2024年2月4日,自然笔记邀请楚楚做“热带云雾林探奇”线上茶聊,并邀请此情、周玮和年高三位老师作为嘉宾对谈聊天,交流氛围很好,大家觉得意犹未尽,现应网友要求,分享本次讲座视频。兰梅根据视频对文字进行了整理,楚楚进行了全文修订。新春来临之际,祝自然笔记的广大朋友新年里,日新又新,博物快乐,永葆好奇心!
一、题目的由来
我刚进组的时候,老板说想要做折页来宣传我们组的工作,当时组里就老板一个老师,带的学生有两个博士和五个硕士,是一个很小的课题组,不过已经有了一些研究成果。我们想了很久想到这个名字,我觉得还挺满意的——行走在山峰与云雾间。
我们组现在已经是很大的课题组了,老师和在读的学生都很多,今年开年会,每个人讲十分钟,花了两天才讲完。现在我们课题组的研究方向也拓展了,由此可见做热带森林的研究路可以走得很宽。
那今天晚上我就从这几个方面跟大家一起分享。首先给大家介绍一下热带云雾林的情况,介绍热带云雾林的定义是什么,主要讲我做实验过程中一些有趣的事情;然后是山中的见闻;还有嘉宾特别提到他想了解一下这里的衣食住行;最后,大家也不只是嘉宾,可以再聊一聊感兴趣的话题。
二、热带云雾林简介与附生植物
1. 海南热带雨林的分类
首先我所在的地方——海南岛——是热带地区,它虽然在热带北缘,但是它是我国唯一被全热带覆盖的岛屿。热带雨林的定义和分类其实是根据植被类型来的。海南最高的海拔是1600多米,从低海拔到高海拔,随着水热条件的逐渐变化,这些植物依次产生了不同的特征,像海拔700米以下有低地雨林;700米到1100米是山地雨林,低地雨林和山地雨林比较符合我们传统对于热带雨林的理解;1200米以上是热带云雾林。热带云雾林和我们所想象的热带雨林还是有一些区别。大家可以从这几张图片大概感受到:低地雨林的植物很高大、浓密;热带云雾林的植物植株没有那么高,平均树高不超过5米,附生植物很丰富;在低海拔的地区热带季雨林还有一种因为水的情况,会出现的季节性的落叶,春季落叶。
观众提问:海南的雨林和亚马逊的雨林有啥区别?
答:海南的雨林和亚马逊的雨林有比较典型的不同,大家看纪录片会发现南美那边雨林的植物开花是“花大色艳”,但是像亚洲(东南亚)的热带雨林其实没有特别多能开出鲜艳花的植物。后面会讲到的附生植物也是有区别的。
2. 热带雨林典型特征
热带雨林有哪些特征?常规的一些能够随口说出来的特征,比方说板根现象、绞杀现象、独木成林现象等。像绞杀和独木成林都是榕属植物为代表的所具有的一种特征。再就是老茎开花,大家可以看到菠萝蜜是这样的。还有空中花园、滴水叶尖和巨叶这类叶片比较大的植物,都是热带雨林的特征(左至右)。我研究的附生植物其实是属于空中花园这一特征,也就是这种大量的非乔木的层间植物。
刚才提到了热带云雾林,它在学术上的定义是指频繁被云雾覆盖的高海拔的潮湿森林,在热带美洲、热带非洲、热带亚洲都有分布。可以看到,我们样地周边的植被情况:壳斗科的植物占主导的。刚才讲到了热带云雾林的环境特征比较独特,海拔在1200米以上,常年湿度很高,我们放了温湿度仪来做温湿度的记录,发现这里年均湿度超过88%,一年中湿度达到100%的天气接近300天,云雾天气频繁,超过300天,山风很强劲。所以云雾林里的植物很瘦小,弯弯曲曲。林龄可能很长,但是树都长不大。经过观察,我发现树木长不大的原因有几个:可能这里环境相对来说比较贫瘠,养分胁迫会大一些;另外云雾林的大树但凡长大了以后总是容易被雷劈的。我读博士做实验六年半的过程中,已经目睹了好几棵大树被雷劈倒了;或者是来台风的时候树也会被吹倒,另外就是紫外线辐射强。在这样综合的环境条件下,热带云雾林的特征和其他海拔的林型有很大区别。
3. 热带云雾林中的附生植物
因为湿度比较大,热带云雾林的附生植物生长最大的环境因素就是湿度。这里有很丰富的附生植物,包括地衣、苔藓、蕨类植物和种子植物。我的主要研究对象是维管植物,也就是蕨类和种子植物。但附生植物不会是导致树木弯曲的因素。
附生植物依托于宿主支撑,但从空气中获取养分和水分,也是许多森林的重要的组成部分。全世界的维管植物里面,附生植物有3万多种,占全世界维管植物种类的10%,而在热带地区比例可以达到25%。1/4的热带植物其实都是营附生生活的,占比很大。
在这种物质循环和能量流动中,附生植物也起到了很重要的作用,比方说可以对森林的水分和养分循环起到重要的作用,它生长在林冠,也是很多林冠小动物和微生物的栖息地和主要食物来源。关于这一方面的研究,南美的报道更多一些,那里主导的附生植物是凤梨科的。我们见过很多观赏凤梨(菠萝)的样子,它们会形成像水塔一样的承水器结构,这种结构在降雨的过程中,会收集雨水,就能够很好地为一些像蛙类等小动物提供它们的繁殖场所,这是很有意思的。很多附生植物也可以给林冠的动物提供食物的来源。另外,附生植物暴露在空气当中,所以对环境很敏感,特别是一些苔藓,它们可以作为很重要的环境指示物种。
三、热带云雾林中的实验
1. 难题一:如何识别附生植物
我的研究场地选在了海南热带雨林国家公园中的霸王岭片区。我们在霸王岭总共调查到了60多种附生维管的植物,其中自然优势种是蕨类植物和兰科植物。下面一些图片的展示是圆顶假瘤蕨、石仙桃、华石斛、流苏贝母兰以及藓叶卷瓣兰(左至右)。这些物种都在我们样地里比较常见。
我实验最初遇到的最大的难题是如何去识别这些物种,我虽然是做生态的,但是优势并不在“认种”。刚做这个方向的时候,课题组也还没有前人,我相当于是自己白手起家,在黑暗中摸索。调查方法是什么样的,调查的物种有哪些,我们都不知道。我们有合作的护林员,他们是本地的土专家,会带着我们上山。头两次上山是护林员带着我们上去的,那位大叔叫王进强,我们都叫他强哥,是比较有名的护林员。当我们遇到植物时问他时,他会教我们并回答这是什么。刚开始上山的时候,最大的问题还不是认不出来这些植物,而是我根本就看不到它们在哪里!因为整个林子长得很密,附生植物都长得很小,可能一片叶子的长度都不超过1厘米,经常都是强哥指出来说这是什么,我们要找半天在哪里。
就这样就克服了第一问题以后,第二个问题就是自己如何去辨别这些植物。经过头两天上山大概了解以后,我发现肉眼可见确实是蕨类植物和兰科植物占主导。那怎么样去把这些种给分出来,我发现有一个很好的途径。因为兰科植物都是有假鳞茎的,就比方说我们现在看图中石仙桃,它之所以叫石仙桃,就是因为它的假鳞茎圆溜溜的、大大的,像长在石头上的一颗仙桃一样,它是一个假鳞茎上面长了两片叶子,这是特征。像藓叶卷瓣兰,这里可能看不到,是一个小小的假鳞茎上面带一片叶子。我当时画了一张很大的表,晚上回去了以后就查植物图鉴:一个假鳞茎带一片叶子的有哪些,对应的植物比方说羊耳蒜的特征又是什么,叶片是纸质的,叶脉很明显的叶片相对宽大的是镰翅羊耳蒜;一个假鳞茎带一片叶子,叶片是革质的、很小的、叶脉不明显的,那可能是藓叶卷瓣兰;一个假鳞茎带两片叶子的又分别是什么。还有包括假鳞茎和假鳞茎之间的距离,就把这些特征全部都汇总起来,白天在山上看,晚上回来翻图鉴,自己系统地认识了一遍,才终于把这些种给认了下来。
兰科植物是看它的(假鳞茎)特征,蕨类植物辨识的关键是看孢子生长的情况,比方说有一些蕨类植物的整个背面都是孢子囊群的,像琼崖石尾的背面整个都是金黄色的,这就是其中一个特征;有一些是孢子囊群是像双排扣一样均匀地对称地排布在其主脉两侧,像骨牌蕨;还有一些像书带蕨的孢子是在叶的背面的叶缘处呈长条状排列。总结这些规律,就觉得认种还是蛮有意思的。强哥教我们认种大概教了二三十种,后面我们都是用这种方法一点一点查出来的。
当然,除了蕨类和兰科植物,还有一些种子植物,其他的种子植物,比方说会也有一些苣苔科的,但是没有那么优势种。
2. 难题二:如何调查附生植物
解决了这两个问题,我们做生态面临的问题就是要进行森林调查,附生植物跟乔木也是一样的,要对它用科学的方法去进行调查,一般就是用样方的调查方法,这个图是说我们怎么样去设置调查样方的。在热带森林,我们至少要设20米×20米的样方进行调查,对里面的每一棵宿主进行调查,设了21个20米×20米的样方,总共调查下来宿主有667株,再在宿主上面设了小样方去调查。这也是我当时遇到了遇到的第二个比较大的难点,即其实目前是没有调查的规范,我只能通过查文献和在实际的实验当中去摸索以什么样的方式去调查。
刚才讲到云雾林的优势物种有兰科植物和蕨类植物,这些植物长在树上,我们用什么样的方式去描述它的生长情况,就是我在设计调查方法的时候要考虑的问题。现在我们总共有21个样地,调查会首先记录是在哪个样地,样地对应的宿主。好在我们在云雾林除了做附生植物,前期有乔木调查的基础。样地里的每一棵树都是做过调查挂了牌的,每一棵树有一个唯一吊牌,我们清楚是什么树,吊牌像身份证一样,查竖牌号就知道它是什树,胸径、高度等,它在样地当中相对的位置是什么样子,这些数据都可以查得到。
我们调查附生植物第一个重要的信息就是调查宿主的信息,接下来就是调查附生植物。比方说像我们现在照片当中看到的好几种植物,有伏生石豆兰,有匙唇兰,我们需要记录附生植物的名称。另外就是记录它的分布状态,比方说它会生长分布在树不同的位置,给它做分类。像生长在主干区的;从第一个分支点到第二个分支点的;从第二个分支点到第三个分支点的,再往外的是又是一个分类,大致分了这样的四个区域。这是前人提出来的分类方法,我只是参考借鉴了。那这样的分区有什么好处?分类的方法就相当于在空间上对附生植物进行了划分,因为长在树干上和长在枝叶的生态过程是不一样的,还有就是记录它的附生高度,比方说它是生长在2米的高度或2.3米的高度,那这样我们就可以通过立体的方法来描述附生植物在宿主上面生长的情况。
接下来我们还会调查植物的生长状况,即株高和盖度。附生植物跟草本接近,我们设计了调查网格。这是我们今年做调查的时候拍的工作照,把1厘米×1厘米间距的网格附上去以后,通过数网格就知道对要调查的附生植物,它的盖度是多少。如果一格一格的数是很难的,会花费很多时间,我们想了很好的办法,在5厘米的地方做了标记,这样的大框代表的就是25平方厘米,还有50平方厘米、100平方厘米。这样在野外调查就可以比较迅速地去调查分析。我们还在试着想看能不能写专利“一种附生植物的调查方法”,这是我们课题组的欧旭同学,她今天也在场。
刚才小博士问需要爬树吗?热带云雾林对于我们附生植物研究来说是比较好的场所,因为平均树高不超过5米,大部分的调查都是可以在地面进行。像这些长在干部地区的植物,我们直接就可以进行观察,测量高一点的地区我们会借助望远镜,可以看到欧旭同学,她全副武装地揣了望远镜,小包里面带了各种各样的调查工具,手上拿着本子记录。这就解决了调查方法。
3. 难题三:如何收集附生植物的重要环境因子——雾水
接着我分享一下在调查的过程中遇到的很难解决的问题。前面讲到附生植物是从空气中吸收水分和养分,在研究一些环境因素的时候,雾水是很重要的环境因子。我们想要研究雾水,第一步是收集雾水,我们经历过很长的探索才发现如何才能收集到雾水。一开始有老师建议,既然湿度那么大,可以头一天下山之前把吸水纸夹在枝条上面,经过一夜,不就吸饱水了吗?第二天早上再上山,把吸水纸给收回来,这不就收到雾水了吗?但是事实证明就是晚上可能确实湿了,但是白天的时候山风一起很快就干了,所以这个方法根本就收不到雾水。我们也查了很多资料,查到像南美或是非洲,在一些缺水的地方,有这种雾水的收集装置,人们会在迎风坡在跟风垂直的地方挂一张大膜,大膜就会很好地拦截雾水,雾水在膜的表面凝结会成为大滴的水滴,水滴在一定的情况下就会下坠,落到下面设置的收集槽里面,第二天就可以收集到雾水了。
我们收集了以后去测了一些同位素的数据,数据可以告诉我们在不同的季节(海南是热带,不分四季,分的是干季和雨季),植物的水分利用的情况,到底是用的雾水还是雨水,对应的比例是什么样子的。
这是在实验的过程遇到过的一些困难以及后来是我们怎么样去解决这些困难的。那下面就给大家分享一些山中的趣闻。
四、热带云雾林中的趣闻
1. 我在山上睡着了
我在做PPT的时候,很想找一些比较漂亮的照片。很多附生植物的花和叶形都是很漂亮的,林子里的景象也是很美的,但是上山的过程太辛苦了,还要背实验器材。我们上山就是干一整天,在山上就是吃一些干粮,山上干活很累,没有办法准备更多的器材,一般上山我都不想背相机。所以像这些照片全部都是用手机拍的,也找不到太多美美的照片,这是我们在山上可以看到的一些接近夕阳的云雾缭绕的朦朦胧胧的景观。
我进组之前就把几个重要的样地都去过一趟,首先去的是霸王岭。霸王岭的山要怎么上?我们一般是住在海拔800米的管护站,叫作东二管护站。每天上山要先坐半个多小时的摩托车,护林员大哥骑摩托车把我们送到一个叫作石壁的位置,到这个位置摩托车不能再走了,我们再步行大概半个小时,就可以到达第一个样地,当时我觉得还行。接着去尖峰岭,这是现在观鸟、看日出很有名的网红景点,样地是在观景台的旁边。尖峰岭就辛苦多了,只能住在山脚下,要先坐将近一小时的车,坐到登山处,再爬1个多小时的山,才能爬到样地。最难的就是黎母山了,全程都只能步行爬山,爬上去至少是3个小时,所以我这样走一轮下来,觉得霸王岭确实是个好活,后来熟了以后我最快23分钟就可以爬到样地里面,我们课题组的学生也都很习惯这种状态。直到后来邀请了一些过来交流的老师、同学或同事来爬山,他们每个人都爬得气喘吁,汗流浃背,气不成声。他们说这个活确实不好干,你们的研究真的是太难了。但其实对于我们来说,霸王岭已经是最简单的样地了。所以就是真的比较辛苦。
我经常在山上就睡着了,当然不是直接睡着了。就比方说在调查的过程当中,我负责监测调查报数,我的小伙伴就负责记录,这一次是和欧旭搭档,有时候我觉得我讲着我突然就懵了,不知道我在说什么,就跟欧旭说,刚才我好像睡着了,不好意思,我忘记我说什么了,我再重新说一遍。欧旭也跟我说,刚才好像也要睡着了。我们就商量好那等一下调查完了以后要休息一下。调查完了以后我们就在旁边找地方坐下来,听着风迎面刮来的声音,吹着树叶沙沙地响,很迅速地就睡着了。梦里面也是,奇奇怪怪的。我经常在山上睡着,小小睡一会儿。虽然山风其实很冷,山里面也很潮湿。
2. 树洞里的小鸟洗漱池
第二个有趣的事情就是有一次在山里休息的时候。山上有很多植物,会形成树洞,里面在下雨的过程中可能会存一些雨水。水其实是很有趣的,在很久以前我们就听护林员的故事,他问我们说你们知道长臂猿怎么喝水?因为之前有研究观察认为海南长臂猿是终生不下地的。护林员就告诉我们说,它们就跟人一样,是会拿手去舀水喝的,会去找树洞,从树洞里面去舀水喝。我当时听了故事觉得太神奇了。
这个画面很有趣,(观众提问:树洞里有小动物吗?)树洞里面没有小动物,但是它是很多小动物的水分来源。这一次,我们也是在样地边上休息的时候,我看到一下子来了一群鸟浪。其中两只小鸟(白腹凤鹛)就同时想要来树洞里面去洗澡,但是它们就要竞争打了起来。结果它们两个都没赢,因为冕雀来了。冕雀的发型很特别,我们把业内人士把它称为“川普鸟”,因为它是金黄色的毛,跟川普的发型是非常像的。冕雀的体型比刚才说的那两只小鸟都要大,冕雀一来那两个小鸟只能飞到一旁去等着,冕雀有点进不去,所以它巡视了一圈就飞走了,刚才那两只小鸟又过来竞争。竞争赢了的那只小鸟就先来洗澡,它跑到那个洞里面,“哗哗”的还能够听到它在洗澡过程中溅起水花的声音。小鸟洗完以后,另外一只小鸟又跑过来洗。它们洗完了以后都跑到不远处的树干上去晾羽毛。场景很生动,看到这个场景以后我觉得大自然太有趣了,在山里做实验虽然很辛苦,但是能够看到这样的一些场景,确实是很令人兴奋的。
3. 下山路上遇到7个小野猪
另外还有一件事情。我总是听说护林员用海南普通话和我们讲他的见闻:“我从山上下来的时候有好大一个野猪,就在那里爬不上去。”我去别的样地做调查的师弟师妹都说他们看到过野猪,但直至今年1月份为止,我确实还没有正面见到野猪。这一次我们收工走在路上,大概是5点多钟下山的时候,下到离山顶最近的有溪流的地方,这里有水,所以很多小动物都会来这里取水的。我走在最前面,脑子里还想着今天做了哪些实验,明天还有哪些实验要做,各种各样的杂事。突然四个黑影从我眼前从右往左“唰”的就冲过去了,我一看是四头野猪,一个大的三个小的,真的是“猪突猛进”,几乎是跑出了残影,我吓得赶紧停下来。我和后面的小伙伴说我刚才看到野猪了,他们就很懊恼,说为什么没有走在前面,他们没有看到野猪。我们正在商量着,突然对岸又有三个黑影冲了过去,又有三只小猪冲了过去,黑灰黑灰的,跟我们常规意义上所了解的那种花色的野猪还不太一样,就是像图片上长到这种。大的猪是黑的,它其实体型不大,大概有一只胖金毛那么大,小猪是黑灰的,就像小柯基一样,就跟着大野猪就跑了。我觉得它们确实是吓坏了,但是我们也吓坏了。
五、 山中的衣食住行
那分享了山上一些有趣的见闻,有嘉宾说想了解一下我们在山上的衣食住行。
1. 住在东二管护站
首先,我们住是住在东二管护站,也是护林员住的地方,是一些比较古朴的楼,每一间房都很小。其中有一栋楼,虽然说是一栋,但其实里面一楼二楼总共只有四间房子,我们住在二楼的一间小房子里面,是我和我师妹杨媛媛打的铺。我们为什么要搭蚊帐?因为虫子太多了,各种各样的飞蛾、小虫很多,必须要有蚊帐才行,不然晚上会不适应。有一天晚上躺在蚊帐里的时候,从外面飞进来一只蝙蝠,我们两个吓坏了。不过后来蝙蝠扑腾了一下就飞出去了。这是我们住宿的条件,人少就还住得宽敞一点,人多的话其实整个房间都铺上了木板,把褥子睡袋铺在上面,就睡大通铺,也没有机会挂蚊帐了,我们就把窗户关着。
2. 狗狗陪我们坐摩托上山
