Strefa tundry
Charakterystyczna dla półkuli północnej. Rozciąga się na południe od śnieżno – lodowych pustyń arktycznych i na północ od polarnej granicy lasów. Zajmuje obszary od północnej Skandynawii, przebiega dalej przez Półwysep Kolski, obejmuje na wschodzie półwyspy Jamał, Gydański i Tajmyr, obszary przy ujściach rzek: Leny i Kołymy oraz Półwysep Czukocki. Roślinnością tundrową porośnięta jest również zachodnia i północna Alaska, obszar pomiędzy ujściem rzeki Mackenzie a Zatoką Hudsona, północna część Labradoru, wyspy Archipelagu Arktycznego (między innymi: Wyspa Banksa, Wyspa Wiktorii, Ziemia Baffina, Wyspy Królowej Elżbiety), wybrzeże Grenlandii i Islandii, Spitsbergen, Ziemia Franciszka Józefa i Nowa Ziemia. Na wybrzeżach, do których dochodzą zimne prądy morskie (Oja – siwo, Labradorski) roślinność tego typu ulega przesunięciu na południe nawet do 50º N (Kamczatka, wschodnie wybrzeże Półwyspu Labradorskiego).
Typowa tundra porośnięta jest porostami (np. chrobotek reniferowy) oraz roślinnością mszystą, turzycową i wełniankową. Obniżenia i miejsca pokryte w zimie grubą warstwą śniegu, chroniącą przed działaniem wiatrów niosących kryształki lodu, porastają krzaczaste zarośla złożone głównie z karłowatych wierzb i brzóz. Miejsca niechronione w zimie przez śniegi zajmuje roślinność zielna, niska, „przytulona” do ziemi, podobna do hal w wysokich górach. Najbardziej północne obszary zajmuje tundra arktyczna o ubogiej i rzadkiej roślinności. Cienka pokrywa śnieżna powoduje tam głębokie zamarzanie i spękanie gleby (tworzą się gleby poligonalne) a roślinność zajmuje prawie wyłącznie szczeliny między twardymi płytami gleby.
Klimatem obejmującym obszary porośnięte tundrą jest klimat subpolarny, w którym panującym powietrzem jest powietrze arktyczne, niekiedy także polarno – kontynentalne a rzadziej polarno – morskie. Dzień polarny umożliwia dopływ promieniowania słonecznego, które dochodzi do tych obszarów, ze względu na częste zachmurzenie nieba, głównie jako promieniowanie rozproszone natomiast noc polarna jest okresem, w którym ustaje dopływ promieniowania zarówno bezpośredniego jak i rozproszonego. Mimo że długość dnia w tej strefie jest najdłuższa na Ziemi (na kole podbiegunowym najdłuższy dzień trwa 24h) to natężenie promieniowania słonecznego jest małe, z uwagi na małe kąty padania promieni słonecznych. Małe kąty padania promieni słonecznych, arktyczne masy powietrza oraz duże wypromieniowywanie i znaczne zużywanie ciepła na topnienie śniegów w okresie letnim przyczynia się do występowania w tej strefie bardzo niskich średnich rocznych temperatur, które wynoszą od nieco powyżej 0ºC do około -20ºC. W lipcu (miesiącu najcieplejszym) średnie temperatury wahają się w zależności od rejonu od 0ºC do około 12ºC natomiast w styczniu (miesiącu najzimniejszym) średnie temperatury osiąga w klimacie wybitnie i skrajnie kontynentalnym nawet -40ºC a w klimacie z wyraźnym wpływem polarno – morskich mas powietrza (wybrzeże Islandii, południowe wybrzeże Grenlandii) średnia temperatura tego miesiąca waha się pomiędzy 0ºC a -10ºC. Tak wysokie roczne amplitudy temperatury w kontynentalnej części tej strefy są cechą charakterystyczną tego klimatu. Opady atmosferyczne występują głównie w postaci śniegu, chociaż deszcze zdarzają się również. Średnie roczne sumy opadów wynoszą od 100 do 600mm i zależą od kontynentalności. Zauważa się wzrost średnich miesięcznych sum opadów w cieplejszej porze roku.
