针叶林
针叶林是以针叶树为建群种所组成的各类森林的总称。包括常绿和落叶,耐寒、耐旱和喜温、喜湿等类型的针叶纯林和混交林。主要由云杉、冷杉、落叶松和松树等属一些耐寒树种组成。通常称为北方针叶林,也称泰加林。其中由落叶松组成的称为明亮针叶林,而以云杉、冷杉为建群树种的称为暗针叶林。
1、形态特征
针叶林
落叶松喜欢阳光充足而较干旱的环境,森林常较稀疏而阳光直达林下,冬季落叶后林下更是充满阳光,因此落叶松林是典型的“明亮针叶林”。落叶松的根系较浅,可以在永久冻土上生长,对土壤的要求不高,是生活在最严酷环境中的森林。我国大兴安岭的森林就是东西伯利亚的兴安落叶松林的延伸。
2、分布情况
针叶林
东西伯利亚地区有大面积的兴安落叶松林,东部的东西伯利亚地区大陆性气候明显,冬季极端寒冷但夏季并不寒冷,年温差极大,世界上年温差最大的地方(达100°C,冬季低达-70°C而夏季高达30°C)和北半球冬季最寒冷的地方都在这里(低于-70°C,仅次于南极,比北极更寒冷)。东西伯利亚地区春秋两季非常短暂,严寒的冬季很快就变成温暖的夏季,温度上升非常快。这种温度在短时间内迅速增长的春季被称为“西伯利亚式的春天”。所以落叶松以落叶的形式抵御东西伯利亚比北极还严寒的冬季。
世界上其它大多数的针叶林也都属于暗针叶林,北美洲就分布着大面积的暗针叶林。北美洲针叶林的面积仅次于欧亚大陆,从大西洋沿岸一直分布到太平洋沿岸,横贯整个北美大陆。北美洲大西洋沿岸的针叶林与欧亚大陆的泰加林相类似,从海岸线一直延伸到西部的落基山下。
落基山以东的太平洋沿岸的针叶林面积较小,但那里气候比较温暖湿润,不是典型的寒温带针叶林气候,森林沿海岸想南延伸,已经不属于北方泰加林的范畴,而带有亚热带森林的特征,被称为“温带雨林”。这是世界上最高大的针叶林,比北方泰加林高大繁茂,种类也更丰富,保存了种类最多的针叶树种,其中有不少是古老的孑遗物种。
主要分布于寒温带及中、低纬度亚高山地区的常绿或落叶针叶林。又称泰加林、北方针叶林。它分布于北纬45°—70°之间的寒温带地区,横贯欧亚大陆和北美的北部,形成一条完整的针叶林地带,即从挪威向东伸延,经瑞典、芬兰、俄罗斯和西伯利亚,越过白令海峡到达阿拉斯加和加拿大。
在我国,它作为泰加林的南延部分仅分布于大兴安岭的北部和*境内的阿尔泰山山地。这些地区冬季严寒而漫长,夏季温凉而短促。最冷月平均温度为-10—-20℃,最暖月平均温度在10℃以上,20℃以下,月平均温度高于10℃的一般只有3—4个月。尽管这里降水较少(300—600mm),但蒸发作用弱,淋溶强烈,营养成分贫乏。这就限制了阔叶树的正常生长,而耐寒耐瘠的针叶树却得到了良好地发展。森林组成树种较贫乏,主要是冷杉、云杉、松和落叶松的一些种类,并显示出地域间差异。但在每个地区经常由个别树种形成宽度为成百上千公里的纯林。基本特点为阴性、沼泽化和缺乏阔叶成分。根据群落特征,分为明亮针叶林和阴暗针叶林两大类。前者主要由松和落叶松组成,其中松树林(除西伯利亚松外)大多分布在沙质土层上、沼泽化地方和一些火烧迹地,不占主要地位。
落叶松与之相反,大面积连续地占据大陆性很强,气温更低的地区。林木较稀疏,较喜阳,林内较明亮;后者主要由云杉和冷杉等较耐阴的树种组成,圆锥形树冠较郁闭,林内阴暗潮湿,苔藓层十分发达。这里的动物种类比较贫乏,尤其在冬季,很少见到动物活动,动物中大多数有冬眠和贮存食物的习性。林中大型食草脊椎动物以麋、鹿、北美驯鹿、雪兔以及松鸡、雷鸟、交嘴雀等为主。肉食动物则有紫貂、黑熊和狼等。在寒温带以南的山地上,在一定的海拔高度,也发育着寒温性针叶林,组成树种与平地种类虽异仍为同属植物。山地排水方便,林内不及北方潮湿。针叶林生产量不及热带林和夏绿林,每公顷产木材3吨(南部达5吨),但干形圆直,材质良好(最适造纸),种类单纯,冬雪利于集运,所以机械采伐条件极佳,是世界最重要木材产区。加上毛皮用动物繁生,狩猎业也非常普遍。但亚高山暗针叶林不宜大面积采伐,也避免强烈土壤侵蚀和洪水为害。
3、土壤环境
土壤以山地灰棕壤为主
针叶林分布地区广的气候、土壤条件差异大。欧亚和北美的北方针叶林区有明显的大陆性气候特点:冬季长而严寒,夏季短而湿润;最冷月份气温在西伯利亚低至-52℃,北美北部可低至-70℃,日平均温度在10℃以上的仅有30~120天;年降水量变化在300~600毫米之间。沿海地区因海洋的影响,温度及降水量均高于内陆。在中低纬度地区,高山耐寒针叶林的气候条件约相当于北方针叶林区,低山、丘陵、平原的针叶林的气候条件与所在地带气候大体一致。
北方针叶林的土壤灰化作用明显。云杉、冷杉林下的土壤以山地灰棕壤为主。在高山上部也可有山地漂灰土,以及零散的各类沼泽土和草甸土。土层内有灰化层、潜育层或冰冻层。在寒冷湿润条件下,北方针叶林和高山针叶林的林下苔藓层发达,积成厚层粗腐殖质,土壤呈酸性反应,肥力较低。分散在各气候带的低山丘陵针叶林土壤则属于该地带的土壤类型。
4、主要树种
华北落叶松林
云杉
白杄、青杄林
分布于五台、关帝、管涔及桓山等,海拔1500—2300米的阴坡。白杄、云杉除纯林外,常与青杄(细叶云杉)混生。青杄较白杄分布稍低,并伴生有白桦、山杨等。灌木种类较少,草本层不发达,藓类植被茂盛。白杄树是我省中山地区造林优良树种。
合臭冷杉的华北落叶松、白杄、青杄林
为五台山特有类型,分布于海拔1,800—2,400米的山地阴坡、半阴坡。林内阴暗潮湿,适宜臭冷杉生长。林下灌木稀疏,草木以苔草为主藓类植物发达。
油松林
油松林是华北地区温性针叶林的代表类型,分布广泛,凡海拔800—2,000米的低中山地均能良好生长。分天然次生林和人工林,多为中幼龄林。太行、太岳、吕梁、五台、恒山、中条山等区均有分布。群落外貌整齐,多为纯林,间有栓皮栎、白皮松、辽东栎或山杨混生。油松喜阴,耐瘠薄,适应性强,生长良好,材质优良,是华北山地重要造林树种。
白皮松、侧柏林
见于太原的天龙山,吕梁山南段的蒲县和太岳山的霍县等地,海拔800——1300米的山地阴坡。面积不大,长势较差,但适应性强,利于水土保持。
侧柏林
多见于省内中、南部800—l300米的低山地区,群落结构成分简单。林下灌木稀疏.草本以苔草为主。侧柏喜阳耐瘠薄,作为绿化,水保,美化环境的树种。
华山松林
华山松林是省内南部暖温带山地的针叶林,分布于中条山等地,海拔l400—l900米的阴坡、半阴坡、半阳坡或山脊。华山松经济价值较高,种籽含油丰富,可供食用。
5、主要动物
概述
针叶林动物群(coniferousforestfauna)
针叶林地带的动物群。分布地区包括北极苔原带以南,温带落叶阔叶林以北欧亚大陆和北美的寒温带。针叶林带(又称泰加林带)冬季悠长寒冷,夏季短促潮湿,针叶林树种组成单调,地面覆盖很厚的苔藓地衣,灌木和草本植物稀少,冬季积雪很深,动物生存条件不如其他森林带。
针叶林动物种类较单纯,主要由耐寒性和广适应性种类组成,包括大部分苔原带动物,如驯鹿、旅鼠、雪兔、北极狐、雷鸟等。其生命活动的季相变化显著,有些动物冬季进入冬眠,如棕熊;或贮备食物过冬,如松鼠;许多鸟类和一些哺乳类则具有季节性迁移。动物种群数量变化受天气条件和食物丰欠的影响,极不稳定,有周期性变化。针叶树籽歉收时会引起一些动物的大批迁移。
代表性动物
哺乳类有驼鹿、马鹿、狼獾、貂、猞猁、松鼠、花鼠。鸟类有松鸡、榛鸡、三趾啄木鸟、交嘴雀、松鸦、载菊等。两栖类仅有北美的雨蛙,数量较多。爬行类十分贫乏,只有欧亚大陆的极北蝰和胎生蜥蜴为典型代表。针叶林下地面发育的腐殖质层中包含有螨、弹尾虫、线虫和大量昆虫幼虫等土壤动物。针叶林是世界上最大的生物群落,在西伯利亚和加拿大一些地区受人类干扰不大。但伐木和对毛皮兽的狩猎,对动物群落已造成一定危害。
6、发展演替
在自然条件下,各种类型的针叶林相当稳定,具有较强的自然调节能力。在寒带、寒温带和中低纬度垂直高寒地带的严峻气候条件下,云杉、冷杉、落叶松和松属的一些耐寒松种处于绝对优势地位,组成针叶纯林。属于地带性的森林顶极群落,具有强大的林内天然下种更新能力,稳定性最大。但不合理采伐和反复烧垦会破坏生态环境,导致喜光耐旱树种入侵,出现针叶林的逆行演替。云杉、冷杉林受到严重破坏后,通常被桦、杨之类阳性阔叶树所代替。但经过长期的前进演替,仍可恢复为云杉、冷杉林。在针叶林与其他植被类型接壤或过渡地带,即使没有人为干扰,树种更替和也普遍存在。
有些强阳性针叶树种,如落叶松和一些松树能在阳光充足的裸露地或采伐迹地上天然更新,起先锋树种作用,为耐荫树种入侵生长创造条件,向前进演替方向发展,形成稳定性较大的森林类型。
许多人工针叶林,如红松、赤松、樟子杉、落叶松、马尾松、云南松、杉木、柳杉、水杉林以及湿地松、火炬松、池杉林等都以抚育方式消除入侵树种,维持其组成结构,控制其发展演替,以达到木材生产的目的。在放弃经营管理的情况下,则又恢复演替运动。杉木林是中国亚热带低山丘陵地区面积最大的人工针叶林,是在烧垦常绿阔叶林和灌丛的基础上人工营造而成,通过人工抚育来维持其纯林结构。经过1~2次采伐撂荒后,常绿树种就大量入侵,逐渐向地带性的森林顶极群落──常绿阔叶林过渡。