Горные экосистемы -Montane ecosystems

Субальпийское озеро в Каскадном хребте , Вашингтон , США .

Горные экосистемы встречаются на склонах гор . Альпийский климат в этих регионах сильно влияет на экосистему , поскольку температура падает по мере увеличения высоты , что приводит к расслоению экосистемы. Эта стратификация является решающим фактором в формировании растительного сообщества, биоразнообразия, метаболических процессов и динамики экосистем горных экосистем. Густые горные леса распространены на умеренных высотах из-за умеренных температур и обильных осадков. На больших высотах климат более суровый, с более низкими температурами и более сильными ветрами, что препятствует росту деревьев и заставляет растительное сообщество переходить на горные луга, кустарники илиальпийская тундра . Из-за уникальных климатических условий горных экосистем в них содержится повышенное количество эндемичных видов. Горные экосистемы также демонстрируют разнообразие экосистемных услуг , включая хранение углерода и водоснабжение.

Зоны жизни

Заросли горной березы на высоте около 750 м в Тролльхеймене , типичные для скандинавских субальпийских лесов .

С увеличением высоты климат становится прохладнее из-за снижения атмосферного давления и адиабатического охлаждения воздушных масс. Изменение климата при подъеме на гору на 100 метров примерно эквивалентно перемещению на 80 километров (45 миль или 0,75° широты ) к ближайшему полюсу. Характерная флора и фауна в горах, как правило, сильно зависят от высоты из-за изменения климата. Эта зависимость приводит к формированию жизненных зон : полос похожих экосистем на одинаковой высоте.

Одной из типичных зон жизни в горах являются горные леса: на умеренных высотах осадки и умеренный климат способствуют росту густых лесов. Холдридж определяет климат горных лесов как имеющий биотемпературу от 6 до 12 ° C (от 43 до 54 ° F), где биотемпература - это средняя температура, учитывая, что температура ниже 0 ° C (32 ° F) составляет 0 ° C (32). °F). Выше возвышенности горного леса деревья редеют в субальпийской зоне, становятся искривленными криволесьями и в конечном итоге перестают расти. Поэтому в горных лесах часто встречаются деревья с искривленными стволами. Это явление наблюдается из-за увеличения силы ветра с высотой. Высота, на которой деревья не растут, называется линией деревьев . Биотемпература субальпийской зоны составляет от 3 до 6 ° C (от 37 до 43 ° F).

Выше линии деревьев экосистема называется альпийской зоной или альпийской тундрой , в которой преобладают травы и низкорослые кустарники. Биотемпература альпийской зоны составляет от 1,5 до 3 ° C (от 34,7 до 37,4 ° F). В альпийской среде обитает множество различных видов растений, в том числе многолетние травы , осоки , разнотравье , подушечки растений , мхи и лишайники . Альпийские растения должны адаптироваться к суровым условиям альпийской среды, которые включают низкие температуры, сухость, ультрафиолетовое излучение и короткий вегетационный период. Альпийские растения демонстрируют приспособления, такие как розеточные структуры, восковые поверхности и опушенные листья. Из-за общих характеристик этих зон Всемирный фонд дикой природы группирует набор связанных экорегионов в биом « горные пастбища и кустарники ». Район в горах Хэндуань, примыкающий к Тибетскому нагорью в Азии, был определен как старейшая в мире непрерывная альпийская экосистема с сообществом из 3000 видов растений, некоторые из которых непрерывно сосуществуют в течение 30 миллионов лет.

Климат с биотемпературой ниже 1,5 ° C (35 ° F), как правило, состоит исключительно из камней и льда.

Горные леса

Каньон Ваймеа на Гавайях известен своей горной растительностью .

Горные леса расположены между предгорной и субальпийской зонами . Высота, на которой одна среда обитания меняется на другую, варьируется по всему миру, особенно в зависимости от широты . Верхняя граница горных лесов, линия деревьев , часто отмечается переходом к более выносливым видам, которые встречаются в менее густых насаждениях. Например, в Сьерра-Неваде в Калифорнии в горных лесах есть густые насаждения скрученной сосны и красной пихты , а в субальпийской зоне Сьерра-Невада есть редкие насаждения белой сосны .

Нижняя граница горной зоны может быть «нижней линией леса», которая отделяет горный лес от более сухой степной или пустынной области.

Горные леса отличаются от равнинных лесов той же площадью. Климат горных лесов холоднее равнинного климата на той же широте, поэтому в горных лесах часто встречаются виды, типичные для равнинных лесов более высоких широт. Люди могут нарушать горные леса с помощью лесного хозяйства и сельского хозяйства . В изолированных горах горные леса, окруженные безлесными засушливыми районами, являются типичными экосистемами « небесного острова ».

Умеренный климат

Горные леса в умеренном климате обычно представляют собой хвойные леса умеренного пояса или широколиственные и смешанные леса умеренного пояса , типы лесов, которые хорошо известны в Европе и на северо-востоке Северной Америки . Однако деревья часто не идентичны тем, что растут дальше на север: геология и климат приводят к тому, что в горных лесах встречаются разные родственные виды.

Умеренный горный лес в Баварии , Германия

Горные леса за пределами Европы, как правило, более богаты видами, потому что основные горные цепи Европы ориентированы с востока на запад.

Горные леса в умеренном климате встречаются в Европе ( Альпы , Карпаты , Кавказ и др . ), в Северной Америке ( Каскадный хребет , Кламат-Сискию , Аппалачи и др.), юго-западе Южной Америки , Новой Зеландии и Гималаях .

Прогнозируется, что изменение климата повлияет на горные леса умеренного пояса. Например, на тихоокеанском северо -западе Северной Америки изменение климата может вызвать «потенциальное уменьшение снежного покрова, более высокий уровень эвапотранспирации, усиление летней засухи», что негативно скажется на горных водно-болотных угодьях.

средиземноморский климат

Кустарник из иранского дуба в горах Загрос

Горные леса в средиземноморском климате теплые и сухие, за исключением зимы, когда они относительно влажные и мягкие. Горные леса, расположенные в средиземноморском климате, демонстрируют высокие деревья наряду с высокой биомассой. Эти леса обычно представляют собой смешанные хвойные и широколиственные леса с небольшим количеством хвойных пород. Сосна и можжевельник — типичные деревья, произрастающие в средиземноморских горных лесах. Широколиственные деревья более разнообразны и часто бывают вечнозелеными, например, вечнозеленый дуб .

Этот тип леса встречается в Средиземноморском бассейне , Северной Африке , Мексике и юго-западе США , Иране , Пакистане и Афганистане .

Субтропический и тропический климат

Тропический горный лес на высоте около 2000 м в Малайзии.

В тропиках горные леса могут состоять не только из хвойных , но и из широколиственных лесов . Одним из примеров тропического горного леса является облачный лес , который получает влагу из облаков и тумана. Облачные леса часто демонстрируют обилие мхов , покрывающих землю и растительность, и в этом случае их также называют мшистыми лесами. Моховые леса обычно развиваются на седловинах гор, где эффективнее удерживается влага, приносимая оседающими облаками. В зависимости от широты нижний предел горных тропических лесов на больших горах обычно составляет от 1500 до 2500 метров (от 4900 до 8200 футов), а верхний предел обычно составляет от 2400 до 3300 метров (от 7900 до 10800 футов).

Тропические облачные леса могут проявлять высокую чувствительность к изменению климата. Изменение климата может вызвать колебания температуры, осадков и влажности, что создаст нагрузку на облачные леса. Прогнозируемые грядущие последствия изменения климата могут существенно повлиять на утрату биоразнообразия и привести к изменению ареала видов и динамики сообществ, а также потенциальной гибели лесов. Глобальные климатические модели предсказывают уменьшение облачности в будущем. Уменьшение облачности уже может повлиять на облачный лес Монтеверде в Коста-Рике .

Субальпийская зона

Субальпийская зона — это биотическая зона сразу под линией деревьев по всему миру. В тропических регионах Юго-Восточной Азии линия деревьев может быть выше 4000 м (13 000 футов), тогда как в Шотландии она может достигать 450 м (1480 футов). Виды, встречающиеся в этой зоне, зависят от расположения зоны на Земле, например, Pinus mugo (сосна кустарниковая горная) в Европе , камедь снежная в Австралии или лиственница субальпийская , тсуга горная и пихта субальпийская на западе Северной Америки.

