BIOMY: VLASTNOSTI A TYPY - BIOLOGIE

Biome jsou ekologické oblasti představovalo globální ekosystém přechovávání flóru a faunu se strukturálními vlastnostmi a podobné funkční. Dostávají jména narážející na svůj dominantní typ vegetace: tropické deštné pralesy, mírné listnaté lesy, středomořské chaparraly atd.

Ve vzestupném pořadí jsou úrovně organizace živých bytostí buňka, organismus, populace, komunita, ekosystém, krajina, biom a biosféra. Biomy jsou proto nejobsáhlejší kategorií, v níž ekologové a biogeografové dělí život na Zemi.

Zdroj: pixabay.com

Biomy jsou definovány na základě fyziognomie vegetace, aniž by byla brána v úvahu taxonomická identita organismů. Stejný typ biomu lze nalézt na kontinentech s různou flórou.

Biomový koncept předpokládá, že životní prostředí působí jak v evolučním čase přirozenou selekcí, tak v ekologickém čase filtrováním druhů za účelem vytvoření globálního vzorce distribuce přirozené vegetace.

Přístupy na biologické úrovni umožňují formulovat strategie zachování biologické rozmanitosti a studovat změnu klimatu.

Pozadí

V roce 1874 navrhl Augustin de Candolle na základě teploty pět latentních vegetačních zón. V 1888, Hermann Wagner a Emil von Sydow rozpoznali deset druhů vegetace, takový jako tundra a poušť, nyní zvažoval biomes. V roce 1900 Wladimir Köppen klasifikoval klima planety podle vegetace.

V roce 1892 C. Hart Merriam formuloval koncept životní zóny, předchůdce biomu, protože představoval rozsáhlý vztah mezi biotou a podnebím.

V roce 1916 Frederic Clements razil termín biome jako synonymum pro biotickou komunitu. V roce 1935 Arthur Tansley razil termín ekosystém pro součet biotické komunity a jejího fyzického prostředí.

V roce 1939 F. Clements a Victor Shelford definovali biomy na základě vegetace jejich vyvrcholení a odkazovali na ně v geografických měřítcích větších než ekosystémy.

V roce 1947 vytvořil Leslie Holdridge systém pro rozlišení životních zón. V roce 1948 vyvinul C. Warren Thornthwaite alternativní klasifikaci klimatu než Köppen's.

V roce 1970 Robert Whittaker přidal klimatickou dimenzi do koncepce biomu. V roce 1975 Heinrich Walter použil speciální typ grafu, který nazval klimatický diagram, aby klasifikoval a charakterizoval biomy planety.

Klimatický systém Köppen

Geografické rozšíření vegetace navržené A. de Candolle posloužilo W. Köppenovi jako objektivní základ pro klasifikaci typů klimatu a přípravu prvních klimatických map. Köppen definoval pět hlavních typů počasí označených písmeny:

1- A. Vlhké tropické: každý měsíc s průměrnou teplotou nad 18 ° C; roční srážky nad 1500 mm. Dělené na Af (tropický deštivý), Am (tropický monzun) a Aw (tropický suchý nebo savana).

2- B. Suché: evapotranspirace vyšší než roční srážky. Dělené na BW (vyprahlá, pravá poušť) a BS (polo vyprahlá, stepní).

3 - C. Vlhký mírný s mírnými zimami: nejchladnější měsíc s průměrnou teplotou pod 18 ° C a nad -3 ° C; nejteplejší měsíc s průměrnou teplotou nad 10 ° C Dělené na Cfa (vlhké subtropické), Cs (Středomoří) a Cfb (námořní).

4 - D. Vlhký mírný, s extrémními zimami: teplejší měsíc s průměrnou teplotou nad 10 ° C; nejchladnější měsíc s průměrnou teplotou pod -3 ° C Rozděluje se na Dw (se suchými zimami), Ds (se suchými léty) a Df (s mokrými zimami a léty).

5- E. Polární: s nízkými teplotami po celý rok; průměrná teplota nejméně studená méně než 10 ° C Dělené na ET (polární tundra) a EF (ledovce).

Thornthwaite Climate Classification

Původní systém Köppen je i nadále nejrozšířenější, a to navzdory skutečnosti, že byly navrženy četné modifikace, jako například Trewartha (1968) a nové klimatické klasifikace, z nichž vyniká klasifikace Thornthwaite.

