Бесплодная растительность описывает область земли, где рост растений может быть редким, чахлым и/или содержать ограниченное биоразнообразие . Экологические условия, такие как токсичная или неплодородная почва , сильные ветры, прибрежные солевые брызги и климатические условия, часто являются ключевыми факторами плохого роста и развития растений. Бесплодную растительность можно классифицировать в зависимости от климата, геологии и географического положения конкретной области. [1]
Сосновые пустоши , прибрежные пустоши и серпантинные пустоши являются одними из наиболее отчетливых экорегионов для бесплодной растительности и наиболее часто исследуются учеными. Часто называемые « пустошами », пустоши могут быть превосходной средой для уникального биологического разнообразия и таксономических составов. [1]
Бесплодные места обитания серпентинов включают луга, чапараль и леса, а также некоторые районы с очень редкой растительностью. Районы с редкой растительностью часто характеризуются однолетними и многолетними травянистыми видами растений. [2] Флора серпентинов признана во всем мире за ее высокий уровень биологического разнообразия, который включает более 1600 таксонов растений, встречающихся в серпентиновых районах восточной части США, причем около 2000 таксонов считаются эндемичными для почв, богатых серпентинами. [3]
Серпентиновые пустоши отличаются богатой серпентином почвой, образованной гидратационным выветриванием и метаморфическим преобразованием ультрамафических магматических пород. [4] Серпентиновые пустоши часто характеризуются как высокострессовые среды с низкой доступностью воды и питательных веществ. Эти области часто обеднены основными питательными веществами, такими как азот и фосфор . Почва часто неглубокая и может быть токсичной из-за высоких концентраций тяжелых металлов, таких как никель , кобальт и хром . [4] В результате суровых условий и уникальных эдафических свойств, представленных серпентиновыми пустошами, эти среды поддерживают стрессоустойчивые растительные сообщества, характеризующиеся отдельными и локально определенными видами растений. [4]
Сосновые пустоши охватывают 550 000 гектаров густо засаженной лесами прибрежной равнины и являются средой обитания не менее 850 видов растений, многие из которых находятся под угрозой исчезновения или находятся под угрозой исчезновения. [5]
Сосновые пустоши в основном формируются на рыхлых, кислых, средне- и крупнозернистых песках и гравии. Зрелые почвы считаются настоящими подзолами , они кремнистые и высокопроницаемые. [5] Низкая влагоудерживающая способность и питательный статус почвы создают низкие темпы роста растительности на большей части Сосновых пустошей. [6]
Прибрежные пустоши характеризуются короткой растительностью, редким лесным покровом, обнаженной коренной породой и болотистыми карманами. Часто прибрежные пустоши демонстрируют стрессовые климатические условия и подвержены постоянно ветряным условиям и соляным брызгам . [1]
Прибрежные пустоши обычно содержат низкорослые кустарниковые сообщества с редким древесным покровом и часто в них доминируют виды вересковых, такие как черная черника ( Gaylussacia baccata ) и низкая кустовая голубика ( Vaccinium angustifolium ). [7] Прибрежные пустоши Атлантической Канады содержат множество таксономических видов, таких как макролишайники, мхи и сосудистые растения. [1] Исследования зарегистрировали 173 различных вида в различных прибрежных бесплодных районах провинции Новая Шотландия. [1] Это число включало 105 сосудистых растений, 41 макролишайник и 27 видов мхов с шестью редкими в провинции сосудистыми видами, которые были обнаружены преимущественно в прибрежных районах с высоким содержанием соли и питательных веществ в субстрате, переменной глубиной субстрата и короткой растительностью. [1]
В Сиднее , Австралия, прибрежная зона в основном занята мелкими или низкорослыми формами эвкалиптовых деревьев и кустарниковой растительностью, такой как Allocasuarina distyla , Angophora hispida , Banksia ericifolia и Grevillea oleoides , среди других видов, как правило, на открытом прибрежном песчаниковом плато с неплодородными, мелкими, довольно влажными почвами. Такая растительность, уникальная для Нового Южного Уэльса , встречается от Госфорда до Королевского национального парка , с южными выступами в Баррен-Граундс и Джервис-Бей . [8]
Хотя бесплодные земли, как правило, расположены в районах, связанных с засушливым , полузасушливым , полярным и тундровым климатом, их также можно широко встретить в более мягком, умеренном и/или влажном климате, например:
Антропогенные взаимодействия использовались на протяжении многих лет, чтобы помочь изменить и управлять растительностью на востоке США. Это означает, что действия людей будут играть роль в том, какой тип растительности будет расти в некоторых местах. Это включает в себя такие вещи, как пожары и тушение пожаров, выпас скота, лесозаготовки и расчистка сельскохозяйственных угодий. Были проведены исследования и получены отдельные свидетельства, указывающие на то, что структуры и состав растительности в восточных серпентиновых пустошах могли также быть затронуты местными режимами возмущений, связанными с этими событиями, а также добычей полезных ископаемых [10]
Саванны и пустоши — это экосистемы, которые редко встречаются в Северной Америке. Это отчасти связано с человеческим воздействием, таким как сельское хозяйство , урбанизация и изменение естественных режимов пожаров. [15] За последние 50 лет площадь саванноподобных просветов и сосновых лесов постоянно сокращалась, что является тенденцией, противоположной тенденции лиственных лесов. Эти изменения в структурах растительности, а также в составе, вызваны, отчасти, антропогенными изменениями в режиме пожаров. [10] После сжигания растительности происходит высвобождение неорганических питательных веществ в экосистему, вызванное сжиганием биомассы растений и , следовательно, высвобождением питательных веществ. Считается, что это высвобождение питательных веществ после возникновения является причиной увеличения продуктивности растений. [16]
Регионы на поверхности Земли, где почвы доминируют над экосистемами с небольшим или отсутствующим растительным покровом, часто называют «Бесплодными». Эти места представляют собой такие области, как пустыни , полярные регионы , области высокогорья и зоны отступления ледников . Бесплодные зоны, расположенные в горных хребтах, часто называют «Субнивальными зонами», и они находятся на высотах между верхней границей растительной зоны и нижней границей покрытой льдом зоны. Субнивальные зоны в таких местах, как Скалистые горы, Анды и Гималаи, значительно увеличились за последние несколько лет из-за отступления высокогорных ледников и ледяных шапок . [17]
Одной из областей для изучения является Ноттингемская серпентинная пустошь, которая охватывает 200 га в южной части округа Честер, штат Пенсильвания, на границе Пенсильвании и Мэриленда. [10] Типичная серпентинная пустошь представляет собой либо прерию , либо саванну. Почвы здесь, в этом месте, являются частью ассоциации Нешамини-Кром-Коновинго. Эти почвы глубокие и происходят из серпентиновой коренной породы. Эта серия почв хорошо дренируется и также имеет умеренный уклон. При этом эти конкретные места подверглись сильным эрозионным силам и имеют глубину до своей материнской коренной породы на расстоянии 15–75 см. Здесь также наблюдается низкая проницаемость , что затрудняет доступ растений к воде и, следовательно, затрудняет сбор влаги.
Средняя высота и пределы диапазона высот как растительных зон, так и отдельных видов должны определяться с увеличением широты. Например, в южных Аппалачах, высоковысотные выходы, градиенты состава являются функцией высоты, потенциальной солнечной радиации , географического градиента, который соответствует широким геологическим различиям ( основные породы на северо-западе против кислых пород в юго-западном направлении), и поверхностной геоморфологии (поверхности коренных пород, которые менее трещиноваты на юго-востоке). [11]