stringtranslate.com

Линия деревьев

Линия деревьев над Санкт-Морицем, Швейцария . Май 2009 г.
На этом виде альпийской линии деревьев дальняя линия выглядит особенно резкой. На переднем плане показан переход от деревьев к отсутствию деревьев. Эти деревья отстают в росте и однобоки из-за холода и постоянного ветра.

Линия леса — это граница среды обитания , на которой деревья способны расти, а за ее пределами — нет. Она встречается на больших высотах и ​​в высоких широтах . За линией леса деревья не могут переносить условия окружающей среды (обычно низкие температуры, экстремальный снежный покров или связанное с этим отсутствие доступной влаги). [1] : 51  Линию леса иногда отличают от нижней границы леса , которая является линией, ниже которой деревья образуют лес с сомкнутым пологом . [2] : 151  [3] : 18 

На границе леса рост деревьев часто редкий, чахлый и деформированный ветром и холодом. Иногда это известно как krummholz (по-немецки «кривое дерево»). [4] : 58 

Линия деревьев часто кажется четко определенной, но это может быть более постепенный переход. Деревья становятся короче и часто с меньшей плотностью по мере приближения к линии деревьев, выше которой они вообще не могут расти. [4] : 55  При определенной широте линия деревьев находится примерно на 300–1000 метров ниже линии постоянных снегов и примерно параллельна ей. [5]

Причины

Из-за своей вертикальной структуры деревья более восприимчивы к холоду, чем более приземистые формы растений. [6] Летнее тепло обычно устанавливает предел, до которого может происходить рост деревьев: в то время как хвойные деревья линии деревьев очень морозоустойчивы в течение большей части года, они становятся чувствительными всего к 1 или 2 градусам мороза в середине лета. [7] [8] Серия теплых летних сезонов в 1940-х годах, по-видимому, позволила установить «значительное количество» саженцев ели выше предыдущей линии деревьев на холмах около Фэрбанкса, Аляска . [9] [10] Выживание зависит от достаточности нового роста для поддержки дерева. Ветер может механически повредить ткани дерева напрямую , включая взрыв с переносимыми ветром частицами, а также может способствовать высыханию листвы , особенно побегов, которые выступают над снежным покровом. [ необходима ссылка ]

Фактическая линия деревьев устанавливается средней температурой, в то время как реализованная линия деревьев может быть затронута нарушениями, такими как лесозаготовки . [6] Большинство видов человеческой деятельности не могут изменить фактическую линию деревьев, если они не влияют на климат. [6] Линия деревьев следует линии, где сезонная средняя температура составляет приблизительно 6 °C или 43 °F. [11] [6] Сезонная средняя температура берется за все дни, средняя температура которых выше 0,9 °C (33,6 °F). Для роста деревьев требуется вегетационный период продолжительностью 94 дня выше этой температуры. [12]

Типы

Эта карта «Распределения растений в перпендикулярном направлении в жарком, умеренном и холодном поясах» была впервые опубликована в 1848 году в «Физическом атласе». На ней показаны линии деревьев в Андах , Тенерифе , Гималаях , Альпах , Пиренеях и Лапландии .
Альпийская линия деревьев горной сосны и европейской ели ниже субальпийской зоны Быстришко Браниште , с возвышающейся вершиной Голям Резен , гора Витоша , София , Болгария

В экологии и географии выделяют несколько типов линий произрастания деревьев :

альпийский

Альпийская линия деревьев в хребте Тараруа

Альпийская линия деревьев — это самая высокая точка, на которой растут деревья; выше слишком холодно или снежный покров держится слишком большую часть года, чтобы поддерживать деревья. [2] : 151  Климат выше линии деревьев в горах называется альпийским климатом , [13] : 21  а среду обитания можно описать как альпийскую зону . [14] Линии деревьев на склонах, обращенных на север, в северном полушарии ниже, чем на склонах, обращенных на юг, потому что из-за большей тени на склонах, обращенных на север, снежный покров тает дольше. Это сокращает вегетационный период для деревьев. [15] : 109  В южном полушарии склоны, обращенные на юг, имеют более короткий вегетационный период.

Граница линии альпийских деревьев редко бывает резкой: обычно она образует переходную зону между сомкнутым лесом внизу и безлесной альпийской зоной вверху. Эта переходная зона происходит «вблизи вершин самых высоких пиков на северо-востоке Соединенных Штатов, высоко на гигантских вулканах в центральной Мексике и в горах в каждом из 11 западных штатов и на большей части территории Канады и Аляски». [16] Экологически низкорослые кустарники ( krummholz ) обычно образуют верхнюю границу.

Снижение температуры воздуха с увеличением высоты создает альпийский климат. Скорость снижения может варьироваться в разных горных цепях, от 3,5 °F (1,9 °C) на 1000 футов (300 м) подъема в сухих горах западной части США [16] до 1,4 °F (0,78 °C) на 1000 футов (300 м) во влажных горах восточной части США [17] . Кожные эффекты и топография могут создавать микроклиматы , которые изменяют общую тенденцию к охлаждению. [18]

По сравнению с арктическими линиями деревьев, альпийские линии деревьев могут получать менее половины количества градусо-дней (выше 10 °C (50 °F)) в зависимости от температуры воздуха, но поскольку интенсивность солнечного излучения на альпийских линиях деревьев выше, чем на арктических линиях деревьев, количество градусо-дней, рассчитанное на основе температуры листьев, может быть очень похожим. [16]

На альпийской линии деревьев рост деревьев замедляется, когда избыточный снег задерживается и сокращает вегетационный период до точки, когда новый рост не успеет затвердеть до наступления осенних заморозков. Однако умеренный снежный покров может способствовать росту деревьев, изолируя деревья от сильного холода зимой, сокращая потерю воды [19] и продлевая подачу влаги в течение ранней части вегетационного периода. Однако накопление снега в защищенных оврагах в горах Селкирк на юго-востоке Британской Колумбии приводит к тому, что линия деревьев оказывается на 400 метров (1300 футов) ниже, чем на открытых промежуточных плечах. [20]

В некоторых горных районах возвышенности над линией конденсации или на склонах, обращенных к экватору и подветренных, могут привести к малому количеству осадков и повышенному воздействию солнечной радиации. Это иссушает почву, что приводит к локальной засушливой среде, непригодной для деревьев. Многие обращенные на юг хребты гор западной части США имеют более низкую линию леса, чем северные склоны из-за повышенного воздействия солнца и засушливости. Линия леса Гавайев, составляющая около 8000 футов (2400 м), также находится выше зоны конденсации и является результатом недостатка влаги. [ необходима цитата ]

Контакт

На побережьях и в изолированных горах линия деревьев часто намного ниже, чем на соответствующих высотах внутри страны и в более крупных, более сложных горных системах, поскольку сильные ветры снижают рост деревьев. Кроме того, отсутствие подходящей почвы, например, вдоль склонов осыпей или открытых скальных образований, не позволяет деревьям обрести достаточную опору и подвергает их засухе и солнцу.

Арктика

Аэрофотоснимок с видом на землю с видимыми реками. Земля покрыта снегом, в левом нижнем углу и в долинах рек растут деревья.
В левом нижнем углу видна линия деревьев, северный Квебек, Канада, деревья также растут в защищенных речных долинах.

Арктическая линия леса — самая северная широта в Северном полушарии , где могут расти деревья; дальше на север слишком холодно круглый год, чтобы поддерживать деревья. [21] Чрезвычайно низкие температуры, особенно продолжительные, могут заморозить внутренний сок деревьев, убив их. Кроме того, вечная мерзлота в почве может помешать деревьям пустить корни достаточно глубоко для необходимой структурной поддержки. [ требуется цитата ]

В отличие от альпийских линий деревьев, северная линия деревьев проходит на низких высотах. Переходная зона арктического леса и тундры на северо-западе Канады варьируется по ширине, возможно, в среднем 145 километров (90 миль) и заметно расширяется с запада на восток, [22] в отличие от телескопических альпийских линий деревьев. [16] К северу от арктической линии деревьев лежит низкорослая тундра , а к югу — бореальный лес .

В арктической лесной полосе можно выделить две зоны: [23] [24] лесотундровая зона с разбросанными участками криволесья или низкорослых деревьев, с более крупными деревьями вдоль рек и на защищенных участках, расположенных в матрице тундры; и «открытый бореальный лес» или «лишайниковое редколесье», состоящее из открытых рощ прямостоячих деревьев, под которыми лежит ковер из лишайников рода Cladonia . [23] Соотношение деревьев и лишайникового покрова увеличивается на юге по направлению к «лесной полосе», где деревья покрывают 50 процентов или более ландшафта. [16] [25]

Антарктида

Южная линия леса существует на новозеландских субантарктических островах и австралийском острове Маккуори , с местами, где среднегодовые температуры выше 5 °C (41 °F) поддерживают деревья и древесные растения, а ниже 5 °C (41 °F) — нет. [26] Другая линия леса существует в самых юго-западных частях экорегиона Магеллановых субполярных лесов , где лес сливается с субантарктической тундрой (называемой Магеллановской пустошью или Магеллановой тундрой). [27] Например, в северных половинах островов Хосте и Наварино есть леса Nothofagus antarctica, но южные части состоят из вересковых пустошей и тундры.

Виды деревьев вблизи линии леса

Линия хвойных деревьев под пиком Вихрен , горы Пирин , Болгария
Лиственница даурская, растущая вблизи арктической границы леса в районе Колымы , на северо-востоке арктической Сибири.
Вид на лес Магеллановы ленги недалеко от границы деревьев в национальном парке Торрес-дель-Пайне , Чили

Некоторые типичные виды деревьев арктической и альпийской зоны (обратите внимание на преобладание хвойных пород ):

Австралия

Евразия

Северная Америка

Южная Америка

Распространение по всему миру

Альпийские линии деревьев

Альпийская линия деревьев в определенном месте зависит от местных переменных, таких как экспозиция склона, дождевая тень и близость к любому географическому полюсу . Кроме того, в некоторых тропических или островных местностях отсутствие биогеографического доступа к видам, которые эволюционировали в субальпийской среде, может привести к более низким линиям деревьев, чем можно было бы ожидать только по климату. [ необходима цитата ]

В среднем по многим местоположениям и местным микроклиматам , линия леса поднимается на 75 метров (245 футов) при перемещении на 1 градус на юг от 70 до 50° с.ш. и на 130 метров (430 футов) на градус от 50 до 30° с.ш. Между 30° с.ш. и 20° ю.ш. линия леса примерно постоянна, между 3500 и 4000 метров (от 11 500 до 13 100 футов). [32]

Вот список приблизительных линий деревьев в разных точках мира:

Арктические линии деревьев

Карта линии деревьев в Канаде

Как и линии альпийских деревьев, показанные выше, линии полярных деревьев сильно зависят от местных переменных, таких как аспект склона и степень защищенности. Кроме того, вечная мерзлота оказывает большое влияние на способность деревьев размещать корни в земле. Когда корни слишком мелкие, деревья подвержены ветровым выбросам и эрозии. Деревья часто могут расти в речных долинах на широтах, где они не могли бы расти на более открытых участках. Морские влияния, такие как океанские течения, также играют важную роль в определении того, насколько далеко от экватора могут расти деревья, а также теплого лета, наблюдаемого в экстремальном континентальном климате. [ необходима цитата ] В северной внутренней части Скандинавии существует существенное морское влияние на высокие параллели, что делает зимы относительно мягкими, но достаточно внутреннего влияния, чтобы лето было значительно выше порога для линии деревьев. Вот некоторые типичные полярные линии деревьев:

Антарктические линии деревьев

Деревья есть на Огненной Земле (55° ю.ш.) на южном конце Южной Америки, но, как правило, не на субантарктических островах и не в Антарктиде. Поэтому нет четкой линии деревьев Антарктиды.

