BIOMY: CHARAKTERISTIKY A TYPY - BIOLÓGIE

BIOME sú ekologické oblasti predstavovalo globálnej ekosystém prechovávania flóru a faunu sa štrukturálnymi vlastnosťami a podobné funkčné. Dostávajú názvy narážajúce na svoj dominantný typ vegetácie: tropické dažďové pralesy, mierne listnaté lesy, stredomorské chaparraly atď.

Vo vzostupnom poradí sú úrovňou organizácie živých bytostí bunka, organizmus, populácia, spoločenstvo, ekosystém, krajina, biome a biosféra. Biomy sú preto najobsiahlejšou kategóriou, v ktorej ekológovia a biogeografovia rozdeľujú život na Zemi.

Zdroj: pixabay.com

Biomy sú definované na základe fyziognomie vegetácie, pričom sa nezohľadňuje taxonomická identita organizmov. Rovnaký typ biomu je možné nájsť na kontinentoch s rôznou flórou.

Koncept biomu predpokladá, že životné prostredie pôsobí tak v evolučnom čase prostredníctvom prirodzeného výberu, ako aj v ekologickom čase filtrovaním druhov, aby sa vytvoril globálny model distribúcie prirodzenej vegetácie.

Biologické prístupy umožňujú formulovať stratégie ochrany biodiverzity a študovať zmenu podnebia.

Pozadie

V roku 1874 Augustin de Candolle navrhol päť latenčných vegetačných zón na základe teploty. V roku 1888 Hermann Wagner a Emil von Sydow rozpoznali desať druhov vegetácie, napríklad tundru a púšť, ktoré sa v súčasnosti považujú za biomy. V roku 1900 Wladimir Köppen klasifikoval podnebie planéty na základe vegetácie.

V roku 1892 C. Hart Merriam sformuloval koncept životnej zóny, predchodcu biomu, pretože predstavoval rozsiahly vzťah medzi biotou a podnebím.

V roku 1916 Frederic Clements razil termín biome ako synonymum pre biotické spoločenstvo. V roku 1935 Arthur Tansley razil termín ekosystém pre súčet biotickej komunity a jej fyzického prostredia.

V roku 1939 F. Clements a Victor Shelford definovali biomy na základe vegetácie ich vyvrcholenia a odkazovali na ne v geografických mierkach väčších ako ekosystémy.

V roku 1947 Leslie Holdridge vytvoril systém na rozlíšenie životných zón. V roku 1948 C. Warren Thornthwaite vyvinul alternatívnu klasifikáciu klímy ako Köppenova.

V roku 1970 Robert Whittaker pridal klimatickú dimenziu do koncepcie biomy. V roku 1975 Heinrich Walter použil špeciálny typ grafu, ktorý nazval klimatický diagram na klasifikáciu a charakterizáciu biomérov planéty.

Klimatický systém Köppen

Geografické rozšírenie vegetácie, ktoré navrhol A. de Candolle, slúžilo W. Köppenovi ako objektívny základ na klasifikáciu typov podnebia a na prípravu prvých klimatických máp. Köppen definoval päť hlavných typov počasia označených písmenami:

1 - A. Vlhké tropické: každý mesiac s priemernou teplotou nad 18 ° C; ročné zrážky nad 1500 mm. Rozdelené na Af (tropický daždivý), Am (tropický monzún) a Aw (tropický suchý alebo savana).

2 - B. Suché: evapotranspirácia vyššia ako ročné zrážky. Rozdelené na BW (vyprahnutá, pravá púšť) a BS (polo vyprahnutá, step).

3 - C. Vlhký mierny, s miernymi zimami: najchladnejší mesiac s priemernou teplotou pod 18 ° C a nad -3 ° C; najteplejší mesiac s priemernou teplotou nad 10 ° C Rozdelené na Cfa (vlhké subtropické), Cs (Stredozemné more) a Cfb (námorné).

4 - D. Vlhký mierny, s extrémnymi zimami: teplejší mesiac s priemernou teplotou nad 10 ° C; najchladnejší mesiac s priemernou teplotou pod -3 ° C Rozdeľuje sa na Dw (so suchými zimami), Ds (so suchými letami) a Df (s mokrými zimami a letami).

