Tropical Wet Forest

Tropical wet forests are also referred to as tropical rainforests. Biome ten występuje w regionach równikowych. Roślinność charakteryzuje się roślinami o szerokich liściach, które opadają i są wymieniane przez cały rok. W przeciwieństwie do drzew w lasach liściastych, drzewa w tym biome nie mają sezonowej utraty liści związanych z wahaniami temperatury i światła słonecznego; lasy te są „wiecznie zielone” przez cały rok.

Profil temperatury i światła słonecznego w tropikalnych lasach wilgotnych są bardzo stabilne w porównaniu z innymi biomami lądowymi, z temperaturami w zakresie od 20 ° C do 34 ° C (68 °F do 93 °F). Gdy porównamy roczną zmienność temperatury w tropikalnych lasach wilgotnych z innymi biomami leśnymi, zauważymy brak sezonowej zmienności temperatury w tropikalnych lasach wilgotnych. Ten brak sezonowości prowadzi do całorocznego wzrostu roślin, a nie sezonowego (wiosna, lato, jesień) wzrostu obserwowanego w innych, bardziej umiarkowanych biomach. W przeciwieństwie do innych ekosystemów, w ekosystemach tropikalnych nie ma długich i krótkich dni w cyklu rocznym. Zamiast tego, stała dzienna ilość światła słonecznego (11-12 godzin dziennie) zapewnia więcej promieniowania słonecznego, a tym samym dłuższy okres czasu na wzrost roślin.

Roczna suma opadów w tropikalnych lasach wilgotnych waha się od 125 cm do 660 cm (50-200 in) z pewną miesięczną zmiennością. Podczas gdy nasłonecznienie i temperatura pozostają dość stałe, roczne opady deszczu są bardzo zmienne. Tropikalne lasy wilgotne mają zazwyczaj miesiące wilgotne, w których opady mogą przekraczać 30 cm, jak również miesiące suche, w których opady są mniejsze niż 10 cm. Jednak najbardziej suchy miesiąc w tropikalnym lesie wilgotnym nadal przewyższa roczne opady w niektórych innych biomach, takich jak pustynie.

Rysunek 1. Tropikalne lasy wilgotne, takie jak te lasy w Madre de Dios, Peru, w pobliżu rzeki Amazonki, mają wysoką różnorodność gatunkową. (credit: Roosevelt Garcia)

Tropikalne lasy wilgotne mają wysoką produktywność pierwotną netto, ponieważ roczne temperatury i wartości opadów na tych obszarach są idealne dla wzrostu roślin. Dlatego też rozległa biomasa występująca w tropikalnych lasach wilgotnych prowadzi do powstawania zbiorowisk roślinnych o bardzo dużej różnorodności gatunkowej (rys. 1). W tropikalnych lasach wilgotnych występuje więcej gatunków drzew niż w jakimkolwiek innym biocenozie; na jednym hektarze (2,5 akra) południowoamerykańskiego amazońskiego lasu deszczowego występuje średnio od 100 do 300 gatunków drzew. Jednym ze sposobów na zobrazowanie tego faktu jest porównanie charakterystycznych warstw poziomych w biomeie tropikalnego lasu wilgotnego. Na dnie lasu znajduje się skąpa warstwa roślin i rozkładającej się materii roślinnej. Powyżej znajduje się podszycie z krótkich, krzewiastych liści. Ponad tym podszyciem wznosi się warstwa drzew, którą wieńczy zamknięty górny baldachim – najwyżej położona warstwa gałęzi i liści. Przez ten zamknięty górny baldachim wyłania się kilka dodatkowych drzew. Warstwy te zapewniają różnorodne i złożone siedliska dla różnych roślin, grzybów, zwierząt i innych organizmów w tropikalnych lasach wilgotnych.

Na przykład, epifity są roślinami, które rosną na innych roślin, które zazwyczaj nie są uszkodzone. Epifity występują w całym biomie tropikalnych lasów wilgotnych. Wiele gatunków zwierząt wykorzystuje różnorodność roślin i złożoną strukturę tropikalnych lasów wilgotnych do zdobywania pożywienia i szukania schronienia. Niektóre organizmy żyją kilka metrów nad ziemią i przystosowały się do tego arborealnego trybu życia.

