植物結構
森林的喬木成分全部是冬季落葉的闊葉樹種,其中少數種類具有較小的葉片(如
樺樹、
山楊等),由這類樹種組成的森林又稱為小葉林。其中也偶有大型葉片樹種(如
懸鈴木屬、
七葉樹屬),或
羽狀複葉樹種(如
白蠟樹屬、
花楸屬、核桃屬等)。冬季和夏季的季相差異很大。即在夏季,由於種類的多樣性,也呈現不同的季相。
落葉闊葉林的結構簡單,可明顯分為
喬木層、
灌木層和
草本層。喬木層主要由
櫟屬、
水青岡屬、
樺木屬、
鵝耳櫪屬、
榿木屬、
楊屬等種類組成。每年春季,喬木樹種都在樹葉未展開前爭相開花,它們多為
風媒花。林下草本層多數為
多年生的
短命植物,借春天林內較強的光照,也爭先吐蕊,構成了一個絢麗的大花園。它們在這個時期迅速地累積營養物質,迅速地發育。到了夏天,喬木長滿了葉子,林冠鬱閉,林內光照減弱,於是那些短命的草本植物便結束了自己一年一度的生活周期,而另一類
耐陰性的草本植物便相繼出現,與喬木一道進入秋季,隨著喬木落葉,草本植物也逐漸乾枯。
落葉闊葉林中喬木的種子和果實多數有翅,常在秋季成熟,借風力傳播。而林下草本植物和灌木,則靠動物傳粉並散布果實和種子。林中的
藤本植物和
附生植物都不發達。
林種分類
我國的落葉闊葉林類型很多,根據優勢種的生活習性和所要求的生境條件的特點,可分成三大類型:典型落葉闊葉林、山地楊樺林和河岸落葉闊葉林。
典型落葉闊葉林
山地楊樺林
山地楊樺林主要的是
山楊林和
樺木林。
山楊林分布很廣,它是針葉林或落葉闊葉林破壞後出現的次生植被,
群落外貌整齊,樹幹挺直,林下灌木及草本較豐富。
樺木林中分布最廣的是
白樺林。
白樺是喜光的陽性樹種,也是針葉林或落葉闊葉林破壞後出現的次生類型。群落外貌整齊,樹幹挺直,樹皮白色,形成特有的景觀。林下灌木及草本種類較多。
河岸落葉闊葉林
在熱帶、亞熱帶海拔較高的山地也有分布;並可見於草原、荒漠中水分條件適宜的地段。組成
群落的喬木全屬這一類型,林下灌木多數也是冬季落葉。
建群樹種
水青岡林和櫟林是落葉闊葉林中最主要的類型,分布於整個北半球的溫帶和暖溫帶森林區域。但不同地區有不同的
建群種。在歐洲,
水青岡林的主要建群種是歐洲水青岡(Fagus sylvatica)和塔烏里水青岡(F.taurica)等。櫟林的主要建群樹種是無梗櫟(Quercus petraea)和柔毛櫟(Q.pubecens),每一個種都可以組成
純林。但有些櫟林已被山毛櫸林所代替。在北美洲,美國東部和加拿大東部的主要建群種是美洲水青岡(Fagus americana)和
糖槭(Acer saccharum)。林內較明,可見到許多草本植物和少數
藤本植物。在
大陸性氣候影響較大的地區主要是櫟林,從大西洋沿岸到內地各州都有分布。其組成除
櫟樹屬樹種外,還有大量其他闊葉樹種,如
槭樹屬、核桃屬、
山核桃屬、
懸鈴木屬、
朴樹屬、
鐵木屬等,藤本植物也有出現。
在亞洲東部,落葉闊葉林的種類成分比歐洲和北美洲豐富得多。北部雖較貧乏, 但仍有
蒙古櫟(Quercus mongolica)、
水曲柳(Fraxinus madshurica)、
糠椴(Tilia mandschurica)、
千金榆(Carpinus cordata)、
核桃楸、
黃柏(Phellodendron amurense)等樹種。日本由於
海洋性氣候影響顯著,通常稱這種森林為涼