5- E. Polárny: s nízkymi teplotami po celý rok; priemerná teplota najmenej za studena menej ako 10 ° C Rozdelené na ET (polárna tundra) a EF (ľadovce).

Thornthwaite Klimatická klasifikácia

Pôvodný systém Köppen je naďalej najpoužívanejší, napriek tomu, že boli navrhnuté mnohé úpravy, ako napríklad Trewartha (1968) a nové klimatické klasifikácie, medzi ktorými vyniká Thornthwaite.

Rovnaké množstvo zrážok vytvára púšte v Afrike a nádherné lesy v Škandinávii. Z tohto dôvodu Thornthwaite vyvinul koncept potenciálnej evapotranspirácie (EP), ktorý má veľký význam v ekofyziológii rastlín, aby sa študovali interakcie medzi zrážkami a teplotou namiesto oboch premenných osobitne.

Thornthwaite navrhol klasifikáciu podnebia, ktorá sa kvôli svojej komplexnosti používa zriedka a vytvorila málo máp. Na základe EP tento autor vykonal trochu ťažkopádne výpočty rôznych ukazovateľov (suchosť, vlhkosť, tepelná účinnosť, sezónnosť), ktoré produkovali druh kaleidoskopu s viac ako 800 typmi podnebia.

Holdridge Life Zone System

Klasifikujte vzťah medzi klímou a vegetáciou. Široko používaný vďaka svojej empirickej jednoduchosti. Umožňuje určiť životnú zónu lokality na základe logaritmov jej bioteploty (BT) a zrážok (P).

Predpokladá sa, že: 1) na celom svete sa rastlinné formácie vyvrcholenia líšia v ekologicky ekvivalentných fyziognomických typoch; 2) klíma určuje geografické limity týchto útvarov, ktoré sa nazývajú zóny života.

BT závisí od zemepisnej šírky a dĺžky a je súčtom pozitívnych mesačných teplôt delených 12. P je kvantifikovaný v milimetroch. Na základe BT sa počíta potenciálna evapotranspirácia (EP).

Potenciálny pomer evapotranspirácie (EPP) sa vypočíta ako EPP = EP / P. EPP a vymedzuje deväť provincií (H) s vlhkosťou.

30 životných zón je znázornených ako šesťuholníkové bunky v trojuholníkovom grafe, ktorých strany majú stupnice zodpovedajúce P, EPP a H. Na pravej a ľavej strane sú znázornené vertikálne stupnice zodpovedajúce šiestim zemepisným šírkam a šiestim výškovým podlažiam.

V grafe sú gradácie životnej zóny: P, dažďový prales k dažďovej tundre; EPP, púšť do suchej tundry; H, púšť do dažďového pralesa; horná, suchá tundra až pluviálna tundra.

Whittaker Biomes

Na základe charakteristík vegetácie definoval Whittaker deväť typov biomov:

- Tropický prales

- Sezónny dažďový prales / savana

- Subtropická púšť

- riedky / kríkový les

- Mierny dažďový prales

- mierny sezónny les;

- Mierne trávne porasty / púšte

- Studený boreálny les

- Tundra.

Whittaker ilustroval oblasti, ktoré zaberajú biomy, na dvojrozmernom grafe, ktorého horizontálna os predstavuje priemernú ročnú teplotu (° C) a vertikálna os predstavuje priemerné ročné zrážky (cm). Táto minimalistická grafika zdôrazňuje približné klimatické hranice medzi biomami.

V grafe Whittaker je veľká väčšina lokalít na planéte v trojuholníkovej oblasti, ktorej vrcholy zodpovedajú teplému / vlhkému (tropický dažďový prales), horúcemu / suchému (subtropická púšť) a studenému / suchému (tundra) podnebiu.

Trojuholníková oblasť grafu, ktorá by zodpovedala miernym / studeným a daždivým / veľmi dažďovým podnebám, sa javí prázdna. Dôvodom je skutočnosť, že studené regióny s veľmi veľkými ročnými zrážkami sú zriedkavé alebo vôbec neexistujú. Je to tak preto, že sa voda pri nízkych teplotách neodparuje ľahko a studený vzduch zadržiava veľmi málo pary.

Walterove zonobiómy

Na rozdiel od Whittakera, Walter najskôr definoval podnebie. Potom si vybral hranice medzi klimatickými zónami tak, že ich porovnal s typmi vegetácie (zonobiómy), ktoré sú ekvivalentné s biotami Whittaker.

Walter použil klimatické diagramy, v ktorých sú mesačné teploty (T) a zrážky (P) na tom istom grafe znázornené zvislými stupnicami upravenými tak, aby ukazovali vlhké a suché obdobia. Ak je P nad T, neexistuje žiadny deficit vody a rast rastlín je obmedzený iba T. Ak je P pod T, deficit vody obmedzuje uvedený rast.

Walterove zonobiómy sú: I) rovníkový vždyzelený les; II) tropický listnatý les; III) subtropická púšť; IV) stredomorská chaparral; V) mierny vždyzelený les; VI) mierny listnatý les; VII) mierne trávne porasty a stepi; VIII) studený boreálny les; IX) tundra.

Tieto zonobiómy sa vyznačujú: I) P a T nie sú obmedzujúce; II) P je v zime obmedzujúci; III) P je obmedzený počas celého roka; IV) P je v lete obmedzený; V) T v zime krátko obmedzuje (<0 ° C); VI) T je v zime obmedzujúce; VII) P obmedzuje v lete a T v zime; VIII) T obmedzuje väčšinu roka; IX) T obmedzuje prakticky celý rok.

Typy biome

Whittakerova a Walterova klasifikácia biomérov do deviatich typov je najobecnejšia možná. V súčasnosti neexistuje všeobecný konsenzus o tom, koľko druhov biomy treba rozlišovať. Napríklad WWF (World Wildlife Fund = Svetový fond na ochranu prírody) rozlišuje 14, zatiaľ čo niektorí autori tvrdia, že ich je viac ako 20.

Ekologické a biogeografické charakteristiky rôznych typov suchozemského biomu uvedené nižšie sú obmedzené na Walterovu schému. Je potrebné poznamenať, že to predstavuje zjednodušenie.

Rovníkový vždyzelený les

Je distribuovaný v nížinách tropických oblastí Ameriky (10 ° S - 10 ° S) (povodie Amazonky a Orinoca, atlantické pobrežie Brazílie, Stredná Amerika), Afriky (od atlantického pobrežia po Kongo, Madagaskar), Ázia (Vietnam, Thajsko, Malajzia) a tichomorské ostrovy od Ázie po Austráliu (Indonézia, Filipíny, Nová Guinea, Queensland).

Podnebie sa vyznačuje ročnými zrážkami najmenej 2 000 mm, pričom každý mesiac presahuje 100 mm. Teplota je počas celého roka rovnomerná (> 18 ° C) a mení sa sezónne menej ako celý deň.

Aj keď sú pôdy často lateritické, a preto chudobné na živiny, vegetácia pozostáva z nepretržitého vrchlíka vždyzelených stromov dosahujúcich výšky 30–60 m. Pod korunou je niekoľko vrstiev tvorených menšími stromami a kríkmi. Lianas a epifytov oplývajú.

Napriek tomu, že zaberá iba 6% zemského povrchu, je to najproduktívnejší, najkomplexnejší a najrozmanitejší biom: je domovom polovice rastlinných a živočíšnych druhov planéty.

Tropický listnatý les

Pre mnohých súčasných autorov a, berúc do úvahy Walterov zmysel, sa tento biom skladá z dvoch zreteľne odlišných submateriem: tropický listnatý les a tropická savana.

Lesné útvary tohto biomu sa nachádzajú v nížinách mimo rovníkovej zóny (10 - 30 ° s. Š.) V Južnej Amerike, Afrike, Indii a Austrálii. Podnebie je teplé a vyznačuje sa sezónnymi zrážkami 900 - 1500 mm, s výraznými dažďovými a suchými obdobiami (napr. Monzúnové podnebie v Indii).

V prípade lesných útvarov pozostáva vegetácia z listnatých stromov, ktoré strácajú svoje listy v období sucha, s jednou alebo dvoma vrstvami pod vrchlíkom, ktorý je nespojitý.

Formácie tropického savany tohto biomu majú rovnaké rozšírenie ako tie zalesnené. V niektorých regiónoch, najmä v Ázii, sú tieto savany pravdepodobne odvodené od listnatých lesov degradovaných požiarom a pasením dobytka.

V týchto savanách vegetácia pozostáva z tráv s rozptýlenými stromami. V prípade Afriky sú domovom najrôznejších spoločenstiev bylinožravých a mäsožravých cicavcov na planéte.

Subtropická púšť

Je distribuovaný v juhozápadných Spojených štátoch, severnom Mexiku, Južnej Amerike (predovšetkým Peru, Čile a Argentíne), severnej Afrike (Sahara) a Austrálii (30–40 ° S a S). Spolu so studeným púštnym bioménom zaberá asi pätinu zemského povrchu.

Nazývajú sa horúce púšte, pretože teplota zriedka klesne pod 0 ° C. Zrážky sú nízke (často nižšie ako 250 mm za rok) a nepredvídateľné.

Vegetácia netvorí baldachýn a skladá sa hlavne z kríkov a nízkych stromov, často tŕnistých, zvyčajne s malými, vždyzelenými listami, oddelenými holým terénom.

Pôdy sú takmer úplne bez organických látok. Fauna, medzi ktorými je veľa plazov, pozostáva z malých druhov, ktoré sú behaviorálne a fyziologicky špecializované, aby odolali teplu a prežili nedostatok vody.

Stredomorská chaparral

Je distribuovaný v južnej Kalifornii, južnej Európe na severnej pologuli, v strednom Čile, v oblasti Cape (Južná Afrika) a juhozápadnej Austrálii na južnej pologuli (30–40 ° s. Š.).

Zimy sa vyznačujú miernymi teplotami a dažďom, zatiaľ čo letá sú suchom. Ročný úhrn zrážok nepresahuje 600 mm.

Vegetáciu tvoria husté kríky vysoké 1–3 metre, vždy zelené, s malými sklerofilnými listami odolnými voči vysušeniu a hlbokými koreňmi. V lete časté požiare spaľujú leteckú biomasu, čím bránia zakladaniu stromov. Kríky sa regenerujú po požiari a vytvárajú semená odolné voči ohňu.

Pôdy nie sú typické pre tento druh vegetácie. Na rozdiel od flóry má fauna málo endemických druhov.

Mierny vždyzelený les

Je distribuovaný v blízkosti pobrežia v severozápadnej Severnej Amerike, južnom Čile, Tasmánii a na Novom Zélande. Zaberá malé rozšírenia.

Podnebie sa vyznačuje miernymi zimami so silnými zrážkami a zamračenými letami. Počas celého roka prevládajú skôr nízke teploty, vždy však nad 0 ° C. Ročný úhrn zrážok presahuje 1 500 mm. Vegetáciu tvoria extrémne vysoké vždyzelené lesy.

V Severnej Amerike vynikajú dva ihličnany, jedľa Douglas (Pseudotsuga sp.) A sekvoje (Sequoia sempervirens), ktoré môžu byť vyššie ako 100 metrov. Na južnej pologuli je potrebné spomenúť listnaté stromy (Agathis, Eucalyptus, Nothofaugus) a ihličnany (Podocarpus).

Tieto lesy nie sú kvôli trvalej vlhkosti zasiahnuté ohňom. Rast stromov je pomalý, ale dosahujú veľkú veľkosť, pretože patria medzi najdlhšie žijúce bytosti na planéte.

Mierny listnatý les

Je distribuovaný hlavne všade tam, kde je dostatok vody na rast veľkých stromov. Z tohto dôvodu sa distribuuje do juhovýchodnej Kanady, východných Spojených štátov, Európy a východnej Ázie. Tento biom je na južnej pologuli nedostatočne rozvinutý, pretože vysoký pomer oceán / pevnina zmierňuje podnebie a zabraňuje zimným mrazom.

Na jeseň strácajú stromy svoje listy a na jar ich regenerujú. Dominantné druhy majú široké listy. Vegetácia zahŕňa kríky a bylinné rastliny na lesnom dne.

Pôdy obsahujú bohatú organickú hmotu. Ovocie a orechy nesú stromy, ktoré živia rozmanitú faunu vrátane veveričiek, jeleňov, diviakov a medveďov.

Mierne trávnaté porasty a stepi

Je distribuovaný v Severnej Amerike (Veľká povodie), Južnej Amerike (pampy), Európe (Ukrajina), Strednej Ázii (stepi, púšť Gobi) a Južnej Afrike (Veld), ktoré zaberajú kontinentálne nížiny (30 ° - 60 ° s. Š.). Geograficky a klimaticky sa vyskytuje medzi miernymi lesmi a púšťami.

Ročný úhrn zrážok je 300–850 mm. Ak je zrážka menšia (250 - 500 mm), biome sa nazýva studená púšť (Great Basin, Gobi). Zima je extrémna. Sezóna pestovania rastlín (T> 0 ° C) je 120 - 300 dní.

Existuje jedinečná vegetačná vrstva, ktorej dominujú trávy do 3 mv vlhkých prériách a do 0,2 m v studených púšťach. Požiare sú veľké koncom leta.

Z dôvodu zriedkavých zrážok a nízkych teplôt sa trosky rozkladajú pomaly. Pôdy sú hlboké, bohaté na organické látky a úrodné. Prírodné trávne porasty, ktoré kedysi zaberali 40% zemského povrchu, sa kvôli poľnohospodárstvu znížili na polovicu.

Tieto lúky sú domovom symbolických zvierat. V Severnej Amerike sú to bison, pronghorn, prérijný pes (svišť) alebo kojot. V Európe a Ázii sú to tarpan (divoký kôň), antilopa saiga a krtek.

Studený boreálny les

Často sa nazýva tajga. Zaberá široký šírkový pás so strednou šírkou 50 ° severnej Ameriky a 60 ° severnej Európy. Vo vysokých nadmorských výškach preniká do mierneho pásma. Napríklad sa tiahne od Kanady na juh pozdĺž Skalistých hôr a pokračuje do vyvýšených oblastí v celom Mexiku.

Na severe sa zistilo, že letá sú krátke (menej ako štyri mesiace s priemernou teplotou> 10 ° C; ročný priemer <5 ° C) a zimy sú dlhé a extrémne (až do –60 ° C). V miernych horách sa nachádza vo výškach, kde prevláda mráz. Ročný úhrn zrážok je 400 - 1 000 mm.

Vegetácii dominujú vždyzelené ihličnany (Picea a bias) vysoké 10 - 20 metrov. Baldachýn nie je príliš hustý, takže existuje aj krík, machy a lišajníky tolerantné voči kyslosti. Rozmanitosť je nízka.

Pôdy sú vďaka nízkemu vyparovaniu vlhké a vďaka nízkym teplotám sa rastlinné zvyšky pomaly rozkladajú a hromadia a vytvárajú rašeliniská. Taiga je jednou z najväčších rezervoárov organického uhlíka na planéte. Zhromažďovanie ihličnatých listov spôsobuje, že pôda je kyslá a málo úrodná.

tundra

Nachádza sa hlavne na severnej pologuli, severne od tajgy a južne od polárnej čiapky. Alpská tundra sa nachádza vo vysokých nadmorských výškach, tesne pod ľadovcami, v Severnej Amerike (Skalnaté hory), Južnej Amerike (Andy), Európe (Alpy) a na veľkej ploche v Ázii (tibetská plošina).

Podnebie je extrémnejšie (pod 0 ° C počas 7-10 mesiacov v roku) ako klíma v tajge. Ročný úhrn zrážok je menší alebo oveľa menší ako 600 mm. Väčšina pôdy je po celý rok zamrznutá (permafrost). Počas dlhých letných dní sa orná pôda (0,5 - 1 m) topí, čo umožňuje zrýchlený rast rastlín.

