有绪等出版了《中国森林群落分类及其群落学特征》, 这些著作都涉及了中国的热带雨林植被。朱华等人系统评述了中国热带雨林及它们的组成、特征及生物多样性保护问题。《中国植被分类系统修订方案》基本上沿续了《中国植被》 的热带雨林分类。许涵等人对中国热带森林植被类型和分类进行了探讨, 提出了不同的热带雨林植被分类系统。
空间分布
热带雨林主要分布在南美、亚洲和非洲的丛林地区,大多数热带雨林(Tropical zone rainforest)都位于北纬23.5度和南纬23.5度之间(即南回归线和北回归线之间的地区)。在热带雨林中,通常有三到五层的植被,上面还有高达150-180英尺的树木像帐篷一样支盖着。下面几层植被的密度取决于阳光穿透上层树木的程度,照进来的阳光越多,密度就越大。
大多数的热带雨林主要分布在四个生物地理界:热带界(非洲大陆,
马达加斯加和一些散岛)、澳洲界(澳大利亚,新几内亚和太平洋群岛)、印度马来亚界(印度,
斯里兰卡,亚洲大陆,
东南亚)、
新热带界(南美,中美和加勒比群岛)。
亚太地区
亚太地区总计:现有热带雨林面积:2479282km2;现有热带季雨林面积:452760km2;推测原有热带森林总面积:574.9万平方公里。亚太地区是世界上人口最多的地区,同时也是热带木材和热带作物生产的中心,还是1999年经济增长的中心,森林破坏比较严重。从现有热带森林和原有热带森林状况的对比来看,1999年亚太地区的热带森林面积大约是原来面积的一半多。人口密集的国家比人口稀疏的国家森林保存的要少的多,古老的国家比新兴的国家森林保存的要少的多,赤道。除新加坡(亚洲人口密度最大的国家)是城市国家外,森林破坏最严重的是
孟加拉(亚洲人口密度第二大的国家,历史悠久),保留不到1%。中国仅次之,保存不到10%。越南和菲律宾这两个人口密度较大的国家森林破坏也很严重,剩下仅20%多。几个赤道附近的国家,也就是热带雨林分布中心区的几个国家及一些人口稀少的大洋洲国家热带森林剩余比例最大。森林保存最好的是文莱和澳大利亚,如今仍保留超过九成的原有森林。所罗门群岛接近九成,巴布亚和新几内亚超过八成,印度尼西亚和马来西亚超过原有的2/3,不过这两个国家不同地区森林保存的状况差别很大,印度尼西亚附近保存的最少,马来西亚以沙捞越保存的最多。其他国家中以人口较少的柬埔寨和老挝森林保存的最多,分别约保存七成和一半。缅甸也剩下超过一半。泰国和斯里兰卡接近一半,印度和斐济大约1/3。从总面积来说,最大的是印度尼西亚,是仅有的亚太地区热带森林总面积超过100万平方公里的国家和世界上三个热带森林总面积超过100万平方公里的国家之一,几乎占亚太地区总面积的一半。总面积超过20万平方公里的国家有巴布亚、新几内亚、缅甸、马来西亚和印度。
非洲地区
非洲地区总计:现有热带森林面积:2163437km2;推测原有热带森林总面积:5789856km2。 与亚太地区相比,非洲原有的热带森林面积和亚太地区相当,但保存下来的较少。非洲保存了超过原有森林面积一半以上的国家多集中在赤道地区热带雨林分布的中心地区,其中加蓬保存的比例最大,接近九成。非洲现有热带森林面积超过十万平方公里的四个国家也都在全部集中这里。非洲大多数国家现有的热带森林面积不到原来的20%甚至几十分之一。非洲大多数国家的热带森林面积比较小,还不及刚果(金)的萨隆加国家公园的面积大。现有热带森林面积不到一万平方公里的国家占多一半,这一方面是像亚太地区的斐济和文莱那样的小国比较多,也因为非洲大多数国家是以
热带稀树草原为主,森林只占很小一部分,而且这种森林非常容易被破坏,容易退化成热带稀树草原。非洲的人口压力不如亚洲的一些国家那样大,但经济条件和管理水平的差距等原因导致非洲很多地区的森林破坏要比亚洲更加严重。
非洲热带森林的
物种多样性在
世界三大热带雨林区是最低的。从和亚太地区地区几个热带森林面积差不多的国家的对比可以看出,刚果(金)的热带森林面积和印度尼西亚相仿,但鸟类和哺乳动物的种类都要少;刚果(布)的热带森林面积和马来尼西亚相仿,但鸟类,哺乳动物和植物种类都要少。相反,非洲大裂谷一带的国家物种多样性似乎比低地雨林区更加丰富些,
乌干达和刚果(金)的维隆加国家公园都处于这一地区。但非洲很多热带森林地区的生物多样性还调查的不充分,可能随着调查的深入,非洲热带森林区的生物多样性会有很大增加,但前提是热带森林不再遭到1999年那样严重的破坏。
拉丁美洲
拉丁美洲和世界上热带雨林面积最大的国家当属巴西无疑。仅次之的应当是
秘鲁和哥伦比亚,再次之的应当是
委内瑞拉,然后是波利维亚、厄瓜多尔和圭亚那一带等地,面积应当在几十万到几百万平方公里。中美洲一带国家的森林面积要比南美洲小得多,多在几万平方公里以下,西印度群岛诸国森林面积最少,有些地方可能以残存无几。拉丁美洲的生物多样性也比较高,鸟类和蝴蝶等热带森林物种的种类均超过其他大陆,生物多样性最高的,生物多样性最高的国家应该也是巴西、秘鲁、
哥伦比亚、委内瑞拉等国。这里有一个秘鲁亚马逊地区的玛努国家公园的资料,面积约2万平方公里,植物种类约1.5万种,鸟类约1000种。仅这一个国家公园的数字几乎就足以和世界上一些生物多样性非常高的国家相比。
热带美洲、热带亚洲和热带非洲的雨林虽然分开为三大片,但它们都有非常类似的外貌和结构特点。由于生长环境终年高温潮湿,热带雨林长得高大茂密,一般高度在30米以上,从林冠到林下树木分为多个层次,彼此套迭。在热带雨林中,最高的树木可长到80多米高度,例如马来西亚的塔豆,
西双版纳的
望天树亦高达70米。热带雨林的种类组成极端丰富,尽管热带雨林仅占世界陆地面积的7%,但它所包含的植物总数却占了世界总数的一半。热带雨林有很多独特现象是其它森林所没有的。例如,大树具有板状的树根,在老茎杆上开花、结果;有很多小型植物
附生在其它植物的枝、杆上;有的通过绞杀其它植物而树立起自己;有的树木从空中垂下许多柱状的根,最后变成
独树成林;林下植物的叶子一般都有
滴水叶尖,而有的植物的叶子长得十分巨大;在林内,大藤本非常丰富,有的长达数百米,穿梭悬挂于树木之间,使人难于通行。
随着科学家对热带雨林的深入调查和研究,越来越多的生态现象被发现和解释。但越来越多的发现也证明,热带雨林中蕴藏着大量的尚未被充分认识的生物学和自然规律。特别是热带雨林物种的极端丰富性和植物生活类型的多样性并不能完全用
达尔文的
进化论来解释。世界上除热带雨林外的物种充其量仅占总物种的一半。植物生活类型亦仅只是一部分。例如,温带的森林,不仅种类贫乏,生活类型单调,各种生态关系和生态表现亦是相对简单和直接。依赖于热带以外森林的研究而得出的一些经典或传统的生物学规律和概念显然是非常不完善的,若直接套用来解释热带雨林,自然有很多现象不可思议。因此,科学家预测,通过对热带雨林的深入研究,或许会完全改变原有的生物学观念。然而,令人遗憾的是人们还没有充分解开热带雨林之谜时,它就可能由于人类自己的破坏而永久地消失。
A.F.W.席姆佩尔曾扼要指出热带雨林的特征是具有“常绿喜湿、高逾30米的乔木,富有厚茎的藤本、木质和草本的
附生植物”。热带雨林拥有全球最丰富的植物种,其中70%为木本植物(
高位芽植物)。热带雨林通常每英亩(合4047平方米)生长 40~100种乔木,形成
