[科普中国]-林冠层

林冠层是指那些紧密分隔开的树木和它们的树枝的稠密的顶层。大气降水进入森林生态系统后，首先和林冠层发生相互作用，然后以林内雨的形式到达地表，在形成林内雨过程中，林冠层不但吸附大气降水中的有关物质，而且向水中输入枝叶分泌物等，林冠层和大气降水的这种生物、物理、化学作用因林木冠层结构复杂、叶片生理活动旺盛、面积大且相互重叠而显得尤为重要，构成森林生态系统对水质的初步影响。1

作用数十亿计的冠层叶子，就像微型的太阳面板一样，通过光合作用将太阳能转变为叶片中化学能从而为森林提供能量来源。光合作用是这样一个过程，在这个过程中，植物将大气中的二氧化碳和水转变成氧气和单糖。由于冠层树木光合作用速率很高，所以这些植物的果实、种子、花以及叶子的产量都较高，而这些正好用于支撑广泛的动物多样性。除了能够吸引大量的野生动植物外，树冠层在调节区域和全球气候方面起着重要的作用，因为它是最重要的热、水汽和大气气体的交换地.除了吸收太阳能和调节气候外，树冠层保护林下叶层免受强光、干风及大雨的影响，并且保持了下面森林的潮湿气候。

因此，森林内部比起冠层顶部较高部分来说更稳定些。并且被外层保护着免受冠层极端条件(如温度的变动、太阳辐射的破坏、强风)的影响。在较低的冠层中，阳光弥漫着，好像受到了什么限制；湿气较重并且更始终如一;直接射进的阳光很少。

分层在雨林里，据估计有70-90%的生命生存在位于阴凉地面之上的树中。一般的热带雨林垂直方向上至少分为5层:森林树冠层，冠层，林下叶层，灌木层和地面表层。每层都有各自与众不同的与周围生态系统相互影响的动植物.。森林树冠层指的是冠层外沿之上20-100高的树冠。冠层是指那些紧密分隔开的树木和它们的树枝的稠密的顶层。而林下叶层指形成冠层下面断折层的分隔更为广泛的、较小的树种和幼龄植株。灌木层的特征是它只是由生长在森林地面5-20英尺的灌木和幼龄树木组成的。地面表层是由许多树木、菌类植物真和低生长植物组成的森林地面表层。这些分层并不总是有着明显的不同，它们也随着森林的不同而变化，但它们可以作为一种了解森林营养性、机械性是它由位于树冠层外沿之上的零散的超高树组成。

水文效应（1）天然林冠层对酸性降水有显著的调节作用，可使其酸性降低并趋于中性，而起关键作用的是林木的叶。

（2）林冠层对降水中NO3-有一定的净化作用。

（3）降水通过林冠层后，NH4+、K、PO43-、Na、Mg、Fe含量增加，其中K含量增加非常显著；其次，林冠层还对NH4+、Na、Ca、Mg有调节作用。林内雨中K、Na、Ca、Mg含量在林木落叶期较高。

（4）林冠层对Cd、Pb、Mn、Zn均有吸附作用，对Cd的吸附能力平均在0.8μg/L左右，其中对Pb、Zn吸附作用不但非常强，而且还有调节和稳定作用。1

研究方法一些树种有65米多高，在森林树冠层的下面，冠层横向扩展很大的距离，当从飞机上观察它们的时候，看上去从不间断的样子。然而，不管树枝有多重叠，冠层树木之间很少连锁甚至相互碰触。相反地是它们之间都分隔有几英尺的距离。这些树的树枝为什么相互不接触这仍是个谜，但人们认为主要是它们在保护自己不受食树毛虫和一些如同叶枯萎病一样的树木疾病的侵害。为了活下来，生存者冠层中的生物一定要有通过爬行、跳跃、滑行或飞行来顺利通过林间间隙的能力。

冠层以前很少为人们所了解，直到最近，科学家们发现了研究冠层的有效方法。然而即使用上现代的研究技术，冠层的许多物种、系统及关系对人们来说仍是神秘的，很多现象仍有待研究与发现早期对冠层的研究表现在方方面面，其中包括对树木的砍伐、用鸟枪射击树枝、雇佣土著爬树以及树间架绳索用于爬行。婆罗洲的一位科学家甚至训练一只猴子爬树去获取寄生植物样本.科学家们对这些采集到的成片的冠层进行了仔细的观察，试图一起解开有关冠层的谜底.这个过程是相当困难的，他们仅仅集装了一辆没有任何说明的汽车，带有一个工具箱，任意的金属薄板，还有一些坚果和螺栓，尽管这些东西可能会助他们一臂之力。

在20世纪70年代，科学家们开始运用攀山技术和绳索进入冠层进行长期的监测。这种方法比起以前的任何方法都要成功的多，但观测的范围被限制在一个小的区域。另外，绳索攀爬很危险，费用也很大并且已经仅限于用于生态旅游方面。

今天，人们已经策划出了冠层勘探的详细方法，其中的一些方法明显比其他的更实际、更成功.在1990年，一个气球组成的木排放在了位于西非和法属圭亚那的冠层的上面.科学家能从上面进入冠层并且可以坐在木排上观测. 然而这种方法费用太大并且有可能对森林有破坏作用。另一种技术，就是利用 工程吊车, 它是由位于巴拿马的史密松宁热带研究所雇用(或者见全球林冠项目).在一些雨林中，冠层走道即可作为一种研究工具又是吸引游客的一种方式，因此它越来越流行.其他一些用于冠层勘探的方法包括使用ultra-lite飞机，充气汽艇，有轨电车及遥控滑轮系统等.通常这些项目可以给他们带来来此体验走道的游客数目的增多，但使用过多，危险总是存在。

即使用上现代的研究技术， 冠层的大多数的生物机制，尤其是不同生物间的授粉作用及相互关系，仍不为所知。因此将来森林的研究最大可能仍集中在冠层的研究上。对冠层的研究是了解雨林的关键所在:作为世界上一半陆栖物种的栖息之地，雨林是地球上最具丰富多样性的生态系统.然而，当在森林闲逛时，人们并体验不到明显的生物多样性，一个简单的原因就是雨林中大部分活动性发生在冠层，就是树枝重叠离面有60-120英尺高的那一林层.在这里，大量的生态位为动植物创造了生存的机会，这些动植物中包括那些一般被认为是地表栖息的物种，比如蟹类、袋鼠甚至蚯蚓。1

本词条内容贡献者为:

胡芳碧 - 副教授 - 西南大学