Stejné množství srážek vytváří pouště v Africe a nádherné lesy ve Skandinávii. Z tohoto důvodu Thornthwaite vyvinul koncept potenciální evapotranspirace (EP), který má velký význam v ekofyziologii rostlin, aby studoval interakci mezi srážkami a teplotou namísto obou proměnných samostatně.

Thornthwaite navrhl klasifikaci klimatu, která byla kvůli své složitosti používána řídce a vytvořila několik map. Na základě EP provedl autor poněkud těžkopádné výpočty různých ukazatelů (suchost, vlhkost, tepelná účinnost, sezónnost), které vytvořily určitý druh kaleidoskopu s více než 800 typy podnebí.

Holdridge Life Zone System

Klasifikujte vztah mezi podnebím a vegetací. Široce používán díky své empirické jednoduchosti. Umožňuje určit životní zónu lokality na základě logaritmů její biotemperatury (BT) a srážek (P).

Předpokládá se, že: 1) po celém světě se formace rostlin vyvrcholení liší od ekologicky rovnocenných fyziognomických typů; 2) podnebí určuje geografické limity těchto útvarů, nazývaných životní zóny.

BT závisí na zeměpisné šířce a délce a je součtem měsíčních pozitivních teplot děleným 12. P je kvantifikován v milimetrech. Na základě BT se vypočítá potenciální evapotranspirace (EP).

Potenciální poměr evapotranspirace (EPP) se vypočítá jako EPP = EP / P. EPP a vymezuje devět provincií (H) vlhkosti-suchost.

30 životních zón je znázorněno jako hexagonální buňka v trojúhelníkovém grafu, jehož strany mají stupnice odpovídající P, EPP a H. Na pravé a levé straně jsou znázorněny svislé stupnice odpovídající šesti krajním šířkám a šesti výškovým podlažím.

V grafu jsou gradace zóny života: P, deštný prales k dešťové tundře; EPP, poušť na suchou tundru; H, poušť do deštného pralesa; horní, suchá tundra až pluviální tundra.

Whittaker Biomes

Na základě charakteristik vegetace Whittaker definoval devět typů biomu:

- Tropický deštný prales

- Sezónní deštný prales / savana

- Subtropická poušť

- Řídký / keřový les

- Mírný deštný prales

- mírný sezónní les;

- Mírné louky a pastviny

- Studený borealský les

- Tundře.

Whittaker ilustroval oblasti obsažené biomy na dvourozměrném grafu, jehož vodorovná osa představuje průměrnou roční teplotu (° C) a jejíž svislá osa představuje průměrné roční srážky (cm). Tato minimalistická grafika zdůrazňuje přibližné klimatické hranice mezi biomy.

V grafu Whittaker je velká většina míst na planetě v trojúhelníkové oblasti, jejíž vrcholy odpovídají teplému / vlhkému (tropický deštný prales), teplému / suchému (subtropickému poušti) a chladnému / suchému (tundře) klimatu.

Trojúhelníková oblast grafu, která by odpovídala mírnému / chladnému a deštivému / velmi deštivému podnebí, se jeví prázdná. Důvodem je skutečnost, že chladné oblasti s velmi hojnými ročními srážkami jsou vzácné nebo neexistují. Je to proto, že se voda při nízkých teplotách neodpařuje snadno a studený vzduch zadržuje jen velmi málo par.

Walterovy zonobiomy

Na rozdíl od Whittakera, Walter nejprve definoval klima. Poté si vybral hranice mezi klimatickými zónami tím, že je spojil s typy vegetace (zonobiomy) ekvivalentními Whittakerovým biomům.

Walter použil klimatické diagramy, ve kterých jsou měsíční teploty (T) a srážky (P) znázorněny na stejném grafu pomocí svislých měřítek upravených tak, aby ukazovaly vlhké a suché období. Pokud je P nad T, není zde žádný deficit vody a růst rostlin je omezen pouze T. Pokud je P pod T, deficit vody omezuje uvedený růst.

Walterovy zonobiomy jsou: I) rovníkový stálezelený les; II) tropický listnatý les; III) subtropická poušť; IV) Středomořská chaparral; V) mírný stálezelený les; VI) mírný listnatý les; VII) mírné travní porosty a stepi; VIII) studený borealský les; IX) tundra.

Tyto zonobiomy se vyznačují: I) P a T nejsou omezující; II) P je v zimě omezující; III) P se omezuje po celý rok; IV) P je v létě omezující; V) T v zimě krátce omezuje (<0 ° C); VI) T je v zimě omezující; VII) P omezuje v létě a T v zimě; VIII) T omezuje většinu roku; IX) T omezuje prakticky po celý rok.

Typy biomů

Whittakerova a Walterova klasifikace biomů do devíti typů je nejobecnější možná. V současné době neexistuje obecná shoda ohledně toho, kolik druhů biomů by mělo být rozlišeno. Například WWF (World Wildlife Fund = Světový fond pro ochranu přírody) rozlišuje 14, zatímco někteří autoři ujišťují, že jich je více než 20.

Ekologické a biogeografické charakterizace různých typů pozemského biomu uvedené níže jsou omezeny na Walterovo schéma. Je třeba poznamenat, že to představuje zjednodušení.

Rovníkový stálezelený les

Je distribuován v nížinách tropických oblastí (10 ° S - 10 ° JS) Ameriky (Amazonské a Orinocoské pánve, Atlantické pobřeží Brazílie, Střední Amerika), Afriky (od atlantického pobřeží po Kongo, Madagaskar), Asie (Vietnam, Thajsko, Malajsie) a tichomořské ostrovy od Asie po Austrálii (Indonésie, Filipíny, Nová Guinea, Queensland).

Podnebí se vyznačuje ročními srážkami nejméně 2 000 mm, přičemž každý měsíc přesahuje 100 mm. Teplota je rovnoměrná po celý rok (> 18 ° C) a mění se méně sezónně než po celý den.

I když jsou půdy často lateritické, a proto chudé na živiny, vegetace se skládá z nepřetržitého baldachýnu vždyzelených stromů, které dosahují výšek 30–60 m. Pod touto baldachýnem je několik vrstev tvořených menšími stromy a keři. Lianas a epifytů oplývají.

Přestože zabírá pouze 6% zemského povrchu, je to nejproduktivnější, nejsložitější a nejrozmanitější biom: je domovem poloviny rostlinných a živočišných druhů planety.

Tropický listnatý les

Pro mnoho současných autorů a, s přihlédnutím k Walterově smyslu, se tento biom skládá ze dvou jasně odlišných submateriálů: tropického listnatého lesa a tropické savany.

Lesní útvary tohoto biomu jsou rozmístěny v nížinách mimo rovníkovou zónu (10–30 ° S a S) v Jižní Americe, Africe, Indii a Austrálii. Podnebí je teplé a vyznačuje se sezónními srážkami 900–1 500 mm, s výraznými deštivými a suchými obdobími (např. Monzunové podnebí v Indii).

V případě lesních útvarů se vegetace skládá z listnatých stromů, které ztratí své listy během období sucha, s pouze jednou nebo dvěma vrstvami pod baldachýnem, který je nespojitý.

Tropické savany tohoto biomu mají stejnou distribuci jako ty zalesněné. V některých regionech, zejména v Asii, jsou tyto savany pravděpodobně odvozeny od listnatých lesů degradovaných požárem a pastvou skotu.

V těchto savanách se vegetace skládá z trav s rozptýlenými stromy. V případě Afriky jsou domovem nejrůznějších komunit býložravých a masožravých savců na planetě.

Subtropická poušť

Je distribuován v jihozápadních Spojených státech, severním Mexiku, Jižní Americe (především Peru, Chile a Argentině), severní Africe (Sahara) a Austrálii (30–40 ° S a S). Spolu s studeným pouštním biomem zabírá asi pětinu zemského povrchu.

Nazývají se horké pouště, protože teplota zřídka klesne pod 0 ° C. Srážky jsou nízké (často méně než 250 mm za rok) a nepředvídatelné.

Vegetace netvoří baldachýn a skládá se převážně z keřů a nízkých stromů, často trnitých, obvykle s malými, vždyzelenými listy, oddělenými holým terénem.

Půdy jsou téměř úplně bez organických látek. Fauna, mezi níž je mnoho plazů, sestává z malých, behaviorálních a fyziologicky specializovaných druhů, které odolávají teplu a přežívají nedostatek vody.

Středomořská chaparral

Je distribuován v jižní Kalifornii, jižní Evropě na severní polokouli, ve středním Chile, v oblasti Cape (Jižní Afrika) a v jihozápadní Austrálii na jižní polokouli (30–40 ° S a S).

Zima se vyznačuje mírnými teplotami a deštěm, zatímco léta suchem. Roční srážky nepřesahují 600 mm.

Vegetaci tvoří husté keře vysoké 1–3 metry, stále zelené, s malými sklerofylními listy odolnými vůči vysychání a hlubokými kořeny. V létě časté požáry spalují leteckou biomasu, což brání usazování stromů. Keře se regenerují po požáru a produkují ohnivzdorná semena.

Půdy nejsou pro tento typ vegetace typické. Na rozdíl od flóry má fauna málo endemických druhů.

Mírný stálezelený les

To je distribuováno blízko pobřeží v severozápadní severní Americe, jižní Chile, Tasmánie a Nový Zéland. Zabírá malá rozšíření.

Klima se vyznačuje mírnými zimami se silnými srážkami a oblačnými léty. Po celý rok převládají spíše nízké teploty, ale vždy jsou nad 0 ° C. Roční srážky přesahují 1 500 mm. Vegetaci tvoří extrémně vysoké stále zelené lesy.

V Severní Americe vynikají dva jehličnany, jedle Douglas (Pseudotsuga sp.) A sekvoje (Sequoia sempervirens), které mohou přesáhnout 100 metrů na výšku. Na jižní polokouli je třeba zmínit listnaté stromy (Agathis, Eucalyptus, Nothofaugus) a jehličnan (Podocarpus).

Vzhledem k trvalé vlhkosti nejsou tyto lesy ovlivněny ohněm. Růst stromů je pomalý, ale dosahují velké velikosti, protože patří mezi nejdelší živé bytosti na planetě.

Mírný listnatý les

Je distribuován hlavně tam, kde je dostatek vody pro růst velkých stromů. Z tohoto důvodu je distribuován do jihovýchodní Kanady, východních Spojených států, Evropy a východní Asie. Tento biom je na jižní polokouli nedostatečně rozvinutý, protože vysoký poměr oceán / země zmírňuje klima a zabraňuje zimním mrazům.

Stromy na podzim ztratí listy a na jaře je regenerují. Dominantní druh má široké listy. Vegetace zahrnuje keře a bylinné rostliny na lesním dně.

Půdy obsahují bohaté organické látky. Ovoce a ořechy nesoucí stromy hojně živí rozmanitou faunu včetně veverek, jelenů, divočáků a medvědů.

Mírné travní porosty a stepi

Je distribuován v Severní Americe (Velká pánev), Jižní Americe (pampy), Evropě (Ukrajina), Střední Asii (stepi, poušť Gobi) a Jižní Africe (Veld) a zabírá kontinentální pláně (30 ° –60 ° S a S). Geograficky a klimaticky se vyskytuje mezi mírnými lesy a poušti.

Roční srážky jsou 300–850 mm. Pokud je srážka menší (250–500 mm), nazývá se biome studená poušť (Great Basin, Gobi). Zima je extrémní. Období vegetace (T> 0 ° C) je 120–300 dní.

Existuje jedinečná vegetační vrstva, v níž převládají trávy až 3 mv vlhkých prériích a až 0,2 m v studených pouštích. Požáry jsou velké na konci léta.

Z důvodu občasných srážek a nízkých teplot se trosky rozkládají pomalu. Půdy jsou hluboké, bohaté na organickou hmotu a úrodné. Přírodní travní porosty, které kdysi zabíraly 40% zemského povrchu, byly kvůli zemědělství sníženy na polovinu.

Tyto louky jsou domovem symbolických zvířat. V Severní Americe patří bizon, pronghorn, prérijní pes (marmot) nebo kojot. V Evropě a Asii patří tarpan (divoký kůň), antilopa saiga a krtek.

Studený borealský les

To je často známé jako taiga. Zabírá široký pás podélně se středem při 50 ° severní šířky v Severní Americe a 60 ° severní šířky v Evropě. Ve vysokých nadmořských výškách proniká do mírného pásma. Například, to sahá od Kanady na jih podél Rocky hor, pokračování k vyvýšeným oblastem skrz Mexiko.

Na severu se zjistí, kde jsou léta krátká (méně než čtyři měsíce s průměrnou teplotou> 10 ° C; roční průměr <5 ° C) a zimy jsou dlouhé a extrémní (až do –60 ° C). V mírných horách se nachází ve výškách, kde převládá mráz. Roční srážky jsou 400–1 000 mm.

Vegetaci dominují vždyzelené jehličnany (Picea a bias) vysoké 10–20 metrů. Baldachýn není příliš hustý, takže existuje i keřů, mechů a lišejníků tolerantních vůči kyselosti. Rozmanitost je nízká.

Půdy jsou díky nízkému odpařování vlhké a v důsledku nízkých teplot se rostlinné zbytky pomalu rozkládají a hromadí, čímž se tvoří rašeliniště. Taiga je jednou z největších zásobníků organického uhlíku na planetě. Hromadění jehličnatých listů způsobuje, že půda je kyselá a není příliš úrodná.