Деревья в субальпийском поясе часто становятся круммгольцами , то есть криволинейной древесиной, низкорослыми и искривленными по форме. На границе деревьев саженцы деревьев могут прорастать с подветренной стороны скал и расти только настолько высоко, насколько скала обеспечивает защиту от ветра. Дальнейший рост более горизонтальный, чем вертикальный, и в местах соприкосновения ветвей с почвой может произойти дополнительное укоренение. Зимой снежный покров может защищать криволесье, но ветки выше ветрозащиты или снежного покрова обычно уничтожаются. Хорошо зарекомендовавшим себя деревьям krummholz может быть от нескольких сотен до тысячи лет.

Луга встречаются в субальпийском поясе. Луга Туолумне в Сьерра-Неваде в Калифорнии являются примером субальпийского луга.

Примеры субальпийских зон по всему миру включают французские предальпы в Европе, субальпийские зоны Сьерра-Невада и Скалистые горы в Северной Америке, а также субальпийские леса в восточных Гималаях , западных Гималаях и горах Хэндуань в Азии.

Альпийские луга и тундра

Альпийская флора у Каскадного перевала

Альпийские луга и тундра лежат выше линии деревьев, в мире сильной радиации, ветра, холода, снега и льда. Вследствие этого высокогорная растительность прилегает к земле и состоит в основном из многолетних трав , осок и разнотравья . Однолетние растения редко встречаются в этой экосистеме и обычно имеют высоту всего несколько дюймов со слабой корневой системой. Другие распространенные формы жизни растений включают распростертые кустарники , злаки , образующие кочки , и криптогамы , такие как мохообразные и лишайники .

Растения приспособились к суровым альпийским условиям. Подушкообразные растения , похожие на прижавшиеся к земле комки мха, спасаются от сильных ветров, дующих в нескольких дюймах над ними. Многие цветковые растения альпийской тундры имеют густые волоски на стеблях и листьях для защиты от ветра или пигменты красного цвета, способные преобразовывать солнечные лучи в тепло. Некоторым растениям требуется два или более лет, чтобы сформировать цветочные почки, которые переживают зиму под поверхностью, а затем открываются и дают плоды с семенами в течение нескольких недель лета. Нецветущие лишайники цепляются за камни и почву. Их закрытые клетки водорослей могут фотосинтезировать при любой температуре выше 0 ° C (32 ° F), а внешние слои грибов могут поглощать воду, превышающую их собственный вес.

Благодаря приспособлениям к выживанию к иссушающим ветрам и холоду тундровая растительность может казаться очень выносливой, но в некоторых отношениях тундра очень хрупкая. Повторяющиеся шаги часто уничтожают тундровые растения, в результате чего открытая почва сдувается ветром, а восстановление может занять сотни лет.

Альпийские луга образуются там, где отложения в результате выветривания горных пород образовали почвы, достаточно хорошо развитые для поддержки трав и осоки. Альпийские луга достаточно распространены по всему миру, чтобы Всемирный фонд дикой природы классифицировал их как биом . Биом, называемый «горными лугами и кустарниками», часто развивался как виртуальные острова, отделенные от других горных регионов более теплыми, более низкими регионами, и часто является домом для многих характерных и эндемичных растений, которые эволюционировали в ответ на прохладный, влажный климат и обильный солнечный свет.

Альпийский пейзаж под пиком Мальовица , гора Рила , Болгария

Самые обширные горные луга и кустарники встречаются в Неотропическом парамо Анд . Этот биом также встречается в горах восточной и центральной Африки , на горе Кинабалу на Борнео , в самых высоких возвышенностях Западных Гат в Южной Индии и Центральном нагорье Новой Гвинеи . Уникальной особенностью многих влажных тропических горных регионов является наличие гигантских розеточных растений из различных семейств растений, таких как лобелия ( афротропическая ), пуйя ( неотропическая ), циатея ( Новая Гвинея ) и аргироксифиум ( Гавайи ).

Там, где условия более сухие, можно найти горные луга, саванны и леса, такие как Эфиопское нагорье , и горные степи , такие как степи Тибетского нагорья .

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки