Informacja

44,3C: Pustynie subtropikalne i Chaparral - Biologia

44,3C: Pustynie subtropikalne i Chaparral - Biologia


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Pustynie subtropikalne charakteryzują się suchym środowiskiem, podczas gdy chaparrale charakteryzują się obecnością krzewów.

cele nauczania

  • Rozpoznaj charakterystyczne cechy subtropikalnych pustyń i chaparral

Kluczowe punkty

  • Pustynie subtropikalne skupiają się na Zwrotnikach Raka i Koziorożca.
  • Pustynie subtropikalne mogą być gorące lub zimne, ale wszystkie są bardzo suche i mają bardzo niskie roczne opady.
  • Ponieważ opady są tak niskie na subtropikalnych pustyniach, większość roślin to rośliny jednoroczne, które wykorzystują adaptacje do oszczędzania wody.
  • Chaparrals (lasy zaroślowe) znajdują się w Kalifornii, nad Morzem Śródziemnym i wzdłuż południowego wybrzeża Australii.
  • Chaparrals są bardzo mokre w zimie, ale bardzo suche w miesiącach letnich; większość roślin chaparral pozostaje w stanie uśpienia w okresie letnim.
  • Większość roślin chaparral to krzewy przystosowane do ognia; niektóre nasiona kiełkują dopiero po pożarze.

Kluczowe terminy

  • chaparral: region krzewów, zazwyczaj suchych latem i deszczowych zimą
  • subtropikalna pustynia: suchy region ześrodkowany w Zwrotniku Raka i Koziorożca, gdzie parowanie przewyższa opady

Pustynie subtropikalne

Pustynie subtropikalne, które istnieją między 15° a 30° szerokości geograficznej północnej i południowej, skupiają się na Zwrotnikach Raka i Koziorożca. W niektórych latach parowanie przewyższa opady w tym bardzo suchym biomie. Subtropikalne gorące pustynie mogą mieć w ciągu dnia temperatury powierzchni gleby powyżej 60°C (140°F), a w nocy temperatury zbliżające się do 0°C (32°F). Na zimnych pustyniach temperatury mogą sięgać nawet 25°C (77°F) i spadać poniżej -30°C (-22°F). Pustynie subtropikalne charakteryzują się niskimi rocznymi opadami poniżej 30 cm (12 cali), z niewielką miesięczną zmiennością i brakiem przewidywalności opadów. W niektórych przypadkach roczne opady mogą wynosić zaledwie 2 cm (0,8 cala), na przykład w środkowej Australii („Outback”) i północnej Afryce.

Rodzaje pustyń

Istnieje kilka rodzajów pustyń, w tym pustynie wysokociśnieniowe, pustynie środkowego kontynentu, pustynie z cieniami deszczowymi i pustynie upwelling. Na pustyniach o wysokim ciśnieniu wysokie ciśnienie atmosferyczne umożliwia zatrzymanie większej ilości wilgoci w powietrzu i niewielkie opady deszczu. Pustynie wysokiego ciśnienia obejmują pustynie Sahary, Arabów, Thar i Kalahari oraz regiony pustynne w kręgach arktycznych i antarktycznych. Obszary w środku kontynentu mogą otrzymywać niewielkie opady, ponieważ wilgoć ma tendencję do kondensacji, zanim dotrze do środka dużego kontynentu. Współczesne przykłady pustyń środkowego kontynentu to pustynie Turkmenistanu, Gobi i Wielkiej Australii. Po trzecie, pustynie ocienione deszczem powstają, gdy wilgoć z oceanu kondensuje po jednej stronie pasma górskiego. Te pasma górskie mają zwykle po jednej stronie las deszczowy, a po drugiej pustynię. Przykłady pustyń z cieniami deszczu obejmują pustynię Mojave w cieniu deszczu Sierra Nevada, pustynię Patagonii w cieniu deszczu Andów i pustynię Iranu w cieniu gór Zagros. Pustynie upwelling przylegają do obszarów, gdzie zimne prądy wznoszą się na powierzchnię oceanu, zmniejszając parowanie. Przykłady obejmują pustynię Atacama, Saharę Zachodnią i pustynię Namib.

Adaptacje na pustynie

Rodzaj roślinności i ograniczona różnorodność zwierząt tego biomu są ściśle związane z niskimi i nieprzewidywalnymi opadami. Na bardzo suchych pustyniach brakuje wieloletniej roślinności, która żyje z roku na rok. Zamiast tego wiele roślin to rośliny jednoroczne, które szybko rosną, rozmnażają się, gdy wystąpią opady deszczu, a następnie obumierają. Wiele innych roślin na tych obszarach charakteryzuje się wieloma adaptacjami, które oszczędzają wodę, takimi jak głębokie korzenie, zredukowane ulistnienie i pędy magazynujące wodę. Rośliny nasienne na pustyni wytwarzają nasiona, które mogą pozostawać w stanie uśpienia przez dłuższy czas między deszczami. Aby zmniejszyć utratę wody i oszczędzać energię, wiele zwierząt pustynnych, takich jak fenek, prowadzi nocny tryb życia i w ciągu dnia kryje się w norach.

Chaparral

Chaparral, zwany także lasem zaroślowym, znajduje się w Kalifornii, nad Morzem Śródziemnym i wzdłuż południowego wybrzeża Australii. Roczne opady w tym biomie wahają się od 65 cm do 75 cm (25,6-29,5 cala), z większością opadów w zimie. Ze względu na bardzo suche lata wiele roślin chaparral jest w tym czasie uśpionych. Roślinność chaparralna jest zdominowana przez krzewy i jest przystosowana do okresowych pożarów, a 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.


Podsumowanie rozdziału

Ekologia to nauka o interakcjach żywych istot z ich środowiskiem. Ekolodzy zadają pytania, które obejmują cztery poziomy ogólnej organizacji biologicznej — organizm, populację, społeczność i ekosystem. Na poziomie organizmów ekolodzy badają poszczególne organizmy i ich interakcje ze środowiskiem. Na poziomie populacji i społeczności ekolodzy badają odpowiednio, w jaki sposób populacja organizmów zmienia się w czasie i w jaki sposób ta populacja oddziałuje z innymi gatunkami w społeczności. Ekolodzy badający ekosystem badają żywe gatunki (komponenty biotyczne) ekosystemu, jak również nieożywione części (komponenty abiotyczne), takie jak powietrze, woda i gleba środowiska.

44.2 Biogeografia

Biogeografia to badanie geograficznego rozmieszczenia organizmów żywych, a także czynników abiotycznych, które wpływają na ich rozmieszczenie. Gatunki endemiczne to gatunki, które naturalnie występują tylko na określonym obszarze geograficznym. Na rozmieszczenie organizmów żywych wpływa kilka czynników środowiskowych, które są częściowo kontrolowane przez szerokość geograficzną lub wysokość, na której występuje gatunek. Upwellingi oceaniczne oraz zmiany wiosenne i jesienne są ważnymi procesami regulującymi dystrybucję składników odżywczych i innych czynników abiotycznych ważnych w ekosystemach wodnych. Źródła energii, temperatura, woda, nieorganiczne składniki odżywcze i gleba to czynniki ograniczające rozmieszczenie organizmów żywych w systemach lądowych. Produktywność pierwotna netto jest miarą ilości biomasy produkowanej przez biom.

44.3 Biomy lądowe

Ziemia ma biomy lądowe i biomy wodne. Biomy wodne obejmują zarówno środowiska słodkowodne, jak i morskie. Istnieje osiem głównych biomów lądowych: tropikalne lasy mokre, sawanny, subtropikalne pustynie, chaparral, łąki strefy umiarkowanej, lasy strefy umiarkowanej, lasy borealne i tundra arktyczna. Ten sam biom może występować w różnych lokalizacjach geograficznych o podobnym klimacie. Temperatura i opady oraz ich zmienność to kluczowe czynniki abiotyczne, które kształtują skład zbiorowisk roślinnych i zwierzęcych w biomach lądowych. Niektóre biomy, takie jak obszary trawiaste i lasy strefy umiarkowanej, mają różne pory roku, z zimną i upalną pogodą na przemian przez cały rok. W ciepłych, wilgotnych biomach, takich jak wilgotny las tropikalny, produktywność pierwotna netto jest wysoka, ponieważ wysokie temperatury, obfitość wody i całoroczny sezon wegetacyjny napędzają wzrost roślin i dostarczają energii dla wysokiej różnorodności w całej sieci pokarmowej. Inne biomy, takie jak pustynie i tundry, mają niską produktywność pierwotną ze względu na ekstremalne temperatury i niedobór dostępnej wody.

44.4 Biomy wodne

Ekosystemy wodne obejmują biomy zarówno słonowodne, jak i słodkowodne. Czynniki abiotyczne ważne dla struktury ekosystemów wodnych mogą być inne niż te obserwowane w systemach lądowych. Światło słoneczne jest siłą napędową struktury lasów, a także jest ważnym czynnikiem w zbiornikach wodnych, zwłaszcza tych bardzo głębokich, ze względu na rolę fotosyntezy w utrzymaniu pewnych organizmów.

Gęstość i temperatura kształtują strukturę systemów wodnych. Oceany można uważać za składające się z różnych stref w zależności od głębokości wody i odległości od linii brzegowej oraz penetracji światła. Różne rodzaje organizmów są przystosowane do warunków panujących w każdej strefie. Rafy koralowe to wyjątkowe ekosystemy morskie, które są domem dla wielu różnych gatunków. Ujścia rzek znajdują się tam, gdzie rzeki spotykają się z oceanem, a ich płytkie wody zapewniają pożywienie i schronienie młodym skorupiakom, mięczakom, rybom i wielu innym gatunkom. Biomy słodkowodne obejmują jeziora, stawy, rzeki, strumienie i tereny podmokłe. Torfowiska to ciekawy typ mokradeł charakteryzujący się stojącą wodą, niższym pH i brakiem azotu.

44.5 Klimat i skutki globalnych zmian klimatycznych

Ziemia przechodziła okresowe cykle wzrostów i spadków temperatury. W ciągu ostatnich 2000 lat średniowieczna anomalia klimatyczna była okresem cieplejszym, podczas gdy mała epoka lodowcowa była niezwykle chłodna. Obie te nieprawidłowości można wytłumaczyć naturalnymi przyczynami zmian klimatu i choć zmiany temperatury były niewielkie, miały one znaczące skutki. Naturalnymi czynnikami zmiany klimatu są cykle Milankovitcha, zmiany aktywności słonecznej i erupcje wulkanów. Żaden z tych czynników nie prowadzi jednak do szybkiego wzrostu temperatury na świecie lub trwałego wzrostu dwutlenku węgla.

Spalanie paliw kopalnych jest ważnym źródłem gazów cieplarnianych, które odgrywają główną rolę w efekcie cieplarnianym. Dwieście pięćdziesiąt milionów lat temu globalne ocieplenie spowodowało wyginięcie permu: wymieranie na dużą skalę udokumentowane w zapisie kopalnym. Obecnie współczesna zmiana klimatu wiąże się ze zwiększonym topnieniem lodowców i pokryw lodowych, co skutkuje stopniowym wzrostem poziomu morza. Globalna zmiana klimatu może również wpływać na rośliny i zwierzęta, gdy globalne ocieplenie ma wpływ na czas wydarzeń sezonowych, takich jak kwitnienie lub zapylanie.


Streszczenie

Ekosystemy istnieją pod ziemią, na lądzie, na morzu iw powietrzu. Organizmy w ekosystemie pozyskują energię na różne sposoby, która jest przenoszona między poziomami troficznymi, gdy energia przepływa od podstawy do szczytu sieci pokarmowej, przy czym energia jest tracona przy każdym transferze. Składniki mineralne przechodzą cyklicznie przez ekosystemy i ich środowisko. Szczególnie ważne są woda, węgiel, azot, fosfor i siarka. Wszystkie te cykle mają duży wpływ na strukturę i funkcję ekosystemu. Ekosystemy zostały zniszczone przez różnorodne działania człowieka, które zmieniają naturalne cykle biogeochemiczne z powodu zanieczyszczenia, wycieków ropy i wydarzeń powodujących globalną zmianę klimatu. Zdrowie biosfery zależy od zrozumienia tych cykli i tego, jak chronić środowisko przed nieodwracalnymi szkodami. Ziemia ma biomy lądowe i wodne. Istnieje osiem głównych biomów lądowych: tropikalne lasy deszczowe, sawanny, subtropikalne pustynie, chaparral, łąki strefy umiarkowanej, lasy strefy umiarkowanej, lasy borealne i tundra arktyczna. Temperatura i opady oraz ich zmienność to kluczowe czynniki abiotyczne, które kształtują skład zbiorowisk roślinnych i zwierzęcych w biomach lądowych. Światło słoneczne jest ważnym czynnikiem w zbiornikach wodnych, zwłaszcza tych bardzo głębokich, ze względu na rolę fotosyntezy w utrzymaniu pewnych organizmów. Inne ważne czynniki to temperatura, ruch wody i zawartość soli. Biomy wodne obejmują zarówno środowiska słodkowodne, jak i morskie. Podobnie jak biomy lądowe, biomy wodne są pod wpływem czynników abiotycznych. W przypadku biomów wodnych czynniki abiotyczne obejmują światło, temperaturę, reżim przepływu i rozpuszczone ciała stałe.

Pytania przeglądowe

1. Którzy konsumenci wtórni zjedzą?

A. Producenci

B. Rośliny

C. Roślinożercy

D. Mięsożercy

E. Trzeciorzędni konsumenci

2. Jeśli obawiasz się biomagnifikacji toksyn, której z poniższych rzeczy najbardziej chciałbyś uniknąć?

A. Tuńczyk (konsument trzeciorzędny)

B. Wodorosty (producent)

C. Urchin (podstawowy konsument)

D. Sculpin (odbiorca wtórny)

E. Wszelkie fotoautotrofy

3. Który z poniższych nie jest cyklem biogeochemicznym?

A. Cykl energetyczny

B. Cykl azotowy

C. Cykl węglowy

D. Cykl fosforu

E. Cykl wodny

4. Które z poniższych nie zwiększy ilości wody w atmosferze?

A. Parowanie

B. Transpiracja

C. Sublimacja

D. Infiltracja

E. Ewapotranspiracja

5. Który z poniższych procesów usunie azotany z zanieczyszczonej wody poprzez przekształcenie jej w gazowy azot?

A. Nitryfikacja

B. Wiązanie azotu

C. Denitryfikacja

D. Asymilacja

E. Amonifikacja

6. Co mają wspólnego pustynie i chaparral?

A. Suche i gorące lata

B. Zdominowany przez obfite wiecznie zielone krzewy

C. Oba mogą występować jako odmiana gorąca lub zimna

D. Bardzo małe ilości opadów stale przez cały rok

E. Bardzo niska bioróżnorodność

7. Która z poniższych osób najprawdopodobniej mieszkałaby w bentosowej krainie oceanu?

8. Jakie dwie zmienne najsilniej wpływają na rodzaj biomu, który istnieje na danym obszarze?

A. Poziom opadów i temperatura

B. Rodzaj producentów i zagęszczenie roślinożerców

C. Ilość światła słonecznego i rocznych opadów

D. Rodzaj gleby i ilość O2

E. Odległość od oceanu i elewacji

9. Konwersja gazowego azotu (N2) na amoniak (NH3) dzieje się podczas którego konkretnego procesu?

A. Amonifikacja

B. Uzębienie

C. Nitryfikacja

D. Cykle azotowe

E. Wiązanie azotu

10. Wykorzystaj swoją wiedzę na temat względnej zawartości energii pomiędzy poziomami troficznymi, aby odpowiedzieć na następujące pytanie: Większa populacja ludzka mogłaby być wspierana, gdyby wszyscy ludzie pozyskiwali żywność z jakiego poziomu troficznego?

