Trooppinen sademetsä
Trooppinen sademetsä on ainavihanta ja tiheä sademetsä tropiikissa, jossa sataa vähintään 1 500 millimetriä vuodessa. Trooppiset sademetsät ovat maapallon monimuotoisin kasvillisuusvyöhyke, ja niissä esiintyy ainakin puolet maapallon eläinlajeista. Hakkuiden ja kaskeamisen seurauksena sademetsät ovat jatkuvasti vähenemässä ja niiden tulevaisuus on uhattuna. Puut voivat kasvaa yli 50 metrin korkuisiksi. Elämä trooppisessa sademetsässä on jakautunut useisiin eri kerroksiin.
Sademetsät sijaitsevat päiväntasaajan ympäristössä, siellä sataa ja on lämmintä ympäri vuoden. Kasvillisuus on todella rehevää ja erilaiseja kasvilajeja on paljon enemmän kuin muilla kasvillisuusalueilla.
Trooppista sademetsää esiintyy aivan päiväntasaajan tuntumassa 25. pohjoisen ja eteläisen leveyspiirin välisellä alueella ja korkeintaan 3 000 metrin korkeudella merenpinnasta. Alueella vaikuttaa intertrooppinen rintama, jossa konvergenssin seurauksena lämmintä ja kosteaa ilmaa saapuu ulommilta leveysasteilta muodostaen sinne pysyvän matalapaineen vyöhykkeen, jolla sataa yli 200 päivänä vuodessa. Kaikkien kuukausien keskilämpötila ylittää 18 celsiusastetta ja kuukausittaisten keskilämpötilojen vaihtelu on alle 6 °C.
Amerikan sademetsät eli neotrooppiset sademetsät kattavat yli kolmasosan kaikista maailman sademetsistä, ja niiden eliömaailma on ehkä koko maailman rikkain. Sademetsiä on Amazonin tasangolla sekä vuoristoisemmassa Väli-Amerikassa. Amazonian sademetsät voidaan jakaa 24 eri tyyppiin, joista jokaisessa on omat puulajinsa ja muut kasvinsa sekä ainutlaatuinen rakenteensa ja maaperätyyppinsä. Sateisinta on kesäkuusta syyskuuhun, jolloin joet tulvivat huomattavan paljon ja synnyttävät tulvametsiä.
Amerikan sademetsien tunnusomaisia lajeja ovat esimerkiksi morfoperhoset, nuolimyrkkysammakot, jaguaari, laiskiainen, mölyapina sekä jättikokoiset jyrsijät kuten kapybara. Amazonjoessa elää esimerkiksi lihaa syöviä piraijoja sekä vaaleanpunainen amazoninjokivalas.
Afrikassa Kongon altaan sademetsät ovat vaikeakulkuisia, eikä niitä tunneta vielä kokonaan. Afrikan häntäapinat ja ihmisapinat, kuten mandrilli ja gorilla, ovat hyvin kookkaita. Metsänorsut vaikuttavat huomattavasti Afrikan sademetsiin. Ne tallaavat, raivaavat ja syövät aluskasvillisuutta ja taimia niin, että metsiin jää pysyvästi harvoja tai kokonaan paljaita kohtia ja polkuja. Norsut myös mylläävät maata, minkä seurauksena metsään kasvaa tiheitä aluskasvillisuusviidakkoja.
Madagaskarin sademetsien erikoisuuksia ovat kärppämäinen fossa sekä kummallinen sormieläin.
Australian ja Uuden-Guinean sademetsien eläimistöt ovat melko samanlaiset, sillä maiden välillä on joskus ollut maasilta. Sademetsissä asuu paljon pussieläimiä kuten puukenguruita. Häntäapinoita ei ole. Suurin eläin on kasuaarilintu, joka voi kasvaa ihmisen korkuiseksi.
