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森林地表的祕密

2025 年 10 月 14 日

森林是由不同層次組成的複雜生態系統,這些層次依其垂直分布區域而有所區別,每一層都有獨特的特徵、光照條件與棲息的生物,並共同促成森林整體的生物多樣性與生產力。它們各自扮演支持生物多樣性與生產力的獨特角色。在森林的脈絡中,「生產力」指的是樹木與植物透過光合作用,將陽光、水與養分轉換為有機物的速率,這些有機物能夠支撐整個食物網。

雖然人們很容易將高聳入雲、擁有廣闊樹冠的樹木視為森林生態中最重要的部分,但森林中最具影響力的層次之一,其實隱藏在綠葉覆蓋之下的陰影之中。

位於樹冠之下、森林地表之上的,是森林的下層植被,它是森林的中間層,由幼樹、矮樹、苔蘚以及其他在樹冠陰影中生長的植物所構成。雖然構成下層植被的這些幼樹體型較小,但它們在支撐森林生態系中的角色極為重要。下層植被為多樣的野生動物提供關鍵棲地,促進重要的養分循環與土壤健康,同時也是未來樹冠層樹木的培育場所,在森林再生與整體生態系韌性中扮演關鍵角色。

隱藏的棲地

從大型哺乳動物到微小昆蟲,各式各樣的肉食性、雜食性與草食性動物都利用下層植被的陰影環境來捕獵與躲避掠食者。

在雨林中,這一層是許多適應低光與高濕環境的哺乳動物與爬行動物的家。例如,樹蛇常會與樹上的藤蔓融為一體,以避免被捕食。靠近地面的濃密植被提供了適合蠑螈與青蛙棲息與產卵的潮濕環境。甚至像蝙蝠與鳥類這類會飛的動物,也會利用下層植被的低矮植物進行長距離飛行。

在溫帶森林中,下層植被同樣是另一群動物的棲息地。負鼠、袋狸、兔子與鹿等草食動物會以嫩葉與幼樹為食。許多鳥類與大量昆蟲也棲息於此,依賴這裡生長的植物築巢、覓食與躲避天敵。

極端氣候的韌性

隨著氣候變遷導致全球氣溫上升與極端氣候事件增加,例如野火,森林正面臨更高的威脅。

像黃石國家公園與大提頓國家公園這樣的地區,近年來經歷了多次嚴重野火。1988 年,大規模火災燒毀了黃石公園近三分之一的森林,以及鄰近大提頓國家公園與國家森林的邊緣地區。然而,這些野火並未造成永久性破壞,部分原因在於下層植被中多年生植物的多樣性與韌性。

多年生植物是指藍莓、金縷梅與山月桂等開花植物,它們年復一年重新開花。這些植物通常能夠在野火等自然災害中存活,因為即使莖與葉被燒毀,其深埋於土壤中的根部仍然完好無損。這使得下層植被能夠隨時間重新生長,協助恢復森林生態系,而大型樹木則需要更長時間才能重新長成。

守護土壤

除了在減緩野火破壞與促進森林恢復方面的角色外,下層植被的植物對於防止土壤侵蝕以及吸收溫室氣體二氧化碳也至關重要。

下層植被的葉片能減緩雨滴的衝擊,保護土壤不受水流干擾。強烈的雨滴會以足夠的力量撞擊地面,使土壤破碎、鬆動,並更容易被地表逕流帶走,造成土壤侵蝕。

此外,下層植物如匍匐杜松、長春花與大藍麥冬等的根系,不僅能穩固土壤,還能提升土壤吸水能力。這有助於在強降雨期間減少森林中的地表逕流,進一步防止土壤與養分流失。

在幾乎沒有下層植被的地區,例如人工林種植區,土壤侵蝕的速度則會顯著增加。

碳匯

下層植被透過光合作用吸收二氧化碳,即使在森林地表常見的低光環境中,也對森林作為碳匯的功能有顯著貢獻。雖然大型樹木吸收了森林中大部分的二氧化碳,但下層植被在碳封存中的作用不容忽視。下層植物的葉片、莖、根系以及枯落物,每公頃平均可儲存約 3.9 公噸的碳

此外,下層植物會調整葉片中的氮含量,以在陰影環境中最大化碳吸收。這有助於調節森林的碳動態與整體生態系生產力。

天然養分來源

構成森林下層的較小樹木、灌木與植物,已學會在高大樹木之下繁盛生長。它們是初級生產者,透過陽光與水自行製造養分,進而成為許多動物與昆蟲的食物來源。此外,下層植被平均以更快的速度將養分引入並在食物鏈中循環,因為它們的生長與更新速度比木質植物更快。

這意味著它們為鹿與兔子等草食動物提供了重要且容易取得的食物來源。例如,在北方闊葉林中,三葉草與血根草等野花會在早春時節從落葉層中冒出,此時大型樹木尚未完全長出葉子,為授粉昆蟲與小型動物提供關鍵能量來源。

小型樹木與灌木會從土壤中吸收礦物質與養分,例如鉀、鈣與氮。氮尤其重要,因為它是葉綠素的關鍵組成成分——葉綠素是植物用來吸收陽光並進行光合作用的綠色色素。植物主要透過根部吸收氮,形式為無機氮,主要是硝酸鹽與銨鹽,這些物質是在微生物分解動植物遺體時釋放到土壤中的。若缺乏足夠的氮,植物將無法正常生長或維持健康。

之後,這些養分會儲存在植物的花、根與葉中,當動物食用這些植物時,養分便轉移到牠們體內。接著,這些養分會沿著食物鏈向上移動,例如兔子(初級消費者)被大型貓科動物、狐狸與狼(次級與三級消費者)捕食。

當所有動植物最終死亡時,這些養分會回到土壤中,並由蚯蚓與真菌等分解者分解。接著,下層植被再次透過根部吸收這些養分,將其重新帶回食物鏈中。

森林的核心

雖然常被忽視,森林下層植被對於所有森林生態系的健康與生產力至關重要。

隨著氣候變遷持續改變這些生態系,保護森林的重要性前所未有。請透過捐款支持 Canopy Tree Project,協助我們保護全球森林,讓我們能夠持續與世界各地的社群合作,種植更多樹木。

標籤:森林樹木
本文作者:Nichole Radcliff
原文連結:https://www.earthday.org/secrets-of-the-forest-floor/