Остров Кергелен (49° ю.ш.), Южная Георгия (54° ю.ш.) и другие субантарктические острова настолько сильно подвержены ветрам и имеют слишком холодный летний климат (тундра), что ни на одном из них нет местных видов деревьев. Летняя температура Фолклендских островов (51° ю.ш.) близка к предельной, но острова также безлесны, хотя есть некоторые посаженные деревья.

Антарктический полуостров — самая северная точка Антарктиды (63° ю. ш.) и имеет самую мягкую погоду — он расположен в 1080 километрах (670 миль) от мыса Горн на Огненной Земле — однако там не выживает ни одно дерево; только несколько видов мхов, лишайников и трав выживают. Кроме того, ни одно дерево не выживает ни на одном из субантарктических островов вблизи полуострова.

Деревья, растущие вдоль северного берега пролива Бигля , 55° ю.ш.

Леса южной раты существуют на острове Эндерби и островах Окленд (оба 50° ю. ш.), и они растут до высоты 370 метров (1200 футов) в защищенных долинах. Эти деревья редко вырастают выше 3 м (9,8 фута) в высоту и становятся меньше по мере набора высоты, так что на 180 м (600 футов) они достигают высоты пояса. На этих островах всего от 600 до 800 часов солнца в год. Остров Кэмпбелл (52° ю. ш.) южнее безлесный, за исключением одной низкорослой ели, вероятно, посаженной в 1907 году. [45] Климат на этих островах не суровый, но рост деревьев ограничен почти постоянными дождями и ветрами. Лето очень холодное, средняя температура января 9 °C (48 °F). Зима мягкая 5 °C (41 °F), но влажная. Остров Маккуори (Австралия) расположен на 54° южной широты и не имеет никакой растительности, кроме снежной травы, альпийских трав и мхов. [ необходима ссылка ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Elliott-Fisk, DL (2000). "Тайга и бореальный лес". В Barbour, MG; Billings, MD (ред.). North American Terrestrial Vegetation (2-е изд.). Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-55986-7.
  2. ^ ab Jørgensen, SE (2009). Экосистемная экология . Academic Press. ISBN 978-0-444-53466-8.
  3. ^ Körner, C. (2012). Альпийские лесные линии: функциональная экология глобальных пределов высокогорных деревьев . Иллюстрировано S. Riedl. Springer. ISBN 978-3-0348-0396-0.
  4. ^ ab Zwinger, A.; Willard, BE (1996). Земля над деревьями: путеводитель по американской альпийской тундре . Big Earth Publishing. ISBN 978-1-55566-171-7.
  5. ^ «Почему линии деревьев?».
  6. ^ abcd Кёрнер, Кристиан (1 ноября 2021 г.). «Предел холодного диапазона деревьев». Trends in Ecology & Evolution . 36 (11): 979–989. doi :10.1016/j.tree.2021.06.011. PMID  34272073. S2CID  235999977.
  7. ^ Tranquillini, W. (1979). Физиологическая экология альпийской лесной границы: существование деревьев на больших высотах с особым акцентом на Европейские Альпы . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer-Verlag. ISBN 978-3-642-67107-4.
  8. ^ Коутс, К. Д.; Хейсслер, С.; Линдебург, С.; Пойар, Р.; Сток, А. Дж. (1994). Экология и лесоводство внутренних елей в Британской Колумбии . OCLC  66824523.
  9. ^ Вирек, LA (1979). «Характеристики растительных сообществ линии леса на Аляске». Holarctic Ecology . 2 (4): 228–238. JSTOR  3682417.
  10. ^ Viereck, LA; Van Cleve, K.; Dyrness, CT (1986). «Распределение лесных экосистем в среде тайги». В Van Cleve, K.; Chapin, FS; Flanagan, PW; Viereck, LA; Dyrness, CT (ред.). Лесные экосистемы в тайге Аляски . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer-Verlag. стр. 22–43. doi :10.1007/978-1-4612-4902-3_3. ISBN 978-1-4612-4902-3.
  11. ^ Кёрнер, Кристиан; Паульсен, Йенс (май 2004 г.). «Всемирное исследование температур на высоте над уровнем моря». J. Biogeogr . 31 (5): 713–732. doi :10.1111/j.1365-2699.2003.01043.x. JSTOR  3554841. S2CID  59025355.
  12. ^ Паульсен, Йенс; Кёрнер, Кристиан (2014). «Климатическая модель для прогнозирования потенциального положения линии леса по всему миру» (PDF) . Альпийская ботаника . 124 : 1–12. doi :10.1007/s00035-014-0124-0. S2CID  8752987.
  13. ^ Körner, C (2003). Альпийская растительная жизнь: функциональная экология растений высокогорных экосистем . Springer. ISBN 978-3-540-00347-2.
  14. ^ "Экосистема альпийской тундры". Национальный парк Роки-Маунтин . Служба национальных парков . Получено 13 мая 2011 г.
  15. ^ abc Peet, RK (2000). "Леса и луга Скалистых гор". В Barbour, MG; Billings, MD (ред.). North American Terrestrial Vegetation (2-е изд.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-55986-7.
  16. ^ abcde Арно, СФ (1984). Timberline: Горные и арктические лесные границы . Сиэтл, Вашингтон: The Mountaineers. ISBN 978-0-89886-085-6.
  17. ^ Бейкер, Ф. С. (1944). «Горный климат западных Соединенных Штатов». Экологические монографии . 14 (2): 223–254. doi :10.2307/1943534. JSTOR  1943534.
  18. ^ Гейгер, Р. (1950). Климат вблизи Земли. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета .
  19. ^ Соуэлл, Дж. Б.; МакНалти, С. П.; Шиллинг, Б. К. (1996). «Роль подпитки ствола в снижении зимнего высыхания иголок Picea engelmannii (Pinaceae) на альпийской границе леса». Американский журнал ботаники . 83 (10): 1351–1355. doi :10.2307/2446122. JSTOR  2446122.
  20. ^ Шоу, CH (1909). «Причины образования границы леса в горах: роль снега». Plant World . 12 : 169–181.
  21. ^ Пиениц, Рейнхард; Дуглас, Марианна SV; Смол, Джон П. (2004). Долгосрочные изменения окружающей среды в арктических и антарктических озерах . Springer. стр. 102. ISBN 978-1-4020-2126-8.
  22. ^ Тимони, КП; Ла Рой, ГХ; Золтай, СЦ; Робинсон, А.Л. (1992). «Высокоарктическая лесотундра северо-западной Канады: положение, ширина и градиенты растительности в зависимости от климата». Арктика . 45 (1): 1–9. doi : 10.14430/arctic1367 . JSTOR  40511186.
  23. ^ ab Löve, Dd (1970). «Субарктика и субальпийские: где и что?». Arctic and Alpine Research . 2 (1): 63–73. doi :10.2307/1550141. JSTOR  1550141.
  24. ^ Hare, F. Kenneth; Ritchie, JC (1972). «Бореальные биоклиматы». Geographical Review . 62 (3): 333–365. doi :10.2307/213287. JSTOR  213287.
  25. ^ RA, Black; Bliss, LC (1978). «Последовательность восстановления лесов Picea mariana–Vaccinium uliginosum после пожара около Инувика, Северо-Западные территории, Канада». Канадский журнал ботаники . 56 (6): 2020–2030. doi :10.1139/b78-243.
  26. ^ "Антиподы Субантарктические острова тундра". Наземные экорегионы . Всемирный фонд дикой природы.
  27. ^ "Магеллановы субполярные леса Nothofagus". Наземные экорегионы . Всемирный фонд дикой природы.
  28. ^ Chalupa, V. (1992). "Микроразмножение европейской рябины (Sorbus aucuparia L.) и дикой рябины [Sorbus torminalis (L.) Cr.]". В Bajaj, YPS (ред.). Высокие технологии и микроразмножение II . Биотехнология в сельском хозяйстве и лесном хозяйстве. Том 18. Springer Berlin Heidelberg. стр. 211–226. doi :10.1007/978-3-642-76422-6_11. ISBN 978-3-642-76424-0.
  29. ^ ab "Treeline". Канадская энциклопедия . Архивировано из оригинала 2010-12-03 . Получено 2011-06-22 .
  30. ^ Фахардо, А.; Пайпер, ФИ; Кавьерес, Л.А. (2011). «Различение локальных и глобальных климатических влияний в изменении статуса углерода с высотой в видах древесной полосы». Глобальная экология и биогеография . 20 (2): 307–318. doi :10.1111/j.1466-8238.2010.00598.x. hdl : 10533/134794 .
  31. ^ Дикинсон, Джошуа К. (1969). «Эвкалипт в горах Сьерра-де-Майорка в Южном Перу». Анналы Ассоциации американских географов . 59 (2): 294–307. doi :10.1111/j.1467-8306.1969.tb00672.x. ISSN  0004-5608. JSTOR  2561632.
  32. ^ abcdefg Körner, Ch (1998). «Переоценка положений линии леса на большой высоте и их объяснение». Oecologia . 115 (4): 445–459. Bibcode :1998Oecol.115..445K. CiteSeerX 10.1.1.454.8501 . doi :10.1007/s004420050540. PMID  28308263. S2CID  8647814. 
  33. ^ «Действия за биоразнообразие Шотландии» (PDF) .
  34. ^ ab Körner, Ch. "High Elevation Treeline Research". Архивировано из оригинала 2011-09-27 . Получено 2010-06-14 .
  35. ^ «Физиогеография Дальнего Востока России».
  36. ^ "Mount Washington State Park". New Hampshire State Parks. Архивировано из оригинала 2013-04-03 . Получено 2013-08-22 . Линия деревьев, высота, выше которой деревья не растут, составляет около 4400 футов в Белых горах, почти на 2000 футов ниже вершины горы Вашингтон.
  37. ^ "Природные ресурсы и охрана природы Грузии" (PDF) . geostat.ge (на грузинском языке). Национальная статистическая служба Грузии . Получено 2023-04-13 .
  38. ^ ab Schoenherr, Allan A. (1995). Естественная история Калифорнии . UC Press. ISBN 978-0-520-06922-0.
  39. ^ "台灣地帶性植被之區劃與植物區系之分區" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 ноября 2014 г.
  40. ^ "Национальный парк горы Кинабалу". www.ecologyasia.com . Экология Азии. 4 сентября 2016 г. Получено 6 сентября 2016 г.
  41. ^ "Альпийские деревья | Исследовательская школа биологии ANU".
  42. ^ Лара, Антонио; Виллальба, Рикардо ; Володарски-Франке, Алексия; Аравена, Хуан Карлос; Лакман, Брайан Х.; Кук, Эмилио (2005). «Пространственные и временные вариации роста Nothofagus pumilio на границе деревьев вдоль его широтного ареала (35°40′–55° ю.ш.) в чилийских Андах» (PDF) . Журнал биогеографии . 32 (5): 879–893. doi :10.1111/j.1365-2699.2005.01191.x. S2CID  51845387.
  43. ^ Соттиле, Гонсало Д.; Эчеверрия, Маркос Э.; Тонелло, Марсела С.; Маркос, Мария А.; Бамонте, Флоренсия П.; Райо, Сесилия; Манчини, Мария В. (2020). «Динамика растительности Андина-дель-Лаго Аргентина (50 ° ю.ш., 72 ° ю.ш.) от отступления лос-ледников (около 12 000 лет назад)». Андская геология (на испанском языке). 47 (3): 599–627. дои : 10.5027/andgeoV47n3-3303 . hdl : 11336/141218 .
  44. ^ ab Аравена, Хуан С.; Лара, Антонио; Володарски-Франке, Алексия; Виллальба, Рикардо ; Кук, Эмилио (2002). "Модели роста годичных колец и реконструкция температуры из лесов Nothofagus pumilio (Fagaceae) на верхней границе леса южной чилийской Патагонии". Revista Chilena de Historia Natural . 75 (2). doi : 10.4067/S0716-078X2002000200008 . hdl : 11336/40918 .
  45. ^ Морвуд, Мэдди (4 сентября 2022 г.). «Как самое одинокое дерево в мире помогает ученым продвигать исследования изменения климата». Australian Broadcasting Company.

Дальнейшее чтение