Vegetácia je bez stromov a pozostáva z trpasličích kríkov, tráv. Mechy a lišajníky sú významné. Primárna produktivita, rastlinná biomasa a biodiverzita sú nižšie ako v ostatných biomoch.

Medzi býložravými živočíchmi vynikajú lemovky, ktorým je karibu, pižmoň, Dallova ovca alebo arktický zajac. Medzi mäsožravé zvieratá vynikajú medvede hnedé, vlci a líšky polárne. Na tibetskej náhornej plošine vynikajú jaky (podobné kravám), argali (druh divej ovce) a leopard snežný.

Vodné biomy

Koncept biomy bol vyvinutý pre suchozemské ekosystémy na základe vegetačných charakteristík. Keďže im chýba vegetácia (prvovýrobcami sú prevažne jednobunkové riasy), vodné ekosystémy nemajú biomy v tom zmysle, že tento výraz je určený pre suchozemské ekosystémy.

Vodné ekosystémy zaberajú väčšiu plochu ako suchozemské a sú štrukturálne a biologicky veľmi rozmanité. Ich štúdium a ochrana si tiež vyžiadali ich zoskupenie do biomérov.

Vodné biomy sú definované na základe charakteristík, ako je ich zemepisná šírka, zrážky, vietor, blízkosť pobrežia, hĺbka, teplota, prietok vody, slanosť a koncentrácia kyslíka a živín.

Počet uznaných vodných biomérov sa líši. Najobecnejšia možná kategorizácia by zahrnovala rieky, jazerá, mokrade, ústia riek a oceány.

Podrobnejšie je možné rozlíšiť mangrovy, soľné nížiny, lentické spoločenstvá (jazerá a rybníky) / lotické (rieky a potoky), skalnaté / piesočnaté / bahnité morské pobrežia, koralové útesy, povrchové / morské pelagické hĺbky, platformu / hlboký morský bentos.

Referencie

Belda, M., Holtanová, E., Halenka, T., Kalvová, J. 2014. Revidovaná klasifikácia podnebia: od Köppen po Trewartha. Climate Research, 59, 1-13.
Bonan, G. 2016. Ekologická klimatológia: koncepcie a aplikácie. Cambridge, New York.
Brown, JH, Lomolino, MV 1998. Biogeografia. Sinauer, Sunderland.
Feddema, J. 2005. Revidovaná globálna klasifikácia klímy podľa typu Thornthwaite. Physical Geography, 26, 442 - 466.
Kottek, M., Grieser, J., Beck, C., Rudolf, B. Rubel, F. 2006. Aktualizovaná mapa sveta Köppen-Geigerovej klasifikácie klímy. Meteorologische Zeitschrift, 15, 259 - 263.
Longhurst, A. 1998. Ekologická geografia mora. Academic Press, San Diego.
Morin, PJ 1999. Ekológia spoločenstva. Wiley, Chichester.
Mucina, L. 2019. Biome: vývoj zásadného ekologického a biogeografického konceptu. New Phytologist, 222, 97-114.
Olson, DM, a kol. 2001. Pozemské ekoregióny sveta: nová mapa života na Zemi. BioScience, 51, 933-938.
Ricklefs, RE 2008. Ekonomika prírody. WH Freeman, New York.
Spalding, MD, a kol. 2007. Morské ekoregióny sveta: bioregionalizácia pobrežných a regálových oblastí. BioScience, 57, 573-583.
Tosi, JA Jr. 1964. Klimatické riadenie suchozemských ekosystémov: správa o modeli Holdridge. Economic Geography, 40, 173 - 181.
Walter, H. 1979. Vegetácia zeme a ekologické systémy geo-biosféry. Springer-Verlag, Berlín.
Whittaker, RH 1970. Komunity a ekosystémy. Macmillan, New York.
Woodward, SL 2009. Úvod do biomérov. Greenwood Press, Westport.

BIOMY: CHARAKTERISTIKY A TYPY - BIOLÓGIE - 2026