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针叶林特征:
第五章 针叶林
Chapter 5 Needleleaf Forest
针叶林是指以针叶树种(松科、杉科、柏科的植物)为建群种所组成的各种森林植被的总称,是我国分布最广的一种植被型组,从寒温带的大兴安岭到热带的海南岛,从东部的平原到西部的高原和山地,除了水分不足的干旱地带以及海拔超过林线的高寒山地,几乎到处都有针叶林的分布。特别是在我国西南和东北地区,针叶林的建群树种和植被类型尤为丰富。
针叶林的立木通常高大、挺直,单位面积蓄积量很高,据统计针叶林的木材蓄积量约占我国森林 总蓄积量的65%,是我国经济用材的主要来源,并能提供大量林副产品,具有重要经济价值。而且,在保持水土、改善环境以及在维持生物圈的动态平衡方面均有重要作用。
我国针叶植被类型的丰富多彩是举世无双的。其中既有与欧亚大陆以及北美所共有的一些类型,又有许多我国特有的种类。例如在北方泰加林区具有代表性的林、林、落叶松林和各种松林 在我国不仅大量存在,且其建群种的丰富和类型的齐备远非北方泰加林地区所能比拟。又如由落叶松构成的寒温性落叶针叶林在我国常见的就有8个以上的群系,以、为主的暗针叶林,常见的群系竟达26个以上;我国常见的以松属为建群种的群系多达13个以上,并纵跨几个气候带,分布于水热条件差异极大的水平和垂直地带之中。至于每个群系中所包括的群丛(林型)的种类就更数不胜数。特别值得提出的是这些植被类型在我国辽阔的土地和复杂的自然条件下,从南到北、从低到高展现出的地理分布的规律性和群落结构变化的完整序列,为我们研究针叶林的群落历史和生态,以及研究针叶林的植被地理提供了罕见的天然实验室。
此外,我国还有特有的和局部有所分布的稀有的针叶林。例如、、、等森林为我国所特有的,而、、、、等森林群系,则为世界其他地区所罕见,它们多属于第三纪的孑遗种类,作为一些“活化石群”在我国特殊有利的自然条件下得以保存繁衍,它们是珍贵的天然“基因库”,具有重要的经济和科学研究价值。
我国的针叶林群落类型的丰富与我国裸子植物发生发展的历史、丰富的植物区系以及多样的自然条件有密切的关系。
裸子植物的发育在我国这块土地上有着悠久的历史渊源。在我国的南方山地生存的苏铁科的植物,在侏罗纪以前的地层中即已存在;我国各地广泛分布的银杏科的银杏,其发生的历史亦不晚于侏罗纪。 紫杉科、罗汉松科、属的树木在白垩纪时巳有大量的发展,而起源稍晚的松属、属、属以及雪松属的化石和孢粉,在我国第三纪,甚至更早一些时期的地层中不断发现。落叶松属被认为是 裸子植物发生较晚的年轻的一支,但是在我国的第四纪早期的地层中就已存在。联系到我国现代植物区系中存在着大量古老孑遗植物和具有原始性状的针叶树种,尤以西南山地为最多的事实,不仅证明我国针叶林发展的古老性,同时也反映了我国,特别是西南地区在近代裸子植物的分化和发生上的重要地位。
长期以来,在许多植物学的文献中似乎都认为自第三纪以来,在东亚、特别是在中国东部植物区 系没有遭到冰期的显著影响而平稳发展。然而近来大量古植物学的资料愈来愈证明我国东部地区在第四纪期间,也像欧亚大陆的北部和北美一样存在着寒、暖气候的反复交替,并导致了高山与北方植被的混合和巨大迁移。加以中生代以来的造山运动致使针叶树种的分化、混合和迁移十分活跃,从而进 一步增加了针叶树种的丰富性及其组成的群落类型的多样性。
我国裸子植物种类十分丰富,计有11科、41属、230余种。在这些种类中能构成自然森林的建群种有60多种,引种栽培的约有7属47种,这些针叶树种的生态学特性是多种多样的,他们与其他生物因子竞争的能力也各不相同,在复杂的自然条件下,各种针叶树种在群落中与其他结构层的植物以及生态因子相互作用,构成了我国针叶林生态系统垂直与水平地域镶嵌分布的绚丽画面。
针叶林作为一个高级的植被型组,虽然很容易从它们建群种共同的生活型和分类系统上加以确定,但是它在对环境条件的需求上却远不似草原和荒漠等其他植被型组那样具有比较严格的生态条件,而是包括许多在水热条件上要求极不相同的群落的综合。一般说来,凡是一个地区最热平均温度不低于10℃,年干燥度<1.0的地区都可以找到针叶林的分布。然而在此范围内,每一种类型又有其特定的分布生境。以松林为例,从水平地带来看,从南到北随着热量的逐渐减低,可以看到、、和在空间分布上逐渐更替和过渡。
对于同一种针叶林类型来说,分布的海拔高度由高纬向低纬有逐渐增高。森林分布上限的高度也有类似的规律,例如在大兴安岭森林分布的上限约为1400m,长白山约为1800m,至山西西部山地约达2500m,至秦岭约为3300m,至川西、滇北山地约达4000 ( 4300 ) m,至西藏最高到4300m。通常每向南移动一个纬度,其分布界限大致上升100~110m的范围,针叶林上限最高在北纬25° ~30°左右, 达4300 ( 4500) m。另一方面我们看到由于青藏高原隆起所造成的增温作用,同一种针叶林在我国经向的分布有自东而西逐渐升高的趋势。针叶林分布的地理规律是与热量条件在我国的地理分布规律十分吻合的。
针叶林所属的各种植被类型的群落结构因建群种的生物学和生态学差异而有明显区别,特别是在 由松科的亚科所包括的几个属的树种所组成的暗针叶林与由多种松树组成的松林,以及由落叶松 构成的寒温性落叶针叶林之间,群落外貌及结构更有明显的区别。
但是针叶林作为一种植被型组来说,群落的组成和结构又有共性的一面。首先,针叶林的建群种 都是由多年生裸子植物中具有针形、条形或鳞形叶的乔木树种所组成。针叶林除了在极端严酷的生境外,都能形成大乔木,具有较高的生物生产力,在其所属的生态系统中占有最显著的地位,并有力地 影响着各结构层次的植物和生态系统中的其他成分。
大部分针叶林建群种的针叶都具有明显的旱生型结构(如针叶具有深陷气孔、发达的角质层,含油脂等),这种结构是在系统发育中保留下来的古老的特征,对适应寒冷和干旱的条件无疑起着有益的作用。
针叶林由于建群种高大挺拔,群落的层次分化比较明显,通常可分为乔木层、乔木亚层、灌木层、草木层及苔藓层;根据不同的生活型组成尚可分为更多的层片。在人为干预较少的原生针叶林中,当建群种为阳性树种时,往往会形成单层同龄林或相对同龄林的结构。而当上层林冠主要由耐阴的树种组成的,则往往会形成异龄的森林。
针叶林是一个由多种成分构成的复杂的生态系统,它在自然条件下具有较强的稳定性,对外界的干扰也具有较强的自动调节能力,但是在人为严重的干扰下,例如不合理的采伐和反复的火烧破坏,就会导致其动态平衡的破坏,并引起一系列不良后果,特别是在针叶林与其他植被类型接壤和过渡的地带,在这种极限条件下,不合理的经营措施,将会导致其他类型的植被对针叶林的更替,并引起环境质量的恶化。
根据植被分类原则,按各类针叶林对热量要求的差异,将我国针叶林分成寒温带针叶林、温带针叶林、亚热带针叶林、热带针叶林和热带、亚热带山地针叶林五种植被型,在植被型下,再根据重要 建群种的生活型分成常绿与落叶的植被亚型。本植被图的说明将按图例系统的群系或群丛组等最基本单位加以阐述。有些裸子植物虽然在我国有分布,但成林面积太小或混生在阔叶林之中,按本图比例尺不能上图,故不加以说明。
植被型列表:
寒温带和温带山地针叶林
温带针叶林
亚热带针叶林
热带针叶林