Умеренные листопадные или умеренно-широколиственные леса являются разновидностью умеренного леса , в котором «доминируют» листопадные деревья, которые теряют листья каждую зиму. [1] Они представляют собой один из основных биомов Земли, составляя 9,69% площади суши в мире. [2] Эти леса встречаются в районах с выраженными сезонными колебаниями, которые циклически чередуются с теплым влажным летом, холодной зимой и умеренными осенними и весенними сезонами. [3] Они чаще всего встречаются в Северном полушарии , особенно большие регионы находятся в восточной части Северной Америки , Восточной Азии и большой части Европы , хотя небольшие регионы умеренных листопадных лесов также расположены в Южной Америке. Примерами деревьев, обычно растущих в листопадных лесах Северного полушария, являются дуб , клен , липа , бук и вяз , в то время как в Южном полушарии в этом типе леса доминируютдеревья рода Nothofagus . [1] Умеренные лиственные леса обеспечивают несколько уникальных экосистемных услуг , [4] включая среду обитания для разнообразных диких животных, и они сталкиваются с рядом естественных и вызванных человеком нарушений , которые регулярно изменяют их структуру. [5]
Расположенные ниже северных бореальных лесов , [6] умеренные листопадные леса составляют значительную часть земель между тропиком Рака (23 ° с. ш.) и широтой 50 ° с. ш., в дополнение к областям к югу от тропика Козерога (23 ° ю. ш.). [7] Канада, США, Китай и несколько европейских стран имеют самую большую площадь земель, покрытую умеренными листопадными лесами, [7] с меньшими участками, присутствующими по всей Южной Америке, в частности, в Чили и Аргентине. [1]
Умеренные условия относятся к циклу из четырех отдельных сезонов , который происходит в областях между полярными регионами и тропиками. В этих регионах, где встречаются умеренные лиственные леса, теплая и холодная циркуляция воздуха объясняет характерные сезонные изменения биома. [8]
Среднегодовая температура, как правило, составляет около 10 °C, хотя это зависит от региона. [8] Из-за затенения от полога, микроклимат умеренных лиственных лесов, как правило, примерно на 2,1 °C прохладнее, чем окружающая среда, тогда как зимние температуры на 0,4–0,9 °C теплее в лесах из-за изоляции от растительных слоев . [9]
.jpg/1280px-Winter_in_the_forest_(23796981583).jpg)
Ежегодно в умеренно-лиственных лесах выпадает около 750–1500 миллиметров осадков . [8] Поскольку здесь нет четко выраженного сезона дождей, осадки распределяются относительно равномерно в течение года. [1] Снег составляет часть осадков, выпадающих в умеренно-лиственных лесах зимой . Ветви деревьев могут перехватывать до 80% снегопада, влияя на количество снега, которое в конечном итоге достигает лесной подстилки и тает на ней. [10]
Определяющим фактором умеренно лиственных лесов является потеря листьев при переходе от осени к зиме, адаптация, которая возникла как решение для условий низкого уровня солнечного света и сильных холодов. [1] В этих лесах зима — это время покоя для растений, [8] когда широколиственные лиственные деревья сохраняют энергию и предотвращают потерю воды, а многие виды животных впадают в спячку или мигрируют. [1] Зиме предшествует плодоносящая осень, время, когда листья меняют цвет на различные оттенки красного, желтого и оранжевого, поскольку распад хлорофилла приводит к образованию антоцианов, каротинов и ксантофильных пигментов. [1]
Помимо характерных красочных осеней и безлистных зим, умеренные лиственные леса имеют длительный вегетационный период в течение весенних и летних месяцев, который, как правило, длится от 120 до 250 дней. [6] Весна в умеренных лиственных лесах — это период наземной растительности и сезонного роста трав, процесс, который начинается в начале сезона, до того, как деревья снова отрастут, и когда будет достаточно солнечного света. Как только в середине или конце весны будет достигнута подходящая температура, также начнется распускание почек и цветение высоких лиственных деревьев. Летом, когда полностью развитые листья занимают все деревья, умеренно плотный полог создает тень, увеличивая влажность лесных территорий. [1]
Хотя качество почвы в умеренных лиственных лесах варьируется в зависимости от широты , при этом в центральных широтах она более высокая, чем в более северных или южных, [6] почва в этом биоме в целом очень плодородна. [1] Опавшие листья с лиственных деревьев привносят детрит в лесную подстилку, увеличивая уровень питательных веществ и органических веществ в почве. [1] Высокая продуктивность почвы умеренных лиственных лесов подвергает их высокому риску преобразования в сельскохозяйственные земли для использования человеком. [7]
Умеренные листопадные леса характеризуются разнообразием видов умеренных листопадных деревьев, которые различаются в зависимости от региона. [6] Большинство видов деревьев, присутствующих в умеренных листопадных лесах, являются широколиственными деревьями, которые теряют листья осенью, [8] хотя некоторые хвойные деревья, такие как сосны ( Pinus ), присутствуют в северных умеренных листопадных лесах. [6] Умеренные листопадные леса Европы богаты дубами рода Quercus , европейскими буками ( Fagus sylvatica ) и грабами (Fagus grandifolia ), в то время как в Азии, как правило, растут клены рода Acer , различные ясени ( Fraxinus ) и липы ( Tilia ). Подобно Азии, в североамериканских лесах есть клены, особенно Acer saccharum, и липы, в дополнение к гикори (Carya ) и американским каштанам ( Castanea dentata ). [6] Южные буковые деревья (Nothofagus) распространены в умеренных лиственных лесах Южной Америки. Вязы ( Ulmus ) и ивы ( Salix ) также можно найти рассеянными по всем умеренным лиственным лесам мира. [1] Хотя в биоме умеренных лиственных лесов можно найти большое разнообразие видов деревьев, богатство видов деревьев обычно умеренное в каждой отдельной экосистеме, всего 3-4 вида деревьев на квадратный километр. [3]
Помимо старых деревьев , которые с их куполообразными кронами образуют полог , пропускающий мало света, присутствует подполог кустарников [6], таких как горный лавр и азалии. [8] Эти другие виды растений, встречающиеся в слоях полога ниже 35-40-метровых взрослых деревьев, либо адаптированы к условиям слабого освещения, либо следуют сезонному графику роста, который позволяет им процветать до формирования полога с середины весны до середины осени. [6] Мхи и лишайники составляют значительный наземный покров, хотя они также растут на деревьях. [1]
В дополнение к характерной флоре, умеренные лиственные леса являются домом для нескольких видов животных, которые полагаются на деревья и другую растительную жизнь для укрытия и ресурсов, таких как белки , кролики , скунсы , птицы , горные львы , рыси , лесные волки , лисы и черные медведи . [3] Олени также присутствуют в больших популяциях, хотя они являются скорее лесными животными, чем настоящими лесными животными. Большие популяции оленей оказывают пагубное воздействие на регенерацию деревьев в целом, а выпас скота также оказывает значительное негативное воздействие на количество и вид травянистых цветковых растений. Постоянное увеличение популяций оленей и уничтожение высших плотоядных животных предполагает, что чрезмерный выпас скота оленями будет продолжаться. [11]
Умеренные лиственные леса предоставляют несколько обеспечивающих, регулирующих, поддерживающих и культурных экосистемных услуг. [4] Обладая более высоким биоразнообразием , чем бореальные леса, [7] умеренные лиственные леса поддерживают свое генетическое разнообразие, предоставляя поддерживающую услугу доступности среды обитания для различных видов растений и животных, зависящих от тени. [5] Эти леса играют роль в регулировании качества воздуха и почвы, предотвращая эрозию почвы и наводнения , а также сохраняя углерод в своей почве. [5] Обеспечивающие услуги, предоставляемые умеренными лиственными лесами, включают доступ к источникам питьевой воды, [12] кислорода, [13] пищи, древесины и биомассы . [5] Люди зависят от умеренных лиственных лесов в плане культурных услуг, используя их в качестве пространств для отдыха и духовных практик. [4]
