香料,对于人来说十分熟悉的化学物质,具有悠久的开发,利用历史。明代周嘉胄在《香乘》一书中认为“香之为用,从上古矣”,孔子日“与善人居,如入蕙兰之室”,屈原《离骚》则有“滋芝九畹,树蕙百亩”。可见秦汉之前我国已使用和栽培香料植物。据近年的研究,我国可生产香料的植物约有800种,云南有600种,而西双版纳却有500种,香料与人类的各种用途,人们如数家珍。然而香料对于植物本身的作用而言,人们对其了解则甚少。
西双版纳的香料植物,占了这个地区种类植物的1/10,假如把含有香料、量甚微未列入这500种的其他种类加上去,其数目将更可观,热带雨林真是无处不飘香。西双版纳是我国迄今还保存有大面积热带雨林的唯一地区,那么为什么热带雨林的香料植物如此丰富?原来包括植物在内的生物,它们在生存与发展的过程中必需具备繁殖与防卫的两大功能。在热带雨林中,不仅植物种类丰富,而且动物和微生物也很多,它们相互作用、相互影响,关系十分微妙。植物中的各种香料成分都是它们的生长发育的过程中所产生的次生物质,它们是保证繁殖与实施防卫的一类重要化学武器。很多植物花具备了香味,它们就能“招蜂引蝶”,借助被引透的昆虫为它传播花粉,提高繁殖能力。植物的根、茎、叶具有各种香料成分,它们就能驱走害怕那种香味的昆虫其他动物,避免被伤害;不少香气成分能杀死或不利于某些微生物,以避免或减轻对其危害。一些植物果子在成熟时具浓郁的香味,好像在告诉鸟兽:“欢迎取食”,而动物在取食的过程中则为植物传播种子,使它们获得占据新邻地的机会。
既然热带雨林的飘香是各种植物执行防卫与繁殖两大功能的一类化学武器,那么,这对人们还有什么启示?在近代,当国际的药物学家在研究、开发新的天然药物时,他们为预言,未来的,包括抗癌药物在内的很多重要天然药物就存在于热带雨林中。这是为什么呢?热带雨林,除了具有丰富的物种外,更重要的原因是它们那极其复杂和微妙的互联关系。为了占有空间,植物必需排出已或与一些“臭味相投”者和谐相处;为了防卫和繁殖,它们必需排出异已,或受惠与其他植物。这样一来,很多植物便生产和释放包括香料在内各种化学物质。在这些化学物质中,很多便能被开发、利用成为造福人类的药物。所以,保护热带雨林,也是保护人类自已。
竞争与协调——热带雨林的“法则”:进入热带雨林,人们被热带雨林中多种多样的植物和遇到的飞禽走兽以及多姿多彩的昆虫搞得眼花缭乱,赞叹不已。这就是热带雨林丰富的物种多样性,包括了植物质、致力物和微生物的种类。在西双版纳雨林的50米X50米的范围内,植物学家调查统计过高等植物约有130种,而在同磁面积的温带森林里,也许仅有30-40种,所以热带雨林是地球上物种最丰富的结构最复杂的森林。
由于热带雨林的植物具有多种多样的生活习性,有的是乔木、有的是灌木、有的是草本,而有的则是要依靠其他植物为其生长创造支撑条件的附生、攀援植物。众多的生物为了生存与发展,就在有限邻地和空间争夺上展开了激烈的竟争,其法则就是“适者生存”。热带雨林的植物,从上到下可以被划分四至五个层次。喜欢阳光的乔木就占邻了森林的上层空间,一般高三四十米,最高的望天树如“鹤立鸡群”高举树冠,则可达七八十米;中等乔虽然也喜光,但它们一般只能长至15至30米高;而小乔木的种类,一般仅在5至于10米,具耐阴或喜阴的特性;作为灌木来说,一般仅长一至数米高,它们也是喜阴或耐阴的植物;草本植物比较低矮,高的也仅一二米,适应于林下仅百分几的光照条件。而那些攀援、附生植物,它们要么攀爬在其他乔木或灌木相,要么附生在其他植物从近地面到林冠的茎干、枝条和叶片上,它们不构成单独的层次,而被称为“层间植物”或“树冠植物”。植物对地下空间的竟争,使热带雨林分为了多个层次,它们由于习性和对森林环境条件的需求不同在各个层次的空间各得其所,均能获得生存与发展的必要光温、水湿等环境条件,这就是竟争所产生的一种协调结果。对于地下部分的根系,它们也通达对水分氧气和矿物营养的激烈竟争而形成了根系深浅和扩张范围大小的不同,也在有限的地下空间中,形成了互相协调的情况。多种多样的生物种类在热带雨林中分布,看起来似乎是杂乱无章的,实际上它们在平面上和空间上的分布都遵循着竟争与协调的法则而成为有序的状态。
热带雨林物种空间的有序格局在时间上动态的。它们会随着环境的变化而改变。所以,要保护好西双版纳我国这唯一这大面积热带雨林,除了对它保护,使其免遭进一步干拢破破外,还要改善其环境条件。
抑制与成材——热带雨林的“哲学”:热带雨林的树木,有很多高达30-40米,最高的林中巨人望天树达70-80米,而且多是径盈米,一株树的木材要求2-3辆卡车才能拉完,可谓之良材。然而,这些栋梁之材在其成长的过程中。上层的树木不受抑制就不成材,这似乎个成了热带雨林的一个“哲理”。
这些高大树木的种子一般较大,一粒种子有的重1-2克,有的重3-4克,有的重10克以上。具有较大的种子,可以让它们从高树上落下以后,能克服林中层层枝叶的阻碍而降到林下的土壤上,那里具有它们萌芽所需的阴湿环境。一般而言,大种子不利于它们远距离扩散。据调查分析,望天树在15年的期间,一株树所产生的幼苗仅向外扩散了10米,这些幼苗在林下阴湿的条件下受到了各种因素的抑制,土壤水分、矿物营养和本来就缺少的阳光等激烈竟争。虽然大种子可以为幼苗阶段提供必要营养条件,但还是有70%-80%的幼苗受不了这些抑制而夭折。而剩下的幼苗受不了这些抑制也因“饥饿”而生长不良,有的则处于虽死犹生的状态。也就是说,在2万-3万粒种子中,仅有1-2株苗能长成大树,它们受抑制最历害的时期一般是一到十龄的阶段。
假如这些高大乔木的种子传到热带雨林以外,要么难以找到萌发的条件,要么因幼苗生长缓慢而竟争不过其他生长迅速的植物。它们难以在热带雨林以外获得生存条件,总是被局限在特殊的生境之中。由此而知,受抑制是热带雨林中那些大树必需经过的一个重要阶段,在那个阶段,有众多的小苗、小树经不起抑制而折夭。不受抑制不成材,这就是热带雨林的“哲学”。
开源与节流——热带雨林的“战略”:高大浓密的热带雨林全年郁郁葱葱,它是地球上单位面积上所产生物质最多的群落。这是为什么呢?热带雨林所在的地方高温多湿,使它们的叶片在一年中的绝大多数时间都能利用光温、水湿制造养分,年产值当然高。植物的生长是需要矿物营养的,对热带雨林不了解的总认为热带雨林的土壤是肥沃的。其实,热带雨林的土壤是比较贫瘠的。以上土壤表层的有机质含量而言,温带和高温山地森林,土壤有机质可达40%-50%,亚热带森林可达15%-20%,但西双版纳热带雨森仅有3%-4%能以如此贫瘠的土壤肥力而创造最高的生产力,这就是热带雨林的奇迹,它们的主要“战略”就是开源与节流不积压。
空间开拓是热带雨林开源的主要对策。地球上其他森林开拓的空间,一般不外乎一二十米;而在热带森林一般都有三四十米;其他森林的空间不外乎二三层,而热带雨林则有五六层。拓开了空间,就可以容纳更多的生物,经达生物的演化和自然选择,它们组成了多种类、多层次的生物社会,这样,生长各个层次空间里的生物,就可以各取所需,充分利用所拥有的光温、水温条件。热带雨林各层的生物对林冠的百分之百的光照在林下百分之几的光照,都能各得其所,合理地利用光能,不让其浪费;热带雨林的多层结构,可以缓冲热带暴雨对土壤的冲击力,有利于雨水渗透土壤,不断提供植物生长所需,而不至于都在地面流动而造成土壤流失。这些就是植物的节流对策。
热带雨林的有机质主要贮存在所开拓的空间的活植物体中,而不是在土壤里。各种植物在一年中均有生长、开花结果和落叶的。据测定,西双版纳热带雨林每年每公顷向土壤回归了大约18000千克的凋落物,偶然也有枯死或倒下的大树。它们在高温、高湿的条件下和在众多昆虫、微生物的帮助下,在三四个月内便快速分解,能不断提供植物生长的所需。所以,热带雨林通过有机质的不断补充、快速分解(少积压)和植物的不断吸收(少流失)的迅速周转,创造了很高的生产力,维持了一个充满生机的郁郁葱葱的生物社会。 |