BIOMI: KARAKTERISTIKE I VRSTE - BIOLOGIJA - 2025

Biome su ekološke regije čine globalni ekosustav koje nose floru i faunu sa strukturnim svojstvima i sl funkcionalan. Oni dobivaju imena aluzivna na njihov dominantni vegetacijski tip: tropske prašume, umjereno listopadne šume, mediteranske chaparrale itd.

Uzlaznim redoslijedom, razine organizacije živih bića su stanica, organizam, stanovništvo, zajednica, ekosustav, krajolik, biome i biosfera. Stoga su biomi najobuhvatnija kategorija u kojoj ekolozi i biogeografi dijele život na Zemlji.

Izvor: pixabay.com

Biomi se definiraju na temelju fizionomije vegetacije, ne vodeći računa o taksonomskom identitetu organizama. Ista vrsta bioma može se naći na kontinentima s različitom florom.

Koncept biome pretpostavlja da okoliš djeluje kako u evolucijskom vremenu, prirodnim odabirom, tako i u ekološkom vremenu filtrirajući vrste radi dobivanja globalnog uzorka rasprostranjenosti prirodne vegetacije.

Pristupi na razini bioma omogućuju formuliranje strategija očuvanja biološke raznolikosti i proučavanje klimatskih promjena.

pozadina

Godine 1874. Augustin de Candolle predložio je pet širinskih zona vegetacije na temelju temperature. Godine 1888. Hermann Wagner i Emil von Sydow prepoznali su deset vrsta vegetacije, poput tundra i pustinja, koje se trenutno smatraju biomima. Godine 1900. Wladimir Köppen klasificirao je klimu planeta na osnovu vegetacije.

Godine 1892. C. Hart Merriam formulirao je koncept životne zone, prethodnice bioma jer je on stvorio veliku vezu između biote i klime.

Frederic Clements 1916. je skovao pojam biome kao sinonim za biotsku zajednicu. Arthur Tansley je 1935. skovao izraz ekosustav za zbroj biotske zajednice i njenog fizičkog okruženja.

Godine 1939. F. Clements i Victor Shelford definirali su biome na temelju njihove vrhunske vegetacije i upućivali ih na geografske razmjere veće od ekosustava.

Leslie Holdridge je 1947. stvorio sustav za razlikovanje životnih zona. 1948. C. Warren Thornthwaite razvio je alternativnu klimatsku klasifikaciju Köppenovoj.

Robert Whittaker je 1970. konceptu bioma dodao klimatsku dimenziju. Heinrich Walter je 1975. koristio posebnu vrstu grafa koju je nazvao klimatskim dijagramom za razvrstavanje i karakterizaciju bioma planeta.

Köppenov klimatski sustav

Zemljopisna rasprostranjenost vegetacije koju je predložio A. de Candolle poslužila je W. Köppenu kao objektivna osnova za klasifikaciju tipova klime i pripremu prvih klimatskih karata. Köppen je definirao pet glavnih vrsta vremena označenih slovima:

1- A. Vlažni tropski: svaki mjesec sa prosječnom temperaturom iznad 18 ° C; godišnja količina oborina preko 1500 mm. Podijeljen je na Af (tropska kiša), Am (tropski monsun) i Aw (tropska suha ili savana).

2- B Suho: evapotranspiracija veća od godišnje kiše. Podijeljeno na BW (sušna, prava pustinja) i BS (polu-sušna, stepa).

3- C. Vlažna umjerena, s umjerenim zimama: najhladniji mjesec sa prosječnom temperaturom ispod 18 ° C i iznad -3 ° C; najtopliji mjesec s prosječnom temperaturom iznad 10 ° C. Podijeljen je na Cfa (vlažan subtropski), Cs (mediteranski) i Cfb (pomorski).

4- D. Vlažna umjerena, s ekstremnim zimama: topliji mjesec s prosječnom temperaturom iznad 10 ° C; najhladniji mjesec s prosječnom temperaturom ispod -3 ° C. Podijeljeno na Dw (sa suhim zimama), Ds (sa suhim ljetima) i Df (sa vlažnim zimama i ljetima).

5- E. Polarno: s niskim temperaturama tijekom cijele godine; prosječna temperatura najmanje hladne ispod 10 ° C. Podijeljen je na ET (polarna tundra) i EF (ledenjaci).

Thornthwaite klasifikacija klime

Izvorni Köppenov sustav i dalje je najčešće korišten, unatoč činjenici da su predložene njegove brojne modifikacije, poput Trewartha (1968) i novih klimatskih klasifikacija, među kojima se ističe onaj iz Thornthwaite-a.

Ista količina oborina proizvodi pustinje u Africi i prekrasne šume u Skandinaviji. Iz tog razloga, Thornthwaite je razvio koncept potencijalne evapotranspiracije (EP), od velikog značaja u ekofiziologiji biljaka, kako bi odvojeno proučio interakciju između oborina i temperature, umjesto obje varijable.

Thornthwaite je predložio klimatsku klasifikaciju koja se zbog svoje složenosti rijetko koristi i proizvela je nekoliko karata. Na temelju EP-a, ovaj je autor izveo pomalo nezgrapne proračune raznih indeksa (vlažnost, vlažnost, toplinska učinkovitost, sezonalnost) koji su proizveli svojevrsni kaleidoskop s više od 800 vrsta klime.

Holdridge sustav životne zone

Klasificirati odnos klime i vegetacije. Široko korišten zbog svoje empirijske jednostavnosti. Omogućuje određivanje životne zone lokaliteta na temelju logaritama njegove biotemperature (BT) i oborine (P).

Pretpostavlja se da: 1) se klimaks biljnih formacija u cijelom svijetu razlikuje u ekološki ekvivalentne fizionomske tipove; 2) klima određuje geografske granice tih formacija, koje se nazivaju životnim zonama.

BT ovisi o zemljopisnoj širini i dužini i zbroj je mjesečnih pozitivnih temperatura podijeljenih s 12. P je kvantificirano u milimetrima. Na temelju BT izračunava se potencijalna evapotranspiracija (EP).

Potencijalni omjer evapotranspiracije (EPP) izračunava se kao EPP = EP / P. EPP i ograničava devet provincija (H) vlažnosti i vlažnosti.

30 životnih zona predstavljeno je u obliku šesterokutnih stanica u obliku trokutastog grafa, čije strane imaju ljestvice koje odgovaraju P, EPP i H. Desno i lijevo su okomite ljestvice koje odgovaraju šestom zemljopisnom području i šest visinskih podova.

Na grafu su stupnjevi životne zone: P, kišna šuma do kišne tundre; EPP, pustinja do suhe tundre; H, pustinja do kiše šuma; vrh, suha tundra do pluvijalne tundre.

Whittaker Biomes

Na temelju karakteristika vegetacije Whittaker je definirao devet vrsta bioma:

- Tropska prašuma

- Sezonska prašuma / savana

- Subtropska pustinja

- Rijetka / grm šuma

- Šuma s umjerenom kišom

- Umjerena sezonska šuma;

- Umjereno travnjak / pustinja

- Hladna borealna šuma

- Tundra.

Whittaker je na dvodimenzionalnom grafikonu prikazao područja koja zauzimaju biomi čija vodoravna os predstavlja srednju godišnju temperaturu (° C) i čija vertikalna os predstavlja srednju godišnju količinu oborina (cm). Ova minimalistička slika naglašava približne klimatske granice između bioma.

Na grafikonu Whittaker, velika većina lokaliteta na planeti nalazi se u trokutastom području čiji vrhovi odgovaraju vrućem / vlažnom (tropska prašuma), vrućem / suhom (suptropska pustinja) i hladnom / suhom (tundra) podneblju.

Trokutasto područje grafikona koje bi odgovaralo umjerenoj / hladnoj i kišnoj / vrlo kišnoj klimi izgleda prazno. To je zbog činjenice da su hladna područja s vrlo obilnim godišnjim količinama oborina rijetka ili nepostojeća. To je zato što voda ne isparava lako pri niskim temperaturama, a hladan zrak zadržava vrlo malo pare.

Walterovi zonobiomi

Za razliku od Whittakara, Walter je prvo definirao klimu. Potom je odabrao granice između klimatskih zona uspoređujući ih s vegetacijskim vrstama (zonobiomima) ekvivalentnim biotimima Whittaker.

Walter je upotrijebio dijagram uspona u kojima su mjesečne temperature (T) i oborine (P) na istom grafikonu predstavljene vertikalnim skalama podešenim da naznače razdoblja mokra i suha. Ako je P iznad T, nema nedostatka vode, a rast biljaka ograničen je samo T. Ako je P ispod T, deficit vode ograničava navedeni rast.

Walterovi zonobiomi su: I) ekvatorijalna zimzelena šuma; II) tropska listopadna šuma; III) suptropska pustinja; IV) mediteranski chaparral; V) umjerena zimzelena šuma; VI) umjereno listopadna šuma; VII) travnjaci i stepe umjerenih; VIII) hladna borela šuma; IX) tundra.

Za ove zonobiome je karakteristično: I) P i T ne ograničavaju; II) P ograničava zimi; III) P ograničava tijekom cijele godine; IV) P je ljeti ograničavajući; V) T zimi kratko ograničava (<0 ° C); VI) T ograničava zimi; VII) P ograničava ljeti, a T zimi; VIII) T ograničava veći dio godine; IX) T ograničava praktički tijekom cijele godine.

Vrste bioma

Razvrstavanje bioma na Whittaker i Walter u devet vrsta je najopćenitije moguće. Trenutno ne postoji opći konsenzus o tome koliko vrsta bioma treba razlikovati. Primjerice, WWF (World Wildlife Fund = Svjetski fond za zaštitu prirode) razlikuje 14, dok neki autori tvrde da ih ima više od 20.

Ekološke i biogeografske karakteristike raznih vrsta zemaljskih bioma prikazane u nastavku ograničene su na Walterovu shemu. Treba napomenuti da ovo predstavlja pojednostavljenje.

Ekvatorijalna zimzelena šuma

Rasprostranjena je u nizinskim tropskim regijama (10 ° S - 10 ° J) Amerike (Amazonski i Orinoko slivovi, Atlantska obala Brazila, Srednja Amerika), Africi (od atlantske obale do sliva Konga, Madagaskar), Azije (Vijetnam, Tajland, Malezija) i otoci Tihog oceana, od Azije do Australije (Indonezija, Filipini, Nova Gvineja, Queensland).

Klimu karakteriše godišnja količina oborina od najmanje 2.000 mm, a svaki mjesec prelazi 100 mm. Temperatura je ujednačena tijekom cijele godine (> 18 ° C) i varira manje sezonski nego tijekom dana.

Iako su tla često lateritična i stoga siromašna hranjivim tvarima, vegetacija se sastoji od neprekidnog krošnja zimzelenih stabala koji dosežu visine od 30–60 m. Ispod tog nadstreška nalazi se nekoliko slojeva sačinjenih od manjih stabala i grmlja. Liana i epifita obiluju.

Iako zauzima samo 6% zemljine površine, to je najproduktivniji, najsloženiji i raznoliki biom: dom je polovici biljnih i životinjskih vrsta planeta.

Tropska listopadna šuma

Mnogi se aktualni autori, uzimajući u obzir Walterov smisao, sastoje od dva jasno različita pod-bioma: tropske listopadne šume i tropske savane.

Šumske tvorbe ovog bioma raspoređene su u nizinama izvan ekvatorijalne zone (10–30 ° N i J) u Južnoj Americi, Africi, Indiji i Australiji. Klima je topla, a karakteriziraju je sezonske kiše od 900-100 mm, s izrazitim kišnim i suhim sezonama (npr. Monsunska klima u Indiji).

U slučaju šumskih formacija, vegetacija se sastoji od listopadnih stabala koja tijekom sušnog razdoblja gube svoje listove, pod krovom je samo jedan ili dva sloja, koji se prekidaju.

Tropske tvornice savane ovog bioma imaju istu distribuciju kao i šume. U nekim regijama, posebno u Aziji, te savane vjerojatno potječu iz listopadnih šuma koje su degradirane u požaru i ispaši stoke.

U tim savanama vegetacija se sastoji od trava s raštrkanim drvećem. U slučaju Afrike, oni su dom najrazličitijih zajednica biljojeda i mesoždera sisavaca na planeti.

Subtropska pustinja

Rasprostranjena je u jugozapadnim Sjedinjenim Državama, sjevernom Meksiku, Južnoj Americi (prije svega Peruu, Čileu i Argentini), sjevernoj Africi (Sahari) i Australiji (30-40 ° S i S). Zajedno s hladnim pustinjskim biomomom zauzima otprilike petinu Zemljine površine.

Nazivaju ih vrućim pustinjama jer temperatura rijetko pada ispod 0 ° C. Padavine su male (često manje od 250 mm godišnje) i nepredvidive.

Vegetacija ne tvori nadstrešnicu i sastoji se uglavnom od grmlja i niskog drveća, često trnovitog oblika, obično s malim zimzelenim lišćem odvojenim golim tlom.

Tla su gotovo potpuno lišena organske tvari. Fauna, među kojom obiluju gmazovi, sastoji se od malih bihevioralnih i fiziološki specijaliziranih vrsta koje mogu podnijeti vrućinu i preživjeti nestašicu vode.

Mediteranski chaparral

Rasprostranjena je u južnoj Kaliforniji, južnoj Europi na sjevernoj hemisferi, središnjem Čileu, rtu Cape (Južna Afrika) i jugozapadnoj Australiji na južnoj hemisferi (30-40 ° N i J).

Zime karakteriziraju umjerene temperature i kiša, a ljeta suša. Godišnja količina oborina ne prelazi 600 mm.

Vegetacija se sastoji od gustih grmova visine 1–3 metra, zimzelenog oblika, s malim sklerofilnim lišćem otpornim na isušivanje i dubokim korijenjem. Ljeti česti požari spaljuju zračnu biomasu, sprečavajući uspostavljanje stabala. Grmlje se nakon požara regenerira i proizvodi sjeme otporno na vatru.

Tla nisu svojstvena ovoj vrsti vegetacije. Za razliku od flore, fauna ima nekoliko endemskih vrsta.

Umjerena zimzelena šuma

Rasprostranjen je u blizini obale na sjeverozapadu Sjeverne Amerike, južnog Čilea, Tasmanije i Novog Zelanda. Zauzima mala proširenja.

Klima je obilježena blagim zimama s obilnim kišama i oblačnim ljetima. Tijekom godine vladaju hladne temperature, ali uvijek iznad 0 ° C. Godišnja količina oborina prelazi 1.500 mm. Vegetacija se sastoji od izuzetno visokih zimzelenih šuma.

U Sjevernoj Americi ističu se dva četinjača, jela Douglas (Pseudotsuga sp.) I crveno drvo (Sequoia sempervirens), koje u visinu mogu biti veće od 100 metara. U južnoj hemisferi potrebno je spomenuti širokolisna stabla (Agathis, Eucalyptus, Nothofaugus) i četinari (Podocarpus).

Zbog stalne vlažnosti ove šume nisu pod utjecajem požara. Rast stabala je spor, ali dostižu veliku veličinu jer su među najdužim živim bićima na planeti.

Umjereno listopadna šuma

Rasprostranjuje se uglavnom tamo gdje ima dovoljno vode za rast velikih stabala. Iz tog razloga distribuira se na jugoistok Kanade, istočne SAD, Europu i istočnu Aziju. Ovaj je biome nerazvijen na južnoj hemisferi jer tamo visoki omjer ocean / zemlja umjerava klimu i sprječava zimske mrazeve.

Drveće gubi lišće na jesen i regenerira ih u proljeće. Dominantna vrsta ima široke listove. Vegetacija uključuje grmlje i zeljaste biljke na šumskom dnu.

Tla sadrže obilnu organsku tvar. Stabla s plodovima i orasima obiluju raznolikom faunom koja uključuje vjeverice, jelene, divlje svinje i medvjede.

Umjereni travnjaci i stepe

Rasprostranjena je u Sjevernoj Americi (Veliki sliv), Južnoj Americi (pampas), Europi (Ukrajina), Srednjoj Aziji (stepe, pustinja Gobi) i Južnoj Africi (Veld), zauzimajući kontinentalne ravnice (30 ° -60 ° N i J). Geografski i klimatski se nalazi između umjerenih šuma i pustinja.

Godišnja količina oborina je 300–850 mm. Ako je kiše manje (250–500 mm), biom se naziva hladna pustinja (Veliki sliv, Gobi). Zima je ekstremna. Sezona uzgajanja biljaka (T> 0 ° C) je 120–300 dana.

Postoji jedinstveni rastni sloj, u kojem dominiraju trave do 3 m u vlažnim prerijama i do 0,2 m u hladnim pustinjama. Požari su veliki krajem ljeta.

Zbog rijetkih padalina i niskih temperatura, krhotine se raspadaju polagano. Tla su duboka, bogata organskom materijom i plodna. Prirodni travnjaci, koji su nekada zauzimali 40% zemljine površine, zbog poljoprivrede su prepolovljeni.

Ove livade su dom emblematičnih životinja. U Sjevernoj Americi uključuju bizona, pronghorna, prerijskog psa (marmota) ili kojota. U Europi i Aziji uključuju tarpan (divlji konj), saiga antilope i krtice.

Hladna borealna šuma

Često je poznata i kao tajga. Zauzima široku širinsku traku središnju na 50 ° S u Sjevernoj Americi i 60 ° N u Europi. Na velikim visinama prodire u umjerenu zonu. Na primjer, proteže se od Kanade prema jugu, duž Stjenovitih planina, nastavljajući do uzdignutih područja u cijelom Meksiku.

Sjeverno, ljeta su kratka (manje od četiri mjeseca sa prosječnom temperaturom> 10 ° C; godišnji prosjek <5 ° C), a zime su duge i ekstremne (do –60 ° C). U umjerenim planinama, nalazi se na visinama gdje prevladava mraz. Godišnja količina oborina je 400-1000 mm.

U vegetaciji dominiraju zimzeleni četinari (Picea a pristranost) visine 10–20 metara. Nadstrešnica nije jako gusta, pa postoji podloga grmlja, mahova i lišajeva pod utjecajem kiselosti. Raznolikost je mala.

Zbog slabog isparavanja, tla su vlažna, a zbog niskih temperatura, biljni otpad se polako raspada i nakuplja, tvoreći tresetne močvare. Tajga je jedno od najvećih rezervoara organskog ugljika na planeti. Nakupljanje lišća iz akuleta čini tla kisela i ne baš plodna.

Tundra

Nalazi se uglavnom u sjevernoj hemisferi, sjeverno od tajge i južno od polarne kape. Alpska tundra nalazi se na velikim nadmorskim visinama, odmah ispod ledenjaka, u Sjevernoj Americi (Stjenovite planine), Južnoj Americi (Ande), Europi (Alpe) i, zauzima veliko područje, u Aziji (tibetanska visoravan).

Klima je ekstremnija (ispod 0 ° C tokom 7-10 mjeseci u godini) od one u tajgi. Godišnja količina oborina manja je ili znatno manja od 600 mm. Većina zemlje je smrznuta tijekom cijele godine (permafrost). Tijekom dugih ljetnih dana otapa se površinski sloj tla (0,5–1 m), omogućujući ubrzani rast biljaka.

Vegetacija je lišena stabala i sastoji se od patuljastih grmlja, trava. Istaknute su mahovine i lišajevi. Primarna produktivnost, biljna biomasa i biološka raznolikost niža su od ostalih bioma.

Među biljojedivim životinjama ističu se caribou, mošusni volov, Dallova ovca ili arktički zec. Među mesožderima se ističu smeđi medvjedi, vukovi i lisice. Na tibetanskoj visoravni ističu se jak (sličan kravama), argali (vrsta divljih ovaca) i snježni leopard.

Vodeni biomi

Koncept bioma razvijen je za kopnene ekosustave na temelju vegetacijskih karakteristika. Budući da im nedostaje vegetacije (primarni proizvođači uglavnom su jednocelične alge), vodeni ekosustavi nemaju biome u smislu koji taj izraz ima za kopnene ekosustave.

Vodeni ekosustavi zauzimaju veće područje od kopnenih i strukturno su i biološki veoma raznoliki. Njihovo proučavanje i očuvanje postalo je nužno i njihovo grupiranje u biome.

Vodeni se biomi definiraju na temelju karakteristika kao što su njihova širina, oborine, vjetrovi, blizina obale, dubina, temperatura, protok vode, slanost i koncentracija kisika i hranjivih sastojaka.

Broj priznatih vodenih bioma varira. Najopćenitija moguća kategorizacija obuhvatila bi rijeke, jezera, močvarna područja, ušća i oceane.

Pobliže se mogu razlikovati zajednice mangrova, slani stanovi, jezera i ribnjaci / lotičke (rijeke i potoci), stjenovite / pješčane / blatne morske obale, koraljni grebeni, površinske / morske pelagične dubine, platforma / duboki oceanski benthos.

Reference

1. Belda, M., Holtanová, E., Halenka, T., Kalvová, J. 2014. Klimatska klasifikacija revidirana: od Köppena do Trewarthe. Klimatska istraživanja, 59, 1–13.
2. Bonan, G. 2016. Ekološka klimatologija: koncepti i primjene. Cambridge, New York.
3. Brown, JH, Lomolino, MV 1998. Biogeography. Sinauer, Sunderland.
4. Feddema, J. 2005. Revidirana globalna klimatska klasifikacija tipa Thornthwaite. Fizička geografija, 26, 442–466.
5. Kottek, M., Grieser, J., Beck, C., Rudolf, B. Rubel, F. 2006. Ažurirana svjetska karta klimatske klasifikacije Köppen-Geiger. Meteorologische Zeitschrift, 15, 259–263.
6. Longhurst, A. 1998. Ekološka geografija mora. Academic Press, San Diego.
7. Morin, PJ 1999. Ekologija zajednice. Wiley, Chichester.
8. Mucina, L. 2019. Biome: evolucija presudnog ekološkog i biogeografskog koncepta. Novi fitolog, 222, 97-114.
9. Olson, DM, i sur. 2001. Zemaljske ekoregije svijeta: nova karta života na Zemlji. BioScience, 51, 933-938.
10. Ricklefs, RE 2008. Ekonomija prirode. WH Freeman, New York.
11. Spalding, MD, i sur. 2007. Morske ekoregije svijeta: bioregionalizacija obalnih i policijskih područja. BioScience, 57, 573-583.
12. Tosi, JA Jr. 1964. Klimatska kontrola kopnenih ekosustava: izvješće o Holdridge modelu. Ekonomska geografija, 40, 173–181.
13. Walter, H. 1979. Vegetacija zemlje i ekoloških sustava geo-biosfere. Springer-Verlag, Berlin.
14. Whittaker, RH 1970. Zajednice i ekosustavi. Macmillan, New York.
15. Woodward, SL 2009. Uvod u biome. Greenwood Press, Westport.