針葉林

針葉林

針葉林(Coniferous forest),是 以針葉樹為建群種所組成的各類森林的總稱。包括常綠和落葉,耐寒、耐旱和喜溫、喜濕等類型的針葉純林和混交林。主要由雲杉、冷杉、落葉松和松樹等屬一些耐寒樹種組成。通常稱為北方針葉林,也稱泰加林。其中由落葉松組成的稱為明亮針葉林,而以雲杉、冷杉為建群樹種的稱為暗針葉林。針葉林的北界就是森林的北界。

基本信息

形態特徵

針葉林是寒溫帶的地帶性植被,是分布最靠北的森林,針葉林的北界就是森林的北界。在寒溫帶以外的地方,也生長著很多不同類型的針葉林,但是面積比起寒溫帶的針葉林要小很多了。

針葉林針葉林

落葉松喜歡陽光充足而較乾旱的環境,森林常較稀疏而陽光直達林下,冬季落葉後林下更是充滿陽光,因此落葉松林是典型的“明亮針葉林”。落葉松的根系較淺,可以在永久凍土上生長,對土壤的要求不高,是生活在最嚴酷環境中的森林。我國大興安嶺的森林就是東西伯利亞的興安落葉松林的延伸。

分布

寒溫帶的針葉林又叫泰加林,泰加林原是指西伯利亞帶有沼澤化的針葉林,現在泛指寒溫帶的針葉林。在北半球的寒溫帶地區,泰加林幾乎從大陸的東海岸一直分布到西海岸,形成壯觀的茫茫林海。歐洲-西伯利亞的泰加林是世界上最大的森林,緯度幾乎跨了半個地球。由於跨度太大,歐亞大陸的寒溫帶地區在不同地區的氣候條件等有所不同。最西部的北歐地區受海洋性氣候影響,氣候相對溫暖濕潤,年溫差較小,泰加林只分布在接近北極圈的遙遠北方,樹木主要有雲杉等較喜陰濕環境的樹種。

東西伯利亞地區有大面積的興安落葉松林,東部的東西伯利亞地區大陸性氣候明顯,冬季極端寒冷但夏季並不寒冷,年溫差極大,世界上年溫差最大的地方(達100℃,冬季低達-70℃,而夏季高達30℃)和北半球冬季最寒冷的地方都在這裡(低於-70℃,僅次於南極,比北極更寒冷)。東西伯利亞地區春秋兩季非常短暫,嚴寒的冬季很快就變成溫暖的夏季,溫度上升非常快。這種溫度在短時間內迅速增長的春季被稱為“西伯利亞式的春天”。所以落葉松以落葉的形式抵禦東西伯利亞比北極還嚴寒的冬季。

世界上其它大多數的針葉林也都屬於暗針葉林,北美洲就分布著大面積的暗針葉林。北美洲針葉林的面積僅次於歐亞大陸,從大西洋沿岸一直分布到太平洋沿岸,橫貫整個北美大陸。北美洲大西洋沿岸的針葉林與歐亞大陸的泰加林相類似,從海岸線一直延伸到西部的落基山下。

落基山以東的太平洋沿岸的針葉林面積較小,但那裡氣候比較溫暖濕潤,不是典型的寒溫帶針葉林氣候,森林沿海岸想南延伸,已經不屬於北方泰加林的範疇,而帶有亞熱帶森林的特徵,被稱為“溫帶雨林”。這是世界上最高大的針葉林,比北方泰加林高大繁茂,種類也更豐富,保存了種類最多的針葉樹種,其中有不少是古老的孑遺物種。

主要分布於寒溫帶及中、低緯度亞高山地區的常綠或落葉針葉林。又稱泰加林、北方針葉林。它分布於北緯45°—70°之間的寒溫帶地區,橫貫歐亞大陸和北美的北部,形成一條完整的針葉林地帶,即從挪威向東伸延,經瑞典、芬蘭、俄羅斯和西伯利亞,越過白令海峽到達阿拉斯加和加拿大。

在我國,它作為泰加林的南延部分僅分布於大興安嶺的北部和新疆境內的阿爾泰山山地。這些地區冬季嚴寒而漫長,夏季溫涼而短促。最冷月平均溫度為-10—-20℃,最暖月平均溫度在10℃以上,20℃以下,月平均溫度高於10℃的一般只有3—4個月。儘管這裡降水較少(300—600mm),但蒸發作用弱,淋溶強烈,營養成分貧乏。這就限制了闊葉樹的正常生長,而耐寒耐瘠的針葉樹卻得到了良好地發展。森林組成樹種較貧乏,主要是冷杉、雲杉、松和落葉松的一些種類,並顯示出地域間差異。但在每個地區經常由個別樹種形成寬度為成百上千公里的純林。基本特點為陰性、沼澤化和缺乏闊葉成分。根據群落特徵,分為明亮針葉林和陰暗針葉林兩大類。前者主要由松和落葉松組成,其中松樹林(除西伯利亞松外)大多分布在沙質土層上、沼澤化地方和一些火燒跡地,不占主要地位。

