Nadmořská výška - Altitudinal zonation

Viz také: Seznam životních zón podle regionu

Nadmořská výška (nebo nadmořská výška[1]) v horských oblastech popisuje přirozené vrstvení ekosystémů, ke kterému dochází v odlišných nadmořských výškách v důsledku měnících se podmínek prostředí. Teplota, vlhkost vzduchu, půda složení a solární radiace jsou důležitými faktory při určování výškových zón, které následně podporují různé vegetace a druhy zvířat.[2][3] Nadmořskou zonaci nejprve předpokládal geograf Alexander von Humboldt kdo si všiml, že teplota klesá s rostoucí výškou.[4] Zonace se také vyskytuje v přílivové a mořské prostředí, stejně jako dále břehy a v mokřady. Vědec C. Hart Merriam zjistil, že změny vegetace a zvířat v nadmořských výškách se mapují na změny očekávané při zvýšené zeměpisné šířce v jeho pojetí životní zóny. Dnes představuje výšková zonace základní koncept v horský výzkum.

Faktory

Ohřev pevných látek, sluneční světlo a stín v různých výškových zónách (severní polokoule)[5]

Různé faktory prostředí určují hranice výškových zón na horách, od přímých účinků teploty a srážky k nepřímým charakteristikám samotné hory, jakož i biologickým interakcím druhu. Příčina zonace je složitá, kvůli mnoha možným interakcím a překrývajícím se druhovým rozsahům. Je zapotřebí pečlivé měření a statistické testy, které dokazují existenci diskrétních společenstev podél výškového gradientu, na rozdíl od nekorelovaných rozsahů druhů.[6]

Teplota

Klesající teplota vzduchu se obvykle shoduje s rostoucí nadmořskou výškou, což přímo ovlivňuje délku vegetačního období v různých nadmořských výškách.[2][7] U hor v pouštích omezují extrémně vysoké teploty také schopnost velkých opadavý nebo jehličnaté stromy, které rostou poblíž úpatí hor.[8] Rostliny mohou být navíc obzvláště citlivé na teploty půdy a mohou mít specifické výškové rozsahy, které podporují zdravý růst.[9]

Vlhkost vzduchu

Vlhkost určitých zón, včetně úrovní srážek, atmosférické vlhkosti a potenciálu pro evapotranspirace, se mění s nadmořskou výškou a je významným faktorem při určování výškové zonace.[3] Nejdůležitější proměnnou jsou srážky v různých nadmořských výškách.[10] Jak teplý, vlhký vzduch stoupá na návětrnou stranu hory, teplota vzduchu ochlazuje a ztrácí schopnost zadržovat vlhkost. Proto se očekává největší množství srážek ve středních nadmořských výškách, které mohou podporovat listnatý les rozvoj. Nad určitou výškou je stoupající vzduch příliš suchý a chladný, a tím odrazuje od růstu stromů.[9] Přestože srážky nemusí být pro některé hory významným faktorem, atmosférickou vlhkostí nebo vyprahlost mohou být důležitější klimatické tlaky, které ovlivňují výškové zóny.[11] Jak celková úroveň srážek, tak vlhkost ovlivňují také vlhkost půdy. Jedním z nejdůležitějších faktorů, které řídí spodní hranici Encinal nebo lesní úrovně, je poměr vypařování na vlhkost půdy.[12]

Složení půdy

Obsah živin v půdách v různých nadmořských výškách dále komplikuje vymezení výškových zón. Půdy s vyšším obsahem živin v důsledku vyšších rychlostí rozkladu nebo většího zvětrávání hornin lépe podporují větší stromy a vegetaci. Nadmořská výška lepších půd se liší podle konkrétní hory, která je studována. Například pro hory nalezené v regiony tropických deštných pralesů, nižší nadmořské výšky vykazují méně suchozemských druhů kvůli silné vrstvě mrtvé spadané listí pokrývající lesní podlahu.[3] V této zeměpisné šířce kyselější, humózní půdy existují ve vyšších nadmořských výškách v horský nebo subapline úrovně.[3] V jiném příkladu zvětrávání je brzděn nízkými teplotami ve vyšších nadmořských výškách v Skalnatá hora západních Spojených států, což má za následek tenké hrubé půdy.[13]

Biologické síly

Kromě fyzických sil mohou biologické síly také vytvářet zonaci. Například silný konkurent může přinutit slabší konkurenty do vyšších nebo nižších pozic na výškovém gradientu.[14] Důležitost konkurence je obtížné posoudit bez experimentů, které jsou drahé a jejich dokončení často trvá mnoho let. Existuje však hromadící se důkaz, že konkurenčně dominantní rostliny mohou využít preferovaná místa (teplejší místa nebo hlubší půdy).[15][16] Zonaci mohou ovlivnit dva další biologické faktory: pastva a vzájemnost. Relativní význam těchto faktorů je také obtížné posoudit, ale hojnost pasoucích se zvířat a hojnost mykorhizní sdružení naznačuje, že tyto prvky mohou významným způsobem ovlivnit distribuci rostlin.[17]

Solární radiace

Světlo je dalším významným faktorem v růstu stromů a dalších fotosyntetický vegetace. Zemská atmosféra je naplněna vodní párou, částicemi a plyny, které filtrují záření přicházející ze slunce, než se dostanou na zemský povrch.[18] Proto vrcholy hor a vyšších nadmořských výšek přijímají mnohem intenzivnější záření než bazální pláně. Spolu s očekávaným suchý podmínky ve vyšších nadmořských výškách mají keře a trávy tendenci vzkvétat díky svým malým listům a rozsáhlým kořenovým systémům.[19] Vysoké nadmořské výšky však také mívají častější oblačnost, což kompenzuje část záření o vysoké intenzitě.

Massenerhebungův efekt

Při předpovídání výškových zonačních vzorů je třeba vzít v úvahu také fyzikální vlastnosti a relativní polohu samotné hory.[3] The Massenerhebungův efekt popisuje variace ve stromové linii na základě velikosti a polohy hory. Tento efekt předpovídá, že zonace deštných lesů v nižších horách může odrážet zonaci očekávanou ve vysokých horách, ale pásy se vyskytují v nižších nadmořských výškách.[3] Podobný účinek se projevuje v Pohoří Santa Catalina Arizony, kde bazální nadmořská výška a celková nadmořská výška ovlivňují elevaci vertikálních pásem vegetace.[12]

Další faktory

Kromě výše popsaných faktorů existuje řada dalších vlastností, které mohou zmást předpovědi výškových zón. Patří mezi ně: frekvence rušení (například oheň nebo monzuny), rychlost větru, druh horniny, topografie, blízkost potoků nebo řek, historie tektonické činnosti a zeměpisná šířka.[2][3]

Úrovně nadmořské výšky

Nadmořská výška v Alpách

Výškové modely zonace jsou komplikovány faktory diskutovanými výše, a proto relativní výšky, které každá zóna začíná a končí, nejsou vázány na konkrétní výšku.[20] Je však možné rozdělit výškový gradient do pěti hlavních zón používaných ekology pod různými názvy. V některých případech tyto úrovně na sebe navazují s poklesem nadmořské výšky, kterému se říká vegetační inverze.

Výšková zonace Grand Tetonu v skalnaté hory (všimněte si změny vegetace, jak se zvyšuje nadmořská výška)
  • Nival úroveň (ledovce):[21] Po většinu roku pokryté sněhem. Vegetace je extrémně omezena pouze na několik druhů, kterým se daří na křemičitých půdách.[7][20]
  • Alpská úroveň:[7][20] Zóna, která se táhne mezi hranicí stromu a hranicí sněhu. Tato zóna se dále člení na sub-Nival a Treeless Alpine (v tropech-tierra fria; low-alpine)
    • Sub-nival:[20] Nejvyšší zóna, kterou vegetace obvykle existuje. Tato oblast je formována častými mrazy, které omezují rozsáhlou kolonizaci rostlin. Vegetace je nerovnoměrná a omezuje se pouze na nejpříznivější místa chráněná před silným větrem, který tuto oblast často charakterizuje. Velká část tohoto regionu je nerovnoměrná louka, ostřice a spěchají vřesoviště typická pro arktické zóny. Po část roku se v této oblasti vyskytuje sníh.
    • Bezleský alpský (nízkoalpský): Vyznačuje se uzavřeným vegetačním kobercem, který zahrnuje alpské louky, keře a sporadické zakrslé stromy. Kvůli úplnému pokryvu vegetace má mráz na tuto oblast menší vliv, ale kvůli stálým teplotám pod bodem mrazu je růst stromů výrazně omezen.
  • Montane úroveň:[7][22] Rozkládá se od lesů střední nadmořské výšky až k hranici lesa. Přesná úroveň stromové linie se liší podle místního podnebí, ale typicky se stromová linie nachází tam, kde průměrné měsíční teploty půdy nikdy nepřesahují 10,0 stupňů C a průměrné roční teploty půdy jsou kolem 6,7 stupňů C. V tropech je tato oblast typická horský deštný prales (nad 3 000 ft), zatímco ve vyšších zeměpisných šířkách jehličnaté lesy často dominují.
  • Nížinná vrstva:[4][23] Tato nejnižší část hor se v podnebí výrazně liší a je označována širokou škálou jmen v závislosti na okolní krajině. Kolínové zóny se nacházejí v tropických oblastech a oblasti Encinal a pouštní pastviny se nacházejí v pouštních oblastech.
    • Colline (tropy):[3] Vyznačuje se listnatými lesy v oceánských nebo mírně kontinentálních oblastech a vyznačuje se travními porosty ve více kontinentálních oblastech. Rozkládá se od hladiny moře do zhruba 3000 stop (zhruba 900 m). Vegetace je bohatá a hustá. Tato zóna je typickou základní vrstvou tropických oblastí.
    • Encinal (pouště):[12] Vyznačuje se otevřeným evergreen dubové lesy a nejčastější v pouštních oblastech. Omezení odpařování a regulace vlhkosti půdy, kterému se může v prostředí enginů dařit. Pouštní pastviny leží pod zónami zón. Velmi běžně se vyskytuje v jihozápadních Spojených státech.
    • Pouštní louky a pastviny:[12] Zóny trávníků, které se vyznačují různou hustotou nízko položené vegetace, nemohou kvůli extrémní suchosti podporovat stromy. Některé pouštní oblasti však mohou podporovat stromy na úpatí hor, a proto se v těchto oblastech nevytvoří odlišné zóny pastvin.

Podrobný rozpis charakteristik výškových zón nalezených v různých horách viz Seznam životních zón podle regionu.

Treeline

Hlavní článek: Treeline

Nejrozhodnější biogeografickou a klimatickou hranicí podél výškových gradientů je klimatická vysokohorská treeline. Treeline odděluje horský z alpské pásmo a označuje potenciál pro růst stromů, bez ohledu na to, zda jsou nebo nejsou přítomny.[24] Takže když byly stromy vykáceny nebo spáleny, a tudíž chybí na treeline, je stále na místě, jak je definováno izotermou treeline.[25] Na hranici stromu je růst stromů často řídký, zakrnělý a deformovaný větrem a chladem krummholz (Německy „křivé dřevo“).[26] Stromová čára se často jeví dobře definovaná, ale může jít o pozvolnější přechod. Stromy rostou kratší a často s nižší hustotou, když se blíží k hranici stromu, nad kterou přestávají existovat.[27]

Zonace zvířat

Zvířata také vykazují zonální vzory ve shodě s výše popsanými vegetačními zónami.[7] Bezobratlí jsou jasněji definováni do zón, protože jsou obvykle méně mobilní než druhy obratlovců. Zvířata obratlovců se často rozprostírají napříč výškovými pásmy podle ročních období a dostupnosti potravy. Typicky se rozmanitost a početnost živočišných druhů snižuje v závislosti na nadmořské výšce nad horskou zónou kvůli drsnějším podmínkám prostředí ve vyšších nadmořských výškách. Méně studií zkoumalo zonaci zvířat s nadmořskou výškou, protože tato korelace je méně definována než vegetační pásma kvůli zvýšené mobilitě živočišných druhů.[7]

Územní plánování a lidské využití

Variabilita přírodního i lidského prostředí znesnadnila konstrukci univerzálních modelů pro vysvětlení lidská kultivace v nadmořských výškách. U zavedenějších silnic se však most mezi různými kulturami začal zmenšovat.[28] Horská prostředí se stala přístupnější a k šíření nápadů, technologií a zboží dochází častěji. Nicméně, výšková zonace zajišťuje zemědělskou specializaci a rostoucí populaci degradace životního prostředí.

