Граница распространения деревьев

Введение

Край среды обитания, где деревья способны расти.

Линия деревьев – это граница среды обитания, за которой деревья уже не могут расти. Она встречается на больших высотах и высоких широтах. За линией деревьев деревья не выдерживают условий окружающей среды (обычно низких температур, обильного снежного покрова или связанного с этим недостатка доступной влаги). Линию деревьев иногда отличают от нижней границы леса, где деревья образуют лес с сомкнутым пологом. На линии деревьев рост деревьев часто редкий, угнетенный и деформированный ветром и холодом. Это явление иногда называют круммхольцем (от немецкого "krummholz" – "кривое дерево"). Линия деревьев часто выглядит четко выраженной, но может представлять собой более плавный переход. По мере приближения к линии деревьев деревья становятся ниже и реже, а выше неё уже не способны расти.

Причины

Из-за своей вертикальной структуры деревья более уязвимы к холоду, чем растения, растущие близко к земле. Серия теплых лет в 1940-х годах, по всей видимости, способствовала появлению "значительного числа" сеянцев ели выше прежней границы леса на холмах вблизи Фэрбенкса, Аляска. Выживание зависит от достаточного количества нового прироста для поддержания жизнедеятельности дерева. Ветер может непосредственно механически повреждать ткани дерева, в том числе воздействием переносимых ветром частиц, а также способствовать высыханию хвои, особенно побегов, возвышающихся над снежным покровом. Фактическая граница леса определяется средней температурой, тогда как фактическая (реализованная) граница леса может изменяться под воздействием нарушений, таких как лесозаготовки. Большинство видов человеческой деятельности не могут изменить фактическую границу леса, если только они не оказывают влияния на климат.

Альпийская

Альпийская граница леса – это максимальная высота, на которой могут расти деревья; выше становится слишком холодно или снежный покров сохраняется слишком долго, чтобы обеспечить их выживание. Среда обитания выше этой границы описывается как альпийская зона. В северном полушарии граница леса на склонах, обращенных к северу, находится ниже, чем на склонах, обращенных к югу, поскольку повышенное затенение на северных склонах замедляет таяние снега. Это сокращает вегетационный период для деревьев. В южном полушарии более короткий вегетационный период наблюдается на южных склонах. Граница альпийской зоны редко бывает четкой: обычно она представляет собой переходную зону между сплошным лесом внизу и безлесным альпийским ландшафтом наверху. Эта переходная зона встречается "вблизи вершин самых высоких гор на северо-востоке Соединенных Штатов, высоко на гигантских вулканах в центральной Мексике, а также в горах каждого из 11 западных штатов, на большей части территории Канады и Аляски". Эффекты экспозиции и топография могут создавать микроклимат, изменяющий общую тенденцию к понижению температуры. По сравнению с арктической границей леса, альпийская граница может получать менее половины количества градусо-дней (выше 0 °C), рассчитанных на основе температуры воздуха, но поскольку интенсивность солнечного излучения в альпийских районах выше, чем в арктических, количество градусо-дней, рассчитанное на основе температуры листьев, может быть сопоставимым и способствовать поддержанию влажности в начале вегетационного периода. Однако накопление снега в защищенных ущельях гор Селкирк на юго-востоке Британской Колумбии приводит к тому, что граница леса находится ниже, чем на открытых промежуточных склонах. В некоторых горных районах более высокие высоты над линией конденсации или на склонах, обращенных к экватору и подветренных склонах, могут приводить к низкому уровню осадков и повышенному воздействию солнечной радиации. Это высушивает почву, создавая локальную засушливую среду, непригодную для деревьев. Многие южные хребты гор на западе США имеют более низкую границу леса, чем северные склоны, из-за повышенного солнечного воздействия и засушливости. Граница леса на Гавайях, расположенная примерно на высоте 8000 футов (2438 м), также находится выше зоны конденсации и обусловлена недостатком влаги.

An alpine tree line is the highest elevation that sustains trees; higher up it is too cold, or the snow cover lasts for too much of the year, to sustain trees. and the habitat can be described as the alpine zone. Treelines on north facing slopes in the northern hemisphere are lower than on south facing slopes, because the increased shade on north facing slopes means the snowpack takes longer to melt. This shortens the growing season for trees. In the southern hemisphere, the south facing slopes have the shorter growing season. The alpine tree line boundary is seldom abrupt: it usually forms a transition zone between closed forest below and treeless alpine zone above. This zone of transition occurs "near the top of the tallest peaks in the northeastern United States, high up on the giant volcanoes in central Mexico, and on mountains in each of the 11 western states and throughout much of Canada and Alaska". Skin effects and topography can create microclimates that alter the general cooling trend. Compared with arctic tree lines, alpine tree lines may receive fewer than half of the number of degree days (above ) based on air temperature, but because solar radiation intensities are greater at alpine than at arctic tree lines the number of degree days calculated from leaf temperatures may be very similar. and prolonging a supply of moisture through the early part of the growing season. However, snow accumulation in sheltered gullies in the Selkirk Mountains of southeastern British Columbia causes the tree line to be lower than on exposed intervening shoulders. In some mountainous areas, higher elevations above the condensation line, or on equator facing and leeward slopes, can result in low rainfall and increased exposure to solar radiation. This dries out the soil, resulting in a localized arid environment unsuitable for trees. Many south facing ridges of the mountains of the Western U. S. have a lower treeline than the northern faces because of increased sun exposure and aridity. Hawaii's treeline of about 8000 feet (2438 m) feet is also above the condensation zone and results due to a lack of moisture.

Экспозиция

На побережьях и изолированных горах пояс леса часто расположен значительно ниже, чем на сопоставимых высотах в глубине материка и в более крупных, сложных горных системах, поскольку сильные ветры сдерживают рост деревьев. Кроме того, недостаток подходящего грунта, например, на осыпных склонах или обнаженных скальных образованиях, не позволяет деревьям достаточно укорениться и подвергает их воздействию засухи и прямых солнечных лучей.

Арктика

Арктическая граница леса – это самая северная широта в Северном полушарии, где деревья могут расти; севернее этой границы круглый год слишком холодно для выживания деревьев. Чрезвычайно низкие температуры, особенно продолжительные, могут замораживать внутренний сок деревьев, приводя к их гибели. Кроме того, вечная мерзлота в почве может препятствовать развитию корневой системы деревьев, необходимой для обеспечения структурной устойчивости. В отличие от альпийской границы леса, арктическая граница леса располагается на низких высотах. Переходная зона между арктическим лесом и тундрой на северо-западе Канады имеет переменную ширину, возможно, в среднем, и заметно расширяется с запада на восток, в отличие от сжатых альпийских лесополос. К северу от арктической границы леса простирается низкорослая тундра, а к югу – бореальный лес. В арктической границе леса выделяют две зоны: зона леса-тундры, характеризующаяся отдельными участками криволесья или угнетенных деревьев, с более крупными деревьями вдоль рек и на защищенных участках среди тундры; и "открытый бореальный лес" или "лишайниковый лес", состоящий из разреженных рощ прямостоячих деревьев, под пологом которых раскинулся ковер из лишайников рода Cladonia.

Антарктика

Южная граница распространения деревьев существует на Субантарктических островах Новой Зеландии и на австралийском острове Маккуори, где среднегодовые температуры выше 5 °C (41 °F) позволяют деревьям и древесным растениям расти, а при температурах ниже 5 °C (41 °F) они не выживают. Другая граница распространения деревьев наблюдается в крайних юго-западных частях экорегиона субполярных лесов Магеллана, где лес переходит в субантарктическую тундру (которая называется магеллановыми вересковыми пустошами или магеллановой тундрой). Например, северные половины островов Хосте и Наварино покрыты лесами Nothofagus antarctica, а южные части представлены вересковыми пустошами и тундрой.