stringtranslate.com

альпийская тундра

Туристы пересекают хребет Франкония в Белых горах Нью-Гэмпшира, большая часть которого находится в альпийской зоне.
Альпийская тундра в венесуэльских Андах

Альпийская тундра — это тип естественной области или биома, которая не содержит деревьев, поскольку находится на большой высоте , с соответствующим суровым климатом . По мере того, как широта местоположения приближается к полюсам, пороговая высота для альпийской тундры становится ниже, пока не достигнет уровня моря, и альпийская тундра сливается с полярной тундрой .

Большая высота обуславливает неблагоприятный климат, который слишком холодный и ветреный для роста деревьев. Альпийская тундра переходит в субальпийские леса ниже линии деревьев ; низкорослые леса, встречающиеся в экотоне лесотундры, известны как krummholz . С увеличением высоты он заканчивается на снеговой линии , где снег и лед сохраняются в течение всего лета.

Альпийская тундра встречается в горах по всему миру. Флора альпийской тундры характеризуется низкорослыми кустарниками, растущими близко к земле. Холодный климат альпийской тундры обусловлен адиабатическим охлаждением воздуха и похож на полярный климат .

География

Альпийская тундра встречается на достаточно большой высоте на любой широте . Части горных лугов и кустарниковых экорегионов по всему миру включают альпийскую тундру. Большие регионы альпийской тундры встречаются в североамериканских Кордильерах и частях северных Аппалачей в Северной Америке, Альпах и Пиренеях Европы, Гималаях и Каракоруме Азии, Андах Южной Америки, Восточных рифтовых горах Африки, Снежных горах Австралии, [1] Южном острове Новой Зеландии, [2] [3] [4] и Скандинавских горах . [5] [6]

Альпийская тундра занимает вершины, склоны и хребты высокогорья выше границы леса. Экспозиция также играет роль; граница леса часто встречается на более высоких высотах на более теплых склонах, обращенных к экватору. Поскольку альпийская зона присутствует только в горах, большая часть ландшафта неровная и изломанная, со скалистыми, покрытыми снегом вершинами, скалами и склонами осыпей, но также содержит области с пологим или почти плоским рельефом. [7]

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). [8]

Климат

Лето в долине Тарфала на севере Швеции с ее альпийским климатом

Альпийский климат — это средняя погода ( климат ) для альпийской тундры. Климат становится холоднее на больших высотах — эта характеристика описывается градиентом температуры воздуха: воздух имеет тенденцию становиться холоднее по мере подъема, так как он расширяется. Сухой адиабатический градиент составляет 10 °C на км (5,5 °F на 1000 футов) высоты. Таким образом, перемещение на 100 метров (330 футов) вверх по горе примерно эквивалентно перемещению на 80 километров (45 миль или 0,75° широты) по направлению к полюсу. [9] Однако это соотношение является лишь приблизительным, поскольку локальные факторы, такие как близость к океанам, могут радикально изменить климат.

В альпийской тундре деревья не могут переносить условия окружающей среды (обычно низкие температуры, экстремальный снежный покров или связанное с этим отсутствие доступной влаги). [10] : 51  Типичные высокогорные вегетационные периоды длятся от 45 до 90 дней, при этом средняя летняя температура составляет около 10 °C (50 °F). Температура вегетационного периода часто опускается ниже нуля, а заморозки случаются в течение всего вегетационного периода во многих районах. Осадки выпадают в основном в виде зимнего снега, но доступность почвенной влаги сильно варьируется в зависимости от сезона, местоположения и топографии. Например, снежные поля обычно скапливаются на подветренных сторонах хребтов, в то время как линии хребтов могут оставаться почти свободными от снега из-за перераспределения ветром. Некоторые альпийские местообитания могут быть свободны от снега до 70% зимой. Сильные ветры обычны для альпийских экосистем и могут вызывать значительную эрозию почвы и быть физически и физиологически вредными для растений. Кроме того, ветер в сочетании с высокой солнечной радиацией может способствовать чрезвычайно высоким показателям испарения и транспирации . [7]

Количественная оценка климата

Альпийская тундра чуть выше линии леса в национальном парке Косцюшко , Австралия

Было предпринято несколько попыток количественно определить, что представляет собой альпийский климат.

Климатолог Владимир Кеппен продемонстрировал связь между арктической и антарктической линиями деревьев и летней изотермой 10 °C; т. е. места, где средняя температура в самый теплый календарный месяц года ниже 10 °C, не могут поддерживать леса. См. классификацию климата Кеппен для получения дополнительной информации.

Отто Норденшельд предположил, что зимние условия также играют свою роль: его формула выглядит так: W = 9 − 0,1 C , где W — средняя температура самого теплого месяца, а C — средняя температура самого холодного месяца, обе в градусах Цельсия (это означало бы, например, что если в определенном месте средняя температура самого холодного месяца составляет -20 °C (-4 °F), то для того, чтобы деревья могли там выжить, в самом теплом месяце средняя температура должна быть 11 °C (52 °F) или выше).

В 1947 году Холдридж усовершенствовал эти схемы, определив биотемпературу : среднегодовую температуру, где все температуры ниже 0 °C рассматриваются как 0 °C (потому что это не имеет значения для жизни растений, находящихся в состоянии покоя). Если средняя биотемпература находится между 1,5 и 3 °C (34,7 и 37,4 °F), [11] Холдридж определяет климат как альпийский.

Флора

Фацелия шелковистая ( Phacelia sericea , цветущая) и флокс раскидистый ( Phlox diffusa ) — виды, произрастающие в высокогорных районах западной части Северной Америки.

Поскольку среда обитания альпийской растительности подвержена интенсивному излучению, ветру, холоду, снегу и льду, она растет близко к земле и состоит в основном из многолетних трав , осок и разнотравья . Многолетние травы (включая травы, осоки и низкие древесные или полудревесные кустарники) доминируют в альпийском ландшафте; у них гораздо больше корневой и корневищной биомассы, чем у побегов, листьев и цветов. Корни и корневища не только выполняют функцию поглощения воды и питательных веществ, но также играют очень важную роль в зимнем хранении углеводов. Однолетние растения редки в этой экосистеме и обычно имеют высоту всего несколько дюймов со слабой корневой системой. [7] Другие распространенные формы жизни растений включают стелющиеся кустарники ; злаки, образующие дерновины ; подушечные растения ; и криптогамы , такие как бриофиты и лишайники . [12]

По сравнению с более низкими возвышенностями в том же регионе, альпийские регионы имеют высокий уровень эндемизма и большое разнообразие видов растений. Это таксономическое разнообразие может быть связано с географической изоляцией , изменениями климата , оледенением , дифференциацией микросред обитания и различными историями миграции или эволюции или и тем, и другим. [12] Эти явления способствуют разнообразию растений, вводя новую флору и благоприятствуя адаптации , как новых видов, так и расселения уже существующих видов. [12]

Хотя тундра занимает лишь меньшую часть поверхности Земли (17-20%), биоразнообразие видов растений важно для питания человека. Из 20 видов растений, составляющих 80% пищи человека, 7 из них (35%) возникли в этом регионе. [13]

Альпийская флора на высоте 11 500 футов (3500 м) на плато Флэт-Топс в Скалистых горах Колорадо, США

Растения приспособились к суровой альпийской среде. Подушковидные растения , выглядящие как прижимающиеся к земле комки мха, спасаются от сильных ветров, дующих в нескольких дюймах над ними. Многие цветущие растения альпийской тундры имеют густые волоски на стеблях и листьях, обеспечивающие защиту от ветра, или красные пигменты, способные преобразовывать солнечные лучи в тепло. Некоторым растениям требуется два или более года, чтобы сформировать цветочные почки, которые переживают зиму под поверхностью, а затем раскрываются и дают плоды с семенами в течение нескольких недель лета. [14] В различных районах альпийской тундры наблюдается вторжение древесных растений . [15] [16] [17]

Альпийские районы уникальны из-за суровости и сложности их экологических условий. Очень небольшие изменения в рельефе - всего 1 фут (0,3 м) или меньше - могут означать разницу между продуваемой ветром территорией или областью накопления снега, радикально изменяя потенциальную продуктивность и растительное сообщество . Между этими крайностями засухи и насыщения может существовать несколько промежуточных сред, все в пределах нескольких ярдов друг от друга, в зависимости от топографии, субстрата и климата. Альпийская растительность обычно встречается в виде мозаики небольших участков с сильно различающимися экологическими условиями. Типы растительности варьируются от подушечных и розеточных растений на хребтах и ​​в скальных трещинах; до травянистой и травянистой растительности вдоль склонов; карликовых кустарников с травами и разнотравьем под тающими снежными сугробами; и осок, злаков, низких кустарников и мхов на болотах и ​​вдоль ручьев. [7]

Альпийское болото в Швейцарских Альпах

Альпийские луга формируются там, где отложения от выветривания горных пород создали почвы, достаточно хорошо развитые для поддержки трав и осоки. Нецветущие лишайники цепляются за камни и почву. Их закрытые водорослевые клетки могут фотосинтезировать при любой температуре выше 0 °C (32 °F), а внешние грибковые слои могут поглощать больше воды, чем их собственный вес. Адаптации к выживанию при иссушающих ветрах и холоде могут сделать растительность тундры очень выносливой, но в некоторых отношениях тундра очень хрупкая. Повторные шаги часто уничтожают растения тундры, позволяя открытой почве уноситься ветром; восстановление может занять сотни лет. [14]

