Alai

Sademetsän yleinen rakenne

Kasvit, joilla on samankaltainen kasvusto ja elämänmuoto, voidaan ryhmitellä luokkiin, joita kutsutaan synusioiksi, jotka muodostavat erillisiä kasvillisuuskerroksia. Trooppisissa sademetsissä synusioita on enemmän kuin muissa ekosysteemityypeissä. Niihin kuuluvat mekaanisesti itsenäiset muodot, joiden varret ovat itsekantavia, ja saprofyyttiset kasvit, mutta myös mekaanisesti riippuvaiset synusiat, kuten kiipeilijät, kuristajat, epifyytit ja loiskasvit. Trooppisissa sademetsissä esiintyy epätavallinen sekoitus erikokoisia puita, ja nämä puut muodostavat useita latvuksia ylimmän kerroksen alapuolella, vaikka ne eivät aina olekaan tunnistettavasti erillisiä kerroksia. Trooppisen sademetsän ylin latvusto on tyypillisesti yli 40 metriä maanpinnan yläpuolella.

Trooppinen sademetsä on rakenteellisesti hyvin monimutkainen. Sen monipuolinen kasvillisuus kuvastaa sitä voimakasta kilpailua valosta, jota käydään tässä ympäristössä, jossa muut ilmastotekijät eivät ole rajoittavia mihinkään vuodenaikaan ja jossa kasvillisuus voi siten saavuttaa vertaansa vailla olevan runsauden ja biomassan. Trooppisen sademetsän monien lehtikerrosten läpi suodattuvan auringonvalon määrä on vähäinen; vain noin 1 prosentti latvuston yläosaan saapuvasta valosta saavuttaa maanpinnan. Useimmat kasvit ovat energiantarpeensa osalta riippuvaisia valosta, joka muunnetaan kemialliseksi energiaksi hiilihydraattien muodossa fotosynteesin avulla niiden klorofylliä sisältävissä vihreissä kudoksissa. Vain harvat kasvit voivat säilyä synkässä ympäristössä maanpinnan tasolla, ja pintaa leimaa pikemminkin nopeasti hajoavien kuolleiden lehtien kuin pienten ruohomaisten kasvien kerros. Puiden tyvillä kasvaa sammalia, ja muutamia ruohovartisia kasveja, kuten saniaisia ja punakoisoja, mutta yleensä maassa ei ole eläviä kasveja, ja jopa pensaat ovat harvinaisia. Puiden taimia ja taimia on kuitenkin runsaasti; niiden suorat varret kurkottavat kohti valoa, mutta ne saavat liian vähän energiaa kasvaakseen riittävän pitkiksi ennen kuin niiden siemenistä saadut ravintovarastot ovat loppuneet. Niillä on mahdollisuus kasvaa täysikasvuisiksi vain, jos riippuvainen kasvillisuus poistetaan ainakin osittain puiden kuolemisen tai tuulen aiheuttamien vahinkojen vuoksi. Tällöin niiden tasolle pääsee enemmän auringon säteilyä, mikä käynnistää nopean kasvun ja kilpailun taimien välillä siitä, mitkä niistä pääsevät osaksi valoisaa latvustoa.

