stringtranslate.com

Линия дерева

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

Линия деревьев — это граница среды обитания , на которой деревья способны расти, а за пределами которой — нет. Встречается на больших высотах и ​​в высоких широтах . За пределами границы деревья не могут переносить условия окружающей среды (обычно низкие температуры, сильный снежный покров или связанный с этим недостаток доступной влаги). [1] : 51  Линию деревьев иногда отличают от нижней границы леса , которая представляет собой линию, ниже которой деревья образуют лес с закрытым пологом . [2] : 151  [3] : 18 

На границе деревьев рост деревьев часто бывает редким, замедленным и деформируется ветром и холодом. Иногда это называют круммхольц (по-немецки «кривое дерево»). [4] : 58 

Линия дерева часто кажется четко очерченной, 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  На определенной широте линия деревьев находится примерно на 300–1000 метров ниже линии постоянного снега и примерно параллельна ей. [5]

Низкая арктическая тундра . Южный конец этого экорегиона — это арктическая линия деревьев в Северной Америке .

Причины

Из-за своей вертикальной структуры деревья более восприимчивы к холоду, чем более стелющиеся по земле формы растений. [6] Летнее тепло обычно устанавливает предел роста деревьев, поскольку, хотя хвойные деревья у деревьев очень морозостойки в течение большей части года, они становятся чувствительными всего к 1 или 2 градусам мороза в середине лета. [7] [8] Серия теплых лет 1940-х годов, по-видимому, позволила вырастить «значительное количество» саженцев ели над предыдущей линией деревьев на холмах недалеко от Фэрбенкса, Аляска . [9] [10] Выживание зависит от достаточности новых побегов для поддержки дерева. Ветер может напрямую механически повредить ткани деревьев , в том числе снести переносимые ветром частицы, а также может способствовать усыханию листвы , особенно побегов, выступающих над снежным покровом. [ нужна цитата ]

Фактическая линия деревьев определяется средней температурой, в то время как на реализованную линию деревьев могут влиять такие помехи, как вырубка леса . [6] Большая часть человеческой деятельности не может изменить фактическую линию деревьев, если она не влияет на климат. [6] Линия деревьев следует за линией, где средняя сезонная температура составляет примерно 6 °C или 43 °F. [11] [6] Средняя сезонная температура измеряется за все дни, средняя температура которых превышает 0,9 °C (33,6 °F). Для роста деревьев требуется вегетационный период продолжительностью 94 дня при температуре выше этой. [12]

Типы

Эта карта «Распределения растений в перпендикулярном направлении в жарких, умеренных и холодных зонах» была впервые опубликована в 1848 году в «Физическом атласе». На нем показаны линии деревьев Анд , Тенерифе , Гималаев , Альп , Пиренеев и Лапландии .
Альпийская линия горной сосны и европейской ели ниже субальпийской зоны Бистришко Браниште , с восхождением на пик Голям Резен , гора Витоша , София , Болгария.

В экологии и географии определены несколько типов линий деревьев :

Альпийский

Линия альпийских деревьев в хребте Тараруа.

Линия альпийских 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 над линией деревьев в горах называется альпийским климатом , [13] : 21  , а среду обитания можно охарактеризовать как альпийскую зону . [14] Линии деревьев на северных склонах в северном полушарии ниже, чем на южных склонах, поскольку повышенная тень на северных склонах означает, что снежному покрову требуется больше времени для таяния. Это сокращает вегетационный период деревьев. [15] : 109  В южном полушарии склоны южной экспозиции 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 возникает «около 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, а также на большей части территории Канады и Аляски». [16] Экологически карликовые кустарники ( круммхольц ) обычно образуют верхний предел.

