雨林多样性

秘鲁谭波帕塔河岸的雨林. (Photo by R. Butler)

写 Rhett Butler. 翻译 Che Fei 07/12/2007
太阳能/气候 

 湿热气候对森林的变化起着很重要的作用. 一般的规则是,多样性 和生态系统 生产力 随着可供生态系统利用的太阳能的增多而增强.冠层的叶子通过光合作用吸收了太阳光,然后将其转变为单糖，随着树叶和果实不断地被各种生物有机体所分解,其在整个森林能量系统中迁移.生态系统净初级生产量的主要的衡量方法是看植物固定多少了碳.比起其它的陆地生态系统，热带雨林生态系统有着最高的平均净初级生产量,这意味着一英亩的雨林比一英亩任何其它植物类型贮存更多的碳.潮湿的气候带来了另一个达到丰富多样性必不可少的组成部分:水分.

稳定性

稳定的热带雨林环境通过终年动植物的相互作用而不必防护寒冷或霜冻来促进多样性的发展.另外,由于长年的太阳光为植物提供通过光合作用合成食物的能量,因此在生态系统中没有什么季节性的食物短缺.植物的丰富的食物来源(光能)由系统传递给以植物叶子、种子和果实为食的草食动物和以草食动物为食的食肉动物.在数百万年的时间里,有着充裕的食物,雨林中的物种已适应了充分利用生态系统中的可利用的生态位.

捕食者和被捕食者之间数百万年的"斗争"已经导致了物种大量的防御手段,生存方法及特异适应性的出现.伪装、拟态、专门的繁殖和摄食习惯，和其他物种的共生关系以及其他复杂的适应特性等已使物种通过充分利用各种资源去竞争得过它们的对手.实际上,每个物种在雨林中都有自己的生态位,许多不同的物种能够共存在一个相对狭小的区域,而不用去侵犯它们的邻居.进化过程在继续,除非各种物种都有它们自己独特的生活方式,否则它们的生存空间将越来越小.

雨林是如此多样性原因的另一理论 2005年11月,一组科学家提出了一个 解释雨林多样性的原因的新理论. 他们主张的正如左边文中描写的"生态位理论"不能解释生态社区怎样分配它们自己来分享一个有限的空间,相反他们指出社区的关系是由物种间出生率和死亡率的变化来决定的.这些出生率和死亡率取决于物种的密度？越来越多的物种有较低的出生率和较高的死亡率,同时有很少的物种将有较高的出生率和较低的死亡率.事实上,森林物种如果都遵循着社区关系规则的话,它们都将调控自己为彼此腾出生存的空间.

进化过程保证了没有一个适应性很好的物种(如甲虫)能够在整个甲虫种群中占首要地位.这是因为一个物种不可能适应森林中所有的可利用的生态位.对一个适应性很好的物种来说,它可能很快地被更具特殊适应性的物种竞争下去.此外,自然森林中的任何丰富的物种都面临着被捕食的威胁.举个例子,亚马逊流域橡胶树 (Hevea brasiliensis) 种植园的衰败正是由于叶枯萎病的存在. 在一般的雨林中,到处散布着橡胶树因此枯萎病绝不可能使那么多的树死亡.

热带雨林与温带森林有着显著不同.在温带地区,许多动植物都有着广泛的分布,一个森林有可能由6种左右树种组成.相比之下，热带物种已经进化到了这样一个事实：在一个相对固定狭小的环境中有很多物种在一起生存,从而产生了丰富的多样性.举个例子，人们已经在单位公顷面积的热带雨林中鉴别出了480多种树种的存在.

来雨林参观的游客经常为他们自己的所见而大失所望，因为他们把"多样性"和"丰度"混淆了.他们参观雨林的目的就是期待着能看到比如说那些正躺在小屋平台上的10只美洲虎,12只美洲大蜥蜴以及正在等待早餐的巨嘴鸟等.在非洲热带草原上你不可能遇到大群的角马或斑马.你也不能看到盛开的花朵甚至大量五颜六色的鸟类等.雨林中的生命是很微妙的.

雨林有着丰富多样的物种,但任何一个具体的物种没必要有太多的数目.一些雨林物种有着数百万的群体总数，然而其他的可能仅仅由少量的个体组成.热带雨林生物学是罕见物种的生物学.这是因为雨林中的大多数物种数目在整个森林范围里还是很少的,并且这些物种在它们特别适应的一些小区域里很普遍.一个物种可能在一个区域很普遍,但仅仅有500码距离之外,这里生存着另一种和其相似但不同的物种，那它就少的可怜了.在雨林中一些零散分布着的小块地里你会发现了一些普通的物种，而在整个森林里零散分布着大量稀有的物种.这些物种中，一些是极其少见的甚至到了濒临灭亡的边缘,尤其在已被破坏的森林里,这种现象更为普遍.出现这种模式的原因在于许多物种是高度特异的适合特定的生态位.生态位存在的地方,某个物种可能有大的群体,并且能不断繁衍后代,从而移植到新的地区.然而,"殖民者"总是不能成功,因为它们不能和其他地区那些已经高度特异化了的物种相竞争.因此这些"殖民者"在它们试图建立的一个新的"根据地"里是很罕见的.


复习题:

• 为什么通常生物多样性的增加更偏向于热带地区?
• 雨林最终从什么地方获得能量?
• 为什么在雨林中没有多少物种是相对丰富的?

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续: 生物多样性地区的冠层结构、土壤和影响