Trooppisen sademetsän latvustossa olevat aukot tarjoavat tilapäisesti hyvin valaistuja paikkoja maanpinnan tasolla, ja ne ovat elintärkeitä useimmille metsän kasveille, jotka muodostavat metsän. Vain harvat metsän kasvit voivat menestyksekkäästi uudistua katkeamattoman latvuksen syvässä varjossa; monet puulajit ovat siellä edustettuina vain hoikkana, hitaasti kasvavana taimipopulaationa tai taimina, joilla ei ole mitään mahdollisuuksia kasvaa hyvin valaistuun latvukseen, ellei aukkoa muodostu. Toiset lajit ovat näkymättömästi läsnä maaperässä lepotilassa olevina siemeninä. Kun aukko syntyy, taimet ja taimet kiihdyttävät kasvuaan lisääntyneessä valossa, ja niihin liittyy uusia taimia, jotka versovat maaperään varastoituneista siemenistä, joita valo tai auringon paistaessa suoraan maaperän pintaan syntyneet lämpötilanvaihtelut ovat stimuloineet itämään. Muut siemenet saapuvat erilaisten siementen leviämisprosessien kautta (ks. jäljempänä). Nopeimmin kasvavat pensaat ja puut peittävät nopeasti alleen valoa vaativat, matalakasvuiset ruohovartiset kasvit, jotka ovat opportunistisia, valoa vaativia ja matalakasvuisia, ja ne kasvavat liaanien peittämiksi. Kaiken tämän läpi hitaammin kasvavat, varjoa sietävät mutta pitkäikäisemmät puut syntyvät lopulta ja palauttavat täyden metsän latvuston. Puut, jotka aluksi täyttävät latvusaukon, elävät noin sata vuotta, kun taas hitaammin kasvavat puut, jotka lopulta korvaavat ne, voivat elää 200-500 vuotta tai ääritapauksissa jopa pidempään. Trooppisen sademetsän puuston yksityiskohtainen kartoitus voi paljastaa aiempien aukkojen sijainnit tunnistamalla nopeakasvuisempien ja valoa vaativampien lajien rykelmiä, jotka eivät ole vielä korvautuneet puilla, jotka ovat sukkessiovaiheen elpymisen loppuvaiheessa. Tällaiset paikalliset, luonnolliset häiriötekijät ovat elintärkeitä trooppisen sademetsän täyden biologisen monimuotoisuuden säilymiselle (ks. sivupalkki: Sademetsien uusiutuminen Panamassa).

Aivan kuten trooppisen sademetsän kasvit kilpailevat maanpinnan yläpuolella valosta, ne kilpailevat maanpinnan alapuolella mineraaliravinteista. Kuolleen aineksen hajoamisprosessi on ratkaisevan tärkeä metsän jatkuvan terveyden kannalta, koska kasvit ovat riippuvaisia kivennäisravinteiden nopeasta kierrätyksestä. Bakteerit ja sienet ovat pääasiassa vastuussa tästä prosessista. Jotkin trooppisissa sademetsissä esiintyvät saprofyyttiset kukkivat kasvit käyttävät hajoavaa materiaalia energiantarpeensa tyydyttämiseen, ja prosessin aikana ne käyttävät ja myöhemmin vapauttavat mineraaleja. Jotkut eläimet ovat tärkeitä hajoamisprosessissa; esimerkiksi Malesiassa termiittien on osoitettu olevan vastuussa jopa 16 prosentin osuudesta kaikesta karikkeesta, erityisesti puusta, hajoamisesta. Useimmat trooppisen sademetsän puut muodostavat symbioottisia mykorritsayhteyksiä sienien kanssa, jotka kasvavat läheisessä kosketuksessa niiden juuriin; sienet saavat energiaa puusta ja puolestaan toimittavat puulle fosforia ja muita ravinteita, joita ne imevät maaperästä erittäin tehokkaasti. Kasvien juuret tutkivat nopeasti hajoavan kuolleiden lehtien ja oksien pintakerroksen alla olevaa humusta, ja juuret tunkeutuvat alapuolelta jopa lahoaviin tukkeihin. Koska ravinteet ovat tyypillisesti niukkoja syvällä, mutta niitä ja kosteutta on helposti saatavilla pintakerroksissa, vain harvat juuret tunkeutuvat kovin syvälle maaperään. Tämä matala juuristo lisää puiden kaatumisen todennäköisyyttä myrskyjen aikana huolimatta siitä, että monet puut saavat tukea rungon tyvestä säteittäisesti ulospäin kasvavista lankkujen kaltaisista tukipilareista. Kun suuret puut kaatuvat, ne saattavat viedä mukanaan muita puita, joita vasten ne kaatuvat tai joihin ne on sidottu liaaniverkolla, ja siten luoda aukkoja latvustoon.

Puiden kasvu vaatii huomattavaa energiapanostusta rungon kehitykseen, jonka jotkut kasvit välttävät tukeutumalla toisten kasvien varsiin. Ehkä ilmeisin tämänkaltainen sopeutuminen on nähtävissä kasveissa, jotka kiipeävät maasta ylimpään latvustoon muita kasveja pitkin käyttämällä apuvälineitä, jotka muistuttavat grapelimaisia koukkuja. Lianat ovat trooppisissa sademetsissä runsaasti ja monipuolisesti esiintyviä kiipeilijöitä; ne ovat massiivisia puuvartisia kasveja, joiden täysikasvuiset varret kiertävät usein satojen metrien pituisen metsän läpi ja lähettävät versoja uusiin puiden latvoihin sitä mukaa, kun peräkkäiset tukipuut kuolevat ja lahoavat. Kiipeilypalmut eli rattanit (Calamus) ovat näkyvästi esiintyviä liaaneja Aasian sademetsissä, joissa varret, joista valmistetaan ruokohuonekaluja, ovat arvokas taloudellinen resurssi.

Epifyytit ovat erityisen monimuotoisia, ja niihin kuuluu pienempien kasvien, kuten levien, sammalten ja jäkälien, lisäksi suuria kasveja, kuten orkideoita, aroideja, bromeliadeja ja saniaisia. Trooppisissa sademetsissä epifyyttejä on usein niin paljon, että niiden paino kaataa puita. Lähellä metsän latvustoa kasvavat epifyytit saavat kirkasta auringonvaloa, mutta niiden on selviydyttävä ilman juurten kosketusta maaperään. Ne ovat riippuvaisia siitä, että sade huuhtoo niiden päälle vettä ja mineraaliravinteita. Kuivuuden aikana epifyytit kärsivät stressistä, kun niiden kudoksiin varastoitunut vesi loppuu. Epifyyttien monimuotoisuus trooppisissa lehtimetsissä on paljon vähäisempää kuin trooppisissa sademetsissä vuotuisen kuivan kauden vuoksi (ks. sivupalkki: Elämää bromeliadialtaassa).

Esiintyy myös parasiittisia kukkakasveja. Puiden oksiin kiinnittyvät hemiparasiittiset mistelit imevät vettä ja kivennäisaineita isäntäkasveistaan, mutta suorittavat itse fotosynteesiä. Trooppisissa sademetsissä esiintyy myös kasveja, jotka ovat täysin loisia. Kaakkois-Aasiassa sijaitseva Rafflesia loissii tiettyjen liaanien juuria, eikä se tuota mitään maanpäällisiä osia ennen kuin se kukkii; sen suuret oranssin ja keltaisen väriset kukinnot, joiden halkaisija on lähes metrin, ovat kaikkien kasvien suurimmat kukat.

Lisäkkikasvit muodostavat eräänlaisen synusia-tyypin, joka rajoittuu käytännöllisesti katsoen trooppisiin sademetsiin. Tähän ryhmään kuuluvat kuristusviikunat (Ficus), jotka aloittavat elämänsä epifyytteinä, jotka kasvavat lintujen tai hedelmälepakoiden korkeille puiden oksille jättämistä siemenistä. Kasvaessaan ne kehittävät pitkiä juuria, jotka laskeutuvat pitkin isäntäpuun runkoa ja päätyvät lopulta maahan ja maaperään. Tämä tapahtuu yleensä useiden juurien avulla, ja ne varttuvat toisiinsa ristikkäin muodostaen ristikon, joka lopulta muodostaa lähes täydellisen vaipan rungon ympärille. Paksut viikunalehdet varjostavat isäntäpuun latvustoa, ympäröivä juurituppi ahtauttaa sen rungon ja sen oma juuristo joutuu kilpailemaan kuristavan viikunan juuriston kanssa. Isäntäpuu on myös paljon vanhempi kuin kuristajapuu, ja lopulta se kuolee ja mätänee pois jättäen jälkeensä jättimäisen viikuna-”puun”, jonka näennäinen ”runko” on itse asiassa juurisylinteri, joka on täynnä suuria onkaloita, jotka tarjoavat lepakoille, linnuille ja muille eläimille suojaa ja lisääntymispaikkoja (ks. Sivupalkki: Sademetsän asunnot). Kuristimet voivat myös kehittää oksistaan juuria, jotka maata koskettaessaan kasvavat maaperään, paksuuntuvat ja muuttuvat ylimääräisiksi ”rungoiksi”. Näin kuristimet kasvavat ulospäin suuriksi viikunametsälaikuiksi, jotka koostuvat yhdestä kasvista, jolla on monia toisiinsa liittyviä runkoja.