針葉林針葉林

落葉松與之相反,大面積連續地占據大陸性很強,氣溫更低的地區。林木較稀疏,較喜陽,林內較明亮;後者主要由雲杉和冷杉等較耐陰的樹種組成,圓錐形樹冠較鬱閉,林內陰暗潮濕,苔蘚層十分發達。這裡的動物種類比較貧乏,尤其在冬季,很少見到動物活動,動物中大多數有冬眠和貯存食物的習性。林中大型食草脊椎動物以麋、鹿、北美馴鹿、雪兔以及松雞、雷鳥、交嘴雀等為主。肉食動物則有紫貂、黑熊和狼等。在寒溫帶以南的山地上,在一定的海拔高度,也發育著寒溫性針葉林,組成樹種與平地種類雖異仍為同屬植物。山地排水方便,林內不及北方潮濕。針葉林生產量不及熱帶林和夏綠林,每公頃產木材3噸(南部達5噸),但乾形圓直,材質良好(最適造紙),種類單純,冬雪利於集運,所以機械採伐條件極佳,是世界最重要木材產區。加上毛皮用動物繁生,狩獵業也非常普遍。但亞高山暗針葉林不宜大面積採伐,也避免強烈土壤侵蝕和洪水為害。

樹種

華北落葉松林

分布於關帝、管涔、五台、恆山、太岳山等山地,海拔1600—2000米的陰坡、半陰坡。林下灌木稀疏,草本植物以苔草為主。

白杄、青杄林

分布於五台、關帝、管涔及桓山等,海拔1500—2300米的陰坡。白杄、雲杉除純林外,常與青杄(細葉雲杉)混生。青杄較白杄分布稍低,並伴生有白樺、山楊等。灌木種類較少,草本層不發達,蘚類植被茂盛。白杄樹是我省中山地區造林優良樹種。

合臭冷杉的華北落葉松、白杄、青杄林

為五台山特有類型,分布於海拔1800—2400米的山地陰坡、半陰坡。林內陰暗潮濕,適宜臭冷杉生長。林下灌木稀疏,草木以苔草為主蘚類植物發達。

油松林

針葉林針葉林

油松林是華北地區溫性針葉林的代表類型,分布廣泛,凡海拔800—2000米的低中山地均能良好生長。分天然次生林和人工林,多為中幼齡林。太行、太岳、呂梁、五台、恆山、中條山等區均有分布。群落外貌整齊,多為純林,間有栓皮櫟、白皮松、遼東櫟或山楊混生。油松喜陰,耐瘠薄,適應性強,生長良好,材質優良,是華北山地重要造林樹種。

白皮松、側柏林

見於太原的天龍山,呂梁山南段的蒲縣和太岳山的霍縣等地,海拔800—1300米的山地陰坡。面積不大,長勢較差,但適應性強,利於水土保持。

側柏林

多見於省內中、南部800—1300米的低山地區,群落結構成分簡單。林下灌木稀疏.草本以苔草為主。側柏喜陽耐瘠薄,作為綠化,水保,美化環境的樹種。

華山松林

華山松林是省內南部暖溫帶山地的針葉林,分布於中條山等地,海拔1400—1900米的陰坡、半陰坡、半陽坡或山脊。華山松經濟價值較高,種籽含油豐富,可供食用。

自然環境

針葉林針葉林

土壤以山地灰棕壤為主

針葉林分布地區廣的氣候、土壤條件差異大。歐亞和北美的北方針葉林區有明顯的大陸性氣候特點:冬季長而嚴寒,夏季短而濕潤;最冷月份氣溫在西伯利亞低至-52℃,北美北部可低至-70℃,日平均溫度在10℃以上的僅有30~120天;年降水量變化在300~600毫米之間。沿海地區因海洋的影響,溫度及降水量均高於內陸。在中低緯度地區,高山耐寒針葉林的氣候條件約相當於北方針葉林區,低山、丘陵、平原的針葉林的氣候條件與所在地帶氣候大體一致。

北方針葉林的土壤灰化作用明顯。雲杉、冷杉林下的土壤以山地灰棕

壤為主。在高山上部也可有山地漂灰土,以及零散的各類沼澤土和草甸土。土層內有灰化層、潛育層或冰凍層。在寒冷濕潤條件下,北方針葉林和高山針葉林的林下苔蘚層發達,積成厚層粗腐殖質,土壤呈酸性反應,肥力較低。分散在各氣候帶的低山丘陵針葉林土壤則屬於該地帶的土壤類型。

樹種組成

針葉林的樹種多,分布廣,由此造成了樹種的組成差異也很大。

北美針葉林

白雲杉、黑雲杉是橫跨大陸東西的優勢種。在西部的北方針葉林以北美雲杉、高山冷杉等為主。向南樹種增多,有花旗松、巨冷杉、北美喬柏、巨杉、北美紅杉等樹種,形成大小不等的純林或混交林。在墨西哥山地有瓜地馬拉冷杉、墨西哥白松、墨西哥柏木等。在北方針葉林的中、東部則有香脂冷杉、加拿大鐵杉、美國五針松等;向南經過阿巴拉契亞山繫到南方松林區,有鉛筆柏、矮松、剛松、濕地松等。在低濕或沼澤地方,還有落羽杉組成的小片針葉林。此外,在中美地區有加勒比松、卵松、熱帶松等。

針葉林針葉林

北方針葉林西段

主要由歐洲雲杉、歐洲冷杉、歐洲赤松、歐洲落葉松等樹種組成。在阿爾卑斯山和喀爾巴阡山,落葉松和冷杉林分布於海拔120~2300米的地帶。庇里牛斯山的針葉林則由山地松所組成。在南歐山地還有歐洲黑松。在克里木半島有克里木松。在巴爾幹半島,主要是南歐冷杉、和羅德曼冷杉。此外在非洲北部的阿特拉斯山以及亞洲小亞細亞半島、黎巴嫩、阿富□直至喜馬拉雅山有雪松組成的山地針葉林。分布在地中海周圍的針葉林,有較耐旱的阿列波松、海岸松、義大利石松、直立球松、地中海柏木以及南至非洲北部高山的阿爾及利亞冷杉等。

北方針葉林東段

主要由新疆落葉松、興安落葉松以及歐洲赤松、新疆冷杉和新疆雲杉等樹種組成。在日本,北海道的針葉林中以薩哈林冷杉、魚鱗雲杉等為主;在本州中部高山針葉林中以韋氏冷杉、本州雲杉和異葉鐵杉等為主;在本州南部和四國山地以日本冷杉、日本鐵杉等林為主。此外,組成小面積天然林或大面積人工林的針葉樹種的還有赤松、日本柳杉、日本落葉松、日本扁柏、羅漢柏等。朝鮮半島的針葉林由紅松、赤松、紅皮雲杉、和長白落葉松等組成。亞洲南部的針葉林主要分布在喜馬拉雅山南坡不同的海拔地帶,由雲杉、冷杉、落葉松、鐵杉、雪松、紫杉、柏木、圓柏等屬的樹種組成。東南亞地區也有少量針葉林分布,主要是陸均松、羅漢松、貝殼杉等喜熱樹種。

中國針葉林

在我國,針葉樹種主要包括松屬、雲杉屬、冷杉屬、杉屬、柳杉屬、水杉屬、鐵杉屬、側柏屬等的種類,它們都屬於裸子植物。這些植物具有針形、條形或鱗形的葉,而葉又有深陷的氣孔,發達的角質層,富含油脂等明顯的旱生結構,這是在進化過程中保留下來的特徵,是適應寒冷和乾旱的反應。

針葉林在中國分布廣泛,但作為地帶性的針葉林則只見於東北和西北兩隅以及西南、藏東南的亞高山針葉林,其餘的則常為次生性針葉林,如各種次生松林,更多的則是人工營造而成,如杉木林等。這些針葉林不僅植物組成豐富,而且還棲息著大量的動物種類,成為眾多特有種類的棲息地和避難所。

