Tropisk fuktig skog

Tropiska fuktiga skogar kallas också för tropiska regnskogar. Detta biom finns i ekvatoriala regioner. Vegetationen kännetecknas av växter med breda blad som faller och byts ut under hela året. Till skillnad från träden i lövskogarna har träden i denna biom ingen säsongsmässig förlust av blad i samband med variationer i temperatur och solljus; dessa skogar är ”vintergröna” året runt.

Temperatur- och solljusprofilerna i tropiska fuktiga skogar är mycket stabila i jämförelse med andra terrestra biomer, med temperaturer som ligger mellan 20 °C och 34 °C (68 °F och 93 °F). När man jämför den årliga temperaturvariationen i tropiska fuktiga skogar med den i andra skogliga biomes blir bristen på säsongsbunden temperaturvariation i tropiska fuktiga skogar uppenbar. Denna avsaknad av säsongsvariationer leder till växttillväxt året runt, snarare än den säsongsbundna tillväxt (vår, sommar och höst) som man ser i andra mer tempererade biomes. Till skillnad från andra ekosystem har tropiska ekosystem inte långa och korta dagar under årscykeln. I stället ger en konstant daglig mängd solljus (11-12 timmar per dag) mer solstrålning och därmed en längre tidsperiod för växttillväxt.

Den årliga nederbörden i tropiska fuktiga skogar varierar från 125 cm till 660 cm (50-200 tum) med viss månatlig variation. Medan solljus och temperatur är ganska jämna, är den årliga nederbörden mycket varierande. Tropiska fuktiga skogar har vanligtvis blöta månader då det kan falla mer än 30 cm nederbörd, samt torra månader då det faller mindre än 10 cm nederbörd. Den torraste månaden i en tropisk fuktig skog överstiger dock fortfarande den årliga nederbörden i vissa andra biom, t.ex. öknar.

Figur 1. Tropiska fuktiga skogar, som dessa skogar i Madre de Dios, Peru, nära Amazonfloden, har hög artdiversitet. (kredit: Roosevelt Garcia)

Tropiska fuktiga skogar har hög nettoprimärproduktivitet eftersom de årliga temperaturerna och nederbördsvärdena i dessa områden är idealiska för växttillväxt. Därför leder den omfattande biomassa som finns i den tropiska våtskogen till växtsamhällen med mycket stor artdiversitet (figur 1). Tropiska fuktiga skogar har fler trädarter än någon annan biotop; i genomsnitt finns det mellan 100 och 300 trädarter på en enda hektar i sydamerikansk regnskog i Amazonas. Ett sätt att visualisera detta är att jämföra de olika horisontella skikten inom biomet tropisk våt skog. På skogsbotten finns ett sparsamt lager av växter och ruttnande växtmaterial. Ovanför detta finns en undervegetation av korta buskiga bladverk. Ett trädskikt höjer sig över denna undervegetation och kröns av ett slutet övre krontak – det översta skiktet av grenar och löv. Ytterligare några träd växer upp genom det slutna övre krontaket. Dessa skikt ger olika och komplexa livsmiljöer för olika växter, svampar, djur och andra organismer i de tropiska fuktiga skogarna.

Epifyter är t.ex. växter som växer på andra växter, som vanligtvis inte skadas. Epifyter finns i alla tropiska våtskogsbiomiljöer. Många djurarter använder den varierande växtligheten och den komplexa strukturen i de tropiska våtskogarna för att hitta mat och skydd. Vissa organismer lever flera meter ovanför marken och har anpassat sig till denna trädlevande livsstil.

Savannor

Figur 2. Savanner, som denna i Taita Hills Wildlife Sanctuary i Kenya, domineras av gräs. (kredit: Christopher T. Cooper)

Savanner är gräsmarker med spridda träd, och de finns i Afrika, Sydamerika och norra Australien. Savannerna är vanligtvis varma, tropiska områden med temperaturer på i genomsnitt 24 °C-29 °C (75 °F-84 °F) och en årlig nederbörd på 10-40 cm (3,9-15,7 tum). Savannerna har en lång torrperiod och därför växer skogsträden inte lika bra som i den tropiska fuktiga skogen (eller andra skogsbiomiljöer). Som ett resultat av detta finns det relativt få träd bland de gräs och örter (blommande örtartade växter) som dominerar savannen (figur 2). Eftersom brand är en viktig störningskälla i detta biom har växterna utvecklat välutvecklade rotsystem som gör att de snabbt kan växa igen efter en brand.

Subtropiska öknar

Figur 3. För att minska vattenförlusten har många ökenväxter små blad eller inga blad alls. Bladen på ocotillo (Fouquieria splendens), som här visas i Sonoraöknen nära Gila Bend, Arizona, visas endast efter regn och fälls sedan.

Subtropiska öknar finns mellan 15° och 30° nordlig och sydlig latitud och är centrerade kring Kräftans och Stenbockens vändkretsar. Denna biom är mycket torr; vissa år är avdunstningen större än nederbörden. Subtropiska varma öknar kan ha temperaturer på markytan på dagtid på över 60 °C (140 °F) och temperaturer på natten som närmar sig 0 °C (32 °F). Detta beror till stor del på bristen på atmosfäriskt vatten. I kalla öknar kan temperaturen vara så hög som 25 °C och kan sjunka under -30 °C. Subtropiska öknar kännetecknas av låg årlig nederbörd på mindre än 30 cm med liten månadsvariation och bristande förutsägbarhet i nederbörden. I vissa fall kan den årliga nederbörden vara så låg som 2 cm i subtropiska öknar som ligger i centrala Australien (”Outback”) och norra Afrika.

Vegetationen och den låga djurdiversiteten i denna biom är nära relaterad till låg och oförutsägbar nederbörd. Mycket torra öknar saknar flerårig vegetation som lever från ett år till ett annat; i stället är många växter ettåriga som växer snabbt och förökar sig när nederbörd inträffar, för att sedan dö. Många andra växter i dessa områden kännetecknas av att de har ett antal anpassningar som sparar vatten, t.ex. djupa rötter, reducerat bladverk och vattenlagrande stammar (figur 3). Fröväxter i öknen producerar frön som kan ligga i dvala under långa perioder mellan regnen. Anpassningar hos ökendjur är bland annat nattligt beteende och grävning.

Chaparral

Figur 4. Chaparralområdet domineras av buskar. (kredit: Miguel Vieira)

Caparral kallas också för buskskog och finns i Kalifornien, längs Medelhavet och längs Australiens sydkust (figur 4). Den årliga nederbörden i denna biom varierar mellan 65 cm och 75 cm (25,6-29,5 tum), och majoriteten av regnet faller på vintern. Somrarna är mycket torra och många chaparralväxter är vilande under sommaren. Chaparralvegetationen, som visas i figur 4, domineras av buskar och är anpassad till periodiska bränder, där vissa växter producerar frön som gror först efter en het brand. Askan som lämnas efter en brand är rik på näringsämnen som kväve som göder jorden och främjar växternas återväxt.

Tempererade gräsmarker

Tempererade gräsmarker finns i hela centrala Nordamerika, där de också kallas prärieområden; de finns också i Eurasien, där de kallas stäpper (figur 5). Tempererade gräsmarker har uttalade årliga temperatursvängningar med varma somrar och kalla vintrar. Den årliga temperaturvariationen ger växterna specifika växtsäsonger. Växttillväxt är möjlig när temperaturen är tillräckligt varm för att upprätthålla växttillväxten och när det finns gott om vatten, vilket sker på våren, sommaren och hösten. Under en stor del av vintern är temperaturen låg och vatten, som lagras i form av is, är inte tillgängligt för växttillväxt.

Figur 5. Den amerikanska bisonen (Bison bison), vanligare kallad buffel, är ett betande däggdjur som en gång i tiden befolkade de amerikanska prärierna i stora mängder. (kredit: Jack Dykinga, USDA Agricultural Research Service)

Den årliga nederbörden varierar från 25 cm till 75 cm (9,8-29,5 tum). På grund av den relativt lägre årliga nederbörden i tempererade gräsmarker finns det få träd förutom de som växer längs floder och bäckar. Den dominerande vegetationen tenderar att bestå av gräs och på vissa prärier finns det populationer av betande djur. Vegetationen är mycket tät och marken är bördig eftersom marken under ytan är fylld av gräsets rötter och rhizomer (underjordiska stammar). Rötterna och rhizomerna förankrar växterna i marken och fyller på det organiska materialet (humus) i marken när de dör och ruttnar.

Bränder, främst orsakade av blixtnedslag, är en naturlig störning i tempererade gräsmarker. När bränder undertrycks i tempererade gräsmarker omvandlas vegetationen så småningom till buskage och täta skogar. Ofta kräver restaurering eller förvaltning av tempererade gräsmarker att man använder kontrollerade bränder för att undertrycka tillväxten av träd och bibehålla gräset.

Tempererade skogar

Figur 6. Lövträd är den dominerande växten i den tempererade skogen. (kredit: Oliver Herold)

Tempererade skogar är det vanligaste biomet i östra Nordamerika, Västeuropa, Östasien, Chile och Nya Zeeland (figur 6). Denna biom finns i alla regioner på de mellersta breddgraderna. Temperaturerna varierar mellan -30 °C och 30 °C (-22 °F till 86 °F) och sjunker årligen till under fryspunkten. Dessa temperaturer innebär att tempererade skogar har definierade växtsäsonger under vår, sommar och tidig höst. Nederbörden är relativt konstant under hela året och varierar mellan 75 cm och 150 cm.

På grund av den måttliga årliga nederbörden och temperaturerna är lövträd den dominerande växten i detta biom (figur 6). Lövträd tappar sina blad varje höst och förblir bladlösa på vintern. Därför sker ingen fotosyntes hos lövträden under den vilande vinterperioden. Varje vår kommer nya blad fram när temperaturen stiger. På grund av den vilande perioden är nettoprimärproduktiviteten i tempererade skogar lägre än i tropiska fuktiga skogar. Dessutom uppvisar tempererade skogar mindre mångfald av trädarter än tropiska våtskogsbiom.

Träden i tempererade skogar lövar ut och skuggar en stor del av marken, men detta biom är öppnare än tropiska våtskogar eftersom träden i tempererade skogar inte blir lika höga som träden i tropiska våtskogar. Jordarna i de tempererade skogarna är rika på oorganiska och organiska näringsämnen. Detta beror på det tjocka lagret av lövspillning på skogens golv. När denna lövbädd ruttnar återförs näringsämnena till marken. Lövskiktet skyddar också marken från erosion, isolerar marken och erbjuder livsmiljöer för ryggradslösa djur (t.ex. pillerbaggen, Armadillidium vulgare) och deras rovdjur, t.ex. den rödryggiga salamandern (Plethodon cinereus).

Boreala skogar

Den boreala skogen, även kallad taiga eller barrskog, finns söder om polcirkeln och i större delen av Kanada, Alaska, Ryssland och norra Europa (figur 7). Detta biome har kalla, torra vintrar och korta, svala, fuktiga somrar. Den årliga nederbörden är från 40 cm till 100 cm (15,7-39 tum) och sker vanligtvis i form av snö. Det sker liten avdunstning på grund av de kalla temperaturerna.

Figur 7. Den boreala skogen (taiga) har lågt liggande växter och barrträd. (kredit: L.B. Brubaker)

De långa och kalla vintrarna i den boreala skogen har lett till att kalltoleranta barrbärande växter dominerar. Dessa är vintergröna barrträd som tallar, granar och granar, som behåller sina nålformade blad året runt. Städsegröna träd kan fotosyntetisera tidigare på våren än lövträd eftersom det krävs mindre energi från solen för att värma upp ett nålformat blad än ett brett blad. Detta gynnar vintergröna träd som växer snabbare än lövträd i den boreala skogen. Dessutom tenderar jordarna i boreala skogsområden att vara sura med lite tillgängligt kväve. Blad är en kväverik struktur och lövträd måste producera en ny uppsättning av dessa kväverika strukturer varje år. Därför kan barrträd som behåller kväverika barr ha en konkurrensfördel gentemot lövträd med breda blad.

Nettoprimärproduktiviteten i boreala skogar är lägre än i tempererade skogar och tropiska fuktiga skogar. Den ovanjordiska biomassan i boreala skogar är hög eftersom dessa långsamväxande trädslag lever länge och ackumulerar stående biomassa med tiden. Mångfalden av växtarter är mindre än i tempererade skogar och tropiska fuktiga skogar. De boreala skogarna saknar de utpräglade element i den skiktade skogsstruktur som man ser i tropiska fuktiga skogar. Den boreala skogens struktur består ofta endast av ett trädskikt och ett markskikt (figur 7). När barrträdsnålarna faller av bryts de ner långsammare än breda blad; därför återförs färre näringsämnen till marken för att ge bränsle åt växttillväxten.

Arktisk tundra

Figur 8. Lågväxande växter som buskpil dominerar tundralandskapet, som här visas i Arctic National Wildlife Refuge. (kredit: USFWS Arctic National Wildlife Refuge)

Den arktiska tundran ligger norr om den subarktiska boreala skogen och finns i hela de arktiska områdena på norra halvklotet (figur 8). Den genomsnittliga vintertemperaturen är -34 °C (-34 °F) och den genomsnittliga sommartemperaturen är från 3 °C till 12 °C (37 °F-52 °F). Växter på den arktiska tundran har en mycket kort växtsäsong på cirka 10-12 veckor. Under denna tid är det dock nästan 24 timmars dagsljus och växterna växer snabbt. Den årliga nederbörden på den arktiska tundran är mycket låg med liten årlig variation i nederbörden. Och precis som i de boreala skogarna är avdunstningen liten på grund av de kalla temperaturerna.

Växter på den arktiska tundran är i allmänhet låga till marken (figur 8). Det finns liten artdiversitet, låg nettoprimärproduktivitet och låg ovanjordisk biomassa. Jordarna i den arktiska tundran kan förbli i ett flerårigt fruset tillstånd som kallas permafrost. Permafrosten gör det omöjligt för rötter att tränga djupt ner i marken och bromsar nedbrytningen av organiskt material, vilket hämmar frigörandet av näringsämnen från organiskt material. Under växtsäsongen kan marken i den arktiska tundran vara helt täckt av växter eller lavar.