W tundrze gleby są z reguły słabo wykształcone (pierwotne), płytkie a w tundrze wysokiej nawet bardzo płytkie i przeważnie szkieletowe. Często na głębokości około 40cm występuje stale zmarznięte podłoże (wieczna zmarzlina). Mineralne gleby tundrowe mają 1 – 2% próchnicy. Mała ilość ciepła ogranicza parowanie wody i stąd gleby tundrowe kształtują się w warunkach anaerobowych, co sprzyja nagromadzeniu się próchnicy torfowej i związków odtlenionych. Prowadzi to do tworzenia się gleb torfowoglejowych – płytkich i ubogich w składniki odżywcze. W tundrze niskiej dominują gleby bagienne i torfowe.
Wnioski:
Surowość klimatu subpolarnego (słabe i nierównomierne nasłonecznienie, niskie średnie roczne temperatury, bardzo niskie temperatury okresu zimowego, niskie opady) powoduje, że roślinność porastająca te obszary jest stosunkowo skąpa a procesy glebotwórcze zachodzą bardzo powoli. Wraz ze zmiana temperatur roślinność zamiera w zimnej porze roku i rozwija się w czasie krótkiego, chłodnego lata. Kwitną wówczas rośliny zielne i tundra staje się różnobarwna. Obumarłe rośliny rozkładają się wolno, co ogranicza proces powstawania próchnicy. Ziemia pokryta rzadką roślinnością jest bardziej narażona na działanie wiatru i erozję. W porze zimnej występowanie wiecznej zmarzliny całkowicie uniemożliwia kształtowanie się gleby natomiast w porze cieplejszej odmarzanie jej zewnętrznej części połączone z małym parowaniem wody powoduje powstawanie gleb glejowych i torfowych.
Strefa lasów szpilkowych strefy umiarkowanej
Strefa lasów szpilkowych strefy umiarkowanej zwanych również borealnymi lasami iglastymi a w północnej części Europy i Azji – tajgą, ograniczona jest od północy tak zwaną polarną granicą lasu i graniczy ze strefą roślinności tundrowej. Od południa jej granica przebiega przez północną Szkocję, południową Skandynawię, Petersburg, Kazań i południową część Uralu, w Azji przez Nowosybirsk i północne zbocza Ałtaju. We wschodniej Azji graniczy ze stepowymi obszarami Gobi a dalej na wschód obejmuje Sachalin, Kuryle i północną część Hokkaido. W Ameryce Północnej obszary będące odpowiednikiem eurazjatyckiej tajgi zajmują ogromne obszary aż po Wielkie Jeziora na południu.
Tajga jest typowym borem szpilkowym. W najbardziej zachodniej części, w Szkocji i zachodniej Skandynawii tworzy ją sosna zwyczajna a od Skandynawii po Ural sosna zwyczajna (na miejscach piaszczystych i kamienistych) i świerk pospolity (na miejscach gliniastych). W Europie wschodniej i Syberii zachodniej ważnym składnikiem tajgi jest modrzew syberyjski. Część azjatycką tajgi podzielić można na trzy części:
– Tajgę zachodniosyberyjską, która zajmuje obszar od Uralu po Jenisej. Nazywana jest czarną tajgą lub urmanu i jest najbogatsza w gatunki drzew. Tworzy ją świerk syberyjski, jodła syberyjska zwana pichtą, limba syberyjska zwana kedrą lub syberyjskim cedrem, modrzew syberyjski a na miejscach piaszczystych i podmokłych sosna zwyczajna. Runo tej tajgi jest bardzo bujne i wysokie składa się głównie z borówek. W tajdze zachodniosyberyjskiej występują olbrzymie obszary torfowisk.
– Tajga środkowosyberyjska zajmuje pagórkowaty obszar na wschód od Jeniseju, Panującym drzewem jest modrzew dahurski. Jest to drzewo dość niskie i rzadko rosnące, dlatego tajga środkowej Syberii jest widna. Domieszkę w tej części tajgi stanowi sosna zwyczajna i świerk pospolity, ale tylko w miejscach cieplejszych i na żyźniejszej glebie.
– Tajga wschodniosyberyjska ma dość urozmaicony skład drzew. Rosną w niej świerki i jodły, ale inne gatunkowo niż w Europie i Syberii zachodniej.
W całej tajdze spotyka się również w niewielkich ilościach drzewa liściaste: brzozę, osikę, olszę, jarzębinę i czeremchę. Runo tajgi jest niemal na całym jej obszarze prawie jednakowe, złożone z gatunków rodziny wrzosowatych, głównie borówek – czernicy, brusznicy, borówki bagiennej, czyli łochyni, na miejscach wilgotniejszych żurawiny. W zachodniej części tajgi europejskiej pospolity jest wrzos i kilka gatunków wrzośców.