Понижение температуры воздуха с увеличением высоты создает альпийский климат. Скорость снижения может варьироваться в разных горных цепях: от 3,5 ° F (1,9 ° C) на каждые 1000 футов (300 м) набора высоты в засушливых горах запада США [16] до 1,4 ° F (0,78 °). C) на 1000 футов (300 м) во влажных горах на востоке США. [17] Кожные эффекты и топография могут создавать микроклимат , который изменяет общую тенденцию похолодания. [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 потому, что интенсивность солнечной радиации выше на альпийских, чем на арктических линиях деревьев. количество градусо-дней, рассчитанное по температуре листьев, может быть очень похожим. [16]

На границе альпийских деревьев рост деревьев замедляется из-за длительного выпадения снега и сокращает вегетационный период до такой степени, что новые побеги не успевают затвердеть до наступления осенних заморозков. Однако умеренный снежный покров может способствовать росту деревьев, изолируя деревья от сильного холода зимой, сокращая потери воды [19] и продлевая запас влаги в начале вегетационного периода. Однако из-за накопления снега в защищенных оврагах в горах Селкирк на юго-востоке Британской Колумбии линия деревьев оказывается на 400 метров (1300 футов) ниже, чем на открытых промежуточных обочинах. [20]

В некоторых горных районах возвышения над линией конденсации или на экваториальных и подветренных склонах могут привести к небольшому количеству осадков и повышенному воздействию солнечной радиации. Это высушивает почву, в результате чего возникает локальная засушливая среда, непригодная для деревьев. Многие южные хребты гор на западе США имеют более низкую линию деревьев, чем северные склоны, из-за повышенного воздействия солнца и засушливости. Линия деревьев на Гавайях высотой около 8000 футов (2400 м) также находится над зоной конденсации и возникает из-за недостатка влаги. [ нужна цитата ]

Контакт

На побережьях и в изолированных горах линия деревьев часто намного ниже, чем на соответствующих высотах внутри страны и в более крупных и сложных горных системах, поскольку сильные ветры замедляют рост деревьев. Кроме того, отсутствие подходящей почвы, например, на склонах осыпей или обнаженных скальных образованиях, не позволяет деревьям закрепиться и подвергает их засухе и солнцу.

Арктический

Аэрофотоснимок с высоты птичьего полета, на котором видны реки. Земля покрыта снегом, слева внизу и в долинах рек растут деревья.
Линия деревьев видна в левом нижнем углу северного Квебека, Канада, а деревья также растут в защищенных речных долинах.

Арктическая линия деревьев — это самая северная широта Северного полушария , где могут расти деревья; дальше на север круглый год слишком холодно, чтобы поддерживать деревья. [21] Чрезвычайно низкие температуры, особенно продолжительные, могут заморозить внутренние соки деревьев, убивая их. Кроме того, вечная мерзлота в почве может помешать деревьям проникнуть корнями достаточно глубоко для необходимой структурной поддержки. [ нужна цитата ]

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

В арктической границе деревьев можно выделить две зоны: [23] [24] лесотундровая зона, состоящая из разбросанных участков круммгольца или низкорослых деревьев, с более крупными деревьями вдоль рек и на защищенных участках, расположенных в матрице тундры; и «открытый бореальный лес» или «лишайниковый лес», состоящий из открытых рощ прямостоячих деревьев, под которыми лежит ковер из видов Cladonia . лишайники . [23] Доля деревьев и лишайникового покрова увеличивается к югу по направлению к «линии леса», где деревья покрывают 50 или более процентов ландшафта. [16] [25]

Антарктика

Южная линия деревьев существует на новозеландских субантарктических островах и австралийском острове Маккуори , с местами, где среднегодовая температура выше 5 ° C (41 ° F) поддерживает деревья и древесные растения, а те, где температура ниже 5 ° C (41 ° F), не поддерживают деревья. . [26] Другая линия деревьев существует в самых юго-западных частях экорегиона Магеллановых приполярных лесов , где лес сливается с субантарктической тундрой (так называемая Магелланова болотистая местность или Магелланова тундра). [27] Например, в северной половине островов Хосте и Наварино есть леса Nothofagus antarctica , а южные части состоят из вересковых пустошей и тундры.

Породы деревьев возле линии деревьев

Линия деревьев хвойных пород под пиком Вихрен , горы Пирин , Болгария
Даурская лиственница , растущая недалеко от арктической границы деревьев в Колымском регионе, арктическая северо-восточная Сибирь.
Вид на Магелланов лес Ленга недалеко от линии деревьев в национальном парке Торрес-дель-Пайне , Чили

Некоторые типичные арктические и альпийские виды деревьев (обратите внимание на преобладание хвойных пород ):

Австралия

Евразия

Северная Америка

Южная Америка

Распространение по всему миру

Линии альпийских деревьев

Линия альпийских деревьев в определенном месте зависит от местных переменных, таких как наклон склона, дождевая тень и близость к любому географическому полюсу . Кроме того, в некоторых тропических или островных районах отсутствие биогеографического доступа к видам, которые развились в субальпийской среде, может привести к тому, что линии деревьев будут ниже, чем можно было бы ожидать, исходя только из климата. [ нужна цитата ]

В среднем по многим местам и местному микроклимату линия деревьев поднимается на 75 метров (245 футов) при движении на 1 градус к югу 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, от 3500 до 4000 метров (от 11 500 до 13 100 футов). [32]

Вот список примерных линий деревьев из разных мест по всему миру:

Линии арктических деревьев

Как и линии альпийских деревьев, показанные выше, линии полярных деревьев находятся под сильным влиянием местных переменных, таких как наклон склона и степень защищенности. Кроме того, вечная мерзлота оказывает большое влияние на способность деревьев пускать корни в землю. Когда корни слишком мелкие, деревья подвержены ветровым ветрам и эрозии. Деревья часто могут расти в долинах рек на широтах, где они не могут расти на более открытых участках. Морские влияния, такие как океанские течения, также играют важную роль в определении того, как далеко от экватора могут расти деревья, а также теплое лето в экстремально континентальном климате. [ нужна цитата ] В северной части внутренней Скандинавии существует существенное морское влияние на высокие параллели, благодаря которым зимы остаются относительно мягкими, но достаточно внутреннего влияния, чтобы лето значительно превышало порог линии деревьев. Вот некоторые типичные полярные линии деревьев:

Линии антарктических деревьев

Деревья существуют на Огненной Земле (55° ю.ш.) в южной части Южной Америки, но, как правило, не на субантарктических островах и не в Антарктиде. Таким образом, четкой линии антарктического леса нет.

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

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 , но там не сохранилось ни одного дерева; так поступают лишь немногие мхи, лишайники и виды трав. Кроме того, ни на одном из субантарктических островов вблизи полуострова не сохранилось ни одного дерева.