Zemědělství

Vyrostly nadmořské výšky v Andách a odpovídající společenství zemědělství a chovu hospodářských zvířat

Lidské populace vyvinuly strategie zemědělské produkce, aby využívaly různé charakteristiky výškových zón. Nadmořská výška, klima a úrodnost půdy stanoví horní limity pro typy plodin, které se mohou nacházet v každé zóně. Populace s bydlištěm v Andy Horská oblast Jižní Ameriky využila výhod různých výškových prostředí k pěstování široké škály různých plodin.[11] V horských komunitách byly přijaty dva různé typy adaptivních strategií.[29]

  • Zobecněná strategie - využívá řadu microniches nebo ekozóny na několika úrovních
  • Specializovaná strategie - zaměřuje se na jednu zónu a specializuje se na zemědělské činnosti vhodné pro tuto nadmořskou výšku a rozvíjí propracované obchodní vztahy s vnějšími populacemi

Díky lepšímu přístupu k novým zemědělským technikám populace přijímají specializovanější strategie a odklánějí se od obecných strategií. Mnoho zemědělských komunit se nyní rozhodlo obchodovat s komunitami v různých nadmořských výškách, místo aby pěstovaly každý zdroj samostatně, protože je levnější a snazší specializovat se v jejich výškové zóně.[28]

Zhoršení životního prostředí

Populační růst vede k degradaci prostředí v nadmořských výškách odlesňování a nadměrná pastva. Zvýšení dostupnosti horských oblastí umožňuje více lidem cestovat mezi oblastmi a povzbuzuje skupiny k rozšíření komerčního využívání půdy. Kromě toho nová vazba mezi horskými a nížinnými populacemi díky lepšímu přístupu na silnici přispěla ke zhoršení zhoršování životního prostředí.[28]

Debata o kontinuu versus zonaci

Ne všechna horská prostředí vykazují náhlé změny v nadmořských výškách. I když méně častá, některá tropická prostředí vykazují pomalou kontinuální změnu vegetace nad výškovým gradientem, a proto netvoří odlišné vegetační zóny.[30]

Viz také

Příklady

Reference

  1. ^ McVicar & Körner 2013
  2. ^ A b C Daubenmire 1943
  3. ^ A b C d E F G h Frahm & Gradstein 1991
  4. ^ A b Salter a kol. 2005
  5. ^ Fukarek a kol. 1982
  6. ^ Shipley a Keddy 1987
  7. ^ A b C d E F Nagy & Grabherr 2009
  8. ^ Daubenmire 1943, str. 345–349
  9. ^ A b Nagy & Grabherr 2009, str. 30–35
  10. ^ Daubenmire 1943, str. 349–352
  11. ^ A b Stadel 1990
  12. ^ A b C d Shreve 1922
  13. ^ Daubenmire 1943, str. 355
  14. ^ Keddy 2001, str. 552
  15. ^ Goldberg 1982
  16. ^ Wilson 1993
  17. ^ Keddy 2007, str. 666
  18. ^ Daubenmire 1943, str. 345
  19. ^ Nagy & Grabherr 2009, str. 31
  20. ^ A b C d Troll 1973
  21. ^ Pauli, Gottfried & Grabherr 1999
  22. ^ Tang & Ohsawa 1997
  23. ^ Pulgar Vidal 1941, str. 145–161
  24. ^ Körner 2012
  25. ^ Paulsen & Körner 2014
  26. ^ Zwinger a Willard 1996, str. 58
  27. ^ Zwinger a Willard 1996, str. 55
  28. ^ A b C Allan 1986
  29. ^ Rhoades & Thompson 1975
  30. ^ Konopí 2006