Etelä- ja Kaakkois-Aasian trooppisissa sademetsissä on erityisen paljon liitäviä eläinlajeja kuten kaguaaneja, liitokäärmeitä ja liitoliskoja. Metsissä on melko vähän liaaneja ja muita köynnöksiä. Puustoa hallitsevat korkeat "Dipterocarpaceae"-heimon puut, jotka tekevät metsät erityisen avoimiksi. Viidestä kahdeksan vuoden välein suuri osa korkeista puista kukkii yhtä aikaa kolmen kuukauden ajan. Merenrantaa reunustavat mangrovet. Puissa elää orankeja, gibboneita ja nenäapinoita, ja maassa elävistä nisäkkäistä suurimpia ovat tiikerit ja sarvikuonot.
Alankosademetsä on trooppisen sademetsän perusmuoto. Sitä kasvaa tropiikin alangoilla, missä sademäärä on vähintään 2000 millimetriä vuodessa ja joka kuukausi vähintään 100 millimetriä. Tällaisia sademetsiä on laajalti Afrikassa, Etelä- ja Keski-Amerikassa sekä Kaakkois-Aasiassa, Australiassa ja Uudessa-Guineassa. Alankosademetsä kasvaa hyvin korkeaksi, ja sen pisimmät puut ovat 45–55 metrin mittaisia. Alankosademetsien puiden runkoja peittävät liaanit ja köynnökset. Karikekerros on ohut. Koskemattomissa alankosademetsissä lajirunsaus on suurimmillaan ja lajit värikkäimmillään.
Vuoristosademetsät alkavat 900–1800 metrin korkeudessa. Ne ovat viileämpiä ja sumuisempia kuin alankosademetsät, ja puut jäävät 15–30 metrin korkuisiksi. Liaaneja ei ole, mutta muita köynnöksiä sekä kosteassa viihtyviä kasveja on runsaasti, samoin kuin kariketta.
Pilvi- ja sumusademetsät sijaitsevat vielä korkeammalla kuin vuoristometsät. Ne ovat lähes jatkuvasti hämärän sumuverhon sisällä. Puunrunkoja peittää paksu saniaiskerros ja oksilta riippuu sammalia ja jäkäliä. Keski-Afrikan vuorigorilla elää pilvimetsissä, mutta muuta eläimistöä on vähemmän kuin alankosademetsissä. Yli kolmen kilometrin korkeudessa alkaa kääpiömetsä, jossa puut ovat vain parin metrin korkuisia ja niiden lehdet ovat pieniä ja nahkamaisia. Jäkälät ovat syrjäyttäneet päällyskasvit.
Savannisademetsiä kasvaa hiekkamailla. Niiden puut ovat lyhyempiä kuin alankosademetsissä köyhän maaperän vuoksi. Puilla onkin usein pintajuuret, jotka imevät ravinteita kuolleista lehdistä. Lihansyöjäkasvit ovat yleisiä, samoin kasvit, jotka käyttävät ravinnokseen muurahaisten ulosteita.
Tulvametsät jäävät aika ajoin tulvan alle, joskus pysyvästikin. Amazonian tulvametsissä menestyvät palmut ja kapokkipuut. Joskus tulvimisesta syntyy turvemetsä, jonka maanpinta kohoaa lopulta tulvarajan yläpuolelle.
Mangrovemetsät kasvavat meren rannalla. Mangrovemetsien puilla on usein pönkkäjuuret. Ne suojaavat rantaa eroosiolta ja suojelevat kalakantoja.
Kenttäkerros on sademetsän alin kerros, johon kuuluvat aluskasvillisuus, maaperä sekä puiden juuret. Sademetsän pohjassa on hämärää, sillä vain alle yksi prosentti ylimpien latvusten saamasta valosta päätyy kenttäkerrokseen asti.
