热带雨林 :热带气候区的独特生态系统

更新时间:2023-07-26 15:02

热带雨林(Tropical Rainforest)是指在热带高温多雨地区由多种高大常绿阔叶乔木为优势种组成的森林群落,气候特征非常独特,主要表现为持续的高温、高湿和持续降水。19世纪末,德国生态学和植物学家辛伯尔,在收集和总结了热带地区的科学发现和各种资料后,首次把潮湿热带地区常绿、高大的森林植被称为热带雨林。低纬度地区的高温、稳定的降水与高湿度气候特征是热带雨林形成的主要原因。

热带雨林由广泛的树木、灌木、藤蔓和其他植物组成,形成了茂密的植被层,也是许多珍稀动物的家园。这里栖息着众多鸟类、哺乳动物、两栖爬行动物和昆虫,还隐藏着许多微小但至关重要的微生物。热带雨林以其物种多样性闻名,包含了丰富的植物和动物种类。热带雨林通常具有高密度的树冠和茂密的地面植被,形成了一个层次分明的生态结构。热带雨林主要分布在南美、亚洲和非洲的丛林地区,它们跨越南美洲的亚马逊盆地、非洲的刚果盆地,以及亚洲的东南亚地区,主要分为非洲雨林群系、美洲雨林群系和印度马来雨林群系。

热带雨林是地球上最重要的生态系统之一,具有丰富的生物多样性和生态功能。它们提供了重要的生态服务,包括氧气产生、空气净化、水循环调节以及土壤保护。热带雨林还为人类社会提供了许多价值,如药用植物的发现和生物资源的研究,同时也是旅游和文化观赏的目的地。

热带雨林一直是学术研究的焦点领域之一。科学家们关注热带雨林的生物多样性、碳储存、气候变化适应性等方面的问题。此外,热带雨林也扮演着许多地方特有的文化和宗教传统的重要角色,成为人类历史、民族和社区认同的一部分。

命名

热带雨林过去有很多称呼,如希莱亚(Hylace)、密草丛林(Jungle)、丛林(Brush)、原始林(Urwald)、热带适雨林(Tropical ombrophilous forest)等。19世纪末,德国生态学和植物学家辛伯尔(Andreas Franz Wilhelm Schimper,1856-1901年)广泛考察了西印度洋群岛、巴西、非洲和东南亚等地区的热带森林,在收集和总结了热带地区的科学发现和各种资料后,首次把潮湿热带地区常绿、高大的森林植被称为热带雨林(Tropical rainforest)。

定义

19世纪末,德国生态学和植物学家辛伯尔(Andreas Franz Wilhelm Schimper,1856-1901年)对热带雨林作了进一步解释:“常绿喜湿,高逾30米的乔木,富有厚茎的藤本、木质及草本的附生植物。”

根据《林学名词》第二版的解释,热带雨林指在热带潮湿地区分布的一种由高大常绿树种组成的森林类型,是在热带高温多雨地区由多种高大常绿阔叶乔木为优势种组成的森林群落,主要分布于东南亚、南美洲亚马逊河流域、非洲刚果河流域、中美洲和众多太平洋岛屿。还分布在墨西哥、巴西的东南部、马达加斯加东部、印度南部澳大利亚东北部。

成因

热带雨林的形成条件包括地理条件和生物作用等因素。

地理条件

热带雨林通常位于北纬10度至南纬10度之间,多分布于靠近海洋的低海拔地区,给雨林的形成提供了合适的气候、土壤条件。

气候

热带雨林必须具备温暖湿润的气候。这些地区通常具有高温和高湿度,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℃。年均降水量超过2000毫米,且无明显干旱季节。热带雨林地区通常拥有高湿度,保持潮湿的气候条件,有大量的水汽释放和快速蒸发,这些气候条件为热带雨林提供了丰富的水源和恒定的温度,使得植物能够快速生长并形成茂密的植被

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。例如: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:来自北印度洋西南季风和西太平洋东南季风带来的降水。

土壤

热带雨林土壤却富含大量有机物质,高温和湿度促进了植物生长和分解的速度,使得植物、动物残体等大量有机物质积累在土壤中,为植物生长提供肥料。此外,热带雨林土壤通常具有良好的蓄水性,能够迅速吸收降雨并保持土壤湿润,为植物提供充足的水分。热带雨林地区的土壤通常是酸性的,由于高温和湿度导致有机物质快速分解,释放大量有机酸,降低了土壤的pH值。

生物作用

热带雨林存在着复杂的生物相互作用,包括植物与动物之间的关系。例如,热带雨林中的很多植物依靠动物传粉,包括昆虫和鸟类等,这些传粉者帮助将花粉从一朵花移动到另一朵花,促进了授粉和种子的产生。热带雨林中的植物还通常借助于动物来扩散种子。某些植物的果实被鸟类、啮齿动物或其他动物吃下后,它们会通过动物的移动释放出种子,使得种子能够在新的地方发芽和生长。热带雨林中存在着复杂的食物链和营养循环。植物作为生产者通过光合作用将太阳能转化为化学能,供给其他生物。消费者(如昆虫、鸟类、哺乳动物)以植物为食,形成了食物链。这些食物链相互交织在一起,构成了复杂的食物网。同时,微生物起着至关重要的作用,它们在土壤中分解有机物质,将植物残渣和动物残体转化为可供植物吸收的营养物质,促进了养分循环。此外,微生物还有助于维持土壤的结构和稳定性,通过粘合土壤颗粒和形成聚集体,增强土壤的保水能力和抵抗冲刷能力。

特征

气候特征

热带雨林气候特征非常独特,主要表现为持续的高温、高湿和持续降水的环境条件。热带雨林分布的地区,年降雨量很高,通常高于1800毫米,有些地方达到3500毫米。全年雨量分配均匀,常年湿润,空气相对湿度95%以上。平均降水量每年超过2032毫米,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℃。

地形与水文特征

大多数热带雨林都位于北纬23.5度和南纬23.5度之间(即南回归线北回归线之间的地区)。热带雨林的地形地貌具有多样性。它们通常位于低海拔地区,但也延伸至一些高海拔山脉的低坡部分。热带雨林地区的地形特征包括起伏的丘陵山脊和河流网络。此外,热带雨林地区还可能包含一些沼泽和湿地区域,这些地貌类型对于水文特征的形成和维持起到了重要的作用。由于热带雨林地区年降雨量普遍较高,其全年均匀分配的降水植被和土壤供应了充足的水源。河流网络在这个自然系统中起着重要的作用,同时维持着水的循环和生态平衡。丰富的雨水不仅直接刺激了植物生长,还为动物提供了饮水和栖息环境。

生态特征

热带雨林拥有巨大的植被密度和生物量,与其它生态系统相比,热带雨林拥有更高的物种多样性和绝对物种数。热带雨林的生态系统由多个垂直层次组成,其中包括由参天大树组成的顶层冠层、中层和底层植物。这些层次提供了各类动植物栖息的空间,并形成了独特的生态位分布。雨林内的植物竞争激烈,形成了错综复杂的植物群落结构和相互依存的生物多样性网络。

此外,热带雨林也是众多特殊生态关系和相互作用的场所。例如,植物与动物之间存在着密切的共生关系,如许多花卉依赖于鸟类或昆虫传粉,而某些树木则与特定的蚂蚁种类建立起共生关系来保护自身免受食草动物的侵害。这些共生关系在雨林中形成复杂的食物链食物网,使得热带雨林成为一个生命充满活力和相互联系的生态系统。

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%左右的有机产品当年被自身吸收消耗掉。其植物量(主要是木材)占陆地总植物量40%,净生产量则占世界总产量的四分之一。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。

土壤特征

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,并且有比较少雨季节的地区,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。此外,热带雨林土壤通常具有深厚的有机质层,即森林凋落物的堆积层,在土壤中形成一个丰富的营养和生物活性区域。这种有机质层对植物生长至关重要,因为它提供了营养物质和保水能力。尽管热带雨林的土壤普遍存在一些限制,但其复杂的生态系统适应了这种环境,并通过循环利用有限的养分来维持繁茂的植被生长。

生态构成

植物

乔木

乔木是热带雨林中最具特征性的垂直层,在雨林生态系统中具有重要的地位。这些高大的树木通常在森林冠层居首位,形成了雨林的顶层。乔木的高度通常超过30米,有些甚至可以达到60米以上,其高大的体型使其能够充分利用阳光资源,并竞争到足够的光合作用机会。乔木主要由树干、树冠和大型树叶组成,它们通常具有坚固的树干和广阔的树冠,以最大限度地拓展自己的茂密生长。

灌木

灌木是热带雨林中居于乔木下方的垂直层次,其高度一般在2到10米之间。与乔木相比,灌木的生长高度较低,但灌木个体数量非常丰富。灌木的树干矮小而灵活,树冠通常较为匀称。由于灌木生长在乔木的阴影下,它们适应了较弱的光照条件,并通过快速生长和广泛分布的树冠来获取光合作用所需的阳光。灌木在热带雨林中起到了重要的过渡层的作用,连接了乔木和下方的苔藓植物地衣层。

苔藓或地衣

苔藓或地衣通常是热带雨林中最低的垂直层次。它们生长在乔木和灌木的基部、树干、树枝上以及岩石表面等处。青苔层和地衣层常常形成茂密的覆盖物,给雨林增添了一层绿意。这些生物对光照要求较低,可以在阴暗环境下生存,并通过从空气中吸收水分和营养来生长。苔藓和地衣在热带雨林中具有重要的生态功能,它们可以保持土壤湿润度、减缓水分流失,并提供微小生物的栖息地

在热带雨林中,乔木、灌木和苔藓或地衣构成了一个复杂而互相依存的垂直分层结构。这种多层次的分布方式为各个层次的物种提供了不同的生存条件和资源利用机会,促进了热带雨林的生态多样性和生物群落的稳定性。这种垂直分层的组织使得热带雨林成为一个充满活力和复杂的生态系统。

动物

热带雨林也是许多珍稀动物物种的家园。这里栖息着众多鸟类、哺乳动物、两栖爬行动物和昆虫等。一些标志性的动物物种包括长臂猿科、珠母鸟、巨型龟类细刺水蛙霸王岭睑虎海南孔雀雉等。这些动物对维持生态平衡和保护热带雨林的健康至关重要。热带雨林中的动物之间存在着复杂的相互依赖关系。许多动物依靠植物果实和花蜜为食,并成为植物的有效传粉者。其他动物则是捕食性动物,如豹、蛇和鳄鱼,它们以其他动物为食维持生存。这种丰富的食物链和相互作用使得热带雨林成为一个充满生命力和活力的环境。

雨林是世界上昆虫多样性最为丰富的生态系统之一。在这个热带环境中,据估计有数以百万计的昆虫物种存在。这些昆虫在雨林中发挥着重要的生态作用,包括传粉、食物链的一环、有机化合物分解和土壤肥力的维持等。同时,雨林中的昆虫也展示了惊人的适应能力,它们通过多样化的形态、生活策略和寄生关系来适应这个复杂的生态系统。这些小小的昆虫以其多样性、数量和功能的贡献,成为热带雨林不可或缺的组成部分。

美洲豹

美洲豹是现存第三大猫科,别名美洲豹,体重35-150公斤,美洲豹喜欢栖息在茂密的热带雨林中,广泛分布于山区和平原,美洲豹是世界上最顶级的猫科动物南美洲食物链,主要以野猪、巨骨舌鱼食蚁兽等动物为食。

森蚺

森蚺是属于蟒蛇科的动物。它主要栖息在南美洲,通常生活在海滨。嘴巴可以上下张开约180度,森蚺的鳞片可以感知动物是否在移动。

吸血蝠

吸血蝙蝠是一种小型蝙蝠。它是哺乳动物中特有的吸血物种。主要分布于美洲热带雨林。吸血蝙蝠的最大重量不超过30-40克,最大体型不超过9厘米。此外,吸血蝙蝠是群居动物,通常成群结队地生活在洞穴的天花板上。

孟加拉虎

孟加拉虎的别名是印度虎,体重160-270公斤,生活在印度北部的热带雨林中。孟加拉虎的体色为杏黄色,身上有黑色斑纹,孟加拉虎是肉食性动物,会以水牛、野牛、野猪等动物为食。

甲虫

热带雨林中的甲虫种类众多,据估计达到数十万到数百万种。这些甲虫以其多样性和适应力而闻名,形态各异,从微小的几毫米到巨大的10厘米以上都有。它们在雨林中扮演着重要角色,包括分解凋落物、木材和动物尸体,促进养分循环;热带雨林中的甲虫展现出惊人的专化和共生策略,与植物、真菌和其他动物形成复杂的相互作用关系。

微生物

热带雨林是一个丰富多样的生态系统,不仅有大型动物和植物,还隐藏着许多微小但至关重要的微生物。尽管我们对热带雨林微生物的了解还有限,但已经发现它们在维持整个生态系统功能和稳定性中起着关键作用。这些微生物包括细菌、真菌、原生动物界和病毒等,它们存在于土壤、水体、植物表面以及其他环境中。热带雨林微生物参与了多个生态功能过程,例如土壤质量的改善和养分循环。它们可以通过分解有机物质来释放养分,使其可供植物吸收。同时,部分微生物也能与植物根系建立共生关系,提供营养物质并增强植物的抵抗力。微生物还参与了热带雨林氮循环碳循环等重要过程,对维持生态平衡生物多样性至关重要。此外,一些热带雨林微生物还具有潜在的生物技术和医药应用。许多传统草药和药用植物也与微生物共同作用,形成复杂的药理学活性。因此,研究和保护热带雨林微生物是探索新型生物资源和药物来源的一个重要方向。

