雨林多样性

气候在雨林生物多样性中的作用

2012年7月31日



太阳能能源/气候


湿热的气候对雨林的多样性起着重要作用。一般来说,多样性和生态系统生产力随着系统可用的太阳能量的增加而增加。阳光通过光合作用被冠层植物的叶子捕获,转化为单糖,并在树叶和果实被各种生物吃掉或分解时转移到整个森林能量系统中。生态系统净初级生产的主要指标是植物对碳的固定。雷竞技官网欢迎在陆地生态系统中,雷竞技体育下载热带雨林的平均净初级产量最高,这意味着一英亩热带雨林储存的碳比任何其他类型的植被都要多。潮湿的气候为丰富的生物多样性增加了另一个重要因素:水。

稳定

稳定的热带雨林环境促进雷竞技官网欢迎了植物和动物的多样性,因为它们一年四季都可以相互作用,而不需要制定抵御寒冷或霜冻的保护措施。此外,由于太阳全年都在照射,为植物提供了通过光合作用制造食物的能量,所以生态系统中不存在季节性食物短缺。植物丰富的食物来源(阳光)通过这个系统传递给食草动物,食草动物吃掉植物的叶子、种子和果实,再传递给食肉动物,食肉动物吃掉食草动物。在数百万年的时间里,有了丰富的食物,雨林物种已经适应了充分利用所有可用的生态位。

数百万年的捕食者和猎物之间的战斗导致了一系列广泛的防御,武器和专业化。伪装、模仿、专门的繁殖和喂养习惯、与其他物种的共生关系,以及其他复杂的适应性,使物种能够利用多面手无法获得的资源,在竞争中击败对手。雨林中几乎没有一个生态位是空置的,许多不同的物种可以共存在一个相对较小的区域,而不会侵犯它们的邻居。进化过程仍在继续,物种被推向越来越狭窄的生态位,直到它们难以置信地专门于自己特定的生活方式。

关于雨林为何如此多样化的另一种理论雷竞技体育下载

2005年,一组科学家提出了一种解释雨林多样性的新理论。该研究小组认为,左边正文中所描述的“生态位理论”无法解释生态群落是如何聚集在一起共享有限的空间的,相反,他们认为群落成员是由物种间出生率和死亡率的变化决定的。这些出生率和死亡率取决于物种密度——更丰富的物种出生率较低,死亡率较高,而更稀有的物种出生率较高,死亡率较低。实际上,如果森林物种遵循社区成员规则,它们就会自我调节,为彼此腾出空间。

2014年2月另一种理论

这一进化过程确保了没有一种适应性良好的物种(即甲虫)统治整个甲虫种群,因为一个物种不可能适应森林中所有可用的生态位。作为一个多面手,这个物种很快就会被更专门化的物种所淘汰。多面手似乎在受干扰的条件下最能茁壮成长,比如在被清理为农业用地的地区。在这里,这些“杂草”物种可能相当常见。此外,任何在天然森林中丰富的物种都面临着捕食者会适应利用其丰富资源的威胁。例如,失败橡皮树(橡胶树取代巴西橡胶树)亚马逊地区的种植园因叶枯病而严重受损。在普通的热带雨林中,橡胶树分布广泛,因此枯萎病一次最多只能消灭一棵橡胶树。

雷竞技官网欢迎热带雨林与温带森林雷竞技体育下载明显不同。在温带地区,许多动植物种类分布广泛,一片森林可能由六种左右的树木组成。相比之下,热带物种已经进化雷竞技官网欢迎到适应相对恒定的环境中的狭窄生态位,产生了巨大的多样性。例如,在一公顷热带雨林中已经发现了480多种树木。雷竞技官网欢迎

参观热带雨林的游客经常对他们所看到的感到失望,因为他们混淆了“多样性”和“丰富性”两个词。他们参观热带雨林,希望能看到10只美洲虎,几十只鬣蜥躺在小屋的露台上,还有大犀鸟等着给他们送早餐。你不会像在非洲大草原上那样遇到成群的角马或斑马。你也找不到一朵朵鲜花,甚至也找不到一群群五颜六色的鸟儿。雨林里的生命非常微妙。

雷竞技体育下载就物种数量而言,雨林是多样化的,但任何一个给定的物种都不一定是丰富的。一些雨林物种的种群数量达到数百万,而另一些物种可能只有少数几个个体。热带雨林的生物学是一种稀有物种雷竞技官网欢迎的生物学。雷竞技体育下载出现这种情况的原因是,大多数雨林物种在森林范围内是稀缺的,可能只在少数几个它们特别适应的小地区常见。某种物种可能在一个地区很常见,但在500码以外就极其罕见,在那里它会被另一个相似但不同的物种所取代。有一些常见的物种分布在零散的斑块中,大量的稀有物种分布在整个森林中。其中一些物种极其罕见,濒临灭绝,尤其是在森林受到干扰的地方。这种模式的原因是许多物种高度专业化,以适应特定的生态位。在生态位存在的地方,该物种可能有大量的种群,并不断产生后代,前往新的地区殖民。然而,殖民者几乎总是失败,因为他们无法与其他地区的特殊物种竞争。 Thus these colonizers are rare in the areas where they try to establish a foothold.

热带雨林的一种树,花洋红色。照片由Rhett A. Butler拍摄

检查问题:

  • 为什么生物多样性普遍向热带地区增长?
  • 雨林最终从哪里获得能量?
  • 为什么热带雨林中很少有相对丰富的物种?

本页的其他版本

西班牙语|法国|葡萄牙语|中国人|日本

续/下一篇:冠层结构、土壤、面积对生物多样性的影响

  • 关于稳定性的部分,尤其是竞争和进化过程的部分,深受E.O.威尔逊的影响,生命的多样性马萨诸塞州坎布里奇市:Belknap Press, 1992.