針葉林針葉林

A.北方針葉林和亞高山針葉林

它們分別作為高緯度水平地帶性植被和較低緯度的亞高山帶植被類型。在分布區和地理環境方面,差異很大,但都屬於亞寒帶類型,其外貌、組成、結構都十分相似。

a.落葉松林:中國的落葉松屬有10個種和2個變種,主要的建群種有落葉松(Larix gmelini)、西伯利亞落葉松(L. sibirica)、華北落葉松(L. principis-rupprechtii)、太白紅杉(L. chinensis)、四川紅杉(L. mastersiana)、大果紅杉(L. potaninii)和西藏落葉松(L. griffithii)等。

b.雲杉、冷杉林:中國的雲杉林和冷杉林大多屬山地垂直帶類型,分布廣、蓄積量最大。東北地區主要建群種為魚鱗雲杉(Picea jezoensis var. microsperma)、紅皮雲杉(P. ko-raiensis)、臭冷杉(Abies nephrolepis)、華北為白杄(Picea meyeri)、青杄(P. wilsonii)。向西至西北一帶為青海雲杉(P. crassifolia)、雪嶺雲杉(P. schrenkiana)和西伯利亞冷杉(Abies sibirica)。西南山地主要有麗江雲杉(Picea likiangens)、川西雲杉(P. likiangensis var. rubescens)、林芝雲杉(P. linkiangensis var. lintziensis)林、麥吊油杉(P. brachytyla)、油麥吊杉(P. brachytyla var. complanata)、雲杉(P. asperata)、紫果雲杉(P. purpurea)、巴山冷杉(Abies fargesii)、岷江冷杉(A. fargesii var. faxoniana)、黃果冷杉(A. ernestii)、長苞冷杉(A. georgei)、鱗皮冷杉(A. squamata)、喜馬拉雅冷杉(A. spectabilis)、蒼山冷杉(A. delavayi)、冷杉(A. fabri)、滇冷杉(A. forrestii)等等。

c.松林:主要建群種有樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、偃松(P. pumila)和西伯利亞紅松(P. sibirica)。

d.圓柏林 主要分布於西南和西部山地亞高山森林帶上部的陽坡,海拔高度在2800—4500m之間,主要建群種有方枝圓柏(Sabina saltuaria)、祁連圓柏(S. przewalskii)、垂枝香柏(S. pingii)、大果圓柏(S. tibetica)、塔枝圓柏(S. komarovii)和曲枝圓柏(S. recurva)等。

針葉林針葉林

B.暖溫帶針葉林

主要分布在華北和遼東半島,主要的建群種有油松(Pinus tabulaeformis)、赤松(P. densiflora)、側柏(Platycladus orientalis)和白皮松(Pinus bungeana)。

C.亞熱帶針葉林

類型很多,如馬尾松(Pinus massoniana)、雲南松(P. yunnanensis)、細葉雲南松(P. yunnanensis var. tenuiformis)、卡西亞松(P. kesiya)、華山松(P. armandii)、高山松(P. densata)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、柏木(Cupressus funebris)、沖天柏(乾香柏)(C. duclouxiana)、油杉(Keteleeria fortunei)、鐵堅杉(K. davidiana)、銀杉(Cathaya argyrophylla)等。

D.熱帶針葉林

樹種很少,且多零星分布,不成林,如南亞松(Pinus latteri)、海南五針松(P. fenzeri-ana)和喜馬拉雅長葉松(P. roxburghii)。

結構

北方針葉林北方針葉林

林內常伴生有毛葉青岡、黃杞、厚皮樹、野牡丹、山芝麻等,常見草本植物有黃茅、石茅草等。林冠稀疏處芒萁占優勢。針葉林因樹冠多呈錐形和塔形,林冠上層表面多呈鋸齒狀起伏。不同針葉樹樹種的耐蔭性不一,並有常綠和落葉差別,季相變化和結構特徵也因之而異。落葉松為喜光松種,耐寒耐旱,樹冠稀疏,冬季落葉,在寒冷瘠薄的氣候土壤條件下形成單層純林,林冠開朗,林內透光度大,林下僅有灌木、雜草層,是針葉林中結構最簡單的類型。雲杉、冷杉為常綠耐蔭樹種,枝葉密集、林冠濃厚,在寒冷和濕潤的氣候和肥沃土壤條件下形成純林或雲杉、冷杉混交林,林冠單層而厚,常年鬱閉,透光量小,活地被物層以苔鮮為主,灌木草類較少。由於林內空氣濕度大,松乾松枝上常附生有大量的蘚類植物和各種松蘿。一般由陽性樹種組成的針葉林林冠開闊,林中常有耐蔭樹種侵入伴生,林下灌木草本也大量存在,形成復層針葉林。但人工針葉林不論其成林樹種的特性如何,總有單層純林,結構簡單。

針葉林的樹種從北方到南方,從高海拔到低海拔逐漸增多,結構也漸趨複雜,從純林轉變為混交林,並滲雜闊葉樹而為針闊混交林,從單層林轉變為復層林,林下植物也逐漸增多,形成下木層、灌木層和草木層。在熱帶和亞熱帶地區的針葉林中還有藤本植物和各種層外植物。

