森林生態(tài)系統的主要類(lèi)型、特點(diǎn)和生產(chǎn)力(二)
三、落葉闊葉林生態(tài)系統
落葉闊葉林生態(tài)系統(deciduous broad-leaved forest ecosystem),其植物群落為落葉闊葉林,又稱(chēng)夏綠林(summer green forest)或夏綠木本群落(aestilignosa)。它是溫帶地區濕潤海洋性氣候條件下的植被。
落葉闊葉林生態(tài)系統分布于中緯度濕潤地區。世界范圍內主要分布在三個(gè)區域:北美大西洋沿岸;西歐和中歐海洋性氣候的溫暖區和亞洲中部。
該生態(tài)系統內氣候四季分明,夏季炎熱多雨,冬季寒冷。年平均氣溫8~14℃,1月平均溫度在0℃以下,7月平均溫度24~28℃,年降水量一般為500~1000mm。由于冬季寒冷,整個(gè)植物群落中的植物都處于休眠狀態(tài)。樹(shù)木僅在溫暖季節里生長(cháng),入冬前樹(shù)木葉子枯死并脫落。土壤為褐色土與棕色森林土。
亞洲闊葉林生態(tài)系統分布于東部沿海的區域,包括中國、朝鮮和日本的北部。我國落葉闊葉林生態(tài)系統有長(cháng)白山區海拔700m以下的低山、丘陵、東北南部、華北平原、黃土高原南部、秦嶺至淮河一線(xiàn)以北廣闊地區。主要樹(shù)種是殼斗科中的落葉樹(shù)種,如櫟屬(Quercus)、栗屬(Castanea)和山毛櫸屬等為優(yōu)勢種。其次是樺木科中的樺屬(Betula)、鵝耳櫪屬(Carpinus)和赤楊屬(Alnus),榆科的榆屬(Ulmus)、樸屬(Celtis),槭樹(shù)科中的槭屬(Acer),楊柳科中的楊屬(Populus)等。林下灌木和草本植物都極為豐富。植物資源豐富,有多種落葉果樹(shù),如梨、蘋(píng)果、桃、李、杏、胡桃、棗、栗、柿子等。
落葉闊葉林生態(tài)系統最顯著(zhù)的特征是有了明顯的季節更替。由于冬季寒夜,時(shí)間又長(cháng),植物在秋季落葉是防止干旱和寒冷的一種適應。冬季光禿的樹(shù)干,林內明亮、干燥。夏季呈現一片綠色。落葉闊葉林的結構簡(jiǎn)單而清晰。多為喬木層、灌木層、草本層和地被層。林內木質(zhì)藤本植物和附生植物均不多見(jiàn),以草質(zhì)和半木質(zhì)藤本為主,攀援能力不強。
落葉闊葉林生態(tài)系統的消費者中哺乳動(dòng)物有鹿、麞、獾、棕熊、野豬、狐、松鼠等,鳥(niǎo)類(lèi)有野雞、鶯等,還有各種各樣的昆蟲(chóng)。
Davigneaud(1974)報道了林齡為120年的櫟+鵝兒櫪林生態(tài)系統生產(chǎn)者和消費者的生物量。落葉闊葉林生態(tài)系統內葉面積指數為5~8,凈初級生產(chǎn)量為10~15t/hm2?,F存生物量可達200~400t/hm2。
落葉闊葉林生態(tài)系統中巨大的綠色植物生物量?jì)H養活著(zhù)少量的動(dòng)物,而動(dòng)物生物量又集中在土壤動(dòng)物上。蚯蚓的個(gè)體數量平均每平方米達100條。
無(wú)疑,無(wú)脊椎動(dòng)物數量上比脊椎動(dòng)物的數量大得多,作用也極為明顯。鱗翅目幼蟲(chóng)大約為200000~1000000頭/hm2,猖獗年份數量更大,可達幾百萬(wàn)頭之多。
四、針葉林生態(tài)系統
針葉林生態(tài)系統(coniferous forest ecosystem)處于北半球高緯度地區,面積約1200萬(wàn)km2,僅次于熱帶雨林生態(tài)系統,居第二位,是寒溫帶地帶性生態(tài)系統,它也是森林群落分布的最北界。
針葉林生態(tài)系統處于寒溫帶,由于緯向跨度遼闊,氣候狀況多樣。一般說(shuō),大陸性氣候明顯。年平均氣溫多在0℃以下,夏季最長(cháng)也僅一個(gè)月,最熱月平均15~22℃;冬季漫長(cháng),達9個(gè)月之久。最冷月平均-38~-21℃,絕對低溫可達-52℃。多集中在夏季降雨,年降水量400~500mm。土壤主要為棕色針葉林土,土層淺薄。有永凍層,不適于耕作。
針葉林生態(tài)系統生物成分貧乏。喬木以松、杉為主,有云杉(Picea)和冷杉(Abies),還有西伯利亞松(Pinus sibirica)和西伯利亞落葉松(Larix sibirica)等。多為單優(yōu)種森林,樹(shù)高20m左右,這與闊葉林有明顯區別。林下灌木稀疏,以常綠小灌木和草本植物組成的地被層很發(fā)達,常有多種蘚類(lèi)。林下落葉層很厚,一公頃多達50t,分解緩慢。下部常與蘚類(lèi)組成氈狀層。樹(shù)木根系較淺,這是對土壤凍結層的適應。
針葉林終年常綠,但因冷季長(cháng),凈初級生產(chǎn)力很低,Rodin等報道,泰加林的生物量可達100~330t/hm2,但凈初級生產(chǎn)力每年僅4.5~8.5t/hm2,是所有森林生態(tài)系統中最低的。在中溫帶地區,冬季并不太冷,針葉林凈初級生產(chǎn)力可達14t/(hm2·年),全球年生產(chǎn)力9.6×109t,占全球森林生態(tài)系統總生產(chǎn)力77.2×109t/年的12.4%。其消費者有駝鹿、馬鹿、馴鹿、貂、猞猁、雪兔、松鼠、鼯鼠、松雞和榛雞等及大量的土壤動(dòng)物。而昆蟲(chóng)中一些害蟲(chóng)常對針葉林造成威脅,猖獗年份將針葉吃得精光。許多動(dòng)物有季節性遷徙現象,多數有休眠。
五、常綠、落葉闊葉混交林生態(tài)系統
常綠、落葉闊葉混交林生態(tài)系統的植物群落是北亞熱帶丘陵、低山地區的地帶性植被是過(guò)渡類(lèi)型。由于冬季氣溫低而絕對低溫尚高,因而形成了混交林。這種生態(tài)系統中樹(shù)木一般無(wú)明顯的優(yōu)勢種,林冠郁茂,參差不齊。因有落葉闊葉樹(shù)的存在,因此常有明顯的季節性。群落結構通常分為喬木層、灌木層和草本層。喬木層又可分為2~3個(gè)亞層,最高一層由落葉闊葉樹(shù)組成,主要樹(shù)種為殼斗科的櫟屬和水青岡屬植物等,一般第二亞層為常綠樹(shù)種,第二和第三亞層均以常綠闊葉樹(shù)種為主,常見(jiàn)的有:青岡(Cy-clobalanopsis glauca)、冬青(ilex chinensis)、苦櫧(Castanopsis sclerophylla)及石南(Photina serrulata)等,都是耐寒樹(shù)種,總是在落葉闊葉林之下。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著(zhù)·《生態(tài)系統生態(tài)學(xué)》·第三篇 自然生態(tài)系統·第十四章 第二節