Sademetsien maaperä on pääosin köyhää ja vanhaa. Maannos on tiilenpunainen lateriitti eli latosoli, ja maan ravinnekerros on vain 10 cm paksu. Ravinteet ovat huuhtoutuneet sadeveden mukana pois, ja "laterisaation" seurauksena jäljelle on jäänyt rauta- ja alumiinioksidia, jotka värjäävät maaperän punaiseksi. Päällimmäisenä kerroksena on runsaasti kuolleita lehtiä ja muuta kariketta, joka kosteissa ja lämpimissä olosuhteissa hajoaa nopeasti. Matojen sijaan humuksen hajottavat runsaslukuiset bakteerit, sienet ja termiitit, jotka tuovat ravinteet nopeasti takaisin kasvien käyttöön. Lahoaminen tapahtuu muutamassa vuorokaudessa tai viikossa. Näin maaperässä ei pysy ravinteita, kun vesi huuhtoo niitä pois ja kasvit ottavat ne heti omaan käyttöönsä. Sademetsien rehevyys perustuukin ennen kaikkea lehvästöön, minkä takia ne ovat huonoa viljelysmaata. Tuliperäisillä, nuorilla seuduilla maaperä saattaa olla ravinteikastakin, mutta nykyään tällaiset alueet on useimmiten raivattu viljelyskäyttöön.
Kenttäkerroksessa viihtyvät vain hämärään sopeutuneet kasvit, etupäässä lukuisat saniaislajit. Kukkivia kasveja on hyvin vähän, koska kukat ovat hyödyttömiä vähäisestä valosta johtuen. Siellä täällä kasvaa nuoria puiden taimia, jotka ovat hyvin hidaskasvuisia. Myös useita lehtivihreättömiä loiskasveja esiintyy, kuten Kaakkois-Aasian metsissä "Rafflesia", joka kasvaa liaanien juuriloisena ja jonka kärpäsiä houkutteleva pahanhajuinen kukka on maailman suurin. Eräät kämmekkäkasvit puolestaan saavat ravintonsa ainoastaan mätänevistä kasvinjätteistä, kuten myös sienet, joita kerroksessa esiintyy runsaasti.
Jotkin puut kasvattavat suuret maanpäälliset juuret, jotka jakavat niiden painon laajalle alueelle ja siten pitävät ne paremmin pystyssä. Näyttävimpiä juurakkoja ovat kiilamaiset lankkujuuret ja kaarevat pönkkäjuuret.
Silloin tällöin myrskyn tai kuolemisen seurauksena latvuskerroksen puu kaatuu. Tällöin latvustoon syntyy aukko, josta pääsee runsaasti valoa aina kenttäkerrokseen asti. Kauan horroksessa alkaneet siemenet itävät, ja nuorten puuntaimien välillä alkaa ankara kilpailu siitä, mikä niistä ehtii täyttämään aukon. Ensimmäisinä täyteen mittaansa kasvavat hennot ja matalat puut. Ne kukkivat, tuottavat hedelmänsä ja kuolevat. Niiden jälkeen vahvemmat ja hitaasti kasvavat puut kuten mahonki ja tiikki ottavat niiden paikan ja kasvattavat runkonsa aina latvuskerrokseen asti.
Sademetsän keskikerroksen hämärässä kasvaa nuoria, ohutvartisia ja noin 20-metrisiä puita, jotka odottavat sopivan aukon syntymistä päästäkseen kasvamaan latvuskerroksen tasalle. Lisäksi siellä kasvaa melko harvakseltaan täysikasvuisia pensaita ja palmuja. Kerroksessa esiintyy useita lintuja, perhosia, lepakoita, sammakoita ja käärmeitä sekä vähäiseen valoon sopeutuneita epifyyttejä, kuten saniaisia ja sammalia. Ilma on kerroksessa seisovaa ja erittäin kosteaa.
Aluspuuston ja latvuskerroksen välissä on paljon tyhjää tilaa, sillä aluspuusto ei kasva kovinkaan korkeaksi. Tämä johtuu luultavasti siitä, että aluspuut eivät saisi riittävästi valoa, jos ne kasvaisivat liian lähelle latvuskerrosta.
Latvuskerros muodostaa sademetsän tiheän katon, jonka läpi pääsee vain 10–15 % auringonvalosta. Latvusto pysäyttää myös rankkasateet, jotka muutoin veisivät pian maaperän pintakerrokset mennessään. Latvuskerros ulottuu useimmilla alueilla 20–40 metrin korkeuteen, Kaakkois-Aasiassa ja Australiassa jopa 70 metrin korkeuteen.
Latvuston puiden lehdet voivat uusiutua jatkuvasti, tai puu voi pudottaa kaikki lehtensä kerralla. Lehdet ovat asettuneet niin, että ne varjostavat toisiaan mahdollisimman vähän. Noin 80 prosenttia lehdistä on pitkänsoikeita ja teräväkärkisiä. Tämän ansiosta ne voivat ohjata sadeveden pois lehden pinnalta, jotta ravinteet eivät huuhtoutuisi pois ja sammalet, sienet ja levät eivät kasvaisi lehdellä.
Latvuskerroksessa elää ja käy monenlaisia eläimiä, kuten lintuja, apinoita, laiskiaisia, kissoja, puupiikkisikoja, muurahaiskarhuja, sammakoita, liskoja, käärmeitä ja hyönteisiä. Ne ovat kehittäneet erilaisia keinoja liikkua puiden välillä: jotkin hyppivät tai heilauttelevat itsensä oksalta oksalle, toiset liitelevät ilman läpi, ja muurahaiset muodostavat siltoja.
Latvusoksilla kasvaa lukuisia epifyyttisiä kasveja, kuten kämmekkä- ja ananaskasveja. Kasvit kilpailevat jatkuvasti pääsystä latvuskerrokseen. Epifyytit eivät normaalisti vahingoita isäntäkasvejaan, jotka antavat niille kasvualustan, mutta on olemassa myös kasveja, jotka ovat valmiita tappamaan päästäkseen osalliseksi auringonpaisteesta. Esimerkiksi kuristajaviikuna haarautuu isäntäpuun ympärille ja lopulta kuristaa sen kuoliaaksi, ja jäljelle jää vain kuristajaviikunan ontto verkkomainen runko.
Eräät puulajit kasvavat suotuisissa olosuhteissa vielä latvuskerrostakin korkeammiksi muodostaen ylimmän latvuskerroksen, joka saa erityisen runsaasti auringonvaloa. Nämä ylimmät puut ovat usein valtavan suuria ja leveälatvaisia. Niiden lehdet ovat paksut eikä niillä ole tippakärkeä, sillä kosteus ei kuitenkaan niillä kauan pysyisi. Jotkin puut saattavat pudottaa kaikki lehtensä juuri ennen runsasta kukintaansa.
Trooppisessa sademetsässä sataa lähes joka päivä. Sade kastelee puut läpimäriksi ja valuu metsää halkoviin jokiin ja virtoihin, jotka tulvivat kaikkein kosteimpina aikoina. Suuri osa sadevedestä jää puiden latvuksiin eikä valu maahan asti. Kuumuus muuttaa lehtikerrosten kannatteleman veden höyryksi, joka kohoaa metsän ylle sumuna, nousee ylös ja tiivistyy pilviksi, jotka satavat takaisin metsään.
Sademetsissä esiintyy yli puolet, joidenkin arvioiden mukaan jopa 70–90 % kaikista maapallon eliölajeista. Eri alueiden sademetsät eroavat toisistaan selvästi lajistoltaan, ja usein jopa suvut ja heimot vaihtelevat. Lajimäärä on suurin neotrooppisissa sademetsissä ja vähäisin Afrikan sademetsissä.
Sademetsän kasvit kasvavat ilmiömäisen nopeasti, sillä niillä on ihanteelliset olosuhteet: sademetsä on kostea ja tasaisen lämmin, ja siellä on riittämiin hiilidioksidia ja latvuksissa sekä aukkopaikoissa myös auringonvaloa. Sademetsä tuottaa kaikista ekosysteemeistä eniten biomassaa pinta-alayksikköä kohti.
Vaikka sademetsät kattavat vain kuusi prosenttia mantereiden pinta-alasta, arvioidaan niissä kasvavan ainakin 155 000 kasvilajia, mikä on noin puolet koko maapallon kasvilajeista. Monet niistä ovat endeemisiä eli kotoperäisiä omalle alueelleen, eikä niitä siten esiinny missään muualla.
Sademetsien puusto on hyvin monilajista, korkea- ja nopeakasvuista sekä tiheälatvuista. Yhdellä sademetsähehtaarilla voi kasvaa jopa sata puulajia, usein vain muutama yksilö kutakin lajia kohti. Tämä on seurausta sademetsien poikkeuksellisen suuresta biodiversiteetistä ja siitä, että kun tietyn puulajin yksilöt sijaitsevat kaukana toisistaan, on niitä mahdollisesti tuhoavien hyönteisten hankala levitä laajalle alueelle.
25 prosenttia länsimaissa käytettävien lääkkeiden vaikuttavista ainesosista on peräisin sademetsän kasveista. Niitä ovat esimerkiksi ehkäisyhormonit, piristävät aineet ja rauhoittavat lääkkeet. Eräästä madagaskarilaisesta punatalviosta ("Catharanthus roseus") saadaan tehokasta lääkettä leukemiaa ja Hodgkinin tautia vastaan. "Dioscorea"-liaanin juurakoista puolestaan saadaan muun muassa kortisonia ja diosgeniinia, joka on ehkäisypillereiden tärkeä osa. Lääketeollisuus voikin olla merkittävä taloudellinen syy sademetsien säilyttämiseen. Ongelmana on kuitenkin lääkkeistä saatavan rahan virtaaminen länsimaisille lääkeyhtiöille sen sijaan, että paikalliset asukkaat voisivat tulla toimeen lääkekasveilla ja näin lopettaa sademetsien hakkuut.
Ihminen on toiminnallaan tuhonnut arviolta yli puolet maapallon alkuperäisistä sademetsistä. Pääsyynä tähän ovat olleet metsien hakkuu puuteollisuuden käyttöön sekä metsien kaskeaminen viljelys- ja karjankasvatuskäyttöön. Pahimmin ovat kärsineet Kaakkois-Aasian tiheään asutut alueet, ja monilta alueilta metsät ovat kadonneet jo kokonaan. Pelkästään Amazonin sademetsää tuhotaan noin 20 000 neliökilometriä vuosittain. Monet maat, kuten Brasilia, ovat asettaneet tiukkoja säädöksiä hakkuille, mutta laittomat hakkuut ovat varsin yleisiä. Brasilia on yksi maailman suurimmista lihantuottajista ja maailman suurin siipikarjan- ja naudanlihan viejä. Selvityksien mukaan epäkohtia lihantuotannossa ovat sekä työntekijöiden työolot ja työperäiset sairaudet että ympäristöongelmat. Karjankasvatus ja soijanviljely rehuteollisuuden tarpeisiin ovat johtaneet suurin sademetsien hakkuisiin kun sademetsiä muutetaan viljely- ja laidunmaaksi. Carnegie-instituutin vuonna 2010 julkaistun tutkimuksen mukaan hakkuiden ja ilmastonmuutoksen yhteisvaikutuksen seurauksena vuonna 2100 nykyisistä sademetsistä olisi jäljellä 18–45 prosenttia.
Useimmiten metsien tuhoaminen tapahtuu vaiheittain: aluksi puutavaraa hankkivat metsäyhtiöt raivaavat metsäalueen läpi teitä, joita pitkin alueelle saapuu toimeentulon toivossa paikallisia talonpoikia perheineen. He kaskeavat metsää pelloiksi, mutta muutaman sadon jälkeen jo entuudestaan vähäravinteinen maaperä on käynyt viljelykelvottomaksi. Lisäksi tuholaiset ja nopeakasvuiset trooppiset rikkaruohot vaikeuttavat viljelyä. Niinpä ihmiset joutuvat kaskeamaan lisää metsää viljelyskäyttöön. Osa vanhoista pelloista jätetään ruohokentiksi, joilla aletaan kasvattaa lihakarjaa ainakin osittain vientiin tarkoitettavaksi. Puutavaran saanti on suurin syy sademetsien tuhoamiseen sekä suorasti että epäsuorasti. Monilla kaadettujen sademetsien tilalla kasvatetaan nykyään esimerkiksi tiikkiviljelmiä, joiden ekologinen arvo on vähäinen. Siten myös tällaisen puutavaran suosiminen tuhoaa sademetsää välillisesti.
Koska monet sademetsien eliölajit elävät hyvin rajoittuneilla alueilla ja niiden määrä on tavattoman runsas, häviää sademetsien kadotessa monia lajeja, joita ei ole vielä edes ehditty löytää tai tutkia. Arvioiden mukaan vuosittain häviää sukupuuttoon jopa 50 000 lajia sademetsien tuhoamisen seurauksena.
Sademetsien hakkuiden lopettamiseksi on tehtävä laajoja suojelutoimia. Yksi keino välttää hakkuita on saada paikalliset asukkaat hyödyntämään puutavaran ja viljelymaiden sijaan sademetsien uusiutuvia luonnonvaroja, kuten pähkinöitä, hedelmiä sekä öljyä ja lääkeaineita tuottavia kasvinosia. Tällä tavalla he saisivat pitkällä aikavälillä hakkuita huomattavasti suuremmat tulot omistamastaan alueesta. Amazonasissa, Kongon demokraattisessa tasavallassa ja Uudessa-Guineassa on yhä runsaasti koskematonta sademetsää, jonka olemassaolo on tärkeää turvata. Osa tällaisista alueista on jo julistettu suojelualueiksi tai ne ovat sijainniltaan niin vaikeapääsyisiä tai kaupallisesti arvottomia, ettei niiden hyväksikäyttö ole kannattanut.
Samaan aikaan kun sademetsiä hakataan, on käynnissä myös laajoja puiden uudelleenistutusprojekteja. Tällaiset metsät ovat kuitenkin biodiversiteetiltään huomattavasti vähäisempiä verrattuna alkuperäisiin metsiin, jotka ovat saaneet kehittyä rauhassa miljoonia vuosia. Avohakkuiden sijaan sademetsissä on paikoin pyritty kestävään metsänhoitoon, jolloin esimerkiksi nuoret ja elinvoimaiset puut jätetään kasvamaan. Myös länsimaissa ihmiset voivat edistää sademetsien suojelua ostamalla vain kestävällä tavalla tuotettua puutavaraa. Sademetsäalueiden ostaminen suojelutarkoituksessa on tehokas tapa pelastaa ainakin osa maailman monimuotoisimmasta ekosysteemistä.
Sademetsiä on perinteisesti kutsuttu "maapallon keuhkoiksi", sillä niiden arveltiin aiemmin tuottavan jopa 40 prosenttia maapallon ilmakehän hapesta. Tosiasiassa näin ei kuitenkaan ole, sillä sademetsät kuluttavat suurimman osan tuottamastaan hapesta tai jopa tuotantoaan suuremman määrän, ollen näin hapen nettokuluttajia. Maapallon todelliset keuhkot ovat valtamerten levät, jotka tuottavat suurimman osan hapesta.
Sademetsien tuhoamisella on kuitenkin suora yhteys kasvihuoneilmiön voimistumiseen. Sademetsien kaskeaminen ja kaatuneiden puunosien hajoaminen tuottaa ilmakehään vuosittain 2–3 miljardia tonnia hiiltä hiilidioksidin ja -monoksidin muodossa, mikä vastaa kolmannesta ilmakehään päätyvän ylimääräisen hiilidioksidin kokonaismäärästä. Lisäksi jos kaikkein eniten auringonvaloa saavan päiväntasaajan seudun pinta vaihtuu vihreästä metsästä paljaaksi, kasvaa maapallon pinnan saama säteilymäärä huomattavasti, ja albedovaikutukseksi kutsuttu ilmiö muuttaa ilmavirtojen ja sateiden kulkua laajoilla alueilla. Vaikka sademetsien vähentyminen ei todennäköisesti uhkaakaan maapallon happitasapainoa, on sillä hyvin merkittävä ilmastollinen vaikutus.