發展演替

雲杉雲杉

在自然條件下,各種類型的針葉林相當穩定,具有較強的自然調節能力。在寒帶、寒溫帶和中低緯度垂直高寒地帶的嚴峻氣候條件下,雲杉、冷杉、落葉松和松屬的一些耐寒松種處於絕對優勢地位,組成針葉純林。屬於地帶性的森林頂極群落,具有強大的林內天然下種更新能力,穩定性最大。但不合理採伐和反覆燒墾會破壞生態環境,導致喜光耐旱樹種入侵,出現針葉林的逆行演替。雲杉、冷杉林受到嚴重破壞後,通常被樺、楊之類陽性闊葉樹所代替。但經過長期的前進演替,仍可恢復為雲杉、冷杉林。在針葉林與其他植被類型接壤或過渡地帶,即使沒有人為干擾,樹種更替和也普遍存在。

有些強陽性針葉樹種,如落葉松和一些松樹能在陽光充足的裸露地或採伐跡地上天然更新,起先鋒樹種作用,為耐蔭樹種入侵生長創造條件,向前進演替方向發展,形成穩定性較大的森林類型。

許多人工針葉林,如紅松、赤松、樟子杉、落葉松、馬尾松、雲南松、杉木、柳杉、水杉林以及濕地松、火炬松、池杉林等都以撫育方式消除入侵樹種,維持其組成結構,控制其發展演替,以達到木材生產的目的。在放棄經營管理的情況下,則又恢復演替運動。杉木林是中國亞熱帶低山丘陵地區面積最大的人工針葉林,是在燒墾常綠闊葉林和灌叢的基礎上人工營造而成,通過人工撫育來維持其純林結構。經過1~2次採伐撂荒後,常綠樹種就大量入侵,逐漸向地帶性的森林頂極群落──常綠闊葉林過渡。

動物群

概述

針葉林動物群(coniferous forest fauna)

針葉林地帶的動物群。分布地區包括北極苔原帶以南,溫帶落葉闊葉林以北歐亞大陸和北美的寒溫帶。針葉林帶(又稱泰加林帶)冬季悠長寒冷,夏季短促潮濕,針葉林樹種組成單調,地面復蓋很厚的苔蘚地衣,灌木和草本植物稀少,冬季積雪很深,動物生存條件不如其他森林帶。

針葉林動物種類較單純,主要由耐寒性和廣適應性種類組成,包括大部分苔原帶動物,如馴鹿、旅鼠、雪兔、北極狐、雷鳥等。其生命活動的季相變化顯著,有些動物冬季進入冬眠,如棕熊;或貯備食物過冬,如松鼠;許多鳥類和一些哺乳類則具有季節性遷移。動物種群數量變化受天氣條件和食物豐欠的影響,極不穩定,有周期性變化。針葉樹籽歉收時會引起一些動物的大批遷移。

代表性動物

哺乳類有駝鹿、馬鹿、狼獾、貂、猞猁、松鼠、花鼠。鳥類有松雞、榛雞、三趾啄木鳥、交嘴雀、松鴉、載菊等。兩棲類僅有北美的雨蛙,數量較多。爬行類十分貧乏,只有歐亞大陸的極北蝰和胎生蜥蜴為典型代表。針葉林下地面發育的腐殖質層中包含有蟎、彈尾蟲、線蟲和大量昆蟲幼蟲等土壤動物。針葉林是世界上最大的生物群落,在西伯利亞和加拿大一些地區受人類干擾不大。但伐木和對毛皮獸的狩獵,對動物群落已造成一定危害。

開發利用

針葉樹的樹幹高大通直,材質優良,纖維細長,可作建築、車輛、船舶、枕木用材,以及造紙和民用工業的原料。不少國家還對速生、優質的針葉樹進行良種選育,集約經營,作為主要用材林。中國針葉林是中國森林資源最主要的組成部分,其木材蓄積量占全國森林總蓄集量的65%。此類樹種的主要副產有松脂、冷杉膠、松子、松樹花粉、柏樹種仁等,是醫藥、化工、輕工、食品等工業的原料。針葉林中還生長有可供食用和藥用的野生植物,以及珍貴的皮毛獸紫貂等。大多數針葉樹能散發芬芳香氣,具有殺菌和淨化空氣的作用。針葉林可闢為森林公園,用作旅遊、療養場所;對涵養水源、保持水土也有重要作用。

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