Tundra

Nachází se hlavně na severní polokouli, severně od tajgy a jižně od polární čepice. Alpská tundra se nachází ve vysokých nadmořských výškách, těsně pod ledovci, v Severní Americe (Skalnaté hory), Jižní Americe (Andy), Evropě (Alpy) a na velké rozloze v Asii (tibetská plošina).

Klima je extrémnější (pod 0 ° C po dobu 7-10 měsíců v roce) než klima tajgy. Roční srážky jsou menší nebo mnohem menší než 600 mm. Většina půdy je po celý rok zamrzlá (permafrost). Během dlouhých letních dnů se ornice (0,5–1 m) rozmrazuje, což umožňuje zrychlený růst rostlin.

Vegetace postrádá stromy a sestává z trpaslicových keřů, trav. Mechy a lišejníky jsou prominentní. Primární produktivita, rostlinná biomasa a biologická rozmanitost jsou nižší než u ostatních biomů.

Mezi býložravými zvířaty vynikají lemovci karibu, pižmový býk, Dallova ovce nebo arktický zajíc. Mezi masožravými zvířaty vynikají medvědi hnědí, vlci a polární lišky. Na tibetské náhorní plošině vynikají jaky (podobně jako krávy), argali (druh divoké ovce) a leopard sněhový.

Vodní biomy

Biomový koncept byl vyvinut pro suchozemské ekosystémy na základě vegetačních charakteristik. Protože postrádají vegetaci (primárními producenty jsou převážně jednobuněčné řasy), vodní ekosystémy nemají biomy ve smyslu, jaký má termín pro suchozemské ekosystémy.

Vodní ekosystémy zaujímají větší plochu než suchozemské a jsou strukturálně a biologicky velmi rozmanité. Jejich studium a zachování si také vyžádaly seskupení do biomů.

Vodní biomy jsou definovány na základě charakteristik, jako je jejich zeměpisná šířka, srážky, větry, blízkost pobřeží, hloubka, teplota, průtok vody, slanost a koncentrace kyslíku a živin.

Počet uznávaných vodních biomů se liší. Nejobecnější možná kategorizace by zahrnovala řeky, jezera, mokřady, ústí řek a oceány.

Podrobněji lze rozlišit mangrovy, solné byty, lentické (jezera a rybníky) / loterie (řeky a potoky), skalnatá / písečná / zablácená mořská pobřeží, korálové útesy, povrchové / mořské pelagické hloubky, platformu / hluboký oceán benthos.

Reference

Belda, M., Holtanová, E., Halenka, T., Kalvová, J. 2014. Revidována klasifikace klimatu: od Köppen po Trewartha. Climate Research, 59, 1-13.
Bonan, G. 2016. Ekologická klimatologie: koncepce a aplikace. Cambridge, New York.
Brown, JH, Lomolino, MV 1998. Biogeografie. Sinauer, Sunderland.
Feddema, J. 2005. Revidovaná globální klasifikace klimatu typu Thornthwaite. Physical Geography, 26, 442–466.
Kottek, M., Grieser, J., Beck, C., Rudolf, B. Rubel, F. 2006. Světová mapa klasifikace klimatu Köppen-Geiger byla aktualizována. Meteorologische Zeitschrift, 15, 259–263.
Longhurst, A. 1998. Ekologická geografie moře. Academic Press, San Diego.
Morin, PJ 1999. Ekologie Společenství. Wiley, Chichester.
Mucina, L. 2019. Biome: vývoj zásadní ekologické a biogeografické koncepce. New Phytologist, 222, 97-114.
Olson, DM, et al. 2001. Pozemské ekoregiony světa: nová mapa života na Zemi. BioScience, 51, 933-938.
Ricklefs, RE 2008. Ekonomika přírody. WH Freeman, New York.
Spalding, MD, et al. 2007. Mořské ekoregiony světa: bioregionalizace pobřežních a regálových oblastí. BioScience, 57, 573-583.
Tosi, JA Jr. 1964. Klimatická kontrola suchozemských ekosystémů: zpráva o modelu Holdridge. Economic Geography, 40, 173–181.
Walter, H. 1979. Vegetace Země a ekologické systémy geo-biosféry. Springer-Verlag, Berlín.
Whittaker, RH 1970. Komunity a ekosystémy. Macmillan, New York.
Woodward, SL 2009. Úvod do biomů. Greenwood Press, Westport.

BIOMY: VLASTNOSTI A TYPY - BIOLOGIE - 2025