Zdroje

  • Allan, Nigel (srpen 1986). „Přístupnost a výškové modely zón hor“. Horský výzkum a vývoj. 6 (3): 185–194. doi:10.2307/3673384. JSTOR  3673384.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Daubenmire, R.F. (Červen 1943). "Vegetační zóna ve Skalistých horách". Botanická recenze. 9 (6): 325–393. doi:10.1007 / BF02872481.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Frahm, Jan-Peter; Gradstein, S. Rob. (Listopad 1991). „Nadmořská výška tropických deštných lesů používající mechorosty“. Časopis biogeografie. 18 (6): 669–678. doi:10.2307/2845548. JSTOR  2845548.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Fukarek, F; Hempel, I; Hûbel, G; Sukkov, R; Schuster, M (1982). Flóra Země (v Rusku). 2. Moskva: Mir. p. 261.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Goldberg, D.E. (1982). „Distribuce vždyzelených a listnatých stromů vzhledem k typu půdy: příklad ze Sierra Madre v Mexiku a obecný model“. Ekologie. 63 (4): 942–951. doi:10.2307/1937234. JSTOR  1937234.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Hemp, Andreas (květen 2006). „Kontinuum nebo zonace? Nadmořské výškové přechody v lesní vegetaci hory Kilimandžáro“. Ekologie rostlin. 184 (1): 27. doi:10.1007 / s11258-005-9049-4.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Konopí, Andreas (2006a). „Banánové lesy Kilimandžára. Biodiverzita a ochrana agrolesnického systému domovských zahrad Chagga“. Biodiverzita a ochrana. 15 (4): 1193–1217. doi:10.1007 / s10531-004-8230-8.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Keddy, P.A. (2001). Soutěž (2. vyd.). Dordrecht: Kluwer.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Keddy, P.A. (2007). Rostliny a vegetace: původy, procesy, důsledky. Cambridge, Velká Británie: Cambridge University Press.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Körner, C (2012). Alpské treelines. Basilej: Springer.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • McVicar, TR; Körner, C (2013). „O použití nadmořské výšky, nadmořské výšky a výšky v ekologické a klimatologické literatuře“. Ekologie. 171 (2): 335–337. Bibcode:2013Ocol.171..335M. doi:10.1007 / s00442-012-2416-7. PMID  22903540.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Nagy, Laszlo; Grabherr, Georg (2009). Biologie alpských stanovišť: Biologie stanovišť. New York: Oxford University Press. str. 28–50. ISBN  978-0-19-856703-5.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Pauli, H .; Gottfried, M .; Grabherr, G. (1999). „Cévní distribuční vzorce rostlin na nízkoteplotních mezích života rostlin - alpský-nivní ekoton Mount Schrankogel (Tyrol, Rakousko)“. Phytocoenologia. 29 (3): 297–325. doi:10.1127 / phyto / 29/1999/297.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Paulsen, J; Körner, C (2014). „Klimatický model k předpovídání potenciální polohy treeline po celém světě“. Alpská botanika. 124: 1–12.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Pulgar Vidal, Javier (1979). Geografía del Perú; Přírodní oblasti Las Ocho Naturales del Perú. Lima: Upravit. Universo S.A.CS1 maint: ref = harv (odkaz), poznámka: 1. vydání (disertační práce z roku 1940); Las ocho regiones naturales del Perú„Boletín del Museo de Historia Natural„ Javier Prado “, n ° especial, Lima, 1941, 17, s. 145–161.
  • Rhoades, R.E .; Thompson, S.I. (1975). „Adaptivní strategie v alpském prostředí: Za ekologickým partikularismem“. Americký etnolog. 2 (3): 535–551. doi:10.1525 / ae.1975.2.3.02a00110.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Salter, Christopher; Hobbs, Joseph; Wheeler, Jesse; Kostbade, J. Trenton (2005). Essentials of World Regional Geography 2nd Edition. New York: Harcourt Brace. 464–465.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Shipley, B .; Keddy, P.A. (1987). „Individualistické pojmy a koncepty komunitních jednotek jako padělané hypotézy“. Vegetace. 69: 47–55. doi:10.1007 / BF00038686.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Shreve, Forrest (říjen 1922). „Podmínky nepřímo ovlivňující vertikální rozložení na pouštních horách“ (PDF). Ekologie. 3 (4): 269–274. doi:10.2307/1929428. JSTOR  1929428. Citováno 2010-05-06.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Stadel, Christoph (říjen 1990). Tom L. Martinson (ed.). „Nadmořské výšky v tropických Andách: jejich ekologie a využití člověkem“. Ročenka. Konference latinskoamerických geografů. Auburn, Alabama. 17/18: 45–60. JSTOR  25765738.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Tang, C. Q .; Ohsawa, M. (1997). "Zonální přechod stálezelených, listnatých a jehličnatých lesů podél nadmořského gradientu na vlhké subtropické hoře, hora Emei, S'-čchuan, Čína". Ekologie rostlin. 133 (1): 63–78. doi:10.1023 / A: 1009729027521.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Trolle, Carle (1973). „Vysokohorské pásy mezi polárními čepicemi a rovníkem: jejich definice a dolní mez“. Arktický a alpský výzkum. 5 (3): A19 – A27. JSTOR  1550149.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Wilson, S.D. (1993). "Konkurence a dostupnost zdrojů na vřesovištích a pastvinách v zasněžených horách Austrálie". Journal of Ecology. 81 (3): 445–451. doi:10.2307/2261523. JSTOR  2261523.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
  • Zwinger, A .; Willard, B. E. (1996). Land Above the Trees: A Guide to American Alpine Tundra. Big Earth Publishing. ISBN  978-1-55566-171-7.CS1 maint: ref = harv (odkaz)