优势种分化不明显(种多样性极大)的混合雨林。但也有
单优种群落出现,即上层乔木由少数树种组成,如南美洲北部泛滥平原上的毛拉豆雨林,在东南亚常成小片分布的龙脑香雨林等。乔木高大,个别类型可达40~60米,主干挺直如圆柱状,胸径一般为50~60厘米,大者为100~200厘米。乔木通常分化为3层结构,上层多呈不连续状,使雨林顶部起伏不平,树干基部普遍有板状根发育。乔木中下层树冠郁闭,使林内光照急剧减弱,经常出现树干和老枝着生花果的
茎花现象。雨林中乔木一般具有带
滴水叶尖(即尾状突出的叶尖)的中型革质叶片,缺乏同步的
生物节律(如老叶更新、花期终始等)。木质藤本植物茎粗20厘米以上,穿行于最高层树木之间,如棕榈科省藤属的茎长可达 300米。大量附生的蕨类和有花植物为雨林重要特征,它随所在层位局部小环境而有从湿生到旱生的各种生态类型,半附生的
绞杀植物尤具特色。林下真正灌木较少。草本植物稀疏,多耐荫湿生类型,有些属于腐生或
寄生植物。
热带雨林除欧洲和南极洲外,其他各洲均有分布,而且在外貌结构上也都颇为相似,但在种类组成上不同。理查斯将世界上的热带雨林分成三大群系类型,即印度马来雨林群系、非洲雨林群系和美洲雨林群系。
1.
印度马来雨林群系:包括亚洲和大洋洲所有热带雨林。由于大洋洲的雨林面积较小,而东南亚却占有大面积的雨林,因此,又可称为亚洲的雨林群系。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,
恒河和
布拉马普特拉河下游,斯里兰卡南部以及中国的南部等地。其特点是以龙脑香科为优势,缺乏具有美丽大型花的植物和特别高大的棕榈科植物,但具有高大的木本真蕨桫椤属以及著名的白藤属和兰科附生植物。
2.
非洲雨林群系:面积不大,约为60万平方公里主要分布在刚果盆地。在赤道以南分布到马达加斯加岛的东岸及其他岛屿。
非洲雨林的种类较贫乏,但有大量的特有种。棕榈科植物尤其引人注意,如棕榈、油椰子等,咖啡属种类很多(全世界具有35种,非洲占20种)。然而在西非却以楝科为优势,豆科植物也占有一定的优势。
3.美洲雨林群系:该群系面积最大,为300万平方公里以上,以亚马逊河河流为中心,向西扩展到安达斯山的低麓,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
棕榈科植物也十分丰富。
经济作物三叶橡胶、可可树、椰子属植物等均原产于这里。同时这里还生长特有的王莲,其叶子直径可达1.5m。
在世界同类型地区中,
亚马逊平原的热带常绿雨林不仅面积最广,而且发育也最为充分和典型,这是由于亚马逊平原所在的地理位置和地形结构,使它具有特别有利于该类型发育的现代气候条件,另一方面也与它发育历史悠久、在形成过程中自然地理条件相对比较稳定有关。南美的热带常绿雨林一般也称为
希列亚群落,其植物种类成分极其丰富,而且相互杂生,很少形成纯林,其中1/3种是南美特有种。它们生长连续无间,植物终年葱绿繁茂。乔木、灌木以及草本、藤本、
附生植物组成多层次的郁闭丛林。一般有4~5层,多者可达11~12层,树冠城锯齿状,参差不齐。许多乔木为争取日照,力图往上生长,树干很少分枝,有的可高达80~100米。
中国
中国的热带雨林主要分布在
台湾省南部、
海南省、云南南部河口和西双版纳地区,在西藏墨脱县境内也有分布,但以云南西双版纳和海南岛最为典型。占优势的乔木树种有桑科的见血封喉,高山榕、聚果榕、波罗蜜以及无患子科的番龙眼,还有番荔枝科、肉豆蔻科、橄榄科和棕榈科的一些植物等。由于中国雨林是世界雨林分布的最北边缘,因此,林中附生植物较少,龙脑香科的种类和个体数量不如东南亚典型雨林多,小型叶的比例较大,一年中有一个短暂而集中的换叶期,表现出一定程度上的季节变化。
总之,中国雨林位于热带边缘,受热带季风气候限制,仅在局部湿润环境(如沟谷、山地)有小片分布,并呈现出季节性特征。优势种类以具有龙脑香科的种类为标志,并由桑科、大戟科、桃金娘科、梧桐科及棕榈科等的种类组成。
“世界热带雨林的分布”及“中国的热带雨林”两段引自周云龙主编《植物生物学第2版》502~503页。(高等教育出版社1999年出版)
从种类组成来说,中国的热带雨林植物种类繁多,优势种不明显,如在海南岛六连岭的热带雨林中,150m的面积内有90种木本植物。组成中国热带雨林的植物种类几乎全为热带成分,常见有梧桐科、无患子科、龙脑香科、豆科和桑科等。
中国热带雨林具有东南亚雨林的典型结构,乔木层分为3-4个亚层,灌木层具有1-2个亚层,草本层具有1-2个亚层。热带雨林普遍具有的板状根、老茎生花现象、绞杀现象、叶附生现象在这里均有出现,藤本植物也较发达。但总的来说,中国热带雨林中的附生植物较少,龙脑香科植物的种类和数量不如东南亚的典型雨林多,并表现出一定程度的季节变化。
侯学煜将中国的热带雨林分为东部热带雨林区和西部热带雨林区。从东到西,季节变化越来越明显,主要是受海洋性气候的影响的程度变化所致。
开发状况
热带雨林生态系统中能量流和物质流的速率都很高,是陆地生态系统中生产力最高的类型。这里生物资源极为丰富,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。此外,还有众多物种的经济价值有待开发。
热带雨林的土地资源丰富。很多跨国企业都在热带雨林买地,砍伐烧毁后,用作牧牛埸,以提供牛肉给美国等牛肉需求量极大的国家。而巴西等热带雨林国家为偿还外债,在热带雨林兴建大农场,种植经济作物,如甘蔗、棕榈等,出口外国。
热带雨林并不适合人口居住,人类很难在热带雨林寻到食物。
耕种人类利用的食物和香料咖啡、巧克力、香蕉、芒果、
番木瓜、鲕梨和甘蔗等所有在
种植园的食物,最初来自热带雨林,且仍然在增长中。在1970年代,中美洲咖啡出口总值30亿美元。许多用于防止损伤的
基因变异造成的昆虫,也可从雨林中获得。热带森林供应了250种类的果子。在新几内亚的树林中,251棵种有可食用的生果中,只有43棵在1985年种植的。 产自热带雨林的朱古力是来自可长出50~60颗种子的可可树,该些树是由一种名为midge的小苍蝇传播花粉的。
医药和生化资源热带雨林也称为世界上最大的药房,原因是大量天然成药均能在热带雨林中找到。例如,热带雨林拥有古柯碱、刺激剂、荷尔蒙避孕法和镇静剂类药物的基本成分。另外,
箭毒(麻痹药的一种)和奎宁(医治疟疾的一种药物,提炼自
金鸡纳树) 也可在热带雨林中找到。
旅游业1999年,热带雨林最大的经济价值之一便是旅游业。人们从世界各地到热带雨林体验最直接的感受。旅游业所带来的经济利益是一种最有希望保存热带雨林的方式。
出自动物的产物热带雨林亦提供了为数不少来自动物的产物,例如蜜糖、野味肉类、及相关连的战利品,如象牙和皮革等。
如今,全球仅有森林不足3亿公顷。森林正以平均每年4000平方公里的速度消失。世界热带雨林的面积也在剧减,1999年仍以每分钟20公顷的速度消失。照此速度,2030年世界将无热带雨林。
人类大量砍伐热带雨林很大部分原因是为了创造经济收入。另一方面是干旱,
亚马逊河流域的热带雨林干旱愈演愈烈。在2005年,就有科学家称,这是有史以来最严峻的、范围最大的干旱。他们当时认为,如果这种干旱持续的话,亚马逊河流域的热带雨林,这个地球上最主要的二氧化碳吸收地将处于危险边缘。