上山前面介绍了,就是我们要坐摩托车,就算下着雨也是要坐摩托车。护理员会养狗,小狗就会跟着我们,摩托车在前面骑小狗就在后面追,还挺可爱的,这是我们都最喜欢的一只狗,这只狗叫大大,因为它长的个头是最大的,是一只很温顺的狗,这是它在追摩托车的时候给他拍到的一张照片。我们肯定会遇到蛇的,什么竹叶青,越南烙铁头这些都遇到过。
以前是直接坐摩托车上,后面上山的人也相对多一些,我们就租了皮卡。女生坐在前面的座位里面,男生就坐在车斗里面。路很泥泞,特别是下了雨以后,路又软又烂,皮卡都开不过去。所以大家就只好下车,推着车过这一段艰难的地方。我们还修过路,从下面运了一车碎石子铺在大坑的地方,让路好走一些。我们坐皮卡的过程中还看到了上山施工的挖机什么的。我觉得场景还是很有意思的。
3. 岭南的盆盆饭菜
吃的方面,我们有一个阿姐,就是照片最后面这个人,她会给我们做饭,晚上就学生和护理员们一起来吃饭,广东广西还有海南的人看了肯定会很有感觉,拿铁盆盆装饭,也是拿铁盆盆吃。上山时,一开始早上做两顿的量,早饭吃了以后,再打包一盒饭拿到山上去吃,后来也就不做饭了,就带一些干粮也可以将就一餐。
这是在山上的一些情况, 席地而坐,一般拿雨衣垫在屁股上面,可能稍微好一点,收数据肯定要用到电脑。这是我的师妹杨媛媛,她是陪我上山做实验最多的师妹了,我们惺惺相惜,两个人相互依偎,一起完成了彼此的实验。大家可以看一下,形象还是就是很戏剧性的,必须把雨衣穿上,一是防雨,二是防寒。我师妹穿的小鞋,她觉得鞋带太松了,灵机一动就拿绑样地的红绳儿给自己绑了鞋带。刚才说的那个狗大大,它有的时候会跟着我们一起上山,我们吃饭的时候也会分它一点,是在样地休息的时候,这一天算是晴好天气了,狗狗心情也比较好,我们很喜欢小狗。
4. 与蚂蟥的爱恨情仇
老余问题问得好:有蚂蝗吗?显然是有的,蚂蝗还有很多故事可以讲。刚上山的时候我觉得很怕蚂蝗,第一次上山时,我老板带着我们上,他抓了一条蚂蝗,就把它拿在手里面跟我们说,说你们看一下这蚂蟥多可爱,我还带回去给我闺女玩,你看软绵绵的又没怎么样。我们刚才开始上山,还不能理解咱们老板的思路,到了后来护林员给我们的示范,他就直接把裤腿一撩,把小腿露出来,脚上就穿着解放鞋,护林员说蚂蟥吧,凉冰冰的,你把裤腿直接露出来,它一上你的脚你就知道了,感觉到凉冰冰就是蚂蝗来了,不用怕的,来了以后你给它一揪就掉下去了。我听护林员是这么说,他们也是这样露着小腿的。结果下山时间,我第一次看到护林员也是可能会被蚂蝗咬的。刚才有朋友问,蚂蟥大不大?山蚂蟥如果没有吸血是很瘦小的,可能大概就只有剥完皮很小的一丝瓜子,非常细小。但是我就眼看着一个小小的蚂蟥吸了血以后就变成一粒花生那么大,肉墩墩的。那个护林员很淡定地就把它撸下来,因为它吸饱血了也不会吸在腿上,就扔下去,“吃饱了你就走吧。”还有很多蚂蟥的故事,我现在对于蚂蟥的恐惧已经没有那么明显了,因为毕竟它不传播疾病,就可能被蚂蟥咬过以后伤口会过敏。我属于那种会过敏的情况,伤口可能半年都不会好。
六、欢迎大家了解热带雨林生物多样性保护与恢复创新团队
这就是我想给大家的一些分享,我们团队是叫作热带雨林生物多样性保护与恢复创新团队,是国家林草局下面设的国家创新团队的平台。组里现在有很多老师和学生,每个老师做的方向都是各自有特点,比方说现在有做海南长臂猿生境的,有专门研究长臂猿的,也有做两栖动物的,有专门做蜥蜴的,也有做遥感的,各种方向都有。如果大家对我们团队感兴趣,也欢迎一起来交流,如果有准研究生想要读硕士的,大家也可以考虑一下,报考我们团队。我想分享的就暂时是这些内容,谢谢大家!
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