分布

热带雨林是地球上一种常见于赤道附近热带地区的森林生态系统,大多数都位于北纬23.5度和南纬23.5度之间(即南回归线北回归线之间的地区)。主要分布于东南亚、澳大利亚北部、南美洲亚马逊河流域、非洲刚果河流域、中美洲和众多太平洋岛屿

分布区域

亚太地区

亚太地区现有热带雨林面积约为247万平方千米,热带季雨林面积约为45万平方千米,并推测原有热带森林总面积约为574.9万平方千米。

赤道附近的一些国家以及人口较少的大洋洲国家,热带森林的剩余比例最高。文莱和澳大利亚这两个国家森林保存最好,保留超过90%的原有森林。所罗门群岛巴布亚新几内亚和新几内亚、印度尼西亚马来西亚也保留较高比例的热带森林。

总面积最大的是印度尼西亚,它拥有亚太地区热带森林总面积超过100万平方千米的一半以上。还有其他国家的总面积超过20万平方千米,包括巴布亚和新几内亚、缅甸、马来西亚和印度老挝泰国柬埔寨等国的热带森林面积超过10万平方千米,而大多数国家的面积介于1万到10万平方千米之间。只有斐济文莱新加坡和孟加拉这些小国或人口密集国家的热带森林面积小于1万平方千米。

非洲地区

非洲地区现有热带森林面积约为216万平方千米,推测原有热带森林总面积约为578万平方千米。与亚太地区相比,非洲拥有的原有热带森林面积相当,但保留下来的比例较低。

在非洲,保存了超过一半以上原有森林面积的国家主要集中在赤道地区的热带雨林分布中心。例如,加蓬保存的比例最高,接近90%。非洲现有热带森林面积超过十万平方千米的四个国家也都位于这一地区。许多非洲国家的热带森林面积还不及刚果境内萨隆加国家公园的面积大小。相对于亚洲的一些小国如斐济文莱,非洲大多数国家的热带森林面积较小。这一部分原因是非洲大多数国家以热带稀树草原为主,森林只占很小一部分,并且这种森林容易被破坏,容易退化为热带稀树草原。虽然非洲的人口压力不如亚洲某些国家那么大,但由于经济条件和管理水平等方面的差距,非洲的森林破坏问题比亚洲更加严重。

在非洲地区,热带森林的物种多样性相对较低,在三个主要热带雨林地区中位列最后。与亚洲地区热带森林面积相当的一些国家进行比较可以发现,刚果的热带森林面积和印度尼西亚相似,但鸟类和哺乳动物的种类更少;刚果的热带森林面积与马来西亚相近,但鸟类、哺乳动物和植物的种类也较少。然而,在非洲大裂谷地带的国家,物种多样性似乎比低地雨林地区更丰富一些,例如乌干达和刚果(金)的维隆加国家公园就位于该地区。

拉丁美洲

拉丁美洲拥有世界上最大的热带雨林面积,其中巴西是面积最大的国家,其次是秘鲁哥伦比亚。其他重要的国家包括委内瑞拉、波利维亚、厄瓜多尔圭亚那合作共和国等。这些地区的热带雨林面积通常在几十万到几百万平方千米之间。拉丁美洲的生物多样性也非常丰富,尤其是热带雨林中的鸟类和凤蝶总科等物种数量超过其他大陆。巴西、秘鲁、哥伦比亚和委内瑞拉等国家拥有特别高的生物多样性水平。例如,秘鲁的马努国家公园占地约2万平方千米,拥有大约1.5万种植物和1000种鸟类。仅仅一个国家公园就具有与一些全球生物多样性极高的国家相媲美的数据。热带雨林的共同特征包括常年高温湿润环境下茂密的树木生长,树木高度通常超过30米,形成多层次的复杂林冠。热带雨林中物种组成极为丰富,仅占全球陆地面积的7%,但包含了全球一半以上的植物物种。

这些热带雨林地区都有类似的外貌和结构特点。例如,高温湿润条件下的树木生长高大,林冠分为不同层次,树干底部通常有板状根发育。此外,独特现象如空中树根、附生植物、绞杀植物等也是热带雨林中常见的特点。不过,尚有很多关于热带雨林的生物学和自然规律等方面需要深入研究,以充分了解这一生态系统的复杂性。

群系类型

印度马来雨林群系

包括亚洲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。

非洲雨林群系

面积不大,约为60万平方千米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,但有大量的特有种类。棕榈科植物尤其引人注意,如棕榈、油棕等,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,豆科也占有一定的优势。

美洲雨林群系

该群系面积最大,为300万平方千米以上,以亚马逊河河流为中心,向西扩展到安达斯山的低麓,向东止于圭亚那合作共和国,向南达玻利维亚巴拉圭,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棕榈科植物也十分丰富。经济作物橡胶树可可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。

典型代表

亚马逊热带雨林

亚马逊热带雨林是世界上最大的热带雨林,位于南美洲,主要分布在巴西、秘鲁哥伦比亚和其他国家。亚马逊热带雨林占地14亿英亩(6.4亿公顷),大多数在巴西,但是也有一些在其他的八个国家。全世界1/5的鸟类和1/10的其他动物都住在这里,仅仅1平方英里就有75000种不同的树木。从各种蛙类到食人鲳电鳗、粉色的海豚和叽叽喳喳的红色鹦鹉,亚马逊热带雨林是地球上生物种类最多的地方。亚马逊热带雨林地区有着潮湿的气候和高年降水量,支持了一个庞大而复杂的生态系统。这片雨林被认为是地球的「生物宝库」,据估计拥有超过10万种植物物种、数千种鸟类、哺乳动物、爬行纲和无数种昆虫。其中包括如美洲豹、巨蟒、巨型水生龟和鹦鹉等独特的物种。

刚果雨林

刚果雨林是位于非洲中部刚果盆地的一片广袤的热带雨林。它被认为是世界上最古老的热带雨林之一,拥有令人惊叹的生物多样性和生态系统的复杂性。这片雨林覆盖着刚果刚果等地,被当地居民称为“第二肺”。刚果雨林提供了丰富的栖息环境,栖息着众多独特的哺乳动物如大猩猩属、低地猩猩、非洲森林象、豹和各种猿类。此外,该地区还拥有丰富的鸟类、爬行动物和昆虫物种。刚果雨林对全球气候平衡、水循环和碳储存起着重要作用,保护和可持续管理刚果雨林对于维护全球生态平衡具有至关重要的意义。

西双版纳热带雨林

西双版纳热带雨林国家公园位于云南省西双版纳傣族自治州境内,占地面积397公顷,其中属国家级自然保护区的有150公顷,其余为西双版纳地区面积最大的水域——望天湖,由南腊河、南沙河、南杭河三条河流汇集而成公园内分布着多个少数民族村寨。这片热带雨林地区属于热带季风气候,拥有温暖湿润的气候条件,年降水量较高。西双版纳热带雨林充满了浓密的植被,包括大约7000多种植物物种。该地区也是许多独特和珍稀野生动植物物种的栖息地,例如云南金丝猴、象鼻猴、卷毛猫、白颈长尾鸡等。

影响与价值

生态价值

支撑生物多样性

热带雨林被认为是地球上生物多样性最丰富的生态系统之一。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,热带雨林中植物资源极为丰富,如可可金鸡纳属等是非常珍贵热带雨林的作物,开垦后可种植咖啡、剑麻等热带作物。全球超过一半的陆地植物物种分布在热带雨林中,其中许多物种尚未被发现或研究。这些物种包括无数的植物、昆虫、鸟类、哺乳动物、两栖动物和爬行动物,其中许多是仅在热带雨林中发现的特有物种。热带雨林因为其巨大的多样性而被称为“地球上的自然宝库”,各种植物和动物相互依赖、相互作用,形成了一个错综复杂的食物链和生态系统。

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。

制造氧气

一个人每天需要吸进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。热带雨林通过光合作用将大量的二氧化碳转化为氧气,扮演着地球上重要的氧气供应源之一。作为“地球之肺”,热带雨林每年为我们提供大约20%的全球氧气供给。此外,热带雨林还在植物体内储存巨大量的碳,起到了重要的碳吸收和固定的作用,缓解了全球变暖和气候变化的影响。

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。这里的密集植被和树冠覆盖减少了地表水的蒸发,保持了水分的循环,并促进云层的形成。通过分析对比,林区比无林区年降水量多10~30%。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。

经济价值

推动木材产业发展

热带雨林作为木材产业的重要原材料供应源,为许多地区的经济发展提供支持。这些丰富的木材资源被开采和出口,为当地居民创造就业机会,并在国际市场上占据一定的份额。热带雨林中存在大量有用的木材种类,其中包括柚木紫心木、橡胶木等。这些木材种类具有优质的物理和力学特性,使它们成为建筑、家具制造、工艺品以及纸浆生产等众多行业的理想选择。柚木具有坚固耐用的特性,在建筑领域广泛应用于地板、梁柱等结构。紫心木则以其美丽的纹理和耐久性而受到家具制造商的青睐。橡胶木不仅可以用于制造家具,还是橡胶生产的重要原材料。

热带雨林木材的运用范围非常广泛。在建筑领域,许多木制产品如门窗、地板、修饰材料等都依赖于热带雨林提供的木材资源。家具制造行业也对热带雨林木材需求量巨大。无论是户外家具还是室内家具,都借助于这些木材种类的美观和耐用。此外,在工艺品和装饰品制造方面,热带雨林木材也被广泛运用,如雕刻工艺、纺织品加工等。除了应用于各行各业,热带雨林木材还为国际纸浆生产提供重要原材料。纸浆产业对于热带雨林木材的需求持续增长,特别是光滑而结实的纤维,如由桨叶植物生产的纤维,能够制造高质量的纸张产品。

推动农业和农产品产业发展

热带雨林为农业提供了得天独厚的环境条件,包括丰富的降雨量、阳光充足以及肥沃的土壤,使其成为种植各种农作物的理想地区。热带雨林地区的经济活动主要以农业为基础,种植多种农作物,其中最重要的包括咖啡、可可棕榈油、香蕉和菠萝等。咖啡是世界上最重要的农产品之一,在热带雨林中种植的咖啡豆受到高度赞赏。这些地区优质的土壤质量和适宜的气候条件使得咖啡品质出众,深受消费者喜爱。通过咖啡种植和咖啡加工业,当地居民可以提供就业机会,并在国际市场上享有盛誉。可可是制造巧克力所需的重要原材料,同样也在热带雨林地区广泛种植。优质的可可豆需要稳定的温暖和湿润的气候,热带雨林恰好提供了这样的条件。种植可可不仅创造了就业机会,还促进了巧克力行业的发展。棕榈油是全球最重要的食用油之一,在热带雨林地区广泛种植。这些地区的气候条件适宜油棕树的生长,提供了丰富的油果资源。棕榈油在食品加工、烹和化妆品等多个领域都有广泛应用,为当地居民带来经济收入并创造就业。此外,热带雨林中也种植香蕉和菠萝等水果。这些水果在国际市场上非常受欢迎,并且对当地经济起着重要作用。种植水果为农民提供了可持续的收入来源,同时也为消费者提供新鲜和美味的水果。

推动药学和生物技术发展

热带雨林是自然界最丰富的生物多样性热点之一,其中包含了大量独特的植物、动物和微生物物种。许多这些物种已被证实具有潜在的药用价值,吸引着传统医药和现代药学领域的研究者。研究人员对热带雨林植物进行广泛调查和筛选,已发现了许多药用植物,其化学成分具有治疗疾病的潜力。繁茂的热带雨林除了物种丰富多样外,还是“世界上最大的药房”,在这里,80%的植物都具有药用价值。据统计,海南岛内已知的药用植物超过3000种,其中很大部分都蕴藏于海南热带雨林国家公园体制试验区内。中国医学科学院药用植物研究所海南分所副研究员李榕涛介绍,这些已知的药用植物中,载入《全国中草药汇编》约有1100多种,收于《中华人民共和国药典》的有135种,常用中药材250余种。近年来,一些特效药和新药资源在海南省陆续被发现,经过筛选,含有抗癌药用成分的植物有137种,一些过去依赖进口的药物也在海南找到可供开发利用的资源。海南18种常用、大宗的和珍贵的中药材黄连藤、密花豆、石蚕干、青天葵石斛海南粗榧见血封喉美登木杜仲藤高良姜金钱草锦地罗、壳砂仁、乌檀属单叶蔓荆七叶一枝花枝花海南巴豆等野生资源均分布在海南岛的热带雨林中。

社会价值

提供就业机会

热带雨林为本地居民提供了丰富的就业机会,确保他们有可持续的收入来源。许多人从事与热带雨林相关的资源开采和农业工作。木材是这些地区的一大资源,当地居民从事伐木和木材加工,为建筑、家具和其他用途提供原材料。天然橡胶也是一个重要的产业,涉及橡胶树种植、收获和加工,该产业为当地居民带来稳定的收入。此外,热带雨林支持水果和咖啡等农产品的种植,在国内和国际市场上提供就业机会。同时,热带雨林生态旅游也为当地居民提供了直接和间接的经济利益。当地人可以充当导游,向游客介绍当地的自然和文化景观。同时,旅游业的兴起也为当地居民提供了更多的就业机会,包括酒店、餐饮和运输等服务行业。这些就业机会改善了居民的生计并增加了他们的收入来源。

促进旅游业发展

随着越来越多的人对自然和生态的关注,热带雨林生态旅游逐渐蓬勃发展。游客能够沿着专门规划的生态旅游路径探险热带雨林,亲身体验这个令人惊叹的自然奇迹。他们可以欣赏到独特的野生动植物、壮丽的瀑布和密集的植被,感受到大自然的震撼力和美妙之处。生态旅游还有助于提高人们对热带雨林保护的认识和意识。通过亲身体验和参与,游客可以深入了解热带雨林的重要性以及维持其健康的必要性。这种亲近自然的体验有助于激发人们关心环境、采取可持续行动的愿望,并在更广泛的范围内传播保护热带雨林的价值。

科研价值

热带雨林对促进科学研究具有重要的社会价值。这些独特的生态系统拥有丰富的物种多样性和复杂的生态互动,为科学家们提供了无限的探索空间。科学研究人员在热带雨林中进行广泛的生物学、生态学、地质学和气候学等研究,以深入了解热带雨林的生态功能和生物多样性维持机制。通过这些研究,我们能够提升对热带雨林的认识,发现新的物种,理解其适应性和进化历程,并分析其对全球气候、水循环和碳储存等方面的影响。这些科学研究对于保护和管理热带雨林,推动环境可持续发展,以及为人类社会提供可持续利用的资源十分关键。

开发、破坏与保护

雨林开发

雨林破坏

森林破坏在亚太地区相当严重。从现有热带森林和原有热带森林对比来看,1999年亚太地区的热带森林面积大约只剩下原来的一半多。人口密集的国家相对于人口稀少的国家来说,保留的森林要少得多。其中,孟加拉和中国的森林保存情况非常糟糕,分别仅保留不到1%和10%左右。越南菲律宾这两个人口密度较大的国家的森林破坏程度也很高,仅剩下20%左右。

非洲拥有的原有热带森林面积与亚太地区相当,但保留下来的比例较低。非洲大多数国家的热带森林面积较小,大多数国家以热带稀树草原为主,森林只占很小一部分,并且这种森林容易被破坏,容易退化为热带稀树草原。虽然非洲的人口压力不如亚洲某些国家那么大,但由于经济条件和管理水平等方面的差距,非洲的森林破坏问题比亚洲更加严重。

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。拉丁美洲的雨林破坏情况令人担忧。该地区的热带雨林受到了广泛的砍伐、清理和非法破坏等威胁,导致大片面积的森林消失。森林破坏主要是由于农业扩张、木材采伐、牧场开发和基础设施建设等活动引起的。这些行为不仅损害了生物多样性,破坏了珍稀物种和其栖息地,还导致水土流失、气候变化加剧以及当地居民生计和文化的威胁。

雨林保护

全球对热带雨林的保护措施包括各种政策、法规和倡议,旨在减缓热带雨林砍伐和退化。

科学研究

相关学科

森林生态学

森林生态学是研究森林生态系统结构和功能以及生物与环境相互作用关系的学科。它关注森林中各种生物与非生物要素之间的相互作用,包括植物、动物、微生物、土壤、水文等因素,并探索它们对森林健康和可持续发展的影响机制。森林生态学研究能够揭示森林的物种多样性、生物量分配、养分循环、能量流动等生态过程,同时通过研究森林生态系统的响应和适应能力,了解它们如何应对气候变化、人类活动和自然干扰等因素的影响。这些研究成果为森林保护和可持续管理提供了科学依据,有助于实现人与自然的协调与共存。

森林保护学

森林保护学是研究森林保护和管理的学科,旨在寻求有效的方式来保护森林资源、维护生物多样性,并减轻人类活动对森林生态系统的负面影响。它涉及到防火、防虫、抗病、抗旱等灾害防治措施,通过合理的监测、预警和应急处理,以减少或避免自然灾害对森林造成的损失。此外,森林保护学也关注非法砍伐、盗采、环境污染和生物入侵等人为因素对森林健康的影响,提出相应的管理策略和政策以保护森林资源。通过综合运用科学技术手段和可持续发展原则,森林保护学为维护森林的可持续利用和生态系统的健康提供了理论指导和实践方法。