Sawanny

Ryc. 2. Sawanny, takie jak ta w Taita Hills Wildlife Sanctuary w Kenii, są zdominowane przez trawy. (credit: Christopher T. Cooper)

Sawanny to tereny trawiaste z rozproszonymi drzewami, które znajdują się w Afryce, Ameryce Południowej i północnej Australii. Sawanny są zwykle gorące, tropikalne obszary z temperaturą średnio od 24 ° C do 29 ° C (75 °F do 84 °F) i rocznych opadów 10-40 cm (3.9-15.7 in). Sawanny mają długą porę suchą; z tego powodu drzewa leśne nie rosną tak dobrze jak w tropikalnych lasach wilgotnych (lub innych biomach leśnych). W rezultacie, wśród traw i forbs (zielnych roślin kwitnących), które dominują na sawannie, jest stosunkowo niewiele drzew (Rysunek 2). Ponieważ ogień jest ważnym źródłem zakłóceń w tym biomie, rośliny wykształciły dobrze rozwinięte systemy korzeniowe, które umożliwiają im szybkie odrastanie po pożarze.

Pustynie podzwrotnikowe

Rysunek 3. Aby ograniczyć utratę wody, wiele roślin pustynnych ma drobne liście lub nie ma ich wcale. Liście ocotillo (Fouquieria splendens), pokazane tutaj na pustyni Sonora w pobliżu Gila Bend, Arizona, pojawiają się tylko po opadach deszczu, a następnie są zrzucane.

Pustynie podzwrotnikowe istnieją między 15° a 30° szerokości geograficznej północnej i południowej i są skupione na zwrotnikach Raka i Koziorożca. Ten biome jest bardzo suchy, w niektórych latach, parowanie przewyższa opadów. Gorące pustynie podzwrotnikowe mogą mieć temperatury powierzchni ziemi w ciągu dnia powyżej 60 °C (140 °F) i temperatury w nocy zbliżone do 0 °C (32 °F). Wynika to w dużej mierze z braku wody atmosferycznej. Na pustyniach zimnych temperatury mogą wynosić nawet 25 °C i spadać poniżej -30 °C (-22 °F). Pustynie subtropikalne charakteryzują się niskimi rocznymi opadami, wynoszącymi mniej niż 30 cm (12 cali), niewielką zmiennością miesięczną i brakiem przewidywalności opadów. W niektórych przypadkach, roczne opady mogą być tak niskie, jak 2 cm (0,8 in) na pustyniach subtropikalnych znajdujących się w centralnej Australii („Outback”) i północnej Afryce.

Wegetacja i niska różnorodność zwierząt tego biomu jest ściśle związana z niskimi i nieprzewidywalnymi opadami. Bardzo suche pustynie nie mają wieloletniej roślinności, która żyje z roku na rok; zamiast tego wiele roślin to rośliny jednoroczne, które rosną szybko i rozmnażają się, gdy występują opady, a następnie umierają. Wiele innych roślin na tych obszarach charakteryzuje się szeregiem przystosowań, które oszczędzają wodę, takich jak głębokie korzenie, zredukowane ulistnienie i łodygi magazynujące wodę (Rysunek 3). Rośliny nasienne na pustyni produkują nasiona, które mogą pozostawać w stanie spoczynku przez dłuższy czas między kolejnymi deszczami. Adaptacje u zwierząt pustynnych obejmują nocne zachowania i zakopywanie się.

Chaparral

Ryc. 4. Kaparral jest zdominowany przez krzewy. (credit: Miguel Vieira)

Kaparał jest również nazywany lasem zaroślowym i występuje w Kalifornii, wzdłuż Morza Śródziemnego i wzdłuż południowego wybrzeża Australii (Rysunek 4). Roczna suma opadów w tym biome waha się od 65 cm do 75 cm (25,6-29,5 cala), a większość deszczu spada zimą. Lata są bardzo suche i wiele roślin chaparralu przechodzi w stan spoczynku w okresie letnim. Roślinność kaparralu, przedstawiona na Rysunku 4, jest zdominowana przez krzewy i jest przystosowana do okresowych pożarów, przy czym niektóre rośliny wytwarzają nasiona, które kiełkują dopiero po gorącym pożarze. Popioły pozostawione po pożarze są bogate w składniki odżywcze, takie jak azot, które użyźniają glebę i sprzyjają odrastaniu roślin.