A. Producenci

B. Pierwotni konsumenci

C. Konsumenci wtórni

D. Trzeciorzędni konsumenci

E. Konsumenci czwartorzędu

Atrybucje

Szkoła OpenStax. (2013). Koncepcje biologii. Pobrane z http://cnx.org/contents/[email protected] OpenStax CNX. Dostępne na licencji Creative Commons Attribution License 3.0 (CC BY 3.0). Zmodyfikowany z oryginału.

Uznanie strony: Essentials of Environmental Science autorstwa Kamali Doršner jest objęte licencją CC BY 4.0. “Pytania kontrolne” jest licencjonowany na podstawie CC BY 4.0 przez Matthew R. Fishera.


3.5 Zasoby rozdziału

Ekosystemy istnieją pod ziemią, na lądzie, na morzu iw powietrzu. Organizmy w ekosystemie pozyskują energię na różne sposoby, która jest przenoszona między poziomami troficznymi, gdy energia przepływa od podstawy do szczytu sieci pokarmowej, przy czym energia jest tracona przy każdym transferze. Składniki mineralne przechodzą cyklicznie przez ekosystemy i ich środowisko. Szczególnie ważne są woda, węgiel, azot, fosfor i siarka. Wszystkie te cykle mają duży wpływ na strukturę i funkcję ekosystemu. Ekosystemy zostały zniszczone przez różnorodne działania człowieka, które zmieniają naturalne cykle biogeochemiczne z powodu zanieczyszczenia, wycieków ropy i wydarzeń powodujących globalną zmianę klimatu. Zdrowie biosfery zależy od zrozumienia tych cykli i tego, jak chronić środowisko przed nieodwracalnymi szkodami. Ziemia ma biomy lądowe i wodne. Istnieje osiem głównych biomów lądowych: tropikalne lasy deszczowe, sawanny, subtropikalne pustynie, chaparral, łąki strefy umiarkowanej, lasy strefy umiarkowanej, lasy borealne i tundra arktyczna. Temperatura i opady oraz ich zmienność to kluczowe czynniki abiotyczne, które kształtują skład zbiorowisk roślinnych i zwierzęcych w biomach lądowych. Światło słoneczne jest ważnym czynnikiem w zbiornikach wodnych, zwłaszcza tych bardzo głębokich, ze względu na rolę fotosyntezy w utrzymaniu pewnych organizmów. Inne ważne czynniki to temperatura, ruch wody i zawartość soli. Biomy wodne obejmują zarówno środowiska słodkowodne, jak i morskie. Podobnie jak biomy lądowe, biomy wodne są pod wpływem czynników abiotycznych. W przypadku biomów wodnych czynniki abiotyczne obejmują światło, temperaturę, reżim przepływu i rozpuszczone ciała stałe.


Biomy ziemskie

Ziemi biomy są podzielone na dwie główne grupy: ziemski oraz wodny. Biomy lądowe są oparte na lądzie, podczas gdy biomy wodne obejmują zarówno biomy oceaniczne, jak i słodkowodne. Każdy z ośmiu głównych biomów lądowych na Ziemi wyróżnia się charakterystycznymi temperaturami i ilością opadów. Porównanie rocznych sum opadów i ich wahań z jednego biomu do drugiego dostarcza wskazówek co do znaczenia czynników abiotycznych w rozmieszczeniu biomów. Zmienność temperatury w ujęciu dziennym i sezonowym jest również ważna dla przewidywania geograficznego rozmieszczenia biomu i typu roślinności w biomie. Rozmieszczenie tych biomów pokazuje, że ten sam biom może występować na odrębnych geograficznie obszarach o podobnym klimacie (ryc. 1).

Rysunek 1: Każdy z głównych biomów na świecie wyróżnia się charakterystycznymi temperaturami i ilością opadów. Pokazano również lód polarny i góry. (kredyt: “biodystrybucja” przez OpenStax jest na licencji CC BY 4.0)

Tropikalny wilgotny las

Tropikalne wilgotne lasy są również określane jako lasy tropikalne. Ten biom znajduje się w regionach równikowych (ryc. 1). Roślinność charakteryzuje się roślinami o szerokich liściach, które opadają przez cały rok. W przeciwieństwie do drzew w lasach liściastych, drzewa w tym biomie nie mają sezonowej utraty liści związanej ze zmianami temperatury i światła słonecznego, te lasy są „wiecznie zielone” przez cały rok.

Profile temperatury i światła słonecznego w wilgotnych lasach tropikalnych są bardzo stabilne w porównaniu z innymi biomami lądowymi, a temperatury wahają się od 20 ° C do 34 ° C (68 ° F do 93 ° F). Kiedy porówna się roczne wahania temperatury wilgotnych lasów tropikalnych z innymi biomami leśnymi, widoczny staje się brak sezonowych wahań temperatury w wilgotnym lesie tropikalnym. Ten brak sezonowości prowadzi do całorocznego wzrostu roślin, a nie do sezonowego (wiosna, lato i jesień) wzrostu obserwowanego w innych biomach. W przeciwieństwie do innych ekosystemów, ekosystemy tropikalne nie mają 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 wzrostu roślin.

Roczne opady w wilgotnych lasach tropikalnych wahają się od 125 do 660 cm (50-200 cali) z pewną miesięczną zmiennością. Podczas gdy światło słoneczne i temperatura pozostają dość stałe, roczne opady są bardzo zmienne. Lasy tropikalne mokre mają mokre miesiące, w których może być więcej niż 30 cm (11-12 cali) opadów, a także suche miesiące, w których występuje mniej niż 10 cm (3,5 cala) opadów. Jednak najsuchszy miesiąc w wilgotnym lesie tropikalnym nadal przekracza coroczny opady niektórych innych biomów, takich jak pustynie.

Mokre lasy tropikalne charakteryzują się wysoką produktywnością pierwotną netto, ponieważ roczne temperatury i wartości opadów na tych obszarach są idealne dla wzrostu roślin.Dlatego ekstensywna biomasa występująca w wilgotnym lesie tropikalnym prowadzi do zbiorowisk roślinnych o bardzo dużej różnorodności gatunkowej (ryc. 2). W wilgotnych lasach tropikalnych występuje więcej gatunków drzew niż jakikolwiek inny biom, średnio od 100 do 300 gatunków drzew na jednym hektarze (2,5 akrów) Ameryki Południowej. Jednym ze sposobów wizualizacji tego jest porównanie charakterystycznych poziomych warstw w biomie wilgotnego lasu tropikalnego. Na dnie lasu znajduje się rzadka warstwa roślin i rozkładająca się materia roślinna. Powyżej znajduje się podszycie o krótkich, krzewiastych liściach. Warstwa drzew wznosi się nad tym podszyciem i jest zwieńczona zamkniętym górnym baldachimem - najwyższa górna warstwa gałęzi i liści. Przez ten zamknięty górny baldachim wyłaniają się dodatkowe drzewa. Warstwy te zapewniają różnorodne i złożone siedliska dla różnych roślin, grzybów, zwierząt i innych organizmów w wilgotnych lasach tropikalnych. Na przykład epifity to rośliny, które rosną na innych roślinach, które zazwyczaj nie są uszkadzane. Epifity znajdują się w biomach wilgotnych lasów tropikalnych. Wiele gatunków zwierząt wykorzystuje różnorodność roślin i złożoną strukturę wilgotnych lasów tropikalnych jako pożywienie i schronienie. Niektóre organizmy żyją kilka metrów nad ziemią i przystosowały się do tego nadrzewnego trybu życia.

Rys. 2: Tropikalne wilgotne lasy, takie jak lasy Madre de Dios w Peru, w pobliżu Amazonki, charakteryzują się dużą różnorodnością gatunków. (kredyt: Roosevelt Garcia. “Tropikalne wilgotne lasy” przez OpenStax jest licencjonowany zgodnie z CC BY 4.0)

Sawanny

Sawanny to murawy z rozsianymi drzewami, zlokalizowane w Afryce, Ameryce Południowej i północnej Australii (ryc. 1). Sawanny to gorące, tropikalne obszary o średniej temperaturze od 24 ° C do 29 ° C (75 ° F do 84 ° F) i rocznych opadach 10-40 cm (3,9-15,7 cala). Z tego powodu sawanny mają długą porę suchą, drzewa leśne nie rosną tak dobrze, jak w wilgotnym lesie tropikalnym (lub innych biomach leśnych). W rezultacie wśród traw i forb (roślin zielnych kwitnących), które dominują na sawannie, jest stosunkowo niewiele drzew (ryc. 3). Ponieważ ogień jest ważnym źródłem zakłóceń w tym biomie, rośliny wyewoluowały dobrze rozwinięty system korzeniowy, który pozwala im szybko wykiełkować po pożarze.

Rysunek 3: Sawanny, takie jak ta w Taita Hills Wildlife Sanctuary w Kenii, są zdominowane przez trawy. (kredyt: Christopher T. Cooper. “Savannas” przez OpenStax jest licencjonowany zgodnie z CC BY 4.0)

Pustynie subtropikalne

Subtropikalny pustynie występują między 15 ° a 30 ° szerokości geograficznej północnej i południowej i są wyśrodkowane na Zwrotnikach Raka i Koziorożca (ryc. 1). Ten biom jest bardzo suchy w niektórych latach, parowanie przewyższa opady. Subtropikalne gorące pustynie mogą mieć dzienne temperatury powierzchni gleby powyżej 60 ° C (140 ° F) i temperatury nocne zbliżające się do 0 ° C (32 ° F). Na zimnych pustyniach temperatury mogą sięgać nawet 25 °C i spadać poniżej -30 °C (-22 °F). Pustynie subtropikalne charakteryzują się niskimi rocznymi opadami poniżej 30 cm (12 cali) z niewielką miesięczną zmiennością i brakiem przewidywalności opadów. W niektórych przypadkach roczne opady mogą wynosić zaledwie 2 cm (0,8 cala) na subtropikalnych pustyniach położonych w środkowej Australii („Outback”) i północnej Afryce.

Roślinność i niewielka różnorodność zwierząt tego biomu są ściśle związane z tymi niskimi i nieprzewidywalnymi opadami. Na bardzo suchych pustyniach brakuje roślinności wieloletniej, która żyje z roku na rok, wiele roślin to rośliny jednoroczne, które szybko rosną i rozmnażają się, gdy wystąpią opady deszczu, a następnie obumierają. Wiele innych roślin na tych obszarach charakteryzuje się szeregiem adaptacji pozwalających na oszczędzanie wody, takich jak głębokie korzenie, zredukowane ulistnienie i pędy magazynujące wodę (ryc. 4). Rośliny nasienne na pustyni wytwarzają nasiona, które mogą pozostawać w stanie uśpienia przez dłuższy czas między deszczami. Adaptacje zwierząt pustynnych obejmują zachowania nocne i zakopywanie się.

Rysunek 4: Aby zmniejszyć utratę wody, wiele roślin pustynnych ma małe liście lub w ogóle nie ma liści. Liście ocotillo (Fouquieria splendens), pokazanej tutaj na pustyni Sonora w pobliżu Gila Bend w Arizonie, pojawiają się dopiero po opadach deszczu, a następnie są zrzucane. (kredyt: “Subtropikalne pustynie” przez OpenStax jest licencjonowany zgodnie z CC BY 4.0)

Chaparral

ten chaparral jest również nazywany zarośla leśne i występuje w Kalifornii, nad Morzem Śródziemnym i wzdłuż południowego wybrzeża Australii (ryc. 1). Roczne opady w tym biomie wahają się od 65 cm do 75 cm (25,6-29,5 cala), a większość deszczu pada zimą. Lata są bardzo suche, a wiele roślin chaparral jest w okresie letnim uśpionych. Roślinność chaparralna, pokazana na ryc. 5, jest zdominowana przez krzewy i jest przystosowana do okresowych pożarów, a 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.

Ryc. 5: Chaparral jest zdominowany przez krzewy. (kredyt: Miguel Vieira. “chaparral” przez OpenStax jest licencjonowany zgodnie z CC BY 4.0)

Umiarkowane łąki

Murawy o umiarkowanym klimacie występują w całej środkowej Ameryce Północnej, gdzie są również znane jako prerie są również w Eurazji, gdzie są znane jako stepy (ryc. 1). Murawy o umiarkowanym klimacie charakteryzują się wyraźnymi rocznymi wahaniami temperatury z gorącymi latami i mroźnymi zimami. Roczne wahania temperatury powodują, że rośliny mają określone sezony wegetacyjne. Wzrost roślin jest możliwy, gdy temperatury są wystarczająco wysokie, aby utrzymać wzrost roślin i gdy dostępna jest wystarczająca ilość wody, co ma miejsce wiosną, latem i jesienią. Przez większą część zimy temperatury są niskie, a woda przechowywana w postaci lodu nie jest dostępna do wzrostu roślin.

Roczne opady wahają się od 25 cm do 75 cm (9,8-29,5 cala). Ze względu na stosunkowo mniejsze roczne opady na użytkach zielonych strefy umiarkowanej, niewiele jest drzew, z wyjątkiem tych rosnących wzdłuż rzek lub strumieni. Dominująca roślinność zwykle składa się z traw, a niektóre prerie utrzymują populacje pasących się zwierząt Rysunek 6. Roślinność jest bardzo gęsta, a gleby są żyzne, ponieważ podpowierzchnia gleby jest wypełniona korzeniami i kłącza (podziemne łodygi) tych traw. Korzenie i kłącza zakotwiczają rośliny w ziemi i uzupełniają materiał organiczny (humus) w glebie, gdy umierają i gniją.

Ryc. 6: Bizon amerykański (Bison bison), częściej nazywany bawołem, to pasący się ssak, który niegdyś zamieszkiwał masowo amerykańskie prerie. (kredyt: Jack Dykinga, USDA Agricultural Research Service. “Umiarkowane użytki zielone” przez OpenStax jest licencjonowany zgodnie z CC BY 4.0)

Pożary, głównie wywołane przez pioruny, są naturalnym zaburzeniem użytków zielonych strefy umiarkowanej. Gdy ogień zostanie stłumiony na użytkach zielonych o umiarkowanym klimacie, roślinność ostatecznie zamienia się w zarośla i gęste lasy. Często przywrócenie lub zarządzanie użytkami zielonymi strefy umiarkowanej wymaga stosowania kontrolowanych oparzeń w celu zahamowania wzrostu drzew i utrzymania traw.

Lasy umiarkowane

Lasy umiarkowane są najczęstszym biomem we wschodniej Ameryce Północnej, Europie Zachodniej, Azji Wschodniej, Chile i Nowej Zelandii (Rysunek 1). Ten biom występuje w regionach o średnich szerokościach geograficznych. Temperatury wahają się od -30 °C do 30 °C (-22 °F do 86 °F) i spadają do poniżej zera w skali roku. Te temperatury oznaczają, że lasy strefy umiarkowanej mają określone 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 cali).

Ze względu na umiarkowane roczne opady i temperatury dominującą rośliną w tym biomie są drzewa liściaste (ryc. 7). Drzewa liściaste tracą liście każdej jesieni i pozostają bezlistne w zimie. Zatem w okresie uśpionej zimy w drzewach liściastych nie zachodzi fotosynteza. Każdej wiosny wraz ze wzrostem temperatury pojawiają się nowe liście. Z powodu okresu uśpienia pierwotna produktywność netto lasów umiarkowanych jest mniejsza niż wilgotnych lasów tropikalnych. Ponadto lasy strefy umiarkowanej wykazują mniejszą różnorodność gatunków drzew niż biomy lasów wilgotnych tropikalnych.

Rysunek 7: Drzewa liściaste są dominującą rośliną w lesie umiarkowanym. (kredyt: Oliver Herold. “Lasy umiarkowane” przez OpenStax jest licencjonowany zgodnie z CC BY 4.0)

Drzewa lasów umiarkowanych odcinają się i zacieniają znaczną część ziemi, jednak ten biom jest bardziej otwarty niż wilgotne lasy tropikalne, ponieważ drzewa w lasach umiarkowanych nie rosną tak wysokie, jak drzewa w wilgotnych lasach tropikalnych. Gleby lasów strefy umiarkowanej są bogate w nieorganiczne i organiczne składniki odżywcze. Wynika to z grubej warstwy ściółki liściowej na dnie lasu. Gdy ta ściółka z liści rozkłada się, składniki odżywcze wracają do gleby. Ściółka z liści chroni również glebę przed erozją, izoluje glebę i zapewnia siedliska dla bezkręgowce (takich jak robak pigułka lub roly-poly, Armadillidium vulgare) i ich drapieżników, takich jak salamandra czerwonogrzbieta (Plethodon cinereus).

Lasy borealne

ten lasy borealne, znany również jako tajga lub Las iglasty, znajduje się na południe od koła podbiegunowego i na większości obszaru Kanady, Alaski, Rosji i północnej Europy (ryc. 1). Ten biom ma mroźne, suche zimy i krótkie, chłodne, mokre lata. Roczne opady wynoszą od 40 cm do 100 cm (15,7-39 cali) i zwykle przybierają postać śniegu. Z powodu niskich temperatur następuje niewielkie parowanie.

Długie i mroźne zimy w lesie borealnym doprowadziły do ​​przewagi odpornych na zimno roślin szyszkowatych. To są zimozielony drzewa iglaste, takie jak sosny, świerki i jodły, które zachowują swoje igiełkowate liście przez cały rok. Drzewa zimozielone mogą na wiosnę fotosyntetyzować wcześniej niż drzewa liściaste, ponieważ do ogrzania liścia iglastego potrzeba mniej energii słonecznej niż liścia szerokiego. Jest to korzystne dla wiecznie zielonych drzew, które rosną szybciej niż drzewa liściaste w lesie borealnym. Ponadto gleby w obszarach lasów borealnych są zwykle kwaśne, z niewielką dostępną zawartością azotu. Liście są strukturą bogatą w azot, a drzewa liściaste muszą każdego roku wytwarzać nowy zestaw tych bogatych w azot struktur. Dlatego drzewa iglaste, które zachowują igły bogate w azot, mogą mieć przewagę konkurencyjną nad szerokolistnymi drzewami liściastymi.

Produktywność pierwotna netto lasów borealnych jest niższa niż lasów umiarkowanych i wilgotnych lasów tropikalnych. Biomasa nadziemna lasów borealnych jest wysoka, ponieważ te wolno rosnące gatunki drzew są długowieczne i z czasem gromadzą biomasę stojącą. Różnorodność gatunków roślin jest mniejsza niż ta obserwowana w lasach umiarkowanych i wilgotnych lasach tropikalnych. W lasach borealnych brak jest wyraźnych elementów warstwowej struktury lasu obserwowanych w wilgotnych lasach tropikalnych. Struktura lasu borealnego to często tylko warstwa drzew i warstwa gruntu (ryc. 8). Upuszczone igły iglaste rozkładają się wolniej niż szerokie liście, dzięki czemu do gleby wraca mniej składników odżywczych, aby pobudzić wzrost roślin.

Rysunek 8: Las borealny (tajga) ma nisko położone rośliny i drzewa iglaste. (źródło: L.B. Brubaker. “las borealny” przez OpenStax jest licencjonowany zgodnie z CC BY 4.0)

Arktyczna tundra

ten arktyczna tundra leży na północ od subarktycznego lasu borealnego i znajduje się w arktycznych regionach półkuli północnej (ryc. 1). Średnia temperatura w zimie 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 okres wegetacyjny, wynoszący około 10-12 tygodni. Jednak w tym czasie jest prawie 24 godziny światła dziennego, a wzrost roślin jest szybki. Roczne opady w tundry arktycznej są bardzo niskie, przy niewielkiej rocznej zmienności opadów. Podobnie jak w lasach borealnych, z powodu niskich temperatur parowanie jest niewielkie.

Rośliny w arktycznej tundrze są na ogół nisko nad ziemią (ryc. 9). Występuje niewielka różnorodność gatunkowa, niska produktywność pierwotna netto i niska biomasa nadziemna. Gleby arktycznej tundry mogą pozostawać w stanie wiecznie zamarzniętym, określanym jako wieczna zmarzlina. Wieczna zmarzlina uniemożliwia wnikanie korzeni w głąb gleby i spowalnia rozkład materii organicznej, co hamuje uwalnianie składników odżywczych z materii organicznej. W okresie wegetacji grunt tundry arktycznej może być całkowicie pokryty roślinami lub porostami.

Ryc. 9: Nisko rosnące rośliny, takie jak wierzba krzewiasta, dominują w krajobrazie tundry, pokazanym tutaj w Arctic National Wildlife Refuge. (kredyt: USFWS Arctic National Wildlife Refuge. “Arctic tundra” przez OpenStax jest licencjonowana zgodnie z CC BY 4.0)

Streszczenie

Ziemia ma biomy lądowe i biomy wodne. Biomy wodne obejmują zarówno środowiska słodkowodne, jak i morskie. Istnieje osiem głównych biomów lądowych: tropikalne lasy mokre, sawanny, subtropikalne pustynie, chaparral, łąki strefy umiarkowanej, lasy strefy umiarkowanej, lasy borealne i tundra arktyczna. Ten sam biom może występować w różnych lokalizacjach geograficznych o podobnym klimacie. Temperatura i opady oraz ich zmienność to kluczowe czynniki abiotyczne, które kształtują skład zbiorowisk roślinnych i zwierzęcych w biomach lądowych. Niektóre biomy, takie jak obszary trawiaste i lasy strefy umiarkowanej, mają różne pory roku, z zimną i upalną pogodą na przemian przez cały rok. W ciepłych, wilgotnych biomach, takich jak wilgotny las tropikalny, pierwotna produktywność netto jest wysoka, ponieważ wysokie temperatury, obfitość wody i całoroczny sezon wegetacyjny napędzają wzrost roślin. Inne biomy, takie jak pustynie i tundra, mają niską produktywność pierwotną ze względu na ekstremalne temperatury i niedobór dostępnej wody.


Pytania dotyczące krytycznego myślenia

Jako Partner Amazon zarabiamy na kwalifikujących się zakupach.

Chcesz zacytować, udostępnić lub zmodyfikować tę książkę? Ta książka jest Creative Commons Attribution License 4.0 i musisz przypisać OpenStax.

    Jeśli redystrybuujesz całość lub część tej książki w formie drukowanej, musisz umieścić na każdej fizycznej stronie następujące informacje o autorze:

  • Skorzystaj z poniższych informacji, aby wygenerować cytat. Zalecamy korzystanie z narzędzia cytowania, takiego jak to.
    • Autorzy: Julianne Zedalis, John Eggebrecht
    • Wydawca/strona internetowa: OpenStax
    • Tytuł książki: Biologia dla kursów AP®
    • Data publikacji: 08.03.2018
    • Lokalizacja: Houston, Teksas
    • URL książki: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
    • Adres URL sekcji: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/35-critical-thinking-questions

    © 12 stycznia 2021 OpenStax. Treści podręcznikowe produkowane przez OpenStax są objęte licencją Creative Commons Attribution License 4.0. Nazwa OpenStax, logo OpenStax, okładki książek OpenStax, nazwa OpenStax CNX i logo OpenStax CNX nie podlegają licencji Creative Commons i nie mogą być powielane bez uprzedniej i wyraźnej pisemnej zgody Rice University.


    35.3 Biomy lądowe

    W tej sekcji poznasz następujące pytania:

    • Jakie są dwa główne czynniki abiotyczne, które determinują biomy lądowe?
    • Jakie są charakterystyczne cechy każdego z głównych biomów lądowych?

    Połączenie dla kursów AP®

    Wiele informacji zawartych w tej sekcji wykracza poza zakres AP®. Nie musisz zapamiętywać listy głównych biomów lądowych Ziemi i ich opisowych cech. Jednak wcześniej dowiedzieliśmy się, że organizmy oddziałują ze sobą i ze swoim środowiskiem, aby przenosić materię i energię. Biomy są dojrzałe z przykładami tych interakcji. Biom odnosi się do głównego typu zbiorowisk lądowych (lub wodnych) rozmieszczonych zgodnie z klimatem, który determinuje dominującą roślinność. Z kolei roślinność wpływa na to, jakie gatunki zwierząt mogą zamieszkiwać dany obszar. Porównanie rocznych sum opadów i ich wahań z jednego biomu do drugiego dostarcza wskazówek co do znaczenia czynników abiotycznych w rozmieszczeniu biomów. Ten sam rodzaj biomu może występować w różnych częściach świata (rysunek 35.12).

    Przedstawione informacje i przykłady wyróżnione w sekcji wspierają koncepcje przedstawione w Big Idea 2 w ramach programu nauczania biologii AP ® . Cele nauczania AP ® wymienione w Curriculum Framework stanowią przejrzystą podstawę dla kursu AP ® Biology , doświadczenia laboratoryjnego opartego na dociekaniu , działań instruktażowych i pytań egzaminacyjnych AP ® . Cel nauczania łączy wymaganą treść z co najmniej jedną z siedmiu praktyk naukowych.

    Wielki Pomysł 2 Systemy biologiczne wykorzystują darmową energię i molekularne elementy budulcowe do wzrostu, reprodukcji i utrzymania dynamicznej homeostazy.
    Trwałe zrozumienie 2.D Na wzrost i dynamiczną homeostazę systemu biologicznego wpływają zmiany w otoczeniu systemu.
    Niezbędna wiedza 2.D.1 Czynniki abiotyczne w środowisku determinują charakterystykę środowiska (biomu).
    Praktyka naukowa 1.3 Student potrafi dopracować reprezentacje i modele zjawisk i systemów naturalnych lub stworzonych przez człowieka w tej dziedzinie.
    Praktyka naukowa 3.2 Student potrafi doprecyzować pytania naukowe.
    Cel uczenia się 2.22 Student potrafi udoskonalać modele naukowe i pytania dotyczące wpływu złożonych interakcji biotycznych i abiotycznych na systemy biologiczne, od komórek i organizmów po populacje, społeczności i ekosystemy.
    Niezbędna wiedza 2.D.1 Czynniki abiotyczne w środowisku determinują charakterystykę środowiska (biomu).
    Praktyka naukowa 5.1 Student potrafi analizować dane w celu identyfikacji wzorców lub relacji.
    Cel uczenia się 2.24 Student potrafi analizować dane w celu identyfikacji możliwych wzorców i zależności między czynnikiem biotycznym lub abiotycznym a systemem biologicznym (komórki, organizmy, populacje, zbiorowiska lub ekosystemy).

    Połączenie wizualne

    1. Chapparal jest zdominowany przez krzewy.
    2. Trawy dominują na sawannach i łąkach strefy umiarkowanej.
    3. W lasach borealnych dominują drzewa liściaste.
    4. Porosty są powszechne w arktycznej tundrze.

    Tropikalny wilgotny las

    Tropikalne wilgotne lasy nazywane są również tropikalnymi lasami deszczowymi. Ten biom znajduje się w regionach równikowych (ryc. 35.12). Roślinność charakteryzuje się roślinami o szerokich liściach, które opadają przez cały rok. W przeciwieństwie do drzew w lasach liściastych, drzewa w tym biomie nie mają sezonowej utraty liści związanej ze zmianami temperatury i światła słonecznego, te lasy są „wiecznie zielone” przez cały rok.

    Profile temperatury i światła słonecznego w wilgotnych lasach tropikalnych są bardzo stabilne w porównaniu z innymi biomami lądowymi, a temperatury wahają się od 20 ° C do 34 ° C (68 ° F do 93 ° F). Kiedy porówna się roczne wahania temperatury wilgotnych lasów tropikalnych z innymi biomami leśnymi, widoczny staje się brak sezonowych wahań temperatury w wilgotnym lesie tropikalnym. Ten brak sezonowości prowadzi do całorocznego wzrostu roślin, a nie do sezonowego (wiosna, lato i jesień) wzrostu obserwowanego w innych biomach.W przeciwieństwie do innych ekosystemów, ekosystemy tropikalne nie mają 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 wzrostu roślin.

    Roczne opady w wilgotnych lasach tropikalnych wahają się od 125 do 660 cm (50-200 cali) z pewną miesięczną zmiennością. Podczas gdy światło słoneczne i temperatura pozostają dość stałe, roczne opady są bardzo zmienne. Lasy tropikalne mokre mają mokre miesiące, w których może być więcej niż 30 cm (11-12 cali) opadów, a także suche miesiące, w których występuje mniej niż 10 cm (3,5 cala) opadów. Jednak najsuchszy miesiąc w wilgotnym lesie tropikalnym nadal przekracza coroczny opady niektórych innych biomów, takich jak pustynie.

    Mokre lasy tropikalne charakteryzują się wysoką produktywnością pierwotną netto, ponieważ roczne temperatury i wartości opadów na tych obszarach są idealne dla wzrostu roślin. Dlatego ekstensywna biomasa występująca w wilgotnym lesie tropikalnym prowadzi do zbiorowisk roślinnych o bardzo dużej różnorodności gatunkowej (ryc. 35.13). W wilgotnych lasach tropikalnych występuje więcej gatunków drzew niż jakikolwiek inny biom, średnio od 100 do 300 gatunków drzew na jednym hektarze (2,5 akrów) Ameryki Południowej. Jednym ze sposobów wizualizacji tego jest porównanie charakterystycznych poziomych warstw w biomie wilgotnego lasu tropikalnego. Na dnie lasu znajduje się rzadka warstwa roślin i rozkładająca się materia roślinna. Powyżej znajduje się podszycie o krótkich, krzewiastych liściach. Nad tym podszyciem wznosi się warstwa drzew, zwieńczona zamkniętą cholewką daszek— najwyższa górna warstwa gałęzi i liści. Przez ten zamknięty górny baldachim wyłaniają się dodatkowe drzewa. Warstwy te zapewniają różnorodne i złożone siedliska dla różnych roślin, grzybów, zwierząt i innych organizmów w wilgotnych lasach tropikalnych. Na przykład epifity to rośliny, które rosną na innych roślinach, które zazwyczaj nie są uszkadzane. Epifity znajdują się w biomach wilgotnych lasów tropikalnych. Wiele gatunków zwierząt wykorzystuje różnorodność roślin i złożoną strukturę wilgotnych lasów tropikalnych jako pożywienie i schronienie. Niektóre organizmy żyją kilka metrów nad ziemią i przystosowały się do tego nadrzewnego trybu życia.

    Sawanny

    Sawanny to łąki z rozproszonymi drzewami, które znajdują się w Afryce, Ameryce Południowej i północnej Australii (ryc. 35.12). Sawanny to gorące, tropikalne obszary o średniej temperaturze od 24 ° C do 29 ° C (75 ° F do 84 ° F) i rocznych opadach 10-40 cm (3,9-15,7 cala). Z tego powodu sawanny mają długą porę suchą, drzewa leśne nie rosną tak dobrze, jak w wilgotnym lesie tropikalnym (lub innych biomach leśnych). W rezultacie wśród traw i forb (roślin zielnych kwitnących), które dominują na sawannie, jest stosunkowo niewiele drzew (ryc. 35.14). Ponieważ ogień jest ważnym źródłem zakłóceń w tym biomie, rośliny wyewoluowały dobrze rozwinięty system korzeniowy, który pozwala im szybko wykiełkować po pożarze.

    Pustynie subtropikalne

    Pustynie podzwrotnikowe występują między 15 ° a 30 ° szerokością geograficzną północną i południową i koncentrują się na zwrotnikach Raka i Koziorożca (ryc. 35.12). Ten biom jest bardzo suchy w niektórych latach, parowanie przewyższa opady. Subtropikalne gorące pustynie mogą mieć dzienne temperatury powierzchni gleby powyżej 60 ° C (140 ° F) i temperatury nocne zbliżające się do 0 ° C (32 ° F). Na zimnych pustyniach temperatury mogą sięgać nawet 25 °C i spadać poniżej -30 °C (-22 °F). Pustynie subtropikalne charakteryzują się niskimi rocznymi opadami poniżej 30 cm (12 cali) z niewielką miesięczną zmiennością i brakiem przewidywalności opadów. W niektórych przypadkach roczne opady mogą wynosić zaledwie 2 cm (0,8 cala) na subtropikalnych pustyniach położonych w środkowej Australii („Outback”) i północnej Afryce.

    Roślinność i niewielka różnorodność zwierząt tego biomu jest ściśle związana z tymi niskimi i nieprzewidywalnymi opadami. Na bardzo suchych pustyniach brakuje roślinności wieloletniej, która żyje z roku na rok, wiele roślin to rośliny jednoroczne, które szybko rosną i rozmnażają się, gdy wystąpią opady deszczu, a następnie obumierają. Wiele innych roślin na tych obszarach charakteryzuje się wieloma adaptacjami oszczędzającymi wodę, takimi jak głębokie korzenie, zredukowane ulistnienie i pędy magazynujące wodę (ryc. 35.15). Rośliny nasienne na pustyni wytwarzają nasiona, które mogą pozostawać w stanie uśpienia przez dłuższy czas między deszczami. Adaptacje zwierząt pustynnych obejmują zachowania nocne i zakopywanie się.

    Chaparral

    Chaparral jest również nazywany lasem zaroślowym i występuje w Kalifornii, wzdłuż Morza Śródziemnego i wzdłuż południowego wybrzeża Australii (ryc. 35.12). Roczne opady w tym biomie wahają się od 65 cm do 75 cm (25,6-29,5 cala), a większość deszczu pada zimą. Lata są bardzo suche, a wiele roślin chaparral jest w okresie letnim uśpionych. Roślinność chaparralna, pokazana na rycinie 35.16, jest zdominowana przez krzewy i jest przystosowana do okresowych pożarów, a 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.

    Umiarkowane łąki

    Murawy o umiarkowanym klimacie występują w całej środkowej Ameryce Północnej, gdzie są również znane jako prerie, a także w Eurazji, gdzie znane są jako stepy (ryc. 35.12). Murawy o umiarkowanym klimacie charakteryzują się wyraźnymi rocznymi wahaniami temperatury z gorącymi latami i mroźnymi zimami. Roczne wahania temperatury powodują, że rośliny mają określone sezony wegetacyjne. Wzrost roślin jest możliwy, gdy temperatury są wystarczająco wysokie, aby utrzymać wzrost roślin i gdy dostępna jest wystarczająca ilość wody, co ma miejsce wiosną, latem i jesienią. Przez większą część zimy temperatury są niskie, a woda przechowywana w postaci lodu nie jest dostępna do wzrostu roślin.

    Roczne opady wahają się od 25 cm do 75 cm (9,8-29,5 cala). Ze względu na stosunkowo mniejsze roczne opady na użytkach zielonych strefy umiarkowanej, niewiele jest drzew, z wyjątkiem tych rosnących wzdłuż rzek lub strumieni. Dominująca roślinność składa się zwykle z traw, a niektóre prerie utrzymują populacje pasących się zwierząt Rysunek 35.17. Roślinność jest bardzo gęsta, a gleby żyzne, ponieważ podpowierzchnia gleby jest wypełniona korzeniami i kłączami (podziemne łodygi) tych traw. Korzenie i kłącza zakotwiczają rośliny w ziemi i uzupełniają materiał organiczny (humus) w glebie, gdy obumierają i gniją.

    Pożary, głównie wywołane przez pioruny, są naturalnym zaburzeniem użytków zielonych strefy umiarkowanej. Gdy ogień zostanie stłumiony na użytkach zielonych o umiarkowanym klimacie, roślinność ostatecznie zamienia się w zarośla i gęste lasy. Często przywrócenie lub zarządzanie użytkami zielonymi strefy umiarkowanej wymaga stosowania kontrolowanych oparzeń w celu zahamowania wzrostu drzew i utrzymania traw.

    Lasy umiarkowane

    Lasy strefy umiarkowanej są najczęstszym biomem we wschodniej Ameryce Północnej, Europie Zachodniej, Azji Wschodniej, Chile i Nowej Zelandii (ryc. 35.12). Ten biom występuje w regionach o średnich szerokościach geograficznych. Temperatury wahają się od -30 °C do 30 °C (-22 °F do 86 °F) i spadają do poniżej zera w skali roku. Te temperatury oznaczają, że lasy strefy umiarkowanej mają określone 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 cali).

    Ze względu na umiarkowane roczne opady i temperatury, drzewa liściaste są dominującą rośliną w tym biomie (ryc. 35.18). Drzewa liściaste tracą liście każdej jesieni i pozostają bezlistne zimą. Zatem w okresie uśpionej zimy w drzewach liściastych nie zachodzi fotosynteza. Każdej wiosny wraz ze wzrostem temperatury pojawiają się nowe liście. Z powodu okresu uśpienia pierwotna produktywność netto lasów umiarkowanych jest mniejsza niż wilgotnych lasów tropikalnych. Ponadto lasy strefy umiarkowanej wykazują mniejszą różnorodność gatunków drzew niż biomy lasów wilgotnych tropikalnych.

    Drzewa lasów umiarkowanych odcinają się i zacieniają znaczną część ziemi, jednak ten biom jest bardziej otwarty niż wilgotne lasy tropikalne, ponieważ drzewa w lasach umiarkowanych nie rosną tak wysokie, jak drzewa w wilgotnych lasach tropikalnych. Gleby lasów strefy umiarkowanej są bogate w nieorganiczne i organiczne składniki odżywcze. Wynika to z grubej warstwy ściółki liściowej na dnie lasu. Gdy ta ściółka z liści rozkłada się, składniki odżywcze wracają do gleby. Ściółka z liści chroni również glebę przed erozją, izoluje glebę i zapewnia siedliska dla bezkręgowców (takich jak pluskiew czy sowa, Armadillidium vulgare) i ich drapieżników, takich jak salamandra czerwonogrzbieta (Plethodon cinereus).

    Lasy borealne

    Las borealny, znany również jako tajga lub las iglasty, znajduje się na południe od koła podbiegunowego i na większości terytorium Kanady, Alaski, Rosji i północnej Europy (ryc. 35.12). Ten biom ma mroźne, suche zimy i krótkie, chłodne, mokre lata. Roczne opady wynoszą od 40 cm do 100 cm (15,7-39 cali) i zwykle przybierają postać śniegu. Z powodu niskich temperatur następuje niewielkie parowanie.

    Długie i mroźne zimy w lesie borealnym doprowadziły do ​​przewagi odpornych na zimno roślin szyszkowatych. Są to wiecznie zielone drzewa iglaste, takie jak sosny, świerki i jodły, które zachowują swoje igiełkowate liście przez cały rok. Drzewa zimozielone mogą na wiosnę fotosyntetyzować wcześniej niż drzewa liściaste, ponieważ do ogrzania liścia iglastego potrzeba mniej energii słonecznej niż liścia szerokiego. Jest to korzystne dla wiecznie zielonych drzew, które rosną szybciej niż drzewa liściaste w lesie borealnym. Ponadto gleby w obszarach lasów borealnych są zwykle kwaśne, z niewielką dostępną zawartością azotu. Liście są strukturą bogatą w azot, a drzewa liściaste muszą każdego roku wytwarzać nowy zestaw tych bogatych w azot struktur. Dlatego drzewa iglaste, które zachowują igły bogate w azot, mogą mieć przewagę konkurencyjną nad szerokolistnymi drzewami liściastymi.

    Produktywność pierwotna netto lasów borealnych jest niższa niż lasów umiarkowanych i wilgotnych lasów tropikalnych. Biomasa nadziemna lasów borealnych jest wysoka, ponieważ te wolno rosnące gatunki drzew są długowieczne i z czasem gromadzą stojącą biomasę. Różnorodność gatunków roślin jest mniejsza niż ta obserwowana w lasach umiarkowanych i wilgotnych lasach tropikalnych. W lasach borealnych brak jest wyraźnych elementów warstwowej struktury lasu obserwowanych w wilgotnych lasach tropikalnych. Struktura lasu borealnego to często tylko warstwa drzew i warstwa gruntu (ryc. 35.19). Upuszczone igły iglaste rozkładają się wolniej niż szerokie liście, dzięki czemu do gleby wraca mniej składników odżywczych, aby pobudzić wzrost roślin.

    Arktyczna tundra

    Arktyczna tundra leży na północ od subarktycznego lasu borealnego i znajduje się w arktycznych regionach półkuli północnej (ryc. 35.12). Średnia temperatura zimą wynosi -34 °C (-29,2 °F), a średnia temperatura latem wynosi od 3 °C do 12 °C (37 °F-52 °F). Rośliny w arktycznej tundrze mają bardzo krótki okres wegetacyjny, wynoszący około 10-12 tygodni. Jednak w tym czasie jest prawie 24 godziny światła dziennego, a wzrost roślin jest szybki. Roczne opady w tundry arktycznej są bardzo niskie, przy niewielkiej rocznej zmienności opadów. Podobnie jak w lasach borealnych, z powodu niskich temperatur parowanie jest niewielkie.

    Rośliny w arktycznej tundrze są na ogół nisko nad ziemią (ryc. 35.20). Występuje niewielka różnorodność gatunkowa, niska produktywność pierwotna netto i niska biomasa nadziemna. Gleby tundry arktycznej mogą pozostawać w stanie wiecznie zamarzniętym, określanym jako wieczna zmarzlina. Wieczna zmarzlina uniemożliwia wnikanie korzeni w głąb gleby i spowalnia rozkład materii organicznej, co hamuje uwalnianie składników odżywczych z materii organicznej. W okresie wegetacji grunt tundry arktycznej może być całkowicie pokryty roślinami lub porostami.

    Link do nauki

    Patrz na to Odkrywanie zadań: biomy film przedstawiający przegląd biomów. Aby dalej eksplorować, wybierz jeden z biomów z rozszerzonej listy odtwarzania: pustynia, sawanna, las umiarkowany, łąki umiarkowane, tropik, tundra.


    44,4 | Biomy wodne

    Czynniki abiotyczne wpływające na biomy wodne

    Podobnie jak biomy lądowe, na biomy wodne wpływa szereg czynników abiotycznych. Medium wodne – woda – ma jednak inne właściwości fizyczne i chemiczne niż powietrze. Nawet jeśli woda w stawie lub innym zbiorniku wodnym jest idealnie przejrzysta (nie ma zawieszonych cząstek), woda sama pochłania światło. Gdy ktoś schodzi do głębokiego zbiornika wodnego, w końcu znajdzie się głębokość, do której światło słoneczne nie może sięgnąć. Chociaż w ekosystemie lądowym występują pewne czynniki abiotyczne i biotyczne, które mogą przesłaniać światło (takie jak mgła, kurz lub roje owadów), zwykle nie są to trwałe cechy środowiska. Znaczenie światła w biomach wodnych ma kluczowe znaczenie dla społeczności organizmów występujących zarówno w ekosystemach słodkowodnych, jak i morskich. W systemach słodkowodnych stratyfikacja spowodowana różnicami w gęstości jest prawdopodobnie najważniejszym czynnikiem abiotycznym i wiąże się z aspektami energetycznymi światła. Właściwości termiczne wody (szybkości ogrzewania i chłodzenia) są istotne dla funkcjonowania systemów morskich i mają duży wpływ na globalne wzorce klimatyczne i pogodowe. Na systemy morskie wpływają również fizyczne ruchy wody na dużą skalę, takie jak prądy, które są mniej ważne w większości jezior słodkowodnych.

    Ocean dzieli się na kilka obszarów lub stref (rysunek 44.21). Cała otwarta woda oceanu jest określana jako królestwo pelagiczne (lub strefa). Kraina (lub strefa) bentosowa rozciąga się wzdłuż dna oceanu od linii brzegowej do najgłębszych części dna oceanu. W królestwie pelagicznym znajduje się strefa fotyczna, która jest częścią oceanu, którą światło może przeniknąć (około 200 m lub 650 stóp). Na głębokościach większych niż 200 m światło nie może przeniknąć, dlatego nazywa się to strefą afotyczną. Większość oceanu jest afotyczna i nie ma wystarczającej ilości światła do fotosyntezy. Najgłębsza część oceanu, Głębia Challengera (w Rowu Mariańskim, położonym w zachodniej części Oceanu Spokojnego), ma głębokość około 11 000 m (około 6,8 mil). Aby dać jakąś perspektywę na głębokość tego rowu, ocean ma średnio 4267 m lub 14 000 stóp głębokości. Te królestwa i strefy dotyczą również jezior słodkowodnych.

    Biomy morskie

    Ocean jest największym biomem morskim. Jest to ciągły zbiornik słonej wody o stosunkowo jednolitym składzie chemicznym, słaby roztwór soli mineralnych i zbutwiałej materii biologicznej. Rafy koralowe w oceanie są drugim rodzajem biomu morskiego. Estuaria, obszary przybrzeżne, gdzie woda słona i słodka mieszają się, tworzą trzeci unikalny biom morski.

    Ocean

    Fizyczna różnorodność oceanu ma znaczący wpływ na rośliny, zwierzęta i inne organizmy. Ocean dzieli się na różne strefy w zależności od tego, jak daleko światło dociera do wody. Każda strefa ma odrębną grupę gatunków dostosowanych do warunków biotycznych i abiotycznych charakterystycznych dla tej strefy.

    Strefa pływów, która jest strefą między przypływem a odpływem, to region oceaniczny najbliżej lądu (Rysunek 44.21). Ogólnie rzecz biorąc, większość ludzi myśli o tej części oceanu jako o piaszczystej plaży. W niektórych przypadkach strefa pływów jest rzeczywiście piaszczystą plażą, ale może być również kamienista lub błotnista. Strefa pływów jest niezwykle zmiennym środowiskiem ze względu na pływy. Organizmy są narażone na działanie powietrza i światła słonecznego podczas odpływu i przez większość czasu przebywają pod wodą, zwłaszcza podczas przypływu. Dlatego istoty żywe, które rozwijają się w strefie pływów, są przystosowane do bycia suchym przez długi czas. Brzeg strefy pływów jest również wielokrotnie uderzany przez fale, a znajdujące się tam organizmy są przystosowane do wytrzymania uszkodzeń spowodowanych uderzeniem fal (ryc. 44.22). Egzoszkielety skorupiaków brzegowych (takich jak krab brzegowy, Carcinus maenas) są wytrzymałe i chronią je przed wysuszeniem (wysuszeniem) i uszkodzeniem przez fale. Inną konsekwencją uderzeń fal jest to, że niewiele glonów i roślin osiedla się w stale poruszających się skałach, piasku lub błocie.

    Rysunek 44.22 Jeżowce, muszle małży i rozgwiazdy często znajdują się w strefie pływów, pokazanej tutaj, w zatoce Kachemak na Alasce. (kredyt: NOAA)

    Strefa nerytyczna (ryc. 44.21) rozciąga się od strefy pływów do głębokości około 200 m (lub 650 stóp) na krawędzi szelfu kontynentalnego. Ponieważ światło może wnikać na tę głębokość, fotosynteza może zachodzić w strefie nerytycznej. Woda tutaj zawiera muł i jest dobrze natleniona, ma niskie ciśnienie i stabilną temperaturę. Fitoplankton i pływające Sargassum (rodzaj swobodnie pływających morskich wodorostów) stanowią siedlisko dla niektórych organizmów morskich znajdujących się w strefie nerytycznej. Zooplankton, protisty, małe ryby i krewetki znajdują się w strefie nerytycznej i stanowią podstawę łańcucha pokarmowego większości światowych łowisk.

    Poza strefą nerytyczną znajduje się obszar otwartego oceanu znany jako strefa oceaniczna (ryc. 44.21). W strefie oceanicznej występuje uwarstwienie termiczne, w którym ciepłe i zimne wody mieszają się z powodu prądów oceanicznych. Obfity plankton służy jako podstawa łańcucha pokarmowego dla większych zwierząt, takich jak wieloryby i delfiny. Substancje odżywcze są ograniczone i jest to stosunkowo mniej produktywna część biomu morskiego. Kiedy organizmy fotosyntetyczne, protisty i zwierzęta, które się nimi żywią, umierają, ich ciała opadają na dno oceanu, gdzie nie przypominają jezior słodkowodnych, otwarty ocean nie ma procesu wyprowadzania organicznych składników odżywczych z powrotem na powierzchnię. Większość organizmów w strefie afotycznej to ogórki morskie (typ Echinodermata) i inne organizmy, które przeżywają na składnikach odżywczych zawartych w martwych ciałach organizmów w strefie fotycznej.

    Poniżej strefy pelagicznej znajduje się królestwo bentosowe, region głębokowodny poza szelfu kontynentalnego (ryc. 44.21). Dno królestwa bentosowego składa się z piasku, mułu i martwych organizmów. Temperatura spada, pozostając powyżej zera, wraz ze wzrostem głębokości wody. Jest to bogata w składniki odżywcze część oceanu z powodu martwych organizmów, które spadają z górnych warstw oceanu. Ze względu na wysoki poziom składników odżywczych istnieje różnorodność grzybów, gąbek, ukwiałów, robaków morskich, gwiazd morskich, ryb i bakterii.

    Najgłębszą częścią oceanu jest strefa głębinowa, która znajduje się na głębokości 4000 m lub większej. Strefa głębinowa (ryc. 44.21) jest bardzo zimna i ma bardzo wysokie ciśnienie, wysoką zawartość tlenu i niską zawartość składników odżywczych. W tej strefie znajduje się wiele różnych bezkręgowców i ryb, ale strefa głębinowa nie ma roślin z powodu braku światła. Komory hydrotermalne znajdują się przede wszystkim w strefie głębinowej. Bakterie chemosyntetyczne wykorzystują siarkowodór i inne minerały emitowane z kominów. Te bakterie chemosyntetyczne wykorzystują siarkowodór jako źródło energii i służą jako podstawa łańcucha pokarmowego znajdującego się w strefie głębinowej.

    Rafy koralowe

    Rafy koralowe to grzbiety oceaniczne utworzone przez bezkręgowce morskie żyjące w ciepłych, płytkich wodach w strefie fotycznej oceanu. Znajdują się w odległości 30˚ na północ i południe od równika. Wielka Rafa Koralowa to dobrze znany system raf położony kilka mil od północno-wschodniego wybrzeża Australii. Inne systemy raf koralowych to sąsiadujące z lądem wyspy lub atole, które są okrągłymi systemami raf otaczających dawny ląd, który obecnie znajduje się pod wodą. Organizmy koralowe (członkowie gromady Cnidaria) to kolonie polipów słonowodnych, które wydzielają szkielet z węglanu wapnia. Te bogate w wapń szkielety powoli gromadzą się, tworząc podwodną rafę (ryc. 44.23). Koralowce znalezione w płytszych wodach (na głębokości około 60 m lub około 200 stóp) mają wzajemny związek z fotosyntetycznymi jednokomórkowymi algami. Związek zapewnia koralowcom większość pożywienia i potrzebnej im energii. Wody, w których żyją te koralowce, są ubogie w składniki odżywcze i bez tego mutualizmu nie byłoby możliwe, aby duże koralowce rosły. Niektóre koralowce żyjące w głębszych i zimniejszych wodach nie mają wzajemnego związku z glonami, te koralowce uzyskują energię i składniki odżywcze za pomocą komórek parzących na mackach do chwytania zdobyczy.

    Obejrzyj wideo National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) (http://openstaxcollege.org/l/marine_biology), aby zobaczyć, jak ekolog morski dr Peter Etnoyer omawia swoje badania nad organizmami koralowymi.

    Szacuje się, że rafy koralowe zamieszkuje ponad 4000 gatunków ryb. Ryby te mogą żywić się koralami, kryptofauną (bezkręgowce znajdujące się w podłożu z węglanu wapnia raf koralowych) lub wodorostami i glonami związanymi z koralowcami. Ponadto niektóre gatunki ryb zamieszkują granice rafy koralowej. Do gatunków tych należą drapieżniki, zwierzęta roślinożerne lub planktożerne. Drapieżniki to gatunki zwierząt, które polują i są mięsożercami lub „mięsożercami”. Roślinożercy zjadają materiał roślinny, a planktonożerne plankton.

    Rysunek 44.23 Rafy koralowe są tworzone przez szkielety organizmów koralowych z węglanu wapnia, które są bezkręgowcami morskimi z rodzaju Cnidaria. (kredyt: Terry Hughes)

    Estuaria: tam, gdzie ocean spotyka się ze świeżą wodą

    Estuaria to biomy występujące tam, gdzie źródło słodkiej wody, takie jak rzeka, styka się z oceanem. W związku z tym, zarówno słodka jak i słona woda znajdują się w tym samym sąsiedztwie, mieszanie skutkuje rozcieńczoną (słonawą) słoną wodą. Ujścia rzek tworzą obszary chronione, na których zaczyna życie wiele młodych potomków skorupiaków, mięczaków i ryb. Zasolenie jest bardzo ważnym czynnikiem, który wpływa na organizmy i adaptacje organizmów występujących w ujściach rzek. Zasolenie estuariów jest zróżnicowane i zależy od szybkości przepływu źródeł słodkiej wody. Raz lub dwa razy dziennie przypływy doprowadzają do ujścia słoną wodę. Odpływy występujące z tą samą częstotliwością odwracają prąd słonej wody.

    Krótkotrwałe i szybkie zmiany zasolenia spowodowane mieszaniem się wody słodkiej i słonej stanowią trudne wyzwanie fizjologiczne dla roślin i zwierząt zamieszkujących ujścia rzek. Wiele gatunków roślin przyujściowych to halofity: rośliny, które tolerują słone warunki. Rośliny halofityczne są przystosowane do radzenia sobie z zasoleniem powodowanym przez słoną wodę na ich korzeniach lub bryzgi morskie. W niektórych halofitach filtry w korzeniach usuwają sól z wody, którą wchłania roślina. Inne rośliny są w stanie pompować tlen do swoich korzeni. Zwierzęta, takie jak małże i małże (typ Mollusca), rozwinęły adaptacje behawioralne, które zużywają dużo energii, aby funkcjonować w tym szybko zmieniającym się środowisku. Kiedy zwierzęta te są narażone na niskie zasolenie, przestają jeść, zamykają muszle i przechodzą z oddychania tlenowego (w którym używają skrzeli) na oddychanie beztlenowe (proces, który nie wymaga tlenu). Kiedy do ujścia powraca przypływ, wzrasta zasolenie i zawartość tlenu w wodzie, a zwierzęta te otwierają muszle, zaczynają się żerować i powracają do oddychania tlenowego.

    Biomy słodkowodne

    Biomy słodkowodne obejmują jeziora i stawy (woda stojąca) oraz rzeki i strumienie (woda płynąca). Obejmują one również tereny podmokłe, o których będzie mowa później. Ludzie polegają na biomach słodkowodnych, aby zapewnić zasoby wodne dla wody pitnej, nawadniania upraw, urządzeń sanitarnych i przemysłu. Te różne role i korzyści dla człowieka określa się mianem usług ekosystemowych. Jeziora i stawy występują w krajobrazach lądowych i dlatego są powiązane z czynnikami abiotycznymi i biotycznymi wpływającymi na te biomy lądowe.

    Jeziora i Stawy

    Jeziora i stawy mogą mieć powierzchnię od kilku metrów kwadratowych do tysięcy kilometrów kwadratowych. Temperatura jest ważnym czynnikiem abiotycznym wpływającym na żywe organizmy występujące w jeziorach i stawach. W okresie letnim rozwarstwienie termiczne jezior i stawów następuje, gdy górna warstwa wody jest ogrzewana przez słońce i nie miesza się z głębszą, chłodniejszą wodą. Światło może wnikać w strefę fotyczną jeziora lub stawu. Znajdują się tu fitoplankton (algi i cyjanobakterie), które przeprowadzają fotosyntezę, stanowiąc podstawę sieci pokarmowej jezior i stawów. Zooplankton, taki jak wrotki i małe skorupiaki, spożywają ten fitoplankton. Na dnie jezior i stawów bakterie w strefie afotycznej rozkładają martwe organizmy, które opadają na dno.

    Azot i fosfor są ważnymi ograniczającymi składnikami pokarmowymi w jeziorach i stawach. Z tego powodu są czynnikami determinującymi wielkość wzrostu fitoplanktonu w jeziorach i stawach. W przypadku dużego napływu azotu i fosforu (na przykład ze ścieków i spływów z nawożonych trawników i gospodarstw rolnych) następuje gwałtowny wzrost glonów, co powoduje duże nagromadzenie glonów, zwane zakwitem glonów. Zakwity glonów (ryc. 44.24) mogą stać się tak rozległe, że ograniczają przenikanie światła do wody. W rezultacie jezioro lub staw staje się afotyczny, a rośliny fotosyntetyczne nie mogą przetrwać. Kiedy glony obumierają i rozkładają się, następuje poważne ubytek tlenu w wodzie. Ryby i inne organizmy wymagające tlenu są wtedy bardziej narażone na śmierć, a powstałe martwe strefy znajdują się na całym świecie. Jezioro Erie i Zatoka Meksykańska stanowią siedliska słodkowodne i morskie, w których kontrola fosforu i odpływ wód burzowych stanowią poważne wyzwania środowiskowe.

    Rysunek 44.24 Niekontrolowany wzrost glonów w tym jeziorze spowodował rozkwit glonów. (źródło: Jeremy Nettleton)

    Rzeki i strumienie

    Rzeki i strumienie to stale poruszające się zbiorniki wodne, które przenoszą duże ilości wody ze źródła lub górnego biegu do jeziora lub oceanu. Największe rzeki to Nil w Afryce, Amazonka w Ameryce Południowej i Missisipi w Ameryce Północnej.

    Cechy abiotyczne rzek i strumieni różnią się na długości rzeki lub strumienia. Strumienie zaczynają się w miejscu pochodzenia określanym jako woda źródłowa. Woda źródłowa jest zwykle zimna, uboga w składniki odżywcze i przejrzysta. Kanał (szerokość rzeki lub strumienia) jest węższy niż w jakimkolwiek innym miejscu wzdłuż rzeki lub strumienia. Z tego powodu nurt jest tu często szybszy niż w jakimkolwiek innym miejscu rzeki lub strumienia.

    Szybko płynąca woda powoduje minimalne gromadzenie się mułu na dnie rzeki lub strumienia, dzięki czemu woda jest czysta. Fotosyntezę przypisuje się tutaj głównie glonom rosnącym na skałach, bystry prąd hamuje wzrost fitoplanktonu. Dodatkowy wkład energii może pochodzić z liści lub innego materiału organicznego, który wpada do rzeki lub strumienia z drzew i innych roślin graniczących z wodą. Kiedy liście rozkładają się, materiał organiczny i składniki odżywcze w liściach wracają do wody. Rośliny i zwierzęta przystosowały się do tej szybko płynącej wody. Na przykład pijawki (typ Annelida) mają wydłużone ciała i przyssawki na obu końcach. Te przyssawki przyczepiają się do podłoża, utrzymując pijawkę zakotwiczoną w miejscu. Gatunki pstrąga słodkowodnego (typ Chordata) są ważnym drapieżnikiem w tych szybko płynących rzekach i strumieniach.

    Gdy rzeka lub strumień odpływa od źródła, szerokość kanału stopniowo się poszerza, a nurt zwalnia. Ta wolno płynąca woda, spowodowana spadkiem gradientu i wzrostem objętości w miarę łączenia się dopływów, ma większą sedymentację. Fitoplankton można również zawiesić w wolno płynącej wodzie. Dlatego woda nie będzie tak przejrzysta, jak w pobliżu źródła. Woda też jest cieplejsza. W błocie można znaleźć robaki (typ Annelida) i owady (typ Arthropoda). Drapieżne kręgowce wyższego rzędu (typ Chordata) obejmują ptactwo wodne, żaby i ryby. Te drapieżniki muszą znajdować pożywienie w tych wolno poruszających się, czasem mętnych wodach i, w przeciwieństwie do pstrągów żyjących u źródła, kręgowce te mogą nie być w stanie wykorzystywać wzroku jako podstawowego zmysłu do znajdowania pożywienia. Zamiast tego są bardziej skłonni do używania wskazówek smakowych lub chemicznych, aby znaleźć zdobycz.

    Tereny podmokłe

    Tereny podmokłe to środowiska, w których gleba jest stale lub okresowo nasycona wodą. Tereny podmokłe różnią się od jezior, ponieważ tereny podmokłe to płytkie zbiorniki wodne, podczas gdy jeziora różnią się głębokością. Roślinność wschodząca składa się z roślin podmokłych, które są zakorzenione w glebie, ale mają fragmenty liści, łodyg i kwiatów wystające ponad powierzchnię wody. Istnieje kilka rodzajów terenów podmokłych, w tym bagna, bagna, bagna, bagna i słone bagna (ryc. 44.25). Trzy wspólne cechy tych typów – co sprawia, że ​​są to tereny podmokłe – to ich hydrologia, roślinność hydrofitowa i gleby wodne.

    Rysunek 44.25 Położony w południowej Florydzie Park Narodowy Everglades obejmuje szeroki wachlarz terenów podmokłych, w tym bagna porośnięte trawą słomianą, bagna cyprysowe i ujściowe lasy namorzynowe. Tutaj między cyprysami spaceruje czapla biała. (kredyt: NPS)

    Bagna i bagna słodkowodne charakteryzują się powolnym i stałym przepływem wody. Torfowiska rozwijają się w zagłębieniach, gdzie przepływ wody jest niski lub nie ma go wcale. Torfowiska zwykle występują w miejscach, gdzie występuje dno gliniaste o słabej perkolacji. Perkolacja to ruch wody przez pory w glebie lub skałach. Woda znaleziona w torfowisku jest nieruchoma i jest uboga w tlen, ponieważ tlen, który jest używany podczas rozkładu materii organicznej, nie jest zastępowany. W miarę wyczerpywania się tlenu w wodzie rozkład ulega spowolnieniu. Prowadzi to do gromadzenia się kwasów organicznych i innych kwasów i obniżania pH wody. Przy niższym pH azot staje się niedostępny dla roślin. Stanowi to wyzwanie dla roślin, ponieważ azot jest ważnym zasobem ograniczającym. Niektóre rodzaje roślin bagiennych (takie jak rosiczki, dzbany i muchołówki) chwytają owady i pozyskują azot z ich ciał. Torfowiska mają niską produktywność pierwotną netto, ponieważ woda w torfowiskach ma niski poziom azotu i tlenu.


    20.3 Biomy lądowe

    Biomy Ziemi mogą być ziemskie lub wodne. Biomy lądowe są oparte na lądzie, podczas gdy biomy wodne obejmują zarówno biomy oceaniczne, jak i słodkowodne. Każdy z ośmiu głównych biomów lądowych na Ziemi wyróżnia się charakterystycznymi temperaturami i ilością opadów. Roczne sumy i wahania opadów wpływają na rodzaje roślinności i życia zwierząt, które mogą istnieć w szerokich regionach geograficznych. Zmienność temperatury w ujęciu dziennym i sezonowym jest również ważna dla przewidywania geograficznego rozmieszczenia biomu. Ponieważ biom jest zdefiniowany przez klimat, ten sam biom może występować na geograficznie odmiennych obszarach o podobnym klimacie (rysunek 20.18). Istnieją również duże obszary na Antarktydzie, Grenlandii oraz w pasmach górskich, które są pokryte stałymi lodowcami i utrzymują bardzo mało życia. Ściśle mówiąc, nie są one uważane za biomy i oprócz ekstremalnych mrozów często są to również pustynie z bardzo niskimi opadami.

    Las tropikalny

    Tropikalne lasy deszczowe są również określane jako wilgotne lasy tropikalne. Ten biom występuje w regionach równikowych (ryc. 20.18). Tropikalne lasy deszczowe to najbardziej zróżnicowany biom lądowy. Ta bioróżnorodność jest nadal w dużej mierze nieznana nauce i jest zagrożona przede wszystkim przez wycinkę i wylesianie dla rolnictwa. Tropikalne lasy deszczowe zostały również opisane jako apteka natury ze względu na potencjał nowych leków, który jest w dużej mierze ukryty w chemikaliach wytwarzanych przez ogromną różnorodność roślin, zwierząt i innych organizmów. Roślinność charakteryzuje się rozłożystymi korzeniami i szerokimi liśćmi, które opadają przez cały rok, w przeciwieństwie do drzew w lasach liściastych, które tracą liście w jednym sezonie. Te lasy są „wiecznie zielone”, przez cały rok.

    Profile temperatury i nasłonecznienia tropikalnych lasów deszczowych są stabilne w porównaniu z innymi biomami lądowymi, ze średnią temperaturą wahającą się od 20 o C do 34 o C (68 o F do 93 o F). Z miesiąca na miesiąc temperatury w tropikalnych lasach deszczowych są stosunkowo stałe, w przeciwieństwie do lasów położonych dalej od równika. Ten brak sezonowości temperatury prowadzi do całorocznego wzrostu roślin, a nie do sezonowego wzrostu obserwowanego w innych biomach. W przeciwieństwie do innych ekosystemów, bardziej stała dzienna ilość światła słonecznego (11-12 godzin dziennie) zapewnia więcej promieniowania słonecznego, a tym samym dłuższy okres wzrostu roślin.

    Roczne opady w tropikalnych lasach deszczowych wahają się od 250 cm do ponad 450 cm (8,2-14,8 stóp) ze znaczną zmiennością sezonową. Tropikalne lasy deszczowe mają mokre miesiące, w których może być więcej niż 30 cm (11-12 cali) opadów, a także suche miesiące, w których występuje mniej niż 10 cm (3,5 cala) opadów. Jednak najsuchszy miesiąc w tropikalnym lesie deszczowym może nadal przekraczać coroczny opady niektórych innych biomów, takich jak pustynie.

    Tropikalne lasy deszczowe charakteryzują się wysoką produktywnością pierwotną netto, ponieważ roczne temperatury i wartości opadów sprzyjają szybkiemu wzrostowi roślin (rysunek 20.19). Jednak obfite opady szybko wypłukują składniki odżywcze z gleb tych lasów, które zazwyczaj są ubogie w składniki odżywcze. Tropikalne lasy deszczowe charakteryzują się pionowymi warstwami roślinności i tworzeniem odrębnych siedlisk dla zwierząt w każdej warstwie. Na dnie lasu znajduje się rzadka warstwa roślin i rozkładająca się materia roślinna. Powyżej znajduje się podszycie o krótkich, krzaczastych liściach. Warstwa drzew wznosi się nad tym podszyciem i jest zwieńczona zamkniętym górnym baldachimem - najwyższa górna warstwa gałęzi i liści. Przez ten zamknięty górny baldachim wyłaniają się dodatkowe drzewa. Warstwy te zapewniają różnorodne i złożone siedliska dla różnych roślin, zwierząt i innych organizmów w wilgotnych lasach tropikalnych. Wiele gatunków zwierząt wykorzystuje różnorodność roślin i złożoną strukturę wilgotnych lasów tropikalnych jako pożywienie i schronienie. Niektóre organizmy żyją kilka metrów nad ziemią, rzadko schodząc na dno lasu.

    Lasy deszczowe to nie jedyny biom leśny w tropikach, to także tropikalne suche lasy, które charakteryzują się różną długością pory suchej. Lasy te często doświadczają utraty liści w porze suchej w takim czy innym stopniu. Utrata liści z wyższych drzew w porze suchej otwiera baldachim i wpuszcza światło słoneczne do dna lasu, co pozwala na wzrost gęstego zarośla na poziomie gruntu, którego nie ma w tropikalnych lasach deszczowych. Rozległe suche lasy tropikalne występują w Afryce (w tym na Madagaskarze), Indiach, południowym Meksyku i Ameryce Południowej.

    Sawanny

    Sawanny to łąki z rozproszonymi drzewami, które można znaleźć w Afryce, Ameryce Południowej i północnej Australii (ryc. 20.18). Sawanny są gorącymi, tropikalnymi obszarami o średniej temperaturze od 24 o C do 29 o C (75 o F do 84 o F) i rocznych opadach 51–127 cm (20–50 cali). Sawanny charakteryzują się długą porą suchą i wynikającymi z niej pożarami. W rezultacie wśród dominujących na sawannie traw i forb (rośliny zielne kwitnące) jest stosunkowo niewiele drzew (ryc. 20.20). Ponieważ ogień jest ważnym źródłem zakłóceń w tym biomie, rośliny wyewoluowały dobrze rozwinięty system korzeniowy, który pozwala im szybko wykiełkować po pożarze.

    Pustynie

    Pustynie subtropikalne istnieją między 15 a 30 stopni szerokości geograficznej północnej i południowej i są wyśrodkowane na Zwrotniku Raka i Zwrotniku Koziorożca (ryc. 20.18). Pustynie często znajdują się po zawietrznej lub zawietrznej stronie pasm górskich, które tworzą cień deszczowy po tym, jak przeważające wiatry obniżają zawartość wody w górach. Jest to typowe dla pustyń północnoamerykańskich, takich jak pustynie Mohave i Sonora. Pustynie w innych regionach, takich jak Sahara w północnej Afryce czy Pustynia Namib w południowo-zachodniej Afryce, są suche z powodu wysokiego ciśnienia, suchego powietrza opadającego na tych szerokościach geograficznych. Pustynie podzwrotnikowe są bardzo suche, a parowanie zazwyczaj przewyższa opady. Subtropikalne gorące pustynie mogą mieć w ciągu dnia temperatury powierzchni gleby powyżej 60 o C (140 o F) i temperatury w nocy zbliżające się do 0 o C (32 o F). Temperatura spada do tej pory, ponieważ w powietrzu jest mało pary wodnej, co zapobiega radiacyjnemu chłodzeniu powierzchni lądu. Pustynie subtropikalne charakteryzują się niskimi rocznymi opadami poniżej 30 cm (12 cali) z niewielką miesięczną zmiennością i brakiem przewidywalności opadów. Niektóre lata mogą otrzymywać niewielkie ilości opadów, podczas gdy inne otrzymują więcej. W niektórych przypadkach roczne opady mogą wynosić zaledwie 2 cm (0,8 cala) na subtropikalnych pustyniach położonych w środkowej Australii („Outback”) i północnej Afryce.

    Mała różnorodność gatunkowa tego biomu jest ściśle związana z jego niskimi i nieprzewidywalnymi opadami. Pomimo stosunkowo niewielkiej różnorodności gatunki pustynne wykazują fascynujące przystosowania do surowości środowiska. Na bardzo suchych pustyniach brakuje roślinności wieloletniej, która żyje z roku na rok, wiele roślin to rośliny jednoroczne, które szybko rosną i rozmnażają się, gdy wystąpią opady deszczu, a następnie obumierają. Rośliny wieloletnie na pustyniach charakteryzują się adaptacjami oszczędzającymi wodę: głębokie korzenie, zredukowane ulistnienie i pędy magazynujące wodę (ryc. 20.21). Rośliny nasienne na pustyni wytwarzają nasiona, które mogą pozostawać uśpione przez dłuższy czas między deszczami. Większość zwierząt na subtropikalnych pustyniach przystosowała się do nocnego życia, spędzając gorące dni pod ziemią. Pustynia Namib jest najstarszą na świecie i prawdopodobnie jest sucha od ponad 55 milionów lat. Ze względu na ten wiek, wspiera wiele gatunków endemicznych (gatunki występujące tylko tam). Na przykład niezwykła nagonasienna Welwitschia mirabilis jest jedynym zachowanym gatunkiem całego rzędu roślin. Istnieje również pięć gatunków gadów uważanych za endemiczne dla Namib.

    Oprócz pustyń subtropikalnych istnieją pustynie zimne, które zimą doświadczają mrozu, a wszelkie opady mają postać opadów śniegu.Największe z tych pustyń to pustynia Gobi w północnych Chinach i południowej Mongolii, pustynia Taklimakan w zachodnich Chinach, pustynia Turkiestan i Wielka Pustynia Basin w Stanach Zjednoczonych.

    Chaparral

    Chaparral jest również nazywany lasem zaroślowym i występuje w Kalifornii, wzdłuż Morza Śródziemnego i wzdłuż południowego wybrzeża Australii (ryc. 20.18). Roczne opady w tym biomie wahają się od 65 cm do 75 cm (25,6-29,5 cala), a większość deszczu pada zimą. Lata są bardzo suche, a wiele roślin chaparral jest w okresie letnim uśpionych. Roślinność chaparralna jest zdominowana przez krzewy i jest przystosowana do okresowych pożarów, a 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. Ogień jest naturalną częścią utrzymania tego biomu i często zagraża zamieszkiwaniu tego biomu przez ludzi w USA (rysunek 20.22).

    Umiarkowane łąki

    Murawy o umiarkowanym klimacie występują w środkowej Ameryce Północnej, gdzie znane są również jako prerie, oraz w Eurazji, gdzie znane są jako stepy (ryc. 20.18). Murawy o umiarkowanym klimacie charakteryzują się wyraźnymi rocznymi wahaniami temperatury z gorącymi latami i mroźnymi zimami. Roczne wahania temperatury powodują, że rośliny mają określone sezony wegetacyjne. Wzrost roślin jest możliwy, gdy temperatury są wystarczająco wysokie, aby utrzymać wzrost roślin, co ma miejsce wiosną, latem i jesienią.

    Roczne opady wahają się od 25,4 cm do 88,9 cm (10-35 cali). Łąki o umiarkowanym klimacie mają niewiele drzew, z wyjątkiem tych rosnących wzdłuż rzek lub strumieni. Dominująca roślinność składa się z traw. Stan bezdrzewny utrzymywany jest przez niskie opady, częste pożary i wypas (ryc. 20.23). Roślinność jest bardzo gęsta, a gleby żyzne, ponieważ podpowierzchnia gleby jest wypełniona korzeniami i kłączami (podziemne łodygi) tych traw. Korzenie i kłącza zakotwiczają rośliny w ziemi i uzupełniają materiał organiczny (humus) w glebie, gdy obumierają i gniją.

    Uderzenia pioruna mogą spowodować pożary, które są naturalnym zakłóceniem na użytkach zielonych strefy umiarkowanej. Wydaje się również, że wywołany piorunami reżim pożarów na łąkach w Ameryce Północnej został wzmocniony przez celowe spalanie przez ludzi. Gdy ogień zostanie stłumiony na użytkach zielonych o umiarkowanym klimacie, roślinność ostatecznie zamienia się w zarośla i gęste lasy. Często przywrócenie lub zarządzanie użytkami zielonymi strefy umiarkowanej wymaga stosowania kontrolowanych oparzeń w celu zahamowania wzrostu drzew i utrzymania traw.

    Lasy umiarkowane

    Lasy strefy umiarkowanej są najczęstszym biomem we wschodniej Ameryce Północnej, Europie Zachodniej, Azji Wschodniej, Chile i Nowej Zelandii (ryc. 20.18). Ten biom występuje w regionach o średnich szerokościach geograficznych. Temperatury wahają się od –30 o C do 30 o C (od –22 o F do 86 o F) i spadają do poniżej zera w skali roku. Te temperatury oznaczają, że lasy strefy umiarkowanej mają określone 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 cali).

    Dominującą rośliną w tym biomie są drzewa liściaste z mniejszą ilością wiecznie zielonych drzew iglastych. Drzewa liściaste tracą liście każdej jesieni i pozostają bezlistne zimą. W związku z tym podczas uśpionego okresu zimowego zachodzi niewielka ilość fotosyntezy. Każdej wiosny wraz ze wzrostem temperatury pojawiają się nowe liście. Z powodu okresu uśpienia pierwotna produktywność netto lasów strefy umiarkowanej jest mniejsza niż tropikalnych lasów deszczowych. Ponadto lasy strefy umiarkowanej wykazują znacznie mniejszą różnorodność gatunków drzew niż biomy tropikalnych lasów deszczowych.

    Drzewa w lasach umiarkowanych odcinają się i zacieniają znaczną część ziemi, jednak w tym biomie dociera do ziemi więcej światła słonecznego niż w tropikalnych lasach deszczowych, ponieważ drzewa w tropikalnych lasach deszczowych nie rosną tak wysokie, jak drzewa w tropikalnych lasach deszczowych. Gleby lasów umiarkowanych są bogate w nieorganiczne i organiczne składniki odżywcze w porównaniu z tropikalnymi lasami deszczowymi. Wynika to z grubej warstwy ściółki liściowej na dnie lasu i zmniejszonego wypłukiwania składników odżywczych przez opady deszczu. Gdy ta ściółka z liści rozkłada się, składniki odżywcze wracają do gleby. Ściółka z liści chroni również glebę przed erozją, izoluje glebę i zapewnia siedliska dla bezkręgowców i ich drapieżników (ryc. 20.24).

    Lasy borealne

    Las borealny, znany również jako tajga lub las iglasty, znajduje się mniej więcej między 50 a 60 stopni szerokości geograficznej północnej w większości Kanady, Alaski, Rosji i północnej Europy (ryc. 20.18). Lasy borealne występują również powyżej pewnej wysokości (i poniżej wysokich wzniesień, gdzie drzewa nie mogą rosnąć) w pasmach górskich na półkuli północnej. Ten biom ma mroźne, suche zimy i krótkie, chłodne, mokre lata. Roczne opady wynoszą od 40 cm do 100 cm (15,7-39 cali) i zwykle przybierają postać śniegu, z powodu niskich temperatur występuje niewielkie parowanie.

    Długie i mroźne zimy w lesie borealnym doprowadziły do ​​przewagi odpornych na zimno roślin szyszkowatych. Są to wiecznie zielone drzewa iglaste, takie jak sosny, świerki i jodły, które zachowują swoje igiełkowate liście przez cały rok. Drzewa zimozielone mogą na wiosnę fotosyntetyzować wcześniej niż drzewa liściaste, ponieważ do ogrzania liścia iglastego potrzeba mniej energii słonecznej niż liścia szerokiego. Drzewa zimozielone rosną szybciej niż drzewa liściaste w lesie borealnym. Ponadto gleby w obszarach lasów borealnych są zwykle kwaśne, z niewielką dostępną zawartością azotu. Liście są strukturą bogatą w azot, a drzewa liściaste muszą każdego roku wytwarzać nowy zestaw tych bogatych w azot struktur. Dlatego drzewa iglaste, które zatrzymują igły bogate w azot w środowisku ograniczającym azot, mogły mieć przewagę konkurencyjną nad szerokolistnymi drzewami liściastymi.

    Produktywność pierwotna netto lasów borealnych jest niższa niż lasów umiarkowanych i wilgotnych lasów tropikalnych. Biomasa nadziemna lasów borealnych jest wysoka, ponieważ te wolno rosnące gatunki drzew są długowieczne i z czasem gromadzą biomasę stojącą. Różnorodność gatunków jest mniejsza niż w lasach umiarkowanych i tropikalnych. W lasach borealnych brak jest warstwowej struktury lasu obserwowanej w tropikalnych lasach deszczowych lub, w mniejszym stopniu, w lasach umiarkowanych. Struktura lasu borealnego to często tylko warstwa drzew i warstwa gruntu. Gdy igły iglaste zostaną upuszczone, rozkładają się one wolniej niż szerokie liście, dlatego do gleby wraca mniej składników odżywczych, aby napędzać wzrost roślin (ryc. 20.25).

    Arktyczna tundra

    Arktyczna tundra leży na północ od subarktycznych lasów borealnych i znajduje się w arktycznych regionach półkuli północnej (ryc. 20.18). Tundra występuje również na wzniesieniach powyżej linii drzew w górach. Średnia temperatura zimą wynosi -34°C (-29,2°F), a latem 3°C-12°C (37°F -52°F). Rośliny w arktycznej tundrze mają krótki okres wegetacyjny, trwający około 50-60 dni. Jednak w tym czasie jest prawie 24 godziny światła dziennego, a wzrost roślin jest szybki. Roczne opady tundry arktycznej są niskie (15-25 cm lub 6-10 cali) przy niewielkiej rocznej zmienności opadów. I podobnie jak w lasach borealnych, z powodu niskich temperatur parowanie jest niewielkie.

    Rośliny w arktycznej tundrze są zazwyczaj nisko nad ziemią i obejmują niskie krzewy, trawy, porosty i małe rośliny kwitnące (ryc. 20.26). Występuje niewielka różnorodność gatunkowa, niska produktywność pierwotna netto i niska biomasa nadziemna. Gleby arktycznej tundry mogą pozostawać w stanie wiecznie zamarzniętym, określanym jako wieczna zmarzlina. Wieczna zmarzlina uniemożliwia korzeniom wnikanie głęboko w glebę i spowalnia rozkład materii organicznej, co hamuje uwalnianie składników odżywczych z materii organicznej. Topnienie wiecznej zmarzliny w krótkim lecie zapewnia wodę, która zwiększa produktywność, podczas gdy pozwalają na to temperatury i długie dni. W okresie wegetacji grunt tundry arktycznej może być całkowicie pokryty roślinami lub porostami.

    Koncepcje w działaniu

    Patrz na to Odkrywanie zadań: biomy film przedstawiający przegląd biomów. Aby dalej eksplorować, wybierz jeden z biomów z rozszerzonej listy odtwarzania: pustynia, sawanna, las umiarkowany, łąki umiarkowane, tropik, tundra.


    Zawartość

    W swoim naturalnym stanie chaparral charakteryzuje się rzadkimi pożarami, z naturalnymi przerwami na powrót pożarów od 30 do ponad stu lat. [3] Dojrzały chaparral (co najmniej 50 lat od czasu ostatniego pożaru) charakteryzuje się prawie nieprzeniknionymi, gęstymi zaroślami (z wyjątkiem bardziej otwartego chaparralu pustyni). Rośliny te są łatwopalne późnym latem i jesienią, kiedy warunki są charakterystycznie gorące i suche. Rosną jako zdrewniałe krzewy o grubych, skórzastych i często małych liściach, zawierają zielone liście przez cały rok (są wiecznie zielone) i są zazwyczaj odporne na suszę (z pewnymi wyjątkami [4] ). Po pierwszych deszczach po pożarze krajobraz zdominowany jest przez małe, kwitnące rośliny zielne, zwane „pożarnikami”, które zamierają wraz z letnim okresem suszy.

    Podobne zbiorowiska roślinne występują w czterech innych regionach klimatu śródziemnomorskiego na całym świecie, w tym w basenie Morza Śródziemnego (gdzie jest znany jako maquis), środkowe Chile (gdzie się nazywa Matorral), Południowoafrykańskiego Regionu Przylądkowego (znanego tam jako fynbos) oraz w Australii Zachodniej i Południowej (as kwongan). Według Kalifornijskiej Akademii Nauk śródziemnomorskie zarośla zawierają ponad 20 procent światowej różnorodności roślin. [5] Słowo chaparral jest zapożyczeniem z języka hiszpańskiego chaparro, czyli miejsce zarośli dębu, które samo pochodzi od baskijskiego słowa, txapar, który ma to samo znaczenie.

    Conservation International i inne organizacje zajmujące się ochroną przyrody uważają chaparral za gorący punkt bioróżnorodności [6] – biologiczną społeczność z dużą liczbą różnych gatunków – zagrożoną przez działalność człowieka.

    Kalifornijski ekoregion kaparral i lasy Edytuj

      :
      W przybrzeżnej południowej Kalifornii i północno-zachodnim wybrzeżu Baja California, a także na wszystkich Wyspach Normandzkich poza Kalifornią i Guadalupe Island (Meksyk). :
      W południowych i środkowych wybrzeżach sąsiadujących i śródlądowych regionów Kalifornii, w tym obejmujących niektóre z gór California Coast Ranges, poprzecznych zakresów i zachodnich zboczy północnych półwyspu. :
      W centralnym wnętrzu Kalifornia otacza Dolinę Centralną, obejmując podnóża i niższe zbocza północno-wschodnich pasm poprzecznych i zachodnich pasm Sierra Nevada.

    Biota Chaparral i leśna Edytuj

    Aby zapoznać się z licznymi indywidualnymi gatunkami roślin i zwierząt znalezionymi w ekoregionie California chaparral i woodlands, zobacz:

    Niektóre z roślin wskaźnikowych ekoregionu California Chaparral i woodlands obejmują:

    • Quercus gatunek – dęby:
      • Quercus agrifolia – wybrzeże żywy dąb
      • Quercus berberidifolia – peeling dąb
      • Quercus chrysolepis – kanion żywy dąb
      • Quercus douglasii – dąb niebieski
      • Quercus wislizeni – wnętrze żywego dębu
      • Artemisia californica – kalifornijska bylica kalifornijska, przybrzeżny pędzel szałwii
      • Arctostaphylos glauca – bigberry manzanita
      • Arctostaphylos manzanita – pospolita manzanita
      • Ceanothus cuneatus – grzebień
      • Ceanothus megacarpus – ceanothus wielkonóg
      • Rhus integrifolia – lemoniada jagodowa
      • Rhus ovata – krzak cukrowy
      • Eriogonum fasciculatum – gryka kalifornijska
      • Salvia mellifera – czarna szałwia

      Gleby chaparralne i skład składników odżywczych

      Chaparral charakterystycznie występuje na obszarach o stromej topografii i płytkich glebach kamienistych, podczas gdy przyległe obszary z glebami gliniastymi, nawet na stromych, są zwykle zasiedlane przez rośliny jednoroczne i trawy. Niektóre gatunki chaparral są przystosowane do gleb ubogich w składniki odżywcze wykształconych na serpentynach i innych skałach ultramaficznych, z wysokim stosunkiem magnezu i żelaza do wapnia i potasu, które są również ogólnie ubogie w niezbędne składniki odżywcze, takie jak azot.

      Kalifornijskie podrejony cismontane i transmontane chaparral Edytuj

      Inny system fitogeografii wykorzystuje dwa pododdziały kalifornijskich chaparral i lasów: cismontane chaparral i transmontane (pustynne) chaparral.

      Kalifornijskie cismontane chaparral Edytuj

      Cismontane chaparral („ta strona góry”) odnosi się do ekosystemu chaparral w śródziemnomorskich lasach, lasach i zaroślach w Kalifornii, rosnących na zachodnich (i przybrzeżnych) stronach dużych systemów górskich, takich jak zachodnie zbocza Sierra Nevada u podnóża Doliny San Joaquin, zachodnie zbocza zakresów półwyspu i zakresów wybrzeża Kalifornii oraz południowo-południowe zbocza zakresów poprzecznych w regionach Środkowego wybrzeża i południowej Kalifornii.

      Gatunki roślin cismontane chaparral Edytuj

      W środkowej i południowej Kalifornii chaparral stanowi siedlisko dominujące. Członkowie bioty chaparral pochodzącej z Kalifornii, z których wszystkie mają tendencję do szybkiego odrastania po pożarach, obejmują:

      • Adenostoma fasciculatum, chamise
      • Adenostoma sparsifolium, krwawodzioby
      • Arctostaphylos spp., manzanita
      • Ceanothus spp., ceanothus
      • Cercocarpus spp., mahoń górski
      • Cneoridium dumosum, krzak rue
      • Eriogonum fasciculatum, kasza gryczana kalifornijska
      • Garrya spp., krzak jedwabny z frędzlami
      • Hesperoyucca whipplei, juka
      • Heteromeles arbutifolia, toyon
      • Acmispon glaber, jelenie
      • Malosma laurina, sumak laurowy
      • Marah macrocarpus, dziki ogórek
      • Mimulus aurantiacus, krzew małpi
      • Pickeringia montanagroszek kaparralny
      • Prunus ilicifolia, islay lub ostrokrzew wiśniowy
      • Quercus berberidifolia, peeling dąb
      • Q. dumosa, peeling dąb
      • Q. wislizeni zm. frutescens
      • Rhamnus californica, kalifornijskie jagody kawowe
      • Rhus integrifolia, lemoniada jagoda
      • Rhus ovata, krzak cukrowy
      • Szałwia apiana, biała szałwia
      • Salvia mellifera, czarna szałwia
      • Ksylokok dwukolorowy, misja manzanita
      Cismontane chaparral gatunki ptaków Edytuj

      Złożona ekologia siedlisk chaparralnych obsługuje bardzo dużą liczbę gatunków zwierząt. Poniżej znajduje się krótka lista ptaków, które są integralną częścią ekosystemów cismontane chaparral.

      • Wrentit (Fasciata Chamaea)
      • thrasher z Kalifornii (Toxostoma redivivum)
      • Kalifornijskie towhee (Crissalis Melozone)
      • Łaciaty Twhee (Pipilo maculatus)
      • sójka kalifornijska (Apheloma californica)
      • Koliber Anny (Kalipta Anna)
      • strzyżyk Bewicka (Thryomanes bewickii)
      • busty (Psaltriparus minimus)
      • Koliber Costy (Calypte costae)
      • Większy biegacz (Geococcyx californianus)

      California transmontane (pustynna) chaparral Edytuj

      Chaparral transmontański lub pustynia chaparraltransmontanowski („po drugiej stronie góry”) chaparral—odnosi się do siedliska pustynnych zarośli i zbiorowiska roślinności chaparral rosnącej w cieniu deszczowym tych pasm. Transmontane chaparral charakteryzuje się suchym klimatem pustynnym, a nie siedliskami klimatu śródziemnomorskiego i jest również określany jako pustynny chaparral. [7] [8] Pustynne chaparral to regionalny podzbiór ekosystemu biomu pustyń i zarośli suchych, z niektórymi gatunkami roślin z ekoregionu California Chaparral i lasów. W przeciwieństwie do cismontane chaparral, który tworzy gęste, nieprzeniknione drzewostany, pustynny chaparral jest często otwarty, pokrywając jedynie około 50 procent powierzchni. [9] Pojedyncze krzewy mogą osiągać do 10 stóp (3,0 m) wysokości.

      Transmontane chaparral lub pustynny chaparral znajduje się na wschodnich zboczach głównych systemów łańcuchów górskich na zachodnich stronach pustyń Kalifornii. Systemy górskie obejmują południowo-wschodnie pasma poprzeczne (Góry San Bernardino i San Gabriel) na pustyni Mojave na północ i północny wschód od dorzecza Los Angeles i Inland Empire oraz północne zakresy półwyspu (San Jacinto, Santa Rosa i Laguna Mountains), które oddzielić Pustynię Kolorado (zachodnią Pustynię Sonora) od dolnego wybrzeża południowej Kalifornii. [9] Różni się od cismontane chaparral znajdującego się na przybrzeżnej stronie gór, gdzie występują większe opady zimowe. Naturalnie pustynne chaparral doświadcza mniej opadów zimowych niż cismontane chaparral. Rośliny w tym zbiorowisku charakteryzują się małymi, twardymi (sklerofilnymi) liśćmi zimozielonymi (nie liściastymi). Pustynny chaparral rośnie ponad kalifornijskimi pustynnymi zbiorowiskami kaktusów i poniżej lasu sosnowo-jałowca. Odróżnia się go od liściastych subalpejskich zarośli powyżej lasów pinyon-jałowiec po tej samej stronie pasma półwyspu.

      Ze względu na niższe roczne opady (powodujące wolniejsze tempo wzrostu roślin) w porównaniu z cismontane chaparral, pustynny chaparral jest bardziej podatny na utratę bioróżnorodności i inwazję nierodzimych chwastów i traw, jeśli zostanie zakłócony przez działalność człowieka i częste pożary.

      Transmontane dystrybucja chaparral Edytuj

      Transmontane (pustynia) chaparral zazwyczaj rośnie na niższych (3500-4500 stóp (1100-1400 m) elewacji) północnych zboczach południowych pasm poprzecznych (biegnących ze wschodu na zachód w hrabstwach San Bernardino i Los Angeles) oraz na niższych (2500- 3500 stóp (760-1070 m)) wschodnich zboczach półwyspu (działającego z południa na północ od dolnej Baja California do hrabstw Riverside i Orange oraz zakresów poprzecznych). [10] Można go również znaleźć na wyższych wysokościach na wyspach nieba we wnętrzu pustyń, takich jak górne góry Nowego Jorku w rezerwacie Mojave National Preserve na pustyni Mojave. [ wymagany cytat ]

      Kalifornijski chaparral transmontane (pustynny) znajduje się na pustyniach cieni deszczowych w następujących miejscach:

      Transmontane rośliny chaparral Edytuj
      • Adenostoma fasciculatum, chamise (niski krzew wspólny dla większości chaparral z kępami drobnych igiełek podobnych do liści lub fascykuły podobny wyglądem do przybrzeżnego Eriogonum fasciculatum)
      • Pustynia z agawy, pustynna agawa
      • Arctostaphylos glauca, bigberry manzanita (gładka czerwona kora z dużymi jadalnymi jagodami glauca oznacza niebiesko-zielony kolor liści)
      • Ceanothus greggii, ceanothus pustynny, liliowy kalifornijski (utrwalacz azotu, ma włos po obu stronach liści dla rozpraszania ciepła)
      • Cercocarpus ledifolius, mahoń górski o zwiniętych liściach, utrwalacz azotu, ważne źródło pożywienia dla pustynnych owiec bighorn
      • Dendromecon sztywny, krzak mak (zwolennik ognia z czterema żółtymi płatkami kwiatów)
      • Efedryna spp., herbaty mormońskie
      • Fremontodendron californicum, krzew flaneli kalifornijskiej (liście klapowane z delikatnym owłosieniem, wiosną pokryte żółtymi kwiatami)
      • Opuncja akantokarpa, buckhorn cholla (gałęzie przypominają poroże jelenia)
      • Opuncja echinocarpa, srebrna lub złota cholla (w zależności od koloru kolców)
      • Opuncja phaeacantha, opuncja pustynna (owoce są ważnym źródłem pożywienia dla zwierząt)
      • Purshia tridentata, trzmiel pospolity, gorzkie pędzel antylopy (rodzina Rosaceae)
      • Prunus fremontii, morela pustyni
      • Prunus fasciculata, migdałowiec pustynny (powszechnie zaatakowany przez gąsienice namiotowe) Malacosoma spp.)
      • Prunus ilicifolia, ostrokrzew liściasty wiśnia
      • Quercus cornelius-mulleri, dąb pustynny czy dąb Mullera
      • Rhus ovata, krzak cukrowy
      • Simmondsia chinensisjojoba
      • jukka schidigera, jukka z Mojave
      • Hesperoyucca whipplei (syn. Yucca whipplei), jukka podgórska – świeca naszego Pana.
      Transmontane chaparrale Edytuj

      Zwierzęta pokrywają się ze zwierzętami sąsiednich społeczności pustynnych i jałowcowych. [11]

      • Canis latrans, kojot
      • Ryś rufus, ryś rudy
      • Neotomia sp., pustynna paczka szczur
      • Odocoileus hemionus, jeleń mulak
      • Peromyscus truei, mysz pinyon
      • kolor puma, Lew górski
      • Stagmomantis californica, modliszka kalifornijska

      Chaparral to przybrzeżny biom z gorącymi, suchymi latami i łagodnymi, deszczowymi zimami. Obszar chaparral otrzymuje około 38-100 cm (15-39 cali) opadów rocznie. To sprawia, że ​​chaparral jest najbardziej podatny na ogień późnym latem i jesienią.

      Ekosystem chaparral jako całość jest przystosowany do regeneracji po naturalnie nieczęstych pożarach (pożary występujące w odstępie co najmniej 30 lat), w rzeczywistości regiony chaparral są znane kulturowo i historycznie ze swoich imponujących pożarów. (To powoduje konflikt z rozwojem ludzkim sąsiadującym z systemami chaparralnymi i rozszerzającymi się na nie.) Ponadto rdzenni Amerykanie palili chaparral w pobliżu wiosek na równinie przybrzeżnej, aby promować łąki na tekstylia i żywność. [12] Przed dużym pożarem typowe zbiorowiska roślinne chaparral są zdominowane przez manzanita, chamise Adenostoma fasciculatum oraz Ceanothus toyon (które czasami można przeplatać z zaroślami dębów) i inne odporne na suszę krzewy o twardych (twardolistnych) liściach, te rośliny wyrastają (patrz resprouter) z podziemnych pęczków po pożarze. [2]

      Rośliny długowieczne w banku nasion lub surowicze z indukowanym kiełkowaniem po pożarze obejmują rumianek, Ceanotus, i skrzypek. Niektóre chaparralne zbiorowiska roślinne mogą rosnąć tak gęsto i wysoko, że penetracja dla dużych zwierząt i ludzi staje się trudna, ale w podszycie mogą roić się od mniejszej fauny. Nasiona wielu gatunków roślin chaparral są stymulowane do kiełkowania przez jakiś sygnał ognia (ciepło lub chemikalia z dymu lub zwęglonego drewna). [2] W okresie krótko po pożarze w zbiorowiskach chaparral mogą występować rośliny zielne o liściach miękkich, pożary po jednorocznych polnych kwiatach i krótkożyjące byliny, które dominują w zbiorowisku przez pierwsze kilka lat – do czasu, gdy kiełki czeczotów i siewki gatunków krzewów chaparral dojrzała, gęsta opowieść. Nasiona roślin jednorocznych i krzewów leżą w stanie uśpienia, aż do następnego pożaru, który stworzy warunki potrzebne do kiełkowania.

      Kilka gatunków krzewów, takich jak Ceanothus wiążą azot, zwiększając dostępność związków azotowych w glebie. [13]

      Ze względu na gorące i suche warunki panujące latem i jesienią w Kalifornii, chaparral jest jedną z najbardziej podatnych na pożary zbiorowisk roślinnych w Ameryce Północnej. Niektóre pożary są powodowane przez pioruny, ale zwykle zdarzają się one w okresach dużej wilgotności i słabego wiatru i można je łatwo kontrolować. Prawie wszystkie bardzo duże pożary są spowodowane działalnością człowieka w okresach gorących, suchych wschodnich wiatrów Santa Ana. Te wywołane przez człowieka pożary są zwykle spowodowane awariami linii energetycznych, pożarami pojazdów i kolizjami, iskrami z maszyn, podpaleniami lub ogniskami.

      Zagrożony wysoką częstotliwością ognia Edytuj

      Mimo przystosowania się do nieczęstych pożarów, zbiorowiska roślinne chaparral mogą być eliminowane przez częste pożary. Wysoka częstotliwość pożarów (mniej niż dziesięć lat) spowoduje utratę obowiązkowych gatunków krzewów siewnych, takich jak: Manzanita spp. Ta wysoka częstotliwość uniemożliwia roślinom siewnym osiągnięcie rozmiaru reprodukcyjnego przed następnym pożarem, a społeczność przechodzi do dominacji kiełkującej. Jeśli pożary o wysokiej częstotliwości utrzymują się z upływem czasu, gatunki krzewów, które muszą się wskrzesić, można również wyeliminować, wyczerpując ich zapasy energii znajdujące się pod ziemią. Obecnie częste przypadkowe zapłony mogą przekształcić chaparral z rodzimych zarośli w nierodzime jednoroczne łąki i drastycznie zmniejszyć różnorodność gatunkową, szczególnie w czasie suszy spowodowanej zmianą klimatu. [14] [15]

      Debata o pożarze Edytuj

      Istnieją dwa założenia dotyczące kalifornijskich reżimów przeciwpożarowych, które wywołały znaczną debatę, a czasem zamieszanie i kontrowersje w dziedzinie ekologii pożarów i gospodarowania gruntami.

      1. Starsze drzewostany chaparral stają się „starzejące” lub „dekadenckie”, co sugeruje, że ogień jest konieczny, aby rośliny pozostały zdrowe [16]
      2. Polityka gaszenia pożarów pozwoliła na nienaturalną akumulację martwego chaparrala, tworząc wystarczającą ilość paliwa dla dużych pożarów. [17]

      Perspektywa, że ​​starszy chaparral jest niezdrowy lub nieproduktywny, mogła powstać w latach 40. XX wieku, kiedy przeprowadzono badania mierzące ilość paszy dostępnej dla populacji jeleni w drzewostanach chaparral. [18] Jednak według ostatnich badań kalifornijski chaparral jest niezwykle odporny na bardzo długie okresy bez pożaru [19] i nadal utrzymuje wzrost produktywności w warunkach przed pożarem. [20] [21] Nasiona wielu roślin chaparral w rzeczywistości wymagają 30 lat lub więcej nagromadzonej ściółki, zanim z powodzeniem wykiełkują (np. dąb zaroślowy, Quercus berberidifolia zabawka, Heteromeles arbutifolia i wiśnia ostrolistna, Prunus ilicifolia). Gdy odstępy między pożarami spadają poniżej 10 do 15 lat, wiele gatunków chaparral jest eliminowanych, a system jest zwykle zastępowany przez nierodzime, inwazyjne, zarośnięte chwastami użytki zielone. [22] [23] [24]

      Pomysł, że starszy chaparral jest odpowiedzialny za wywoływanie dużych pożarów, został pierwotnie zaproponowany w latach 80. XX wieku, porównując pożary w Baja California i południowej Kalifornii. Zasugerowano, że działania gaśnicze w południowej Kalifornii pozwoliły na zgromadzenie większej ilości paliwa, co z kolei doprowadziło do większych pożarów. [17] Jest to podobne do obserwacji, że tłumienie pożarów i inne spowodowane przez człowieka zakłócenia w suchych lasach sosnowych ponderosa na południowym zachodzie Stanów Zjednoczonych nienaturalnie zwiększają gęstość lasów. [25] Historycznie, pożary o mieszanej wadze prawdopodobnie płonęły w tych lasach co około dziesięć lat, [25] płonące rośliny podszyte, małe drzewa i powalone kłody z niską dotkliwością i łaty drzew na wysokim dotkliwości. [26] Jednak chaparral ma reżim pożaru korony, co oznacza, że ​​pożary pochłaniają prawie całą naziemną roślinność, ilekroć się palą, z historyczną częstotliwością 30 do 150 lat lub więcej. [3] Szczegółowa analiza historycznych danych dotyczących pożarów wykazała, że ​​działania gaśnicze były nieskuteczne w wykluczeniu pożaru z południowej Kalifornii, w przeciwieństwie do lasów sosnowych ponderosa. [19] Ponadto liczba pożarów rośnie wraz ze wzrostem liczby ludności i nasila je zmiana klimatu spowodowana przez człowieka. Wiek drzewostanu Chaparrala nie ma istotnej korelacji z jego skłonnością do palenia. [27]

      Duże pożary o dużej intensywności są częścią naturalnego reżimu pożarów w Kalifornii Chaparral. [28] Ekstremalne warunki pogodowe (niska wilgotność, wysoka temperatura, silne wiatry), susza i niska wilgotność paliwa są głównymi czynnikami decydującymi o wielkości pożaru chaparral.


      Obejrzyj wideo: Biomas - 1er año de Secundaria Colegio Lobachevski (Czerwiec 2022).


Uwagi:

  1. Mynogan

    To dla mnie nudne.

  2. Aden

    Gratuluję doskonałej odpowiedzi.

  3. Wethrleah

    Gratulacje, jakich słów potrzebujesz..., świetny pomysł

  4. Will

    Ważna i aktualna odpowiedź

  5. Dain

    Zgadzam się, niezwykłe zdanie



Napisać wiadomość