W Ameryce Północnej drzewostan lasu borealnego odbiega nieco od tego z Eurazji. Tworzy go świerk biały, jodła balsamiczna, amerykański modrzew – tamarack, domieszkę stanowią brzozy, osiki i świerk czarny. W południowej części rośnie głównie sosna, zwana u nas wejmutką, sosna Banksa i sosna czerwona. Znaczną domieszkę stanowi w tych lasach choina (relikt, który w Europie wyginą pod koniec plejstocenu).
Obszary porośnięte borealnymi lasami szpilkowymi znajdują się głównie pod wpływem grupy klimatów umiarkowanych chłodnych. W zależności od odległości od mórz i oceanów znajdują się one w jej określonych typach, od morskiego poprzez przejściowy i pośredni do kontynentalnego z odmianą skrajnie i wybitnie kontynentalną. Klimaty tej strefy kształtują się pod wpływem częstych zmian pogody związanych z działalnością cyklonalną przy ogólnej przewadze cyrkulacji zachodniej (klimat morski, przejściowy i pośredni). Na obszarach o cechach kontynentalnych działalność cyklonalna jest słabsza. Tu w chłodnej porze roku panują często antycyklony, przynajmniej częściowo uwarunkowane przyczynami termicznymi. Najbardziej stałym z nich jest zimowy wyż azjatycki zrastający się z wyżami zwrotnikowymi w jeden pas wysokiego ciśnienia półkuli północnej. W letnim półroczu miejsce tego wyżu zajmuje niż z ośrodkiem przesuniętym bardziej na południe. Latem, przy dniu znacznie dłuższym od nocy i większym kącie padania promieni słonecznych sumy dobowe promieniowania dopływającego do powierzchni Ziemi są duże. W związku z tym średnie temperatury miesięcy letnich są stosunkowo wysokie i wynoszą od 10ºC do prawie 20ºC. Średnie temperatury miesięcy zimowych są natomiast niskie od -5ºC (odmiana morska) do nawet poniżej-40ºC w kontynentalnej. W obszarach, do których częsty i łatwy dostęp mają morskie masy powietrzne zarówno zimowe spadki temperatur, jak i letnie ich wzrosty są silnie złagodzone. Amplitudy roczne temperatur wzrastają wraz ze wzrostem kontynentalizmu od ok. 15ºC do nawet 60ºC. Podobnie zróżnicowane są sumy opadów od 1000mm i więcej w odmianach morskich do 300mm i mniej w kontynentalnych. W obszarach nadmorskich przeważają obfite opady jesienno-zimowe, w kontynentalnych – letnie, którym sprzyja intensywna konwekcja dzienna, uwarunkowana termicznie.
W tej strefie roślinnej dominującymi glebami są gleby bielicowe. Gleby te kształtują się w klimacie, gdzie ilość opadów przewyższa parowanie. Sprzyja to wymywaniu łatwo rozpuszczalnych związków z górnych poziomów i gromadzeniu się ich w niższych częściach profilu. Gleby bielicowe charakteryzuje mała zawartość próchnicy – około 2%. Gleby tej strefy ulegają często zabagnieniu tzn. powstaje poziom glejowy lub też gleba ulega zatorfowieniu.
Wnioski:
Klimat charakteryzujący się niskimi temperaturami półrocza zimnego, dużymi rocznymi amplitudami temperatury i dużą zmiennością miesięcznych sum opadów wpływa na rozwój roślinności odpornej na niskie temperatury i przerwy w dopływie wody opadowej. Wiele cech morfologicznych drzew szpilkowych uwidacznia przystosowanie ich do tak trudnych warunków pogodowych (szpilki zamiast liści znacznie ograniczają proces transpiracji, gruba kora zabezpiecza przed nadmiernym parowaniem wody oraz chroni przed zamarzaniem soków w czasie mrozu). W strefie tej wyraźna jest zmienność drzewostanu wraz ze wzrostem kontynentalności klimatu – najgęstszy i najbardziej zróżnicowany drzewostan występuje w typach klimatu, na który wpływ mają morskie masy powietrza (tajga północnej i wschodniej Europy oraz tzw. czarna tajga), im klimat staje się bardziej kontynentalny las rzednie, a gatunki w nim występujące charakteryzują się bardzo dużą tolerancja na niskie temperatury i brak opadów np. modrzew dahurski, który jak reszta gatunków modrzewi zrzuca igły w porze zimnej, a jego gałęzie wyrastają prawie od nasady pnia. Jest to efekt przystosowania do tak ciężkich warunków i powoduje ograniczenie niektórych procesów w porze zimnej oraz łatwiejsze i bardziej ekonomiczne transportowanie wody. Tajga jest związana silnie z glebami ulegającymi bielicowaniu, gdzie zachodzi wyraźna przewaga wsiąkającej wody nad jej parowaniem z powierzchni ziemi. Wody opadowe wsiąkają w glebę, powodując wymywanie składników pokarmowych i jej jałowienie. W tych warunkach żyją tylko rośliny współżyjące z grzybami i niektórymi bakteriami i przy ich współudziale pobieraj z gleby składniki pokarmowe zawarte w butwiejącej ściółce. Silne zabagnienie i zatorfowienie gleb tej strefy ma między innymi związek z występowaniem wiecznej zmarzliny i wpływa na wytworzenie się specyficznej roślinności kwaśnolubnej. Istotny wpływ na gatunkowy skład tych lasów miało zlodowacenie w okresie plejstocenu. W Europie, ze względu na równoleżnikowy rozkład łańcuchów górskich, roślinność leśna nie miała możliwości wycofania się przed nadchodzącym lądolodem w rejony cieplejsze i wyginęła. Natomiast w Ameryce Północnej, gdzie łańcuchy górskie ułożone są południkowo, strefy roślinne przesunęły się w tym okresie na południe a po ustąpieniu lądolodu powróciły na dawne obszary. Pozwoliło to na przetrwanie wielu gatunków niespotykanych w innych częściach świata. Należą do nich: sekwoja, choina, oczar i inne.
Strefa lasów liściastych zrzucających liście na zimę
Ta formacja roślinna występuje na obszarze Europy w północnej części Portugalii, części Hiszpanii, Francji, Niemczech, Polsce, Austrii, Czechach, Słowacji, części Półwyspu Bałkańskiego, Rumunii, Anglii, Irlandii i południowej części Skandynawii. Ponadto rozpowszechniona jest na obszarze północno – wschodnich Chin, Korei i Japonii oraz w północno – zachodniej części Stanów Zjednoczonych.
Najcieplejsze obszary tej strefy obejmujące południową Francję, północną część Półwyspu Apenińskiego i częściowo Bałkańskiego zajmowały pierwotnie lasy orzechowo – kasztanowe, składające się z włoskiego orzecha i kasztana jadalnego. Nieco chłodniejsze obszary zajmowały lasy dębowo – grabowe a znaczniejsze wzniesienia bukowo – jodłowe. Na żyźniejszym podłożu ważną domieszkę stanowią drzewa szerokolistne, do których zalicza się klony, wiązy, lipy i jesiony. Gatunkowy skład lasów liściastych zmienia się również w miarę przesuwania ku wschodowi.
– Obszar zachodnioeuropejski (atlantycki) jest to obszar lasów liściastych, którego wschodnią granicę wyznacza udział kolcolistu (drzewo przypominające buk o liściach z ostrymi kolcowatymi brzegami). Sięga on na wschód po Ren i zachodnią Norwegię.
– Obszar środkowoeuropejski obejmuje lasy liściaste po wschodnią granicę buka, która przebiega przez południowo – zachodnią część Skandynawii, Polskę, Roztocze i zachodnią część Podola.
– Obszar wschodnioeuropejski składają się głównie z dębu szypułkowego z domieszką lipy drobnolistnej, trześni i klonu.
Runo lasów liściastych jest bogate w gatunki i urozmaicone, zależnie od warunków glebowych, wilgotności i drzew tworzących dany las
W Ameryce Północnej lasy liściaste składały się dawniej (obecnie prawie zupełnie wyniszczone) z dębów i hikor. Niższe stoki Appalachów porastały lasy dębowo – kasztanowe z domieszką klonów, tulipanowców i oczarów (relikt). Wyższe oraz chłodniejsze północne i wschodnie zbocza Appalachów zajmują lasy bukowo – klonowe. Głównymi składnikami tych lasów jest buk i klon cukrowy, domieszkę tworzą: brzoza żółta, dęby, kasztan, tulipanowiec, lipy, osiki, wiązy, klon czerwony, orzech czarny i szary a z drzew szpilkowych choina.
Roślinność lasów liściastych zrzucających liście na zimę kształtuje się głównie pod wpływem klimatów morskich, przejściowych i pośrednich strefy umiarkowanej ciepłej. Klimaty umiarkowane ciepłe, podobnie jak chłodne, kształtują się przede wszystkim pod wpływem powietrza polarnego morskiego lub polarnego kontynentalnego. Zasięg tych mas powietrza na kontynentach w kierunku niższych szerokości geograficznych wyznacza położenie frontu polarnego w okresie zimy. Cyrkulacja powietrza odbywa się głównie pod wpływem przemieszczających się cyklonów i antycyklonów. Odznacza się on znaczną zmiennością i to zarówno w zimie, jak i w lecie, co spowodowane jest częstą zmianą położenia frontu polarnego, a tym samym wkraczaniem na te tereny na przemian powietrza polarnego, arktycznego lub zwrotnikowego. Średnia temperatura powietrza w miesiącu najzimniejszym waha się, w zależności od położenia, od -5ºC do około 5ºC a w miesiącu najcieplejszym od 16ºC do 24ºC. Średnia roczna temperatura wynosi od 8ºC do około 15ºC a roczne amplitudy temperatury od 12ºC do 25ºC, przy czym najniższe są na obszarach o bardzo silnym wpływie morskich mas powietrza i rosną wraz z odległością od morza. W klimacie morskim średnie roczne sumy opadów mogą przekroczyć nawet 1000mm i są mniej więcej równomiernie rozłożone na wszystkie miesiące, im dalej od morza opadów jest mniej oraz zaznacza się przewaga opadów letnich.
W tej strefie typowymi glebami są gleby brunatne, kształtujące się pod lasami liściastymi przy udziale roślinności zielnej. Charakteryzują się brunatnym zabarwieniem, dość dużą zawartością próchnicy, dużą pojemnością wodną i brakiem poziomu wymywania i wmywania. W strefie tej występują również gleby darniowobielicowe charakterystyczne dla lasów mieszanych i obszarów o mniejszej średniej rocznej sumie parowania wody. Różnią się od gleb bielicowych lepiej wykształconym poziomem kumulacyjnym i większą zawartością próchnicy.
Wnioski:
Dosyć wysokie temperatury i opady w półroczu ciepłym pozwalają na wykształcenie się bardzo bujnej i zróżnicowanej formacji roślinnej, jaką jest las liściasty. Natomiast często mroźne i suche zimy zmuszają te rośliny do „zawieszenia” niektórych swych czynności życiowych. Na tej podstawie możemy wyróżnić okres wegetacyjny i okres spoczynku roślin.. Drzewa liściaste przystosowały się do przetrwania zimy poprzez zrzucanie liści, co ogranicza straty wody, zaprzestanie wzrostu tkanek i innych procesów, w tym fotosyntezy. Bardzo niebezpieczne są dla nich nagłe ocieplenia w okresie zimy, gdyż pobudzają one roślinę do wegetacji oraz „rozhartowują” ją, co w przypadku powrotu mrozu prowadzi do przemarznięcia rośliny. Runo lasów liściastych składa się głównie z roślin jednorocznych (wzrost części zielonej, zakwitniecie i wydanie nasion odbywa się podczas jednego okresu wegetacji) lub bardziej odpornych na zimno mszaków i paprotników. Duże obszary lasów liściastych mają istotny wpływ na klimat lokalny a przejawia się to zmniejszeniem rocznych i dobowych amplitud temperatury oraz znacznym zwiększeniem ilości opadów w lecie (północna Bawaria). Opady te spowodowane są parowaniem wody z powierzchni liści oraz silną transpiracją. Nie bez znaczenia jest zjawisko obumierania runa i zrzucania liści na proces tworzenia się gleb, dostarcza to składników organicznych do powstawania próchnicy oraz w pewnym stopniu zabezpiecza ją przed wymywaniem. W części strefy gdzie parowanie wody jest duże i związane z dość wysokimi temperaturami, ilość wsiąkające do gleby wody jest niewielka. Uniemożliwia to proces bielicowania, przez co gleby są żyźniejsze i bogatsze w składniki mineralne i organiczne od gleb bielicowych.
Formacja eurazjatyckich stepów klimatu umiarkowanego
Geneza powstania stepów nie jest do końca jasna. Jedna z teorii określa je jako naturalną formację roślinną, która wytworzyła się w epoce lodowcowej a obecnie ulega stopniowo przemianie w lasy. Według innej teorii step jest sztucznym tworem powstałym po wypaleniu lasów przez dawne ludy pasterskie. Ustalenie istoty powstania stepów jest obecnie bardzo utrudnione z powodu przekształcenia ich w pola uprawne.
Niezależnie jednak od genezy tworzy on nieprzerwany, szeroki pas, ciągnący się równoleżnikowo od Niziny Czarnomorskiej poprzez południową Ukrainę, całą południową Rosję oraz Kazachstan i Mongolię do północnych Chin. W części europejskiej od północy step graniczy z lasami liściastymi i mieszanymi a w części azjatyckiej z tajgą. Południową granicę stanowią natomiast półpustynie i pustynie strefy umiarkowanej oraz góry Tien – Szan. Formacja stepowa, oprócz wyżej wymienionego pasa tworzy odosobnione wyspy np. na Nizinie Węgierskiej (puszta), północnej Ukrainie i wśród tajgi środkowosyberyjskiej.
Właściwy step składa się głównie z niewysokich (najwyżej półmetrowych), kępkowych traw należących do rodzaju ostnica, strzęplicy nadobnej, kostrzewy bruzdkowatej, kilku gatunków owsic i bardzo licznych roślin dwuliściennych, głównie z rodziny wargowych, baldaszkowatych i jaskrowatych. Skład gatunkowy stepu jest bardzo bogaty. Na 100m2 rośnie często do 120 gatunków roślin. Pomiędzy kępkami traw i innych roślin rosną w wilgotniejszych latach liczne rośliny jednoroczne. Obszar stepu nie jest jednorodny, wyróżnić w nim można trzy części:
– Obszar łąkowo – stepowy (północny), odznacza się domieszką roślin podobnych do łąkowych (typowa łąka składa się z bardzo bujnych traw, do dwóch metrów wysokości, i dużych bylin).
– Obszar kwiecisty (środkowy) z licznymi gatunkami pięknie kwitnących roślin (np. cebulowych tulipanów i narcyzów) i kępkami kilku gatunków ostnic.
– Obszar trawiasty (południowy), jest dość ubogi w rośliny dwuliścienne i monotonny.
Stepy zajmują obszary objęte klimatem umiarkowanym ciepłym kontynentalnym i wybitnie kontynentalnym. Charakteryzuje się on wysokimi temperaturami lata (średnia lipca około 20ºC) i niskimi zimy (średnia stycznia w części południowej około -10ºC a w części północnej około -20ºC) Średnie roczne sumy opadów wahają się od 250mm do 450mm. Zimy na tym obszarze są bardzo suche a wiąże się to z występowaniem wyżu azjatyckiego i związanych z nim suchymi wiatrami z głębi kontynentu. Opady występują głównie w porze letniej i mają charakter gwałtownych burz. Ważną cech tego klimatu jest zmienne uwilgocenie – co drugi lub trzeci rok jest bardzo suchy.
Obszar łąkowo – stepowy nazywany jest również strefą czarnoziemną, ponieważ przeważają tu gleby zwane czarnoziemami. W warunkach zmniejszonej ilości opadów i znacznego parowania oraz pod bujną roślinnością trawiastą kształtuje się profil gleby o dobrze rozwiniętym poziomie próchnicznym (70 – 100cm), barwy ciemno szarej, łagodnie przechodzącym w podłoże, którym jest zazwyczaj less. Gleby te zawierają w poziomie próchnicznym często 8 – 15% próchnicy. Mają odczyn obojętny i zawierają dużo składników odżywczych. Na pozostałych, suchszych, obszarach stepu wykształciły się gleby kasztanowe i buroziemy, wśród których spotyka się gleby słone. Gleby kasztanowe i buroziemy mają słabiej rozwinięty poziom próchniczny i zawierają mniejszy procent próchnicy (kasztanowe 3 – 4%, buroziemy 1 – 3%) niż czarnoziemy.
Wnioski:
Występowanie tak dużych obszarów roślinności niskiej wpływa w decydujący sposób na klimat tego obszaru. Prowadzi to do silnego nagrzewania w porze letniej oraz obniżenia temperatury w zimie. Minimalna transpiracja i szybkie wsiąkanie wody opadowej w glebę powoduje znaczne zmniejszenie opadów. Na gatunkowy skład stepu wpływa głównie ilość opadów, im opady wyższe, roślinność jest bujniejsza a gatunki podobne do tych z klimatów wilgotniejszych (umiarkowanych przejściowych). Na bujność roślinności wpływa przemienność lat suchych i wilgotnych. W latach wilgotnych pomiędzy kępkami traw wyrastają rośliny jednoroczne zwane efemerami. Ich występowanie umożliwione jest dzięki wykształceniu odpornych na suszę nasion mogących przetrwać w glebie wiele lat. Bujność szaty roślinnej decyduje o typie kształtującej się pod nią gleby. Na obszarach z roślinnością bujną, łąkowo – stepową, oraz przy udziale procesu kalcyfikacji powstają czarnoziemy stepowe. Tam gdzie roślinność jest bardziej uboga tworzą się gleby kasztanowe a na obszarach stepów bardzo suchych – buroziemy. Bardzo silne parowanie wody w najcieplejszych rejonach stepów prowadzi do powstania gleb słonych – sołonczaków i sołońców. W zimie niskie temperatury i mała ilość śniegu powoduje głębokie przemarzanie gleby a w lecie rzadkie opady oraz bardzo silne parowanie uniemożliwia całkowicie wymywanie związków organicznych z części akumulacyjnej do niższych części profilu. Obszar stepowy prawie nigdzie nie zachował się w formie pierwotnej, a rolnicze użytkowanie tych terenów spowodowało ogromne zmiany w szacie roślinnej.
Pustynie zwrotnikowe i podzwrotnikowe klimatu wybitnie suchego
Do pustyń zwrotnikowych i podzwrotnikowych wybitnie suchych należą: Sahara, Pustynia Libijska, Pustynia Arabska, Pustynia Nubijska, Pustynia Namib i część Kalahari – na kontynencie Afrykańskim. W Azji należą do nich pustynie Półwyspu Arabskiego (Pustynia Syryjska, Wielki Nefud, Mały Nefud, Irk al Mazhur, Rub al Chali), Iranu (Wielka Pustynia Słona, Pustynia Lota), Afganistanu (Pustynia Registan) oraz Pakistanu i Indii (Pustynia Thar i Pustynia Thal). W Australii zalicza się do nich Wielką Pustynię Piaszczystą, Pustynię Gibsona, Wielką Pustynię Wiktorii i Pustynię Simpson. W Ameryce Północnej obszary o takim typie klimatu zajmują Wyżynę Kolorado, Wielką Kotlinę, Pustynię Mohave, Pustynię Gila oraz Półwysep Kalifornijski a w Ameryce Południowej – Pustynię Atacama i część obszarów pampy.
Skład gatunkowy tych pustyń uzależniony jest od kontynentu i państwa roślinnego, w którym się znajduje.
– Pustynie Afryki północnej i Półwyspu Arabskiego. Roślinność tych pustyń jest zróżnicowana na kilka typów w zależności od budowy i wilgotności podłoża. Najbujniejsza jest ona w obniżeniach zwanych na Saharze daya i w dolinach wyschłych rzek – ued (wadi). Rosną w nich miejscami nawet drzewa np. topole. Dość bogata jest również roślinność na skałach, czerpiąca wodę, nagromadzoną podczas deszczów, ze szczelin skalnych. Wokół słonych jeziorek rośnie roślinność solankowa, zwana sebkha a na ustalonych wydmach spotyka się głównie trawę o sztywnych liściach i bezlistną roślinę motylkową zwaną retama. Największe przestrzenie zajmuje roślinność efemeryczna, pokrywająca piaski na krótki okres po deszczach gęstym, choć niskim kobiercem. Najuboższa w rośliny jest pustynia żwirowa.
– Pustynię Namib i Kalahari porastają kolczaste zarośla, pomiędzy którymi rosną niewielkie trawy. Rozpowszechnione są liczne byliny z podziemnymi bulwami magazynującymi wodę.
– Pustynie australijskie porasta skąpa, lecz dość gęsta roślinność. Na obszarach gliniastych występują głównie rośliny komosowate a na piaszczystych – kazuaryny, krzaczaste rozdręby i nieliczne gatunki innych krzewów. Ogromne przestrzenie zajmuje trawa Triodia o sztywnych i ostrych liściach.
– W Wielkiej Kotlinie między Sierra Nevada i Górami Skalistymi, duże przestrzenie zajmuje pustynia piołunowa. Występuje ona na glebach słonych. Panującymi roślinami są sage – brush, kilka gatunków piołunów, szałwie i inne wyłącznie amerykańskie rodzaje i gatunki.
– Pustynie Gila, Mohave i Dolina Śmierci mają gleby niezasolone. Roślinność składa się z niewielkich krzewów, drobnych akacji i rzadkich traw.
– Na Pustyni Atacama nikła roślinność złożona z kilku zaledwie gatunków skupia się wokół słonych jezior. Rosną tu słupowate kaktusy i kępki niewielkich krzewinek.
Klimat zwrotnikowy wybitnie suchy kształtuje się w masach powietrza zwrotnikowo – kontynentalnego, dla których obszarami źródłowymi są antycyklony podzwrotnikowe. Jest to powietrze ciepłe i bardzo suche, zawierające wyjątkowo mało pary wodnej. Ciśnienie atmosferyczne w obszarach antycyklonalnych osiąga wartości średnie wahające się między 764 a 768mm Hg. Umiejscowienie się takiego układu wysokiego ciśnienia na lądzie uniemożliwia całkowicie transport pary wodnej znad oceanów, z uwagi na rozbieżny układ wiatrów. W antycyklonach występuje ponadto opadanie powietrza z górnych warstw troposfery, gdzie ilość pary wodnej jest mała. Ubóstwo pary wodnej w powietrzu powoduje małe zachmurzenie nieba,, co sprzyja dużemu usłonecznieniu (insolacji). Średnia temperatura w miesiącu najchłodniejszym wynosi powyżej 5ºC, natomiast w miesiącu najcieplejszym 30ºC – 39ºC. Wartości średnich rocznych temperatur wahają się w granicach 20ºC – 28ºC. Charakterystyczne są duże dobowe amplitudy temperatury wynoszące od 5ºC do 24ºC, roczne natomiast wynoszą od 6ºC do 25,5ºC. W ciągu nocy temperatura powietrza często obniża się do 0ºC, co spowodowane jest bardzo znacznym wypromieniowaniem ciepła z gruntu, ułatwionym ubóstwem pary wodnej w powietrzu oraz skąpą szatą roślinną. Średnie roczne sumy opadów wynoszą od nieco powyżej 0mm (Pustynia Atacama) do 180mm. Wiosna i lato są porami całkowicie pozbawionymi opadów prawie na wszystkich obszarach objętych tym typem klimatu. Notowano okresy kilkuletnie o zupełnym braku deszczów. Na suchość pustyń znajdujących się na zachodnich wybrzeżach kontynentów (Pustynia Namib, Atacama, Mohave, Kalifornijska) olbrzymi wpływ mają zimne prądy morskie (Benguelski, Peruwiański, Kalifornijski).
Na obszarach pustynnych ogromne obszary pozbawione są zupełnie gleby. Powierzchnię pokrywają: lotne piaski (erg), Żwiry (serir) lub kamienie i nagie skały (hamada).Na pustyni Kalahari, terenach Algierii, Sahary Zachodniej i Obrzeżach Sahary występują gleby czerwonobure, które stanowią odpowiednik buroziemów wyższych szerokości geograficznych. Na dużych obszarach Australii i Półwyspu Arabskiego oraz na niektórych obszarach Sahary dominującymi glebami są szaroziemy pustynne. Są to gleby odznaczające się małą zawartością próchnicy (1 – 1,5%) i wysoką zawartością węglanu wapnia. Niskie opady i duże parowanie prowadzi w wielu miejscach do powstania gleb słonych: sołonczaków, sołońców i sołodii.
Wnioski:
Występowanie roślinności niskiej i skąpej lub zupełny brak roślinności powoduje bardzo silne nagrzewanie powierzchni ziemi w ciągu dnia oraz szybkie wypromieniowanie ciepła w nocy. Na tych obszarach zanotowano najwyższe na Ziemi temperatury (Al – Azizija w Libii – 57,8ºC, Dolina Śmierci – około 57ºC) Roślinność tego typu nie zatrzymuje zupełnie wód opadowych, które prawie całkowicie wsiąkają w glebę, wpływa to na zmniejszenie ilości opadów. Roślinność, na skutek niekorzystnych warunków (długotrwałe susze, nieregularne opady), jest bardzo skąