Зона устойчивости — это географическая территория, определяемая как имеющая определенную среднегодовую минимальную температуру, фактор, имеющий отношение к выживанию многих растений. В некоторых системах в расчеты включаются и другие статистические данные. Оригинальная и наиболее широко используемая система, разработанная Министерством сельского хозяйства США (USDA) в качестве приблизительного руководства по ландшафтному дизайну и садоводству, определяет 13 зон по многолетним среднегодовым экстремальным минимальным температурам. Он был адаптирован другими странами (например, Канадой) в различных формах.
Если не указано иное, в американском контексте «зона устойчивости» или просто «зона» обычно относится к шкале Министерства сельского хозяйства США. Например, растение можно охарактеризовать как «устойчивое к зоне 10»: это означает, что растение может выдерживать минимальную температуру от 30 до 40 ° F (от -1,1 до 4,4 ° C).
Были разработаны и другие схемы оценки выносливости, такие как системы Королевского садоводческого общества Великобритании и системы Sunset Western Garden Book в США. Вместо этого зона тепла (см. Ниже) определяется ежегодными высокими температурами; В тепловых зонах Американского садоводческого общества (AHS) используется среднее количество дней в году, когда температура превышает 30 ° C (86 ° F).
Система Министерства сельского хозяйства США изначально была разработана для помощи садовникам и ландшафтным дизайнерам в Соединенных Штатах.
Карты штатов, а также электронную систему, позволяющую найти зону для определенного почтового индекса, можно найти на веб-сайте Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (USDA-ARS).
В Соединенных Штатах большинство более теплых зон (зоны 9, 10 и 11) расположены в глубокой южной половине страны и на южных прибрежных окраинах. Более высокие зоны можно найти на Гавайях (до 12) и Пуэрто-Рико (до 13). Южная средняя часть материка и центральные прибрежные районы относятся к средним поясам (зоны 8, 7 и 6). Крайняя северная часть центральной части материка имеет одни из самых холодных зон (зоны 5, 4 и небольшую площадь зоны 3) и часто имеет гораздо менее постоянный диапазон температур зимой из-за того, что она более континентальная, особенно дальше на запад. с более высокими суточными колебаниями температуры, и поэтому карта зон имеет свои ограничения в этих областях. Более низкие зоны можно найти на Аляске (до 1). Низкая широта и часто стабильная погода во Флориде , на побережье Мексиканского залива , а также в южной Аризоне и Калифорнии являются причиной редкости эпизодов сильных холодов по сравнению с нормой в этих районах. Самая теплая зона в 48 сопредельных штатах — Флорида-Кис (11b), а самая холодная — в северо-центральной Миннесоте (2b). В нескольких местах на северном побережье Пуэрто-Рико самая теплая зона устойчивости в Соединенных Штатах - 13b. И наоборот, изолированные внутренние районы Аляски имеют самую холодную зону устойчивости в Соединенных Штатах - 1a.
Первые попытки создать систему зон географической устойчивости были предприняты двумя исследователями из Дендрария Арнольда в Бостоне ; первая была опубликована в 1927 году Альфредом Редером , [1] и вторая Дональдом Вайманом в 1938 году . [2] Карта Арнольда впоследствии обновлялась в 1951, 1967 и, наконец, 1971 году, но в конечном итоге полностью вышла из употребления.
Современная система Министерства сельского хозяйства США зародилась в Национальном дендрарии США в Вашингтоне . Первая карта была выпущена в 1960 году и пересмотрена в 1965 году. В ней использовались единые диапазоны температур 10 ° F (5,6 ° C) и постепенно она получила широкое распространение среди американских садоводов. [3] [4]
Карта Министерства сельского хозяйства США была пересмотрена и переиздана в 1990 году с использованием недавно доступных климатических данных, на этот раз с разницей в пять градусов, разделяющей каждую зону на новые подразделения «а» и «b».
В 2003 году Американское садоводческое общество (AHS) подготовило проект пересмотренной карты, используя данные о температуре, собранные с июля 1986 года по март 2002 года. На карте 2003 года многие районы были расположены примерно на ползоны выше (теплее), чем на карте Министерства сельского хозяйства США 1990 года. Рецензенты отметили, что зоны карты кажутся ближе к исходной карте Министерства сельского хозяйства США 1960 года по общему разграничению зон. Их карта якобы отображала более мелкие детали, например, отражая городские острова тепла , показывая центральные районы нескольких городов (например, Балтимор , штат Мэриленд; Вашингтон, округ Колумбия , и Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси ) как полную зону, более теплую, чем отдаленные районы. Карта не включала подробные полузоны a/b, представленные на карте Министерства сельского хозяйства США 1990 года, - упущение, которое широко критиковалось садоводами и садоводами из-за грубости полученной карты. Министерство сельского хозяйства США отклонило проект карты AHS 2003 года и создало свою собственную карту в интерактивном компьютерном формате, которую сейчас использует Американское садоводческое общество. [5]
В 2006 году фонд Arbor Day Foundation опубликовал обновленную информацию о зонах устойчивости США, используя в основном те же данные, что и AHS. В нем были пересмотрены зоны устойчивости, отражающие в целом более высокие недавние температуры во многих частях страны, и он выглядел похожим на проект AHS 2003 года. Фонд также отказался от более детального разграничения полузон a/b. [6]
В 2012 году Министерство сельского хозяйства США обновило свою карту устойчивости растений на основе погодных данных за 1976–2005 годы, используя данные за более длительный период для сглаживания годовых колебаний погоды. [7] Две новые зоны (12 и 13) были добавлены для лучшего определения и улучшения обмена информацией о тропических и полутропических растениях. Они также появляются на картах Гавайев и Пуэрто-Рико. К востоку от Сан-Хуана , Пуэрто-Рико, есть очень небольшой участок , в который входит аэропорт в прибрежной Каролине , где средний минимум составляет 67 градусов F (19 C), что классифицируется как зона устойчивости 13b, высшая категория, с редкими температурами. ниже 65 °F (18 °C). Карта имеет более высокое разрешение, чем предыдущие издания, и может показывать местные изменения, обусловленные такими факторами, как высота над уровнем моря или большие водоемы. Границы многих зон были изменены в результате получения более поздних данных, а также новых методов картографирования и сбора дополнительной информации. Во многих районах было на ползоны теплее, чем на предыдущей карте 1990 года. [8] Карта 2012 года была создана в цифровом формате для Интернета и включает в себя средство поиска зон по почтовому индексу и интерактивную карту. [9] [10]
В 2015 году Фонд Arbor Day пересмотрел еще одну карту, также без подразделений a и b, на которой показаны многие районы, зоны которых еще более теплые, с наиболее заметными изменениями в Средней Атлантике и на северо-востоке, на которых показаны такие города, как Филадельфия, Нью-Йорк и Вашингтон, округ Колумбия. в зоне 8 из-за городских островов тепла. [11]
В ноябре 2023 года Министерство сельского хозяйства США выпустило еще одну обновленную версию своей карты устойчивости растений, основанную на данных о погоде в Соединенных Штатах за 1991–2020 годы. Обновленная карта показывает продолжающееся перемещение зон устойчивости на север, что отражает продолжающуюся тенденцию потепления климата США с 1991 по 2020 год. [12]
Зоны устойчивости растений Министерства сельского хозяйства США для отдельных городов США на основе карты 2023 года следующие:
Поскольку система Министерства сельского хозяйства США полностью основана на среднегодовой экстремальной минимальной температуре в определенной местности, ее способность описывать климатические условия, которые садовнику, возможно, придется учитывать в конкретной местности, ограничена: существует множество других факторов, которые определяют, будет ли данное растение может выжить в данной зоне.
Одной только информации о зоне часто недостаточно для прогнозирования выживания в зиму, поскольку такие факторы, как даты заморозков и частота снежного покрова, могут сильно различаться в зависимости от региона. Даже самый крайний минимум сам по себе может оказаться бесполезным при сравнении регионов в самых разных климатических зонах . В качестве крайнего примера: из-за Гольфстрима большая часть Соединенного Королевства находится в зонах 8–9, тогда как в США зоны 8–9 включают такие регионы, как субтропические прибрежные районы юго-востока США , а также внутренние пустыни Мохаве и Чиуауа . таким образом, американскому садовнику в таком районе, возможно, придется планировать только несколько ночей с низкой температурой в год, в то время как его британскому коллеге, возможно, придется планировать на несколько месяцев.
Кроме того, зоны не содержат никакой информации о продолжительности низких температур, летних температурах или интенсивности солнечной инсоляции ; таким образом, места, которые могут иметь одинаковые средние зимние минимумы в несколько самых холодных ночей и находиться в одной и той же зоне сада, но имеют заметно разные климатические условия. Например, зона 8 охватывает прибрежные места в высоких широтах с прохладным летом, такие как Сиэтл и Лондон , а также более низкие широты с жарким летом, такие как Чарльстон и Мадрид . Фермеры, садоводы и ландшафтные дизайнеры в первых двух странах должны планировать совершенно другие условия выращивания, чем во втором, с точки зрения продолжительности жаркой погоды и интенсивности солнечного света. Прибрежная Ирландия и центральная Флорида относятся к зоне 10, но имеют совершенно разные климатические условия.
Шкалы зимостойкости не учитывают надежность снежного покрова в более холодных зонах. Снег действует как изолятор от сильного холода, защищая корневую систему зимующих растений. Если снежный покров надежный, фактическая температура, которой подвергаются корни, не будет такой низкой, как указывает номер зоны устойчивости. Например, город Квебек в Канаде расположен в зоне 4, но каждый год может рассчитывать на значительный снежный покров, что позволяет выращивать растения, обычно относящиеся к зонам 5 или 6. Но в Монреале , расположенном к юго-западу от зоны, 5, из-за ненадежного снежного покрова иногда бывает трудно выращивать растения, адаптированные к данной зоне. [ нужна цитата ]
Многие растения могут выжить в данной местности, но не зацветут, если продолжительность дня недостаточна или если им требуется яровизация (определенная продолжительность низкой температуры).
Существует множество других климатических параметров, которые фермеру, садовнику или ландшафтному дизайнеру, возможно, придется принять во внимание, например, влажность, осадки, штормы, циклы дождей и засухи или муссоны, а также особенности участка, такие как тип почвы, дренаж почвы и уровень воды. удержание, уровень грунтовых вод, наклон к солнцу или от него, естественная или искусственная защита от чрезмерного солнца, снега, мороза и ветра и т. д. Ежегодная экстремальная минимальная температура является полезным индикатором, но в конечном итоге только одним из многих факторов роста растений. и выживание. [9] [3] [18]
Альтернативным способом описания устойчивости растений является использование «растений-индикаторов». В этом методе используются обычные растения с известными пределами их ареала. [ нужна цитата ]
Sunset публикует серию, в которой климатические зоны разбиваются более точно, чем зоны Министерства сельского хозяйства США, определяя 45 различных зон в США, включая диапазоны температур во все времена года, осадки, характер ветра, высоту над уровнем моря, а также продолжительность и структуру вегетационного периода. [19]
Кроме того, систему классификации климата Кеппена можно использовать в качестве более общего руководства по условиям выращивания при рассмотрении больших участков поверхности Земли или при попытке провести сравнение между различными континентами. [20] Климатическая классификация Треварты часто является хорошей концепцией «реального мира» климата и его связи с растениями и средними условиями их выращивания. [ нужна цитата ]
Австралийский национальный ботанический сад разработал другую систему, соответствующую австралийским условиям. Зоны определяются с шагом в 5 градусов Цельсия, от -15–10 °C для зоны 1 до 15–20 °C для зоны 7. [21] Численно они примерно на 6 ниже, чем в системе Министерства сельского хозяйства США. Например, австралийская зона 3 примерно эквивалентна зоне 9 Министерства сельского хозяйства США. Более высокие номера австралийских зон не имели эквивалентов в США до добавления в 2012 году Министерством сельского хозяйства США зон 12 и 13.
Разброс метеостанций может быть недостаточным, и слишком много мест с разным климатом объединены в одну кучу. Только 738 австралийских станций имеют записи более десяти лет (одна станция на 98 491 гектар или 243 380 акров), хотя в более населенных районах на каждую станцию приходится относительно меньше гектаров. На горе Айза есть три климатические станции с более чем десятилетним рекордом. Один находится в зоне 4а, один в зоне 4b, а третий в зоне 5а. Жители Сиднея разделены на зоны 3a и 4b. Разные места в одном городе подходят для разных растений.
Климатические переменные, которые отражают способность и вред для роста растений, используются для разработки индекса, который сопоставляется с зонами устойчивости растений Канады. [22] Этот индекс основан на формуле, первоначально разработанной Уэлле и Шерком в середине 1960-х годов. [23] [24] [25]
Используемая формула: Y = -67,62 + 1,734X 1 + 0,1868X 2 + 69,77X 3 + 1,256X 4 + 0,006119X 5 + 22,37X 6 - 0,01832X 7.
где:
В практических целях Канада приняла американскую систему классификации зон устойчивости. Версия карты зон устойчивости растений Министерства сельского хозяйства США 1990 года включала Канаду и Мексику, но они были удалены в обновлении 2012 года, чтобы сосредоточиться на Соединенных Штатах и Пуэрто-Рико. [8] Правительство Канады публикует карты зон как в Канаде, так и в стиле Министерства сельского хозяйства США. [22]
В таблице ниже представлены данные о зонах устойчивости Министерства сельского хозяйства США для отдельных европейских городов:
Зоны Министерства сельского хозяйства США не особенно хорошо работают в Великобритании, поскольку они предназначены для континентального и субтропического климата. [62] При сравнении с эквивалентом в США следует учитывать высокую широту, более слабую солнечную интенсивность и более прохладное лето в Великобритании. Новые приросты могут быть недостаточными или не затвердеть, что повлияет на выживаемость зимой в более короткое и гораздо более прохладное лето в Великобритании. [62]
Из-за смягчающего воздействия Северо-Атлантического течения на умеренный морской климат Ирландии и Великобритании , в Британии и, тем более, в Ирландии зимы более мягкие, чем в противном случае можно было бы позволить их северному положению. Это означает, что зоны устойчивости Министерства сельского хозяйства США, относящиеся к Великобритании и Ирландии, довольно высоки: от 7 до 10, как показано ниже. [63]
В 2012 году Королевское садоводческое общество Великобритании ввело новые рейтинги выносливости растений, а не мест. Они варьируются от H7, самого выносливого (терпимого к температурам ниже -20 ° C (-4 ° F)) до H1a (требующего температуры выше 15 ° C (59 ° F)). [64] Рейтинги устойчивости RHS основаны на абсолютных минимальных зимних температурах (в ° C), а не на долгосрочных среднегодовых экстремальных минимальных температурах, которые определяют зоны Министерства сельского хозяйства США. [64]
Скандинавия лежит на той же широте, что и Аляска или Гренландия, но влияние теплого Северо-Атлантического течения здесь даже более выражено, чем в Великобритании и Ирландии. За исключением очень небольшого участка возле Карасьока в Норвегии, который находится в зоне 2, нигде в арктической части Скандинавии не оказывается ниже зоны 3. Фарерские острова , расположенные на 62–63° с.ш., находятся в зоне 8, как и внешние Лофотенские острова. на 68° с.ш. Тромсё , прибрежный город в Норвегии на 70° с.ш., находится в зоне 7, и даже Лонгйир , самый северный город в мире на 78° с.ш., все еще находится в зоне 4. Однако у всех этих прибрежных мест есть одна общая черта: Это прохладное и влажное лето с температурой, редко превышающей 20 ° C (68 ° F) или 15 ° C (59 ° F) в Лонгйире. Это показывает важность учета тепловых зон для лучшего понимания того, что может или не может расти.
В Швеции и Финляндии, как правило, на высоте до 500 метров (1600 футов) зона 3 находится к северу от Полярного круга, включая такие города, как Каресуандо и Пайала . Главным исключением здесь является Кируна , которая расположена на холме над морозными ловушками и находится в зоне 5. Зона 4 расположена между Полярным кругом и примерно 64–66° с.ш., с такими городами, как Оулу , Рованиеми и Йокмокк , зона 5 ( на юг до 61–62° с.ш.) включает такие города, как Тампере , Умео и Эстерсунд . Зона 6 охватывает юг материковой Финляндии, Швецию к северу от 60° с.ш. и высокогорное плато Смоланд южнее. Здесь находятся такие города, как Евле , Эребру , Сундсвалль и Хельсинки . Аландские острова , а также прибрежная южная часть Швеции и район Стокгольма находятся в зоне 7. Западное побережье Швеции ( Гетеборг и южнее) имеет особенно мягкую зиму и находится в зоне 7, поэтому оно дружелюбно к некоторым выносливым экзотическим видам (обнаружено, например, в например, в Ботаническом саду Гетеборга ), на юго-восточном побережье Швеции зима более холодная из-за отсутствия Гольфстрима.
Центральная Европа является хорошим примером перехода от океанического климата к континентальному , что отражается в тенденции уменьшения зон устойчивости преимущественно к востоку, а не к северу. Кроме того, плато и невысокие горные хребты в этом регионе оказывают значительное влияние на то, насколько холодно зимой. Вообще говоря, зоны устойчивости высокие, учитывая широту региона, хотя и не такие высокие, как в Северной Европе с Шетландскими островами , где зона 9 простирается более чем на 60° с.ш. В Центральной Европе соответствующие зоны уменьшаются по сравнению с зоной 8 на бельгийском, голландском и немецком побережье Северного моря , за исключением некоторых Фризских островов (особенно Влиланд и Терсхеллинг ), острова Гельголанд и некоторых островов в от устья Рейна - Шельды , которые находятся в зоне 9, до зоны 5 вокруг Сувалок , Подляшья, на дальневосточной границе между Польшей и Литвой . Некоторые изолированные высокогорные районы Альп и Карпат могут даже опускаться до зоны 3 или 4. Крайним примером холодного стока является Фунтензее в Баварии , который находится , по крайней мере, в зоне 3. Еще одним ярким примером является Ваксмунд , небольшая деревня в Польские Карпаты , температура которых зимой в спокойные ночи регулярно достигает -35 °C (-31 °F), когда холодные и тяжелые воздушные массы из окружающих Горцев и Татр спускаются по склонам в эту низменную долину, создавая экстремальные условия, которые могут на 10 ° C (18 ° F) холоднее, чем близлежащие Новы-Тарг или Бялка-Татшаньска , которые оба находятся выше по высоте. Ваксмунд находится в зоне 3b, а соседний Краков , всего в 80 км (50 миль) к северу и на 300 м (980 футов) ниже, находится в зоне 6а. Эти примеры доказывают, что местная топография может оказывать заметное влияние на температуру и, следовательно, на то, что можно выращивать в конкретном регионе. [66]
Южноевропейским растением-маркером как климатического, так и культурного показателя является оливковое дерево , которое не может выдерживать длительные периоды ниже нуля, поэтому область его выращивания соответствует прохладной зимней зоне. Средиземное море действует как регулятор температуры, поэтому в этой области обычно теплее, чем в других частях континента; за исключением горных районов, где влияние моря снижается, он относится к зонам 8–10; однако южные Балканы (горная Западная и Восточная Сербия , континентальная Хорватия и Болгария ) зимой холоднее и находятся в зонах 6–7. Хорватское ( Далматинское ) побережье, Албания и северная Греция находятся в зонах 8–9, как и центрально-северная Италия (однако холмы и некоторые места в долине реки По холоднее) и южная Франция ; Центральная Иберия — 8–9 (в некоторых высокогорных районах немного холоднее). Испанское и португальское атлантическое побережье, большая часть Андалусии и Мурсии , прибрежные и немного внутренние районы южного Валенсийского сообщества , часть прибрежной Каталонии , Балеарские острова , юго-запад Сардинии , большая часть Сицилии , прибрежные районы южной Италии, некоторые районы вокруг Албании , [ 67] [68] Прибрежный Кипр и юго-западная Греция находятся в зоне 10. В Европе зона 11а ограничена лишь несколькими точками. На Пиренейском полуострове его можно встретить на южном побережье, а именно в населенных испанских районах, таких как города Адра , Нерха , Малага , Марбелья и на полосе прибрежной земли между Тарифой и Пунта-Карнеро в провинции Кадис . [53] В Португалии зону 11а можно найти на юго-западе, на нескольких незаселенных участках вокруг муниципалитетов Лагос и Вила-ду-Биспо . [69] В материковой Греции зону 11а можно найти в Монемвасии , а также в районах Крита , Додеканеса , Киклад и некоторых островов Арго-Саронического залива . [70] [71] Средиземноморские острова Мальта , Лампедуза и Линоза относится к зоне 11а, а также к нескольким районам на самом южном побережье Кипра . [ нужна цитата ] Балканский регион также более склонен к похолоданиям и эпизодам не по сезону тепла. Например, несмотря на то, что среднесуточные значения и амплитуды температуры в каждом месяце такие же, как в Нантакете, штат Массачусетс , в Сараево регистрируются температуры ниже нуля в каждом месяце года.[72] [73]
Макаронезия состоит из четырех архипелагов: Азорских островов , Канарских островов , Кабо-Верде и Мадейры . На более низких высотах и в прибрежных районах португальские Азорские острова и Мадейра относятся к зонам 10b/11b и 11a/11b соответственно. Азорские острова варьируются от 9a до 11b, а Мадейра - от 9b до 12a, 9a и 9b находятся внутри страны, на самых больших высотах, таких как гора Пико на Азорских островах или Пико Руиво на Мадейре. [74] Зоны устойчивости испанских Канарских островов варьируются от 8a до 12b в зависимости от местоположения и высоты. Острова обычно являются частью зон 11b/12a на небольших высотах и в прибрежных районах, достигая зоны 12b на самых южных побережьях или в густонаселенных прибрежных частях, таких как город Лас-Пальмас . Зоны с самой низкой выносливостью находятся в Национальном парке Тейде: 8a/8b из-за его очень большой высоты. Пик Тейде – самая высокая вершина Макаронезии. [53]
Острова Кабо-Верде , расположенные намного южнее внутри тропиков , имеют зоны устойчивости от 12 до 13 в прибрежных районах, в то время как самая низкая зона устойчивости находится на острове Фого , на самой высокой вершине страны Пику-ду-Фого . [ нужна цитата ]
Помимо зон устойчивости Министерства сельского хозяйства США, существуют тепловые зоны Американского садоводческого общества (AHS).
Критерием является среднее количество дней в году, когда температура превышает 30 ° C (86 ° F). Карта тепловых зон AHS для США доступна на веб-сайте Американского садоводческого общества. [75] [76]
В Южной Африке пять садоводческих или климатических зон. Зоны определяются минимальной температурой. [77]
Карта Министерства сельского хозяйства США, опубликованная в 2012 году, показывает, что на большей части территории США зимой стало на ползоны (2,8 °C или 5 °F) жарче по сравнению с версией 1990 года. [8] Опять же, с публикацией карты 2023 года около половины территории США сдвинулось на ползоны теплее. [78] Исследования, проведенные в 2016 году, показывают, что зоны устойчивости растений Министерства сельского хозяйства США сместятся еще дальше на север в связи с изменением климата . [79]