Temperate Grasslands

Temperate grasslands występują w środkowej części Ameryki Północnej, gdzie znane są również jako prerie; występują również w Eurazji, gdzie znane są jako stepy (Ryc. 5). Trawiaste obszary umiarkowane charakteryzują się wyraźnymi rocznymi wahaniami temperatury, z gorącym latem i mroźną zimą. Roczne wahania temperatury powodują powstanie określonych okresów wegetacyjnych dla roślin. Wzrost roślin jest możliwy, gdy temperatury są wystarczająco ciepłe, aby podtrzymać wzrost roślin i gdy dostępna jest wystarczająca ilość wody, co ma miejsce wiosną, latem i jesienią. Podczas znacznej części zimy, temperatury są niskie, a woda, która jest przechowywana w postaci lodu, nie jest dostępna dla wzrostu roślin.

Rys. 5. Żubr amerykański (Bison bison), zwany częściej bawołem, to ssak pastwiskowy, który niegdyś licznie zamieszkiwał amerykańskie prerie. (credit: Jack Dykinga, USDA Agricultural Research Service)

Roczna suma opadów waha się od 25 cm do 75 cm (9,8-29,5 in). Z powodu stosunkowo niższych rocznych opadów w umiarkowanych użytkach zielonych występuje niewiele drzew, z wyjątkiem tych rosnących wzdłuż rzek lub strumieni. Dominującą roślinnością są trawy, a na niektórych preriach żyją populacje pasących się zwierząt Rysunek 5. Roślinność jest bardzo gęsta, a gleby żyzne, ponieważ podpowierzchniowa warstwa gleby jest wypełniona korzeniami i kłączami (podziemnymi łodygami) tych traw. Korzenie i kłącza działają w celu zakotwiczenia roślin w ziemi i uzupełniają materiał organiczny (humus) w glebie, gdy umierają i rozkładają się.

Pożary, głównie spowodowane przez błyskawice, są naturalnym zaburzeniem w umiarkowanych obszarach trawiastych. Kiedy ogień jest tłumione w umiarkowanych łąk, roślinność ostatecznie przekształca się w zarośla i gęste lasy. Często, przywrócenie lub zarządzanie umiarkowanych łąk wymaga użycia kontrolowanych pożarów do tłumienia wzrostu drzew i utrzymania traw.

Temperate Forests

Rysunek 6. Drzewa liściaste są dominującą rośliną w lesie umiarkowanym. (credit: Oliver Herold)

Lasy umiarkowane są najbardziej rozpowszechnionym biome we wschodniej Ameryce Północnej, Europie Zachodniej, Azji Wschodniej, Chile i Nowej Zelandii (Rysunek 6). Biom ten występuje w regionach położonych na średnich szerokościach geograficznych. Temperatury wahają się od -30 °C do 30 °C (-22 °F do 86 °F) i co roku spadają poniżej zera. Takie temperatury sprawiają, że lasy umiarkowane mają zdefiniowane sezony wegetacyjne wiosną, latem i wczesną jesienią. Opady są stosunkowo stałe przez cały rok i wahają się od 75 cm do 150 cm (29.5-59 in).

Z powodu umiarkowanych rocznych opadów i temperatur, drzewa liściaste są dominującą rośliną w tym biome (rysunek 6). Drzewa liściaste tracą liście każdej jesieni i pozostają bezlistne w zimie. W związku z tym w okresie spoczynku zimowego w drzewach liściastych nie zachodzi fotosynteza. Każdej wiosny, wraz ze wzrostem temperatury, pojawiają się nowe liście. Z powodu okresu spoczynku, produktywność pierwotna netto lasów umiarkowanych jest mniejsza niż lasów tropikalnych. Ponadto, lasy umiarkowane wykazują mniejszą różnorodność gatunków drzew niż biomy lasów tropikalnych wilgotnych.

Drzewa lasów umiarkowanych wypuszczają liście i zacieniają dużą część ziemi; jednak bios ten jest bardziej otwarty niż lasy tropikalne wilgotne, ponieważ drzewa w lasach umiarkowanych nie rosną tak wysoko jak drzewa w lasach tropikalnych wilgotnych. Gleby w lasach umiarkowanych są bogate w nieorganiczne i organiczne składniki odżywcze. Wynika to z grubej warstwy ściółki liściastej na dnie lasu. W miarę rozkładu tej ściółki, składniki odżywcze wracają do gleby. Ściółka liściasta chroni również glebę przed erozją, izoluje grunt i zapewnia siedliska dla bezkręgowców (takich jak pluskwiak lub roly-poly, Armadillidium vulgare) i ich drapieżników, takich jak salamandra czerwonogrzbieta (Plethodon cinereus).

Lasy borealne

Las borealny, znany również jako tajga lub las iglasty, występuje na południe od koła podbiegunowego i na większości obszaru Kanady, Alaski, Rosji i północnej Europy (rysunek 7). Biom ten charakteryzuje się zimnymi, suchymi zimami i krótkimi, chłodnymi, wilgotnymi latami. Roczna suma opadów wynosi od 40 cm do 100 cm (15,7-39 cali) i zwykle przybiera postać śniegu. Z powodu niskich temperatur występuje niewielkie parowanie.

Rys. 7. Las borealny (tajga) ma nisko leżące rośliny i drzewa iglaste. (credit: L.B. Brubaker)

Długie i mroźne zimy w lesie borealnym doprowadziły do dominacji tolerujących zimno roślin iglastych. Są to wiecznie zielone drzewa iglaste, takie jak sosny, świerki i jodły, które zachowują swoje igiełkowate liście przez cały rok. Drzewa wiecznie zielone mogą wiosną fotosyntetyzować wcześniej niż drzewa liściaste, ponieważ do ogrzania liścia igiełkowatego potrzeba mniej energii słonecznej niż do ogrzania liścia szerokiego. Jest to korzystne dla drzew wiecznie zielonych, które rosną szybciej niż drzewa liściaste w lesie borealnym. Ponadto, gleby w regionach lasów borealnych są zwykle kwaśne z niewielką ilością dostępnego azotu. Liście są strukturą bogatą w azot i drzewa liściaste muszą co roku wytwarzać nowy zestaw tych bogatych w azot struktur. Dlatego drzewa iglaste, które zachowują igły bogate w azot, mogą mieć przewagę konkurencyjną nad liściastymi drzewami o szerokich liściach.

Produktywność pierwotna netto lasów borealnych jest niższa niż lasów umiarkowanych i tropikalnych lasów wilgotnych. Biomasa nadziemna lasów borealnych jest wysoka, ponieważ te wolno rosnące gatunki drzew są długowieczne i z czasem gromadzą biomasę stojącą. Różnorodność gatunkowa roślin jest mniejsza niż w lasach umiarkowanych i tropikalnych lasach wilgotnych. W lasach borealnych brak jest wyraźnych elementów warstwowej struktury lasu występujących w tropikalnych lasach wilgotnych. Struktura lasu borealnego składa się często tylko z warstwy drzew i warstwy ziemi (Rysunek 7). Kiedy igły drzew iglastych są zrzucane, rozkładają się wolniej niż szerokie liście; dlatego mniej składników odżywczych wraca do gleby, aby napędzić wzrost roślin.

Tundra arktyczna

Rysunek 8. Nisko rosnące rośliny, takie jak wierzba krzewiasta, dominują w krajobrazie tundry, pokazane tutaj w Arctic National Wildlife Refuge. (credit: USFWS Arctic National Wildlife Refuge)

Tundra arktyczna leży na północ od subarktycznego lasu borealnego i znajduje się na całym obszarze arktycznych regionów półkuli północnej (Rysunek 8). Średnia temperatura zimą wynosi -34 °C (-34 °F), a średnia temperatura latem wynosi od 3 °C do 12 °C (37 °F-52 °F). Rośliny w arktycznej tundrze mają bardzo krótki sezon wegetacyjny, trwający około 10-12 tygodni. Jednak w tym czasie jest prawie 24 godziny światła dziennego i wzrost roślin jest szybki. Roczne opady w tundrze arktycznej są bardzo niskie, z niewielką roczną zmiennością opadów. I tak jak w lasach borealnych, parowanie jest niewielkie ze względu na niskie temperatury.

Rośliny w tundrze arktycznej są na ogół nisko osadzone na ziemi (Ryc. 8). Występuje tam niewielkie zróżnicowanie gatunkowe, niska produktywność pierwotna netto i niska biomasa nadziemna. Gleby tundry arktycznej mogą pozostawać w stanie wieloletniego zamarzania, określanym mianem wiecznej zmarzliny. Wieczna zmarzlina uniemożliwia korzeniom przenikanie w głąb gleby i spowalnia rozkład materii organicznej, co hamuje uwalnianie składników odżywczych z materii organicznej. W sezonie wegetacyjnym podłoże tundry arktycznej może być całkowicie pokryte roślinami lub porostami.

Contribute!

Popraw tę stronęDowiedz się więcej