研究成果

全球变暖影响雨林生长

中国科学家林耕2008年在《国际木业》期刊中发表了《全球气候变暖可能造成热带雨林生长速度降低50%》一文,文章指出全球气候变暖除了严重影响热带雨林吸收二氧化碳的能力之外,还可能造成热带雨林生长速度降低50%。根据哈佛大学波士顿阿诺德树木园的一项研究在过去的几十年里,巴拿马共和国马来西亚两国的热带雨林所经历的气候变暖程度要高于世界平均水平不断升高的平均气温使这两国的热带雨林生长速度降低50%。该研究对巴拿马巴洛科罗拉多岛和马来西亚巴索地区各50hm热带雨林样区中的气候和树生长数据分析后认为,两地在过去的30里,气温升高幅度超过1C,而且树木生长速度明显降低。马来西亚巴索地区95%的树种受到了影响。据研究推测,树种生长速度受影响可能是温度升高到一定界限后其光合作用被削弱所致。

全球热带雨林加速消失

根据美国环境智库世界资源研究所(WRI)和马里兰大学的科研团队发布的数据,2020年原始热带雨林减少了4.2万平方公里,相当于荷兰的国土面积,比2019年消失的雨林面积增加了约12%。日本综合地球环境学研究所的一项研究揭示了全球各国消费品与原产地森林破坏之间的关系。通过利用地球观测卫星数据和人工智能技术,该研究团队分析了2001年至2015年世界各国森林被破坏情况,并评估了不同国家的消费对国外热带雨林采伐的影响。其中,美国消费导致国外森林被破坏面积最大,达到4652平方公里。日本位居第三,其消费与巴西的牛肉、大豆、柬埔寨的木材以及利比里亚的橡胶等相关。

西藏地区曾分布“热带雨林”

中国科学院南京地质古生物研究所与英国印度研究人员合作进行的研究,通过对西藏产的琥珀化石的分析,证明西藏中部在四千万年前存在着一片巨大的热带雨林,为青藏高原古环境提供了关键证据。揭示了当时热带雨林的模样。研究结果表明,西藏琥珀来源于龙脑香科植物,这种植物是现今亚洲热带雨林的代表,最大平均海拔约为1300米。这项发现也印证了龙脑香科植物的印度起源假说。相比于如今青藏高原的高山冻土和干燥气候,四千万年前的西藏自治区中部海拔较低,受到印度洋温暖水气流入的影响,形成了温暖潮湿的热带雨林景观。这一发现给我们展示了青藏高原的另一面貌。

重大事件

高温野火导致热带雨林崩溃

2.52亿年前的二叠纪生物大灭绝严重破坏了海洋和陆地生态系统,导致约81%的海洋生物和89%的陆地生物在短时间内灭绝。特提斯周缘强烈的酸性火山活动和西伯利亚大火成岩省通过释放大量温室气体有毒气体,导致全球变暖,而干旱和高温的气候条件使得野火事件显著增加,这导致了热带雨林生态系统的崩溃。由于特提斯周缘的强酸性火山活动和西伯利亚地区大火成岩省释放了大量温室气体和有毒气体,全球变暖的情况加剧了干旱和高温气候条件下的野火发生。多环芳烃化合物的研究成为了恢复古代野火历史的重要指标,并且在该时期陆地生态系统的崩溃和植被演替过程中起到了关键作用。此外,研究还表明,在经历二叠纪末大灭绝事件后,陆地生态系统受到了严重影响,热带雨林消失并被草本植物所代替。

亚马逊森林大火

亚马孙雨林地球上最大的热带雨林,被誉为“地球之肺”。而根据巴西国家太空研究院研究表示,亚马孙地区的森林大火已经肆虐了17天之久。而在2019年的前8个月里,巴西发生了近7.3万起森林火灾,比去年同期增加了83%,达到自2013年以来的最高水平。这些火灾主要发生在亚马孙地区。与此同时,在巴西的邻国玻利维亚,东部地区的森林大火仍未受控,且不断蔓延。近来的强风和高温天气使得局势更加严峻,火势已经超过了80万公顷的范围。亚马孙雨林内多处大火的肆虐场景,浓烟弥漫在空中,并已经达到了数百米的高度。玻利维亚的圣克鲁斯省与巴西、巴拉圭相邻,在过去几天里,亚马孙地区不断发生森林大火。玻利维亚已敦促巴西和巴拉圭共同采取措施,防止火势进一步蔓延至三国边境。

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