Фауна

Гималайский тар

Поскольку альпийская тундра расположена в различных, далеко отстоящих друг от друга регионах Земли, нет видов животных, общих для всех областей альпийской тундры. Некоторые животные альпийской тундры включают кеа , сурка , горного козла , толсторогого барана , шиншиллу , гималайского тара , яка , снежного барса и пищуху . [18]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Пикеринг, Кэтрин; Венн, Сусанна. Повышение устойчивости австралийской альпийской флоры к изменению климата и связанным с ним угрозам: подход с использованием функциональных признаков растений (PDF) (Отчет). Голд-Кост: Национальный исследовательский центр по адаптации к изменению климата. ISBN 978-1-925039-32-0. Получено 2023-07-05 .
  2. ^ "Альпийский биом". Архивировано из оригинала 19 января 2010 года . Получено 2009-12-19 .
  3. ^ Регенолд, Стивен (12.10.2007). «Участок альпийской тундры, расположенный на вершине Новой Англии». The New York Times . ISSN  0362-4331 . Получено 31.05.2021 .
  4. ^ "Горные луга Южного острова". Наземные экорегионы . Всемирный фонд дикой природы.
  5. ^ Аустрхейм, Гуннар; Эрикссон, Уве (2001). «Разнообразие видов растений и выпас скота в Скандинавских горах: закономерности и процессы в различных пространственных масштабах». Ecography . 24 (6): 683–695. doi :10.1034/j.1600-0587.2001.240607.x. JSTOR  3683770.
  6. ^ Виртанен, Ристо; Оксанен, Лаури; Оксанен, Тарья; Коэн, Жюваль; Форбс, Брюс С.; Йохансен, Бернт; Кайхко, Юкка; Олофссон, Йохан; Пуллиайнен, Йоуни; Тёммервик, Ганс (2016). «Какое место безлесной тундры северного высокогорья вписывается в глобальную систему биомов: на пути к экологически естественному подразделению биома тундры». Экология и эволюция . 6 (1): 143–158. дои : 10.1002/ece3.1837. ПМЦ 4716497 . ПМИД  26811780. 
  7. ^ abcd Общественное достояние В этой статье использованы материалы, находящиеся в открытом доступе, из Grassland Habitat Group (PDF) . Бюро по управлению земельными ресурсами . Архивировано из оригинала (PDF) 24.07.2008.
  8. ^ Körner, Ch (1998). "Переоценка положений линии леса на большой высоте и их объяснение" (PDF) . Oecologia . 115 (4): 445–459. Bibcode :1998Oecol.115..445K. CiteSeerX 10.1.1.454.8501 . doi :10.1007/s004420050540. PMID  28308263. S2CID  8647814. Архивировано из оригинала (PDF) 2006-09-11 . Получено 2018-07-30 . 
  9. ^ Блит, С.; Грумбридж, Б.; Лысенко, И.; Майлз, Л.; Ньютон, А. (2002). Mountain Watch: изменение окружающей среды и устойчивое развитие в горах (PDF) . Всемирный центр мониторинга охраны природы ЮНЕП. ISBN 978-1-899628-20-9. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-10-14.
  10. ^ Эллиотт-Фиск, 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.
  11. ^ "Лекции и практические занятия Аллана Джонса по биоразнообразию". dundee.ac.uk . Архивировано из оригинала 29-09-2007.
  12. ^ abc Körner, Christian (2003). Жизнь альпийских растений: функциональная экология растений высокогорных экосистем . Берлин: Springer. стр. 9–18. doi :10.1007/978-3-642-18970-8. ISBN 978-3-540-00347-2. S2CID  41723233.
  13. ^ Ньюман, Ленор (2019). Lost Feast: Culinary Extinction and the future of food . Торонто: ECW Press. С. 171–172. ISBN  978-1-77041-435-8.
  14. ^ ab Общественное достояние В статье использованы материалы, находящиеся в общественном достоянии, из Национального парка Роки-Маунтин: Экосистема альпийской тундры. Служба национальных парков .
  15. ^ Марсман, Этаж; Нистуэн, Кристин О.; Опедал, Эйстейн Х.; Фост, Джесси Дж.; Соренсен, Миа Ведель; Де Френн, Питер; Граэ, Бенте Йессен; Лимпенс, Юул (январь 2021 г.). Пугнер, Франциско (ред.). «Определители приживления саженцев деревьев в высокогорной тундре». Журнал науки о растительности . 32 (1). дои : 10.1111/jvs.12948 . hdl : 1854/LU-8741393 . ISSN  1100-9233. S2CID  225314620.
  16. ^ Розен, Эйвинд; ван дер Маарель, Эдди (май 2000 г.). «Восстановление альварной растительности на острове Эланд, Швеция». Прикладная наука о растительности . 3 (1): 65–72. дои : 10.2307/1478919. ISSN  1402-2001. JSTOR  1478919.
  17. ^ Холлман, Кассандра; Олссон, Ола; Тайлер, Торбьёрн (январь 2022 г.). «Изменения в составе растительности на юге Швеции за последние 200 лет». Экологические индикаторы . 134 : 108486. doi : 10.1016/j.ecolind.2021.108486 . ISSN  1470-160X. S2CID  245267638.
  18. ^ "Биом тундры". ucmp.berkeley.edu . Получено 2023-12-31 .

Внешние ссылки