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

Леса Южной Раты существуют на острове Эндерби и островах Окленд (оба на 50 ° ю.ш.) и растут до высоты 370 метров (1200 футов) в защищенных долинах. Эти деревья редко вырастают выше 3 м (9,8 футов) в высоту и становятся меньше по мере набора высоты, так что к 180 м (600 футов) они достигают высоты по пояс. На этих островах светит от 600 до 800 часов в год. На острове Кэмпбелл (52 ° ю.ш.), расположенном южнее, нет деревьев, за исключением одной низкорослой ели, посаженной учеными. [45] Климат на этих островах не суровый, но рост деревьев ограничен почти постоянными дождями и ветром. Лето очень холодное, средняя температура января составляет 9 ° C (48 ° F). Зимы мягкие (5 ° C (41 ° F), но влажные). Остров Маккуори (Австралия) расположен на 54° ю.ш. и не имеет никакой растительности, кроме снежной травы, альпийских трав и мхов. [ нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Эллиотт-Фиск, DL (2000). «Тайга и бореальный лес». В Барбуре, Миннесота; Биллингс, доктор медицины (ред.). Наземная растительность Северной Америки (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-55986-7.
  2. ^ Аб Йоргенсен, SE (2009). Экосистемная экология . Академическая пресса. ISBN 978-0-444-53466-8.
  3. ^ Кернер, К. (2012). Альпийские лесные линии: функциональная экология глобальных границ высокогорных деревьев . Иллюстрировано С. Ридлом. Спрингер. ISBN 978-3-0348-0396-0.
  4. ^ аб Цвингер, А.; Уиллард, Бельгия (1996). Земля над деревьями: Путеводитель по американской альпийской тундре . Издательство Большая Земля. ISBN 978-1-55566-171-7.
  5. ^ «Почему линии деревьев?».
  6. ↑ abcd Кернер, Кристиан (1 ноября 2021 г.). «Предел холодного диапазона деревьев». Тенденции в экологии и эволюции . 36 (11): 979–989. дои : 10.1016/j.tree.2021.06.011. PMID  34272073. S2CID  235999977.
  7. ^ Транкиллини, В. (1979). Физиологическая экология альпийского тимберлайна: существование деревьев на больших высотах с особым упором на Европейские Альпы . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag. ISBN 978-3-642-67107-4.
  8. ^ Коутс, К.Д.; Хойсслер, С.; Линдебург, С; Пожар, Р.; Сток, Эй Джей (1994). Экология и лесоводство внутренней ели Британской Колумбии . ОСЛК  66824523.
  9. ^ Вирек, Луизиана (1979). «Характеристика лесных растительных сообществ на Аляске». Голарктическая экология . 2 (4): 228–238. JSTOR  3682417.
  10. ^ Вирек, Луизиана; Ван Клив, К.; Дирнесс, Коннектикут (1986). «Распределение лесных экосистем в среде тайги». В Ван Клив, К.; Чапин, Ф.С.; Фланаган, П.В.; Вирек, Луизиана; Дирнесс, Коннектикут (ред.). Лесные экосистемы в тайге Аляски . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag. стр. 22–43. дои : 10.1007/978-1-4612-4902-3_3. ISBN 978-1-4612-4902-3.
  11. ^ Кернер, Кристиан; Полсен, Йенс (май 2004 г.). «Всемирное исследование температуры на большой высоте над деревьями». Ж. Биогеография . 31 (5): 713–732. дои : 10.1111/j.1365-2699.2003.01043.x. JSTOR  3554841. S2CID  59025355.
  12. ^ Полсен, Йенс; Кернер, Кристиан (2014). «Климатическая модель для прогнозирования потенциального положения линии деревьев по всему миру» (PDF) . Альпийская ботаника . 124 : 1–12. дои : 10.1007/s00035-014-0124-0. S2CID  8752987.
  13. ^ Кернер, К. (2003). Альпийская растительная жизнь: функциональная экология растений высокогорных экосистем . Спрингер. ISBN 978-3-540-00347-2.
  14. ^ «Экосистема альпийской тундры». Национальный парк Роки-Маунтин . Служба национальных парков . Проверено 13 мая 2011 г.
  15. ^ abc Пит, РК (2000). «Леса и луга Скалистых гор». В Барбуре, Миннесота; Биллингс, доктор медицины (ред.). Наземная растительность Северной Америки (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-55986-7.
  16. ^ abcde Арно, Сан-Франциско (1984). Тимберлайн: границы гор и арктических лесов . Сиэтл, Вашингтон: Альпинисты. ISBN 978-0-89886-085-6.
  17. ^ Бейкер, Ф.С. (1944). «Горный климат запада Соединенных Штатов». Экологические монографии . 14 (2): 223–254. дои : 10.2307/1943534. JSTOR  1943534.
  18. ^ Гейгер, Р. (1950). Климат вблизи Земли. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета .
  19. ^ Соуэлл, Дж.Б.; МакНалти, СП; Шиллинг, Б.К. (1996). «Роль подпитки стебля в уменьшении зимнего высыхания хвои Picea engelmannii (Pinaceae) на альпийской границе леса». Американский журнал ботаники . 83 (10): 1351–1355. дои : 10.2307/2446122. JSTOR  2446122.
  20. ^ Шоу, CH (1909). «Причины лесной полосы в горах: роль снега». Растительный мир . 12 : 169–181.
  21. ^ Пиениц, Рейнхард; Дуглас, Марианна С.В.; Смол, Джон П. (2004). Долгосрочные изменения окружающей среды в арктических и антарктических озерах . Спрингер. п. 102. ИСБН 978-1-4020-2126-8.
  22. ^ Тимони, КП; Ла Рой, GH; Золтай, Южная Каролина; Робинсон, Алабама (1992). «Высокая субарктическая лесотундра северо-западной Канады: положение, ширина и градиенты растительности в зависимости от климата». Арктический . 45 (1): 1–9. дои : 10.14430/arctic1367 . JSTOR  40511186.
  23. ^ ab Löve, Dd (1970). «Субарктика и субальпия: где и что?». Арктические и альпийские исследования . 2 (1): 63–73. дои : 10.2307/1550141. JSTOR  1550141.
  24. ^ Заяц, Ф. Кеннет; Ричи, Джей Си (1972). «Бореальный биоклимат». Географическое обозрение . 62 (3): 333–365. дои : 10.2307/213287. JSTOR  213287.
  25. ^ РА, Блэк; Блисс, LC (1978). «Последовательность восстановления лесов Picea mariana – Vaccinium uliginosum после пожаров возле Инувика, Северо-Западные территории, Канада». Канадский журнал ботаники . 56 (6): 2020–2030. дои : 10.1139/b78-243.
  26. ^ "Тундра субантарктических островов Антиподов" . Наземные экорегионы . Всемирный фонд дикой природы.
  27. ^ "Магеллановы приполярные леса Нотофагус". Наземные экорегионы . Всемирный фонд дикой природы.
  28. ^ Чалупа, В. (1992). «Микроразмножение рябины европейской (Sorbus aucuparia L.) и дикого служебного дерева [Sorbus torminalis (L.) Cr.]». В Баджадже, YPS (ред.). Высокие технологии и микроразмножение II . Биотехнология в сельском и лесном хозяйстве. Том. 18. Шпрингер Берлин Гейдельберг. стр. 211–226. дои : 10.1007/978-3-642-76422-6_11. ISBN 978-3-642-76424-0.
  29. ^ ab "Трилайн". Канадская энциклопедия . Архивировано из оригинала 3 декабря 2010 г. Проверено 22 июня 2011 г.
  30. ^ Фахардо, А; Пайпер, Финляндия; Кавьерс, Луизиана (2011). «Отличение местного и глобального климатических влияний в изменении состояния углерода с высотой у видов, расположенных в пределах деревьев». Глобальная экология и биогеография . 20 (2): 307–318. дои : 10.1111/j.1466-8238.2010.00598.x. hdl : 10533/134794 .
  31. ^ Дикинсон, Джошуа К. (1969). «Эвкалипт в Сьерре Южного 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 Кернер, Ч. (1998). «Повторная оценка положения линий деревьев на большой высоте и их объяснение». Экология . 115 (4): 445–459. Бибкод : 1998Oecol.115..445K. CiteSeerX 10.1.1.454.8501 . дои : 10.1007/s004420050540. PMID  28308263. S2CID  8647814. 
  33. ^ «Действия в защиту биоразнообразия Шотландии» (PDF) .
  34. ^ аб Кернер, Ч. «Исследование лесных линий на больших высотах». Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 г. Проверено 14 июня 2010 г.
  35. ^ "Физиогеография Дальнего Востока России".
  36. ^ "Парк штата Вашингтон" . Парки штата Нью-Гэмпшир. Архивировано из оригинала 3 апреля 2013 г. Проверено 22 августа 2013 г. 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 Грузии» (PDF) . geostat.ge (на грузинском языке). Национальное статистическое управление Грузии . Проверено 13 апреля 2023 г.
  38. ^ ab Schoenherr, Аллан А. (1995). Естественная история Калифорнии . ЮК Пресс. 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. Проверено 6 сентября 2016 г.
  41. ^ "Альпийские деревья | Исследовательская школа биологии АНУ" .
  42. ^ Лара, Антонио; Вильяльба, Рикардо ; Володарский-Франке, Алексия; Аравена, Хуан Карлос; Лакман, Брайан Х.; Кук, Эмилио (2005). «Пространственные и временные вариации роста Nothofagus pumilio у линии деревьев в широтном диапазоне (35 ° 40 '–55 ° ю.ш.) в Чилийских Андах» (PDF) . Журнал биогеографии . 32 (5): 879–893. дои : 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 ледников (около 12 000 лет назад)». Андская геология (на испанском языке). 47 (3): 599–627. дои : 10.5027/andgeoV47n3-3303 . hdl : 11336/141218 .
  44. ^ аб Аравена, Хуан К.; Лара, Антонио; Володарский-Франке, Алексия; Вильяльба, Рикардо ; Кук, Эмилио (2002). «Схемы роста годичных колец и реконструкция температуры в лесах Nothofagus pumilio (Fagaceae) на верхней границе деревьев южной Чилийской Патагонии». Revista Chilena de Historia Natural . 75 (2). дои : 10.4067/S0716-078X2002000200008 . hdl : 11336/40918 .
  45. ^ КимберлиКоллинз (12 апреля 2012 г.). «Одинокое дерево острова Кэмпбелл». Тороа . Проверено 05 сентября 2021 г.

дальнейшее чтение