Природные нарушения вызывают регулярное обновление умеренных лиственных лесов и создают здоровую, гетерогенную среду с постоянно меняющимися структурами и популяциями. [5] Погодные явления, такие как снег, штормы и ветер, могут вызывать различную степень изменений в структуре лесного полога, создавая места обитания для мелких животных и пространства для менее теневыносливых видов, где когда-то стояли упавшие деревья. [6] Другие абиотические источники нарушений умеренных лиственных лесов включают засухи , заболачивание и пожары. [14] Естественные поверхностные пожары особенно важны для воспроизводства сосны . [6] Биотические факторы, влияющие на леса, принимают форму вспышек грибков в дополнение к нашествиям горных сосновых лубоедов и короедов . [14] Эти жуки особенно распространены в Северной Америке и убивают деревья, закупоривая их сосудистую ткань . [13] Умеренные лиственные леса, как правило, устойчивы к незначительным погодным изменениям, хотя крупные нашествия насекомых, широко распространенные антропогенные изменения и катастрофические погодные явления могут вызвать вековую сукцессию или даже постоянное превращение леса в луг . [6]
В последние годы в связи с изменением климата было отмечено повышение температуры и увеличение сухости в умеренных лиственных лесах . [12] В результате этого умеренные лиственные леса испытывают более раннее начало весны, [15] а также глобальное увеличение частоты и интенсивности нарушений. [5] Они испытывают более низкую экологическую устойчивость [16] перед лицом увеличивающихся мегапожаров, более длительных засух и сильных штормов. [12] Поврежденная древесина из-за участившихся штормовых событий обеспечивает места гнездования жуков, одновременно увеличивая ущерб от короедов. [14] Лесной покров уменьшается из-за постоянных серьезных нарушений, что приводит к потере среды обитания и снижению биоразнообразия. [13]
Люди используют древесину из умеренно-лиственных лесов для использования в лесной промышленности, а также для производства бумаги [13] и древесного угля . [17] Практика вырубки леса выделяет большое количество углерода, а также вызывает эрозию, поскольку присутствует меньше корней деревьев, обеспечивающих почвенную поддержку. [13] Во время европейской колонизации Северной Америки поташ , полученный из древесной золы, экспортировался обратно в Европу в качестве удобрения. [18] В это время истории также проводилась сплошная вырубка первоначальных умеренных лиственных лесов, чтобы освободить место для сельскохозяйственного использования земель, поэтому многие леса, которые сейчас существуют, являются вторичными . [1] Более 50% умеренных лиственных лесов затронуты фрагментацией , [ 2] что приводит к небольшим фрагментам, рассеченным полями и дорогами; [ необходима ссылка ] эти островки зелени часто существенно отличаются от первоначальных лесов [19] и создают проблемы для миграции видов. [6] Полуестественные умеренно-лиственные леса с развитыми системами троп служат местами для туризма и рекреационных мероприятий, таких как пешие походы и охота. [13] Помимо фрагментации, использование человеком земель, прилегающих к умеренно-лиственным лесам, связано с загрязнением , которое может замедлить темпы роста деревьев. [6] Инвазивные виды , которые вытесняют местные виды и изменяют циклы питательных веществ в лесу , такие как крушина слабительная (Rhamnus cathartica) , также заносятся людьми. [20] В особенности, занесение экзотических болезней продолжает представлять угрозу для лесных деревьев и, следовательно, для леса. [21]
Метод сохранения умеренно лиственных лесов, который использовался в прошлом, — это тушение пожаров . Процесс предотвращения пожаров связан с накоплением биомассы, что в конечном итоге увеличивает интенсивность случайных пожаров. В качестве альтернативы было введено в практику предписанное сжигание , при котором регулярные, управляемые пожары применяются к лесным экосистемам для имитации естественных нарушений, которые играют важную роль в сохранении биоразнообразия. [7] Для борьбы с последствиями вырубки лесов использовалось лесовосстановление. [ 14]
Медиа, связанные с умеренно-лиственными лесами на Wikimedia Commons