Alai

Structura generală a pădurii tropicale

Plantele cu statura și forma de viață similare pot fi grupate în categorii numite sinusii, care alcătuiesc straturi distincte de vegetație. În pădurile tropicale umede, sinusurile sunt mai numeroase decât în alte tipuri de ecosisteme. Acestea includ nu numai forme independente din punct de vedere mecanic, ale căror tulpini se susțin singure, și plante saprofite, ci și sinusii dependente din punct de vedere mecanic, cum ar fi plantele cățărătoare, strangulatoare, epifite și plante parazite. În pădurea tropicală se găsește un amestec neobișnuit de arbori de diferite mărimi, iar acești arbori formează mai multe coronamente sub stratul superior, deși nu sunt întotdeauna straturi separate recognoscibile. În mod obișnuit, coronamentul superior al pădurii tropicale se află la o înălțime mai mare de 40 de metri deasupra solului.

Pădurea tropicală este foarte complexă din punct de vedere structural. Vegetația sa variată ilustrează competiția intensă pentru lumină care are loc în acest mediu în care alți factori climatici nu sunt limitativi în nici o perioadă a anului și, astfel, vegetației i se permite să atingă o luxurianță și o biomasă de neegalat. Cantitatea de lumină solară care se filtrează prin numeroasele straturi de frunziș dintr-o pădure tropicală este mică; doar aproximativ 1 % din lumina primită în partea superioară a coronamentului ajunge la sol. Majoritatea plantelor depind de lumină pentru a-și satisface necesarul de energie, transformând-o în energie chimică sub formă de carbohidrați prin procesul de fotosinteză în țesuturile lor verzi care conțin clorofilă. Puține plante pot persista în mediul sumbru de la nivelul solului, iar suprafața este marcată mai degrabă de un strat de frunze moarte în descompunere rapidă decât de plante erbacee mici. Mușchii cresc pe fundul copacilor și există câteva plante ierboase, cum ar fi ferigi și ghiocei, dar, în general, solul este lipsit de plante vii și chiar și arbuștii sunt rari. Cu toate acestea, puieții și puieții de arbori sunt abundenți; tulpinile lor drepte se întind spre lumină, dar primesc prea puțină energie pentru a crește suficient de înalt înainte ca rezervele de hrană provenite din semințele lor să se epuizeze. Șansa lor de a crește până la maturitate vine doar dacă vegetația suspendată este cel puțin parțial îndepărtată prin moartea copacilor sau prin deteriorarea de către vânt. Un astfel de eveniment permite ca mai multă radiație solară să ajungă la nivelul lor și inițiază o creștere rapidă și o competiție între puieți în privința celui care va deveni o parte a coronamentului bine luminat.

Găurile din coronamentul unei păduri tropicale oferă temporar locuri bine luminate la nivelul solului și sunt vitale pentru regenerarea majorității plantelor constituente ale pădurii. Puține plante din pădure se pot regenera cu succes în umbra adâncă a unui coronament neîntrerupt; multe specii de arbori sunt reprezentate acolo doar ca o populație de puieți sau puieți subțiri, cu creștere lentă, care nu au nicio șansă de a crește până la coronamentul bine luminat dacă nu se formează un gol. Alte specii sunt prezente, în mod invizibil, sub formă de semințe latente în sol. Atunci când se creează o breșă, răsadurile și lăstarii își accelerează creșterea în lumina sporită și li se alătură noi răsaduri care răsar din semințele stocate în sol și care au fost stimulate să germineze de lumină sau de fluctuațiile de temperatură rezultate în urma strălucirii soarelui direct pe suprafața solului. Alte semințe ajung prin diverse procese de dispersie a semințelor (a se vedea mai jos). Se dezvoltă rapid un tufiș de regenerare, în care arbuștii și arborii cu cea mai rapidă creștere acoperă rapid plantele erbacee oportuniste, pretențioase la lumină și cu o creștere redusă, devenind astfel împodobite cu liane. Cu toate acestea, copacii cu creștere mai lentă, mai toleranți la umbră, dar cu o durată de viață mai lungă, apar în cele din urmă și refac întregul coronament al pădurii. Arborii care inițial umplu golul din coronament trăiesc aproximativ un secol, în timp ce arborii cu creștere mai lentă care îi înlocuiesc în cele din urmă pot trăi între 200 și 500 de ani sau, în cazuri extreme, chiar mai mult. Cartografierea detaliată a arborilor dintr-o pădure tropicală poate dezvălui locațiile golurilor anterioare prin identificarea tufelor de specii cu creștere mai rapidă și mai pretențioase față de lumină, care nu au fost încă înlocuite de arborii aflați în stadiul final de recuperare a succesiunii. Perturbațiile locale, naturale de acest tip sunt vitale pentru menținerea întregii diversități biotice a pădurilor tropicale (a se vedea Caseta alăturată: Regenerarea pădurilor tropicale în Panama).

La fel cum plantele din pădurile tropicale concurează intens pentru lumină la suprafață, în subteran ele concurează pentru nutrienți minerali. Procesul de descompunere a materialelor moarte este de o importanță crucială pentru sănătatea continuă a pădurii, deoarece plantele depind de reciclarea rapidă a nutrienților minerali. Bacteriile și ciupercile sunt principalele responsabile pentru acest proces. Unele plante cu flori saprofite care apar în pădurile tropicale se bazează pe materialele în descompunere pentru a-și asigura necesarul de energie și, în acest proces, utilizează și ulterior eliberează minerale. Unele animale sunt importante în procesul de descompunere; de exemplu, în Malaezia, s-a demonstrat că termitele sunt responsabile pentru descompunerea a până la 16 % din toată litiera, în special a lemnului. Majoritatea arborilor din pădurile tropicale formează asociații simbiotice de micoriză cu ciuperci care cresc în contact intim cu rădăcinile lor; ciupercile obțin energie de la arbore și, la rândul lor, furnizează arborelui fosfor și alte substanțe nutritive, pe care le absorb foarte eficient din sol. Un covor de rădăcini de plante explorează humusul de sub stratul superficial de frunze și crengi moarte, care se descompune rapid, și chiar și buștenii în putrefacție sunt invadați de rădăcini de jos. Deoarece substanțele nutritive sunt de obicei rare în adâncime, dar, împreună cu umiditatea, sunt ușor disponibile în straturile de suprafață, puține rădăcini pătrund foarte adânc în sol. Acest model de înrădăcinare superficială crește probabilitatea de cădere a copacilor în timpul furtunilor, în ciuda sprijinului pe care mulți copaci îl primesc de la contraforturile de scândură în formă de flangie care cresc radial spre exterior de la baza trunchiului lor. Atunci când copacii mari cad, ei pot lua cu ei alți copaci împotriva cărora se prăbușesc sau de care sunt legați de o rețea de liane, creând astfel goluri în coronament.

Creșterea copacilor necesită o investiție substanțială de energie în dezvoltarea trunchiului, pe care unele plante o evită prin faptul că depind de tulpinile altor plante pentru susținere. Poate cea mai evidentă adaptare de acest fel este observată la plantele care se cațără de la sol până la coronamentul superior de-a lungul altor plante, folosind dispozitive care seamănă cu niște cârlige asemănătoare unor gratii. Lianas sunt plante cățărătoare care sunt abundente și diverse în pădurile tropicale; sunt plante lemnoase masive ale căror tulpini mature se încolăcesc adesea prin sute de metri de pădure, trimițând lăstari în noile coroane de copaci pe măsură ce copacii de susținere succesivi mor și se descompun. Palmierii cățărători sau ratanii (Calamus) sunt liane proeminente în pădurile tropicale asiatice, unde tulpinile, care sunt folosite pentru fabricarea de mobilier din trestie, reprezintă o resursă economică valoroasă.

Epifitele sunt deosebit de diverse și includ plante mari, cum ar fi orhideele, aroidele, bromeliadele și ferigile, pe lângă plante mai mici, cum ar fi algele, mușchii și lichenii. În pădurile tropicale, epifitele sunt adesea atât de abundente încât greutatea lor doboară copacii. Epifitele care cresc în apropierea coronamentului superior al pădurii au acces la lumina puternică a soarelui, dar trebuie să supraviețuiască fără contactul rădăcinilor cu solul. Ele depind de ploaia care trece peste ele pentru a le furniza apă și nutrienți minerali. În timpul perioadelor de secetă, epifitele suferă de stres, deoarece apa stocată în țesuturile lor se epuizează. Diversitatea epifitelor din pădurile tropicale de foioase este mult mai mică decât cea din pădurile tropicale de ploaie din cauza sezonului uscat anual (a se vedea Caseta alăturată: Viața într-o baltă de bromeliade).

Există, de asemenea, plante cu flori parazite. Vâscurile hemiparazite atașate de ramurile copacilor extrag apă și minerale de la gazdele lor, dar realizează propria fotosinteză. De asemenea, în pădurile tropicale umede se găsesc plante complet parazite. Rafflesia, în Asia de sud-est, parazitează rădăcinile anumitor liane și nu produce părți supraterane până când nu înflorește; florile sale mari, portocalii și galbene, cu diametrul de aproape un metru, sunt cele mai mari flori ale oricărei plante.

Strămoșii alcătuiesc un tip de sinusie practic limitată la pădurile tropicale. Din acest grup fac parte smochinele strangulatoare (Ficus), care își încep viața ca epifite, crescând din semințele lăsate pe ramurile înalte ale copacilor de către păsări sau lilieci fructiferi. Pe măsură ce cresc, dezvoltă rădăcini lungi care coboară de-a lungul trunchiului copacului gazdă, ajungând în cele din urmă la sol și pătrunzând în sol. De obicei, mai multe rădăcini fac acest lucru, iar acestea se împletesc între ele pe măsură ce se încrucișează pentru a forma o rețea, creând în cele din urmă un înveliș aproape complet în jurul trunchiului. Copacul gazdei devine umbrit de frunzele groase ale smochinului, trunchiul său este constrâns de învelișul de rădăcini care îl înconjoară, iar sistemul său radicular este forțat să concureze cu cel al smochinului strangulator. Arborele gazdă este, de asemenea, mult mai bătrân decât cel strangulator și, în cele din urmă, moare și putrezește, lăsând un „copac” gigantic de smochin, al cărui „trunchi” aparent este, de fapt, un cilindru de rădăcini, plin de goluri mari care oferă adăpost și locuri de reproducere pentru lilieci, păsări și alte animale (a se vedea caseta: Apartamentele din pădurea tropicală). Străjerii pot dezvolta, de asemenea, rădăcini din ramurile lor, care, atunci când ating pământul, cresc în sol, se îngroașă și devin „trunchiuri” suplimentare. În acest fel, strangulatorii cresc spre exterior pentru a deveni petice mari de pădure de smochini care constau dintr-o singură plantă cu multe trunchiuri interconectate.

.