Altitudinal zonering - Altitudinal zonation

Höjdzonering (eller höjdzonering ) i bergsområden beskriver den naturliga skiktningen av ekosystem som uppstår vid distinkta höjder på grund av varierande miljöförhållanden. Temperatur , fuktighet , jordkomposition och solstrålning är viktiga faktorer för att bestämma höjdzoner, vilket följaktligen stöder olika vegetation och djurarter. Altitudinell zonering antogs först av geografen Alexander von Humboldt som märkte att temperaturen sjunker med ökande höjd. Zonering förekommer också i tidvatten- och marina miljöer , liksom på strandlinjer och i våtmarker . Forskaren C. Hart Merriam observerade att förändringar i vegetation och djur i höjdzoner kartlägger förändringar som förväntas med ökad latitud i hans koncept av livszoner . Idag representerar höjdzon ett kärnbegrepp inom bergsforskning .

Faktorer

Uppvärmning av fasta ämnen, solljus och skugga i olika höjdzoner (norra halvklotet)

En mängd olika miljöfaktorer bestämmer gränserna för höjdzoner som finns på bergen, allt från direkta effekter av temperatur och nederbörd till indirekta egenskaper hos själva berget, såväl som biologiska interaktioner mellan arten. Orsaken till zonering är komplex på grund av många möjliga interaktioner och överlappande artintervall. Noggranna mätningar och statistiska tester krävs för att bevisa förekomsten av diskreta samhällen längs en höjdgradient, i motsats till okorrelerade artintervall.

Temperatur

Minskande lufttemperatur sammanfaller vanligtvis med ökande höjd, vilket direkt påverkar växtsäsongens längd vid olika höjder av berget. För berg som ligger i öknar begränsar extrema höga temperaturer också möjligheten för stora lövträd eller barrträd att växa nära foten av bergen. Dessutom kan växter vara särskilt känsliga för marktemperaturer och kan ha specifika höjdintervall som stöder en sund tillväxt.

Fuktighet

Luftfuktigheten i vissa zoner, inklusive nederbördsnivåer, atmosfärisk luftfuktighet och potential för evapotranspiration , varierar med höjden och är en betydande faktor för att bestämma höjdzon. Den viktigaste variabeln är nederbörd på olika höjder. När varm, fuktig luft stiger upp på vindsidan av ett berg, svalnar lufttemperaturen och förlorar sin förmåga att hålla fukt. Således förväntas den största mängden nederbörd på mellanhöjder och kan stödja lövskogsutveckling . Över en viss höjd blir den stigande luften för torr och kall, och avskräcker således trädets tillväxt. Även om nederbörd kanske inte är en signifikant faktor för vissa berg, kan luftfuktighet eller torrhet vara viktigare klimatpåfrestningar som påverkar höjdzoner. Både övergripande nivåer av nederbörd och fuktighet påverkar också markfuktigheten. En av de viktigaste faktorerna som styr den nedre gränsen för Encinal- eller skogsnivån är förhållandet mellan avdunstning och markfuktighet.

Jordkomposition

Näringsinnehållet i jordar på olika höjder komplicerar gränsdragningen av höjdzoner ytterligare. Jord med högre näringsinnehåll, på grund av högre sönderdelningshastigheter eller större vittring av stenar, stöder bättre större träd och vegetation. Höjningen av bättre jordar varierar med det specifika berg som studeras. Till exempel, för berg som finns i de tropiska regnskogsområdena , uppvisar lägre höjder färre markarter på grund av det tjocka lagret av döda fallna löv som täcker skogsbotten. Vid denna latitud surare, humose jordar förekommer på högre höjder i fjällnära eller subalpina nivåer. I ett annat exempel försvåras vittringen av låga temperaturer vid högre höjder i Rocky Mountain i västra USA, vilket resulterar i tunna grova jordar.

Biologiska krafter

Förutom fysiska krafter kan biologiska krafter också producera zonering. Till exempel kan en stark konkurrent tvinga svagare konkurrenter till högre eller lägre positioner på höjdgradienten. Det är svårt att bedöma vikten av konkurrens utan experiment, som är dyra och ofta tar många år att genomföra. Det finns dock en samlad mängd bevis för att konkurrenskraftigt dominerande växter kan beslagta de föredragna platserna (varmare platser eller djupare jordar). Två andra biologiska faktorer kan påverka zonering: bete och mutualism . Den relativa betydelsen av dessa faktorer är också svår att bedöma, men överflödet av betande djur och överflödet av mykorrhizala föreningar tyder på att dessa element kan påverka växtfördelningen på betydande sätt.

Solstrålning

Ljus är en annan viktig faktor för tillväxten av träd och annan fotosyntetisk vegetation. Jordens atmosfär är fylld med vattenånga, partiklar och gaser som filtrerar strålningen från solen innan den når jordens yta. Därför får bergstopparna och högre höjder mycket mer intensiv strålning än basala slätterna. Tillsammans med de förväntade torra förhållandena vid högre höjder tenderar buskar och gräs att trivas på grund av sina små löv och omfattande rotsystem. Men höga höjder tenderar också att ha mer frekvent molntäcke, vilket kompenserar för en del av den högintensiva strålningen.

Massenerhebung -effekt

Bergets fysiska egenskaper och relativa läge måste också beaktas vid förutsägelse av höjdzonmönster. Den Massenerhebung effekten beskriver variation i trädgränsen baseras på berget storlek och läge. Denna effekt förutsäger att zonering av regnskogar på lägre berg kan spegla den zonering som förväntas på höga berg, men bälten uppstår vid lägre höjder. En liknande effekt visas i Santa Catalina -bergen i Arizona, där basalhöjden och den totala höjden påverkar höjden av vertikala vegetationszoner.

Andra faktorer

Förutom de faktorer som beskrivs ovan finns det en mängd andra egenskaper som kan förvirra förutsägelser av höjdzoneringar. Dessa inkluderar: störningsfrekvens (t.ex. eld eller monsuner), vindhastighet, bergart, topografi, närhet till vattendrag eller floder, historia om tektonisk aktivitet och latitud.

Höjdnivåer

Höjdmodeller för zonering kompliceras av faktorer som diskuteras ovan och därför är de relativa höjderna som varje zon börjar och slutar inte bundna till en specifik höjd. Det är dock möjligt att dela upp höjdgradienten i fem huvudzoner som används av ekologer under olika namn. I vissa fall följer dessa nivåer varandra med minskningen av höjden, som kallas vegetationsinversion .

Altitudinal zonering av Grand Teton i Rocky Mountains (notera förändring i vegetationen när höjden ökar)

Nival nivå (glaciärer): Täckt av snö under större delen av året. Vegetation är extremt begränsad till endast ett fåtal arter som trivs på kiseldioxidjord.
Alpinivå : Zonen som sträcker sig mellan trädgränsen och snögränsen. Denna zon är ytterligare uppdelad i Sub-Nival och Treeless Alpine (i tropikerna-Tierra fria; lågalpin)
- Sub-nival: Den högsta zonen som vegetation vanligtvis existerar. Detta område formas av de frekventa frost som begränsar omfattande växtkolonisering. Vegetationen är fläckig och är begränsad till endast de mest gynnsamma platser som är skyddade från de hårda vindarna som ofta präglar detta område. Mycket av denna region är fläckvis gräsmark, sedlar och rusningsheder typiska för arktiska zoner. Snö finns i denna region under en del av året.
- Treeless alpine (low-alpine): Kännetecknas av en stängd matta av vegetation som inkluderar alpina ängar, buskar och sporadiska dvärgträd. På grund av den fullständiga täckningen av vegetation har frost mindre inverkan på denna region, men på grund av de konsekventa minusgraderna är trädtillväxten kraftigt begränsad.
Montanivå : Sträcker sig från de mellersta höjderna till trädgränsen. Den exakta nivån på trädgränsen varierar med lokalklimat, men vanligtvis finns trädgränsen där genomsnittliga månatliga jordtemperaturer aldrig överstiger 10,0 grader C och de genomsnittliga årliga jordtemperaturerna är cirka 6,7 grader C. I tropikerna karakteriseras denna region med montane regnskog (över 3000 ft) medan vid högre breddgrader barrskogar ofta dominerar.
Låglandsskikt : Denna lägsta del av bergen varierar tydligt mellan olika klimat och refereras till av ett stort antal namn beroende på det omgivande landskapet. Colline -zoner finns i tropiska regioner och kinalzoner och ökengräsmarker finns i ökenregioner.
- Colline (tropikerna): Kännetecknas av lövskogar i oceaniska eller måttligt kontinentala områden, och kännetecknas av gräsmark i mer kontinentala regioner. Sträcker sig från havsnivån till cirka 3000 fot (ungefär 900 m). Vegetation är riklig och tät. Denna zon är det typiska baslagret i tropiska regioner.
- Encinal (öknar): Kännetecknas av öppna vintergröna ekskogar och är vanligast i ökenregioner. Avdunstning och markfuktighetskontrollbegränsning av vilka kina miljöer kan trivas. Öknens gräsmarker ligger under kinazoner. Mycket vanligt förekommande i sydvästra USA.
- Ökengräsmark: Kännetecknas av varierande densiteter av lågt liggande vegetation, gräsytor kan inte stödja träd på grund av extrem torrhet. Vissa ökenregioner kan dock stödja träd vid foten av berg, och därför kommer det inte att bildas distinkta gräsmarkzoner i dessa områden.

För detaljerade uppdelningar av egenskaperna hos höjdzoner som finns på olika berg, se Lista över livszoner efter region .

Treeline

Den mest avgörande biogeografiska och klimatgränsen längs höjdgradienter är den klimatiska höghöjden. Trälinan skiljer fjällen från alpzonen och markerar potentialen för trädtillväxt, oavsett om det finns träd eller inte. Så när träd hade huggits eller bränts och därmed saknas från trädlinjen, är det fortfarande på plats enligt definitionen av trädlinjens isoterm. Vid trädgränsen är trädtillväxten ofta gles, hämmad och deformerad av vind och kall krummholz (tyska för "krokigt trä"). Trädgränsen verkar ofta väldefinierad, men det kan vara en mer gradvis övergång. Träd växer kortare och ofta vid lägre densiteter när de närmar sig trädgränsen, över vilka de upphör att existera.

Djurzonering

Djur uppvisar också zoneringsmönster i samklang med de vegetationszoner som beskrivs ovan. Ryggradslösa djur definieras tydligare i zoner eftersom de vanligtvis är mindre rörliga än ryggradsdjur. Ryggradsdjur sträcker sig ofta över höjdzoner beroende på årstider och tillgång på mat. Vanligtvis minskar mångfald och överflöd av djurarter som en funktion av höjden ovanför montanezonen på grund av de hårdare miljöförhållandena som upplevs vid högre höjder. Färre studier har undersökt djurzonering med höjd eftersom denna korrelation är mindre definierad än vegetationszonerna på grund av ökad rörlighet hos djurarter.

Markanvändningsplanering och mänskligt utnyttjande

Variationen i både naturliga och mänskliga miljöer har gjort det svårt att konstruera universella modeller för att förklara mänsklig odling i höjdmiljöer. Med mer etablerade vägar har dock bron mellan olika kulturer börjat krympa. Bergiga miljöer har blivit mer tillgängliga och spridning av idéer, teknik och varor sker med mer regelbundenhet. Ändå tillgodoser höjdzonering jordbruksspecialisering och växande befolkningar orsakar miljöförstöring .

Lantbruk

Höjdzoner i Andesbergen och motsvarande jordbruks- och boskapssamhällen uppfödda

Människopopulationer har utvecklat jordbruksproduktionsstrategier för att utnyttja olika egenskaper hos höjdzoner. Höjd, klimat och jordens bördighet sätter övre gränser för olika typer av grödor som kan finnas i varje zon. Befolkningar som bor i Andesberget i Sydamerika har utnyttjat varierande höjdmiljöer för att uppfostra en mängd olika grödor. Två olika typer av adaptiva strategier har antagits inom bergiga samhällen.

Generaliserad strategi - utnyttjar en serie mikroner eller ekozoner på flera höjdnivåer
Specialiserad strategi - fokuserar på en enda zon och specialiserar sig på jordbruksaktiviteter som är lämpliga för den höjden, utvecklar utarbetade handelsförbindelser med yttre befolkningar

Med förbättrad tillgänglighet till nya jordbrukstekniker antar befolkningarna mer specialiserade strategier och går bort från generaliserade strategier. Många bondesamhällen väljer nu att handla med samhällen på olika höjder istället för att odla varje resurs på egen hand eftersom det är billigare och lättare att specialisera sig inom sin höjdzon.

Miljöförstöring

Befolkningstillväxt leder till miljöförstöring i höjdmiljöer genom avskogning och överbetning . Ökningen av tillgängligheten för bergsområden gör att fler kan resa mellan områden och uppmuntra grupper att utöka den kommersiella markanvändningen. Dessutom har den nya kopplingen mellan bergiga och lågländska befolkningar från förbättrad vägåtkomst bidragit till en försämrad miljöförstöring.

Debatt om kontinuum kontra zonering

Inte alla bergiga miljöer uppvisar plötsliga förändringar i höjdzoner. Även om det är mindre vanligt, visar vissa tropiska miljöer en långsam kontinuerlig förändring av vegetationen över höjdgradienten och bildar därmed inte distinkta vegetationszoner.

Se även

Exempel

Referenser

Källor

Allan, Nigel (augusti 1986). "Tillgänglighets- och höjdzonmodeller av berg". Fjällforskning och utveckling . 6 (3): 185–194. doi : 10.2307/3673384 . JSTOR 3673384 .
Daubenmire, RF (juni 1943). "Vegetationszonering i Rocky Mountains". Botanisk granskning . 9 (6): 325–393. doi : 10.1007/BF02872481 .
Frahm, Jan-Peter; Gradstein, S. Rob. (Nov 1991). "En altitudinal zonering av tropiska regnskogar som använder bryofyter". Journal of Biogeography . 18 (6): 669–678. doi : 10.2307/2845548 . JSTOR 2845548 .
Fukarek, F; Hempel, I; Hûbel, G; Sukkov, R; Schuster, M (1982). Jordens flora (på ryska). 2 . Moskva: Mir. sid. 261.
Goldberg, DE (1982). "Fördelningen av vintergröna och lövträd i förhållande till jordtyp: ett exempel från Sierra Madre, Mexiko och en allmän modell". Ekologi . 63 (4): 942–951. doi : 10.2307/1937234 . JSTOR 1937234 .
Hampa, Andreas (maj 2006). "Kontinuum eller zonering? Altitudinella stigningar i skogsvegetationen på Kilimanjaro". Växtekologi . 184 (1): 27. doi : 10.1007/s11258-005-9049-4 .
Hampa, Andreas (2006a). "Bananskogarna i Kilimanjaro. Biologisk mångfald och bevarande av jordbrukssystemet i Chagga Home Gardens". Biologisk mångfald och bevarande . 15 (4): 1193–1217. doi : 10.1007/s10531-004-8230-8 .
Keddy, PA (2001). Tävling (2: a upplagan). Dordrecht: Kluwer.
Keddy, PA (2007). Växter och vegetation: Ursprung, processer, konsekvenser . Cambridge, Storbritannien: Cambridge University Press.
Körner, C (2012). Alpina Treelines . Basel: Springer.
McVicar, TR; Körner, C (2013). "Om användningen av höjd, höjd och höjd i den ekologiska och klimatologiska litteraturen". Oecologia . 171 (2): 335–337. Bibcode : 2013Oecol.171..335M . doi : 10.1007/s00442-012-2416-7 . PMID 22903540 .
Nagy, Laszlo; Grabherr, Georg (2009). The Biology of Alpine Habitats: Biology of Habitats . New York: Oxford University Press. s. 28–50. ISBN 978-0-19-856703-5.
Pauli, H .; Gottfried, M .; Grabherr, G. (1999). "Kärlväxtfördelningsmönster vid växtlivets låga temperaturgränser-Alpin-Nival-ekotonen på Mount Schrankogel (Tyrolen, Österrike)". Fytocoenologia . 29 (3): 297–325. doi : 10.1127/phyto/29/1999/297 .
Paulsen, J; Körner, C (2014). "En klimatbaserad modell för att förutsäga potentiell trädlinjeposition över hela världen". Alpin botanik . 124 : 1–12.
Pulgar Vidal, Javier (1979). Geografía del Perú; Las Ocho Regiones Naturales del Perú . Lima: Redigera. Universo SA, not: 1: a upplagan (hans avhandling från 1940); Las ocho regiones naturales del Perú , Boletín del Museo de Historia Natural „Javier Prado“, n ° especial, Lima, 1941, 17, s. 145–161.
Rhoades, RE; Thompson, SI (1975). "Adaptiva strategier i alpina miljöer: bortom ekologisk partikularism" . Amerikansk etnolog . 2 (3): 535–551. doi : 10.1525/ae.1975.2.3.02a00110 .
Salter, Christopher; Hobbs, Joseph; Wheeler, Jesse; Kostbade, J. Trenton (2005). Essentials of World Regional Geography 2nd Edition . New York: Harcourt Brace. s. 464–465.
Shipley, B .; Keddy, PA (1987). "De individualistiska och samhällsenhetsbegreppen som förfalskbara hypoteser". Vegetation . 69 : 47–55. doi : 10.1007/BF00038686 .
Shreve, Forrest (okt 1922). "Villkor som indirekt påverkar vertikal distribution på ökenbergen" (PDF) . Ekologi . 3 (4): 269–274. doi : 10.2307/1929428 . JSTOR 1929428 . Hämtad 2010-05-06 .
Stadel, Christoph (oktober 1990). Tom L. Martinson (red.). "Altitudinella bälten i de tropiska Anderna: deras ekologi och mänsklig användning". Årsbok. Conference of Latin Americanist Geographers . Auburn, Alabama. 17/18: 45–60. JSTOR 25765738 .
Tang, CQ; Ohsawa, M. (1997). "Zonal övergång av vintergröna, lövfällande och barrskogar längs höjdledningen på ett fuktigt subtropiskt berg, Mount Emei, Sichuan, Kina". Växtekologi . 133 (1): 63–78. doi : 10.1023/A: 1009729027521 .
Troll, Carl (1973). "Höga bergbälten mellan polarkapparna och ekvatorn: deras definition och nedre gräns". Arktisk och alpin forskning . 5 (3): A19 – A27. JSTOR 1550149 .
Wilson, SD (1993). "Konkurrens och resurstillgänglighet i hed och gräsmark i Snowy Mountains i Australien". Journal of Ecology . 81 (3): 445–451. doi : 10.2307/2261523 . JSTOR 2261523 .
Zwinger, A .; Willard, BE (1996). Land ovanför träden: En guide till amerikansk alpintundra . Big Earth Publishing. ISBN 978-1-55566-171-7.

Languages

In other projects