森林里的植物族群
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- 发布时间:2015-02-07 15:47
森林,是很多人一提到“大自然”首先想起的地方。置身森林之中,清新的空气、幽静的氛围、怒放的花朵都让人心旷神怡。森林这个看似宁静的家园,是由不同地方、在不同时间迁徙而来的植物居民们组成,它们就像不同的族群,一起建造了地球上最繁茂兴旺的植被。
乔木——森林里的“高层”族
坐落在华北平原上的北京,是一座离森林不远的城市。北京的西边和北边不远处就是起伏的群山,它们大部分都被连绵的森林所覆盖。森林里最高大、最威风的植物是乔木。它们大致分成三个“种族”,各自占据着不同的海拔和坡向,还在很多地方混居。这三个种族就是裸子植物、温带族被子植物和热带族被子植物。
裸子植物——曾经的森林霸主
在低海拔山区的阳坡,常常可以见到两种针叶乔木——油松和侧柏。它们都属于裸子植物。裸子植物是最古老的种子植物,在3亿年前的晚石炭世就已经出现了,在恐龙漫步的中生代更是兴盛一时。因为它们不形成果实,种子外面没有果皮包被,所以叫“裸子植物”。不过,虽然没有果皮,很多裸子植物的种子外面仍然有其他结构把它紧紧包裹起来,起到保护的作用。侧柏就是这样,种子在未成熟时一直被名叫种鳞的结构包裹,直到种子成熟时种鳞才裂开。这样说来,“裸子植物”这个名字多少有点名不副实。
在被子植物出现之前,裸子植物是森林中的霸主。但是在被子植物于大约1.9亿年前的侏罗纪出现之后,裸子植物因为竞争不过这类种子由果皮包被的新兴植物,就逐渐衰退了。不过,在和被子植物长期的较量中,还是有1000多种裸子植物努力存活到了今天,守住了自己的地盘。
油松和侧柏之所以能够在低山阳坡成林,靠的就是它们喜阳耐旱的本事。事实上,也正是因为具有这样的本事,它们才能够被人们请进城里的公园,成为重要的绿化树种,留下了不少古树名木。侧柏还成了北京的两种市树之一(另一种是槐树)。这也难怪——比起野外环境来,城市简直不是大树待的地方,也只有坚忍的树种能够存活下来了!
还有一些裸子植物比如落叶松、冷杉、云杉,在最近几百万年间一次次冰期的考验下养成了极度耐寒的本领。乔木被子植物知道自己没有这样的本领,也就知趣地让出了中海拔山区(特别是阴坡)地带,于是这里形成了由落叶松组成的较为透光的“亮针叶林”,以及由冷杉、云杉组成的阴暗茂密的“暗针叶林”。有趣的是,每当冰期到来、全球气温变低的时候,针叶林树种就一步步向山脚迈进,在冰期最盛的时候,甚至连平原上都长满了针叶林,那景观就和今天的西伯利亚大森林一模一样。到了冰期结束、暖期到来的时候,针叶林树种又一步步向高海拔处退却,把低海拔地区让给乔木被子植物。
松树都是耐寒的吗?
在中国文化中,松树象征着傲立霜雪的高洁品格。然而,在真正的松树(松科松属植物)里面,虽然的确有红松、樟子松这样极为耐寒的种类,也有马尾松、海南五针松这样生活在亚热带和热带地区、不耐寒的种类。把它们引种到华北地区,一样会冻死的。
裸子植物的分类
裸子植物可以分成4大类——苏铁类、银杏类、松柏类和买麻藤类,其中苏铁类和买麻藤类是热带植物,松柏类在温带地区获得了大发展,银杏类今天则仅剩银杏1种,是残存在中国亚热带山区的“活化石”。
被子植物——后起之秀的王者
北京山区的乔木被子植物,大致又可以分成两族——我们不妨管它们叫“温带族”和“热带族”好了。
温带族树种
温带族的树在春天长叶子较早,在秋天叶子凋落较晚,所以一年里面有叶子的时间比较长。不过,它们更大的特点是先开花后长叶,当树枝间还光秃秃时,花就率先开放了。它们的花没有花瓣和萼片,看上去实在不像花。很多树种的花还聚合成长条状,在植物学上叫“柔荑花序”,虽然名字美,观感却不怎么样,有的像毛毛虫一样难看。
不过,植物开花的目的不是为了给人美感,而是为了传粉,繁殖后代。温带族树种的花是靠风传粉的。过大的花瓣和萼片会妨碍花粉的传播,所以就退化掉了。而它们之所以要在长叶子之前开花,是不让叶子挡住风的流动。
这种繁殖策略,无疑是对温带环境的适应结果。因为温带地区四季分明,寒冷的冬天首先迫使树木必须形成落叶的习惯。在这个基础上,树木们慢慢又学会了把花期挪到长叶子之前、靠风传粉的省力方法。对于北京来说,这些温带族树种是仅次于裸子植物的第二古老的乔木“原住民”。
属于温带族的树种有栎树、杨树、柳树、桦树等,从低海拔到中海拔都有分布。起先植物学家以为它们彼此有很近的亲缘关系,现在才知道它们的关系非常远,柔荑花序和先叶开花习性是各自独立演化、形态趋同的结果。
热带族树种
热带族的树种就不太一样了。它们长叶子比较晚,有的要到夏初才长出来,秋天叶子凋落得也比较早。在开花时间上,热带族树种也和温带族树种不同,不是在初春开花,而是在晚春到夏天开花,那个时候它们的叶子已经长出来了。在浓密的叶幕中,怎么才能顺顺利利地完成传粉呢?最好的办法就是让昆虫来帮忙。为了吸引昆虫,热带族树种的花一般都有艳丽的花瓣,能分泌供昆虫食用的蜜汁。
热带族树种大多分布在低海拔的山区,比如元宝槭、栾、槐树、臭椿、小叶梣都是这样,它们常常混杂生长,构成“杂木林”。这些杂木林到了秋季,有的树叶变成黄色,有的变成红色,有的因为落叶较迟暂时还是绿色,多种色块交织在一起,煞是好看。当然,也有少数树种,比如椴树,能够深入较高海拔的森林中。
顾名思义,热带族树种的老家在热带地区。比如臭椿属于苦木科,这个科的树种几乎都分布在热带,就只有臭椿等寥寥数种能够在温带地区生长。它们是最后一批来到温带的树种,虽然初步适应了温带的气候,学会了落叶的习性,但还没有学会让花朵先叶开放、靠风力传粉。我们可以设想,随着时间的推移,这些热带族树种最终也可能会养成温带族树种那样的习性。比如槭树虽然大部分种类是虫媒传粉,但也已经有一部分演化为风媒传粉了。
什么叫“披荆斩棘”
北京地区的低山阳坡森林如果被破坏,就很容易变成长满荆条和酸枣(棘)的稠密灌丛。在这样的灌丛中穿行极为艰难,所以才有“披荆斩棘”这样的成语,用来比喻克服前进途中的重重困难。这两种灌木的老家也都在热带,它们在夏天开花,分泌大量蜜汁吸引昆虫传粉,荆条蜜和酸枣蜜因此都是市场上常见的蜂蜜品种。
森林里的“矮人”族——灌木和草本
在温带森林里,乔木下面还有灌木层、草本层。
迎红杜鹃是北京地区仅有的两种野生杜鹃之一,它喜欢生长在中海拔的阴暗林下,开花的时候,红光充满林间,整个森林仿佛都燃烧起来。全世界的杜鹃花一共有900多种,它们大都生长在冷凉湿润的高山地区,常常和针叶乔木相依相伴。杜鹃花的老家来自北极地区。后来全球气温下降,杜鹃花也就沿着亚洲东部的高山线(最重要的就是分开中国地形第一级和第二级阶梯的山系)一路南下。北京山区就是这迁徙路上的一站,迎红杜鹃就是当年的迁徙者留下来定居的后代。杜鹃花迁徙到中国西南的横断山区之后,很喜欢这里的环境,于是大为繁衍,分化出500多种。其中又有一支沿着东南亚的山脉继续南下,最后定居在马来群岛的高山上,分化出300多种。
高乌头则是秋天开花的“阴毒美人”——它的花很美丽,全株却有剧毒,误食会出人命。和杜鹃花一样,乌头也是起源于北极附近的高山族植物,后来才逐渐南下,占领了亚洲、欧洲和美洲的高山地区。
喜欢在高山林缘和草甸上生长的胭脂花则不同了,它的祖先并不是来自北极,而是从南方迁徙过来的,迁徙路线和杜鹃花、乌头恰好相反。胭脂花是报春花的一种,报春花在横断山区也有繁多的种类,和杜鹃花、龙胆并称“三大高山花卉”。只不过,对于杜鹃花来说是“第二故乡”的横断山区,却很可能是报春花的老家。
入侵族——外来植物
森林里的植物,虽然祖上由来不同,但大都在长期的共居过程中养成了和谐相处之道。然而,在人类活动的干扰之下,森林里却突然多了一群来者不善的“陌生人”——入侵种。
圆叶牵牛就是一种气势汹汹的入侵植物,它的老家本来在热带美洲,在“地理大发现”之后被西方人引入中国,就这样成了入侵种。圆叶牵牛喜欢缠绕在低山区的树木之上,在夏天绽放它那大而艳丽的花朵。它的叶片会遮挡原本照在树上的阳光,阻碍树木进行光合作用,对于生长缓慢的侧柏来说,这真是巨大的灾难。
在北京的森林地区,凡是被开辟出来的供人或车通行的土路,上面往往会长出车前草来。其实,“车前草”这个名字就生动描述了它喜欢长在车辙里的习性。因为它总是在有人类活动痕迹的地方出现,所以在生态学上叫作“伴人植物”。原产热带美洲的反枝苋,传入中国之后也成了伴人植物,在森林里也常常能够遇到。
在南方森林里,入侵种就更多了,紫茎泽兰就是最臭名昭著的例子。中国学者研究发现,入侵到西南地区的紫茎泽兰因为没有天敌,能够大胆地把原先用于抵御天敌的一部分养分也都用来开枝散叶,所以生长速度极快,简直可以说是无法无天。
对于这些入侵植物,森林里的老居民也不是没有防御之道。其实,只要是尚未遭到严重破坏的、生态系统比较完整的森林,外来植物都不易入侵,比如圆叶牵牛就怎么也挤不进健康的森林里边去。说到底,保护森林,就是保护千万年来陆续迁居此地的植物居民们和谐的邻里关系,就像是保护我们人类社会来之不易的稳定与和平一样。
撰文/刘夙