溫帶落葉闊葉林。最典型的是混生有
大葉櫟(Quercus crispula)的
水青岡林。有圓齒水青岡(Fagus crenata)和日本水青岡(F.japonica)等種類。林下有高而密的
赤竹屬。這些森林的組成在太平洋一側和本州
日本海一側有所差別。
中國的落葉闊葉林屬暖溫帶東部濕潤地區的
地帶性植被。在亞熱帶和熱帶山區主要分布在常綠闊葉林的上部,成為
垂直帶上的森林。林木的種類組成,由北向南逐漸增多。根據
建群種的生活習性和所要求的
生境條件,可分3類:①典型落葉闊葉林。是最主要的類型。櫟林分布最廣,其中
蒙古櫟林主要分布於東北與華北北部地區,
遼東櫟(Quercus lia-otungensis )林分布於東北南部、華北北部和西部,
麻櫟(Q.acutissima)林則多見於華北南部及其以南各地;此外還有
栓皮櫟(Q.variabilis)林、檞樹林等。另一類典型落葉闊葉林是
槭樹屬、
榆樹屬、
椴樹屬等為主的各種
混交林,其
優勢種不明顯。②山地楊樺林。是由
楊屬、
樺樹屬和
赤楊屬等所組成的森林,分布最普遍的是
山楊林和
白樺(Betula platyphylla)林。③河岸落葉闊葉林。是沿著河流兩岸形成的走廊式森林。主要分布於氣候變化顯著的溫帶地區沿河兩岸,如新疆廣泛分布的
胡楊(Populus euphratica)林和東北的
鑽天柳(Choseniamacrolepis)林等。
南半球的落葉闊葉林僅分布於
巴塔哥尼亞和火地島,北界達南緯45°。主要喬木是假
水青岡屬(Nothofagus),這種森林與北半球的山毛櫸林相似,在寒冷季節更是如此。
森林動物
落葉闊葉林中的消費者各有特色,哺乳動物有鹿、獾、
棕熊、
野豬、狐、狼、松鼠等,鳥類有野雞、鶯等,還有各種各樣的昆蟲。
分布地區
廣泛分布在溫帶地區。在
大陸性氣候影響較大的地方,落葉闊葉林過渡成針葉林。在
歐亞大陸的溫帶,西歐典型的落葉針闊林可分布到前蘇聯的歐洲部分。在北美東部,約沿北緯45°一線以南地區。南美洲分布於
巴塔哥尼亞高原。歐洲由於受墨西哥灣暖流的影響,西北可分布到北緯58°。亞洲東部分布在中國、前蘇聯東部濱海地區、堪察加、
庫頁島、朝鮮和日本北部諸島。中國的落葉闊葉林主要分布在
東北地區和
華北地區。
落葉闊葉林分布於北緯30°~50°的溫帶地區。由於冬季落葉,夏季綠葉,所以又稱“
夏綠林”。落葉闊葉林分布區的氣候特點是:
一年四季分明,夏季炎熱多雨,冬季寒冷。落葉闊葉林的喬木樹種都具有較寬的葉片,葉上通常無或少茸毛,厚薄適中。芽有包得很緊的鱗片,樹幹和枝丫也有很厚的樹皮,這些都是適應冬季寒冷環境的結構。
落葉闊葉林是我國北方溫帶地區的主要森林植被類型。組成這種
群落的喬木多數為冬季落葉的陽性闊葉樹種,林下灌木也是冬季落葉的種類,草本植物冬季地上部分枯死或以種子過冬,因此冬季整個群落處於休眠狀態。春季重新長出新葉,
群落季相變化非常明顯。
環境氣候
中國的落葉闊葉林主要分布在
東北地區的南部和華北各省,包括遼寧南部,內蒙古東南部,河北、山西的恆山至興縣一線以南,山東、陝西的黃土高原南部,
渭河平原以及秦嶺北坡,甘肅的
徽縣、
成縣地區,河南的
伏牛山及淮河以北,安徽和江蘇的
淮北平原等。
落葉闊葉林分布區的氣候具有海洋性特點,與同緯度的內陸地區比較,夏季較涼爽而冬季較溫暖。氣溫達10℃以上的時期每年至少有 4個月。最熱月平均溫度為13~23℃,最冷月平均溫度為-6℃,在蘇聯則可達-10~-12℃。年降水量大約為500~700毫米,有的地區可達1000毫米或1000毫米以上。中國落葉闊葉林的分布區地處中緯度和東亞海洋季風邊緣地區,夏季酷熱而多雨,冬季嚴寒而晴燥,分布地區四季分明,夏季炎熱,冬季寒冷。年平均氣溫一般為8~12℃,由北向南遞增。除沿海一帶外,通常是冬季比同緯度歐美的落葉闊葉林區寒冷,而夏季則較熱。最冷月平均氣溫多在0℃以下,甚至可達-3~-22℃。最熱月平均氣溫為24~28℃,年溫差大於西歐和北美。年降水量除少數山嶺外,平均在 500×1000毫米之間。雨量的季節分配不勻,冬季僅為年降水量的3~7%,而夏季可占60~70%,
華北平原夏季降水量竟達全年的3/4左右。
落葉闊葉林下發育的土壤主要是
棕壤,僅美國東南部冬季較暖和地區為紅
黃壤。在中國,除棕壤外,還包括
褐土等。
發展演替
落葉闊葉林是溫帶和暖溫帶的
頂極群落。它在沒有自然災害和人為干擾的情況下處於穩定狀態。在適宜的氣候條件下,凡排水良好地段的
植物群落經各種
演替系列,其最後階段都是落葉闊葉林。在人類出現前,地球上落葉闊葉林的面積很大;後隨著人類活動的干擾破壞而不斷縮小。典型的落葉闊葉林被破壞後,通常由小葉、喜光的楊、樺林所替代,在重複砍伐或嚴重破壞的情況下,可演變成灌叢。溫帶的針葉林被砍伐後,往往出現
山楊、樺樹林。而熱帶和亞熱帶的常綠闊葉林被破壞後也可形成不穩定的各種落葉闊葉林。如保護得好,仍能沿
進展演替方向發展,恢復成
針葉林和
常綠闊葉林。
林種價值
落葉闊葉林的許多樹木,在建築、家具、包裝、製漿造紙和人造板工業等方面有廣泛用途。
櫟木的木材堅實,多用於細木工和造船工業。
椴樹木材輕軟,在
膠合板和木器工業中套用很廣。
槭樹木材幾乎也都可用於細工木器的製作。
楊樹材質較鬆軟,但生長迅速,是造紙等工業的重要原料。落葉闊葉林還能提供豐富多樣的林副產品。果實除水果外,尚有核桃、
板栗、棗、榛等乾果。許多樹木的種實可榨油,供工業用和食用。
栓皮櫟的樹皮是軟木和軟木板的重要原料。有些樹皮中含有
單寧,可提煉
栲膠。利用
櫟樹放養
柞蠶,是中國農村的傳統副業。落葉闊葉林中還有大量
蜜源植物,可供放蜂采蜜。樹木的枝、皮、花、果和種子有的可供藥用。林內的許多
野生生物資源包括藥材、
菌類、野生動物等也具經濟價值。
利用與保護
世界闊葉林採伐量1950年為1.95億立方米,約占總工業用材採伐量的24.1%;1970年增加到3.61億立方米,所占比重上升到28.3%。適宜急劇增長的需要,大力發展速生落葉闊葉用材林,已成為當前的發展趨勢。如義大利、法國、匈牙利和
南斯拉夫等國,已把營造速生豐產的楊樹人工林作為解決木材不足問題的重要措施。在義大利,
楊樹人工林的木材已成為
膠合板和造紙工業的主要原料。可以預期,落葉闊葉林的發展以及速生落葉
用材林的營造也必將在中國發揮越來越大的作用。
落葉闊葉林區域具有悠久的開墾歷史,是世界上人口密度最大的區域。同時這一區域也是世界的經濟中心,工業發達。由於長期的開發,原始的落葉闊葉林幾乎不復存在。
森林破壞後導致的
水土流失問題在一些地區非常嚴重,保護現有的
次生林,積極發展人工林對於涵養水源和保持水土具有非常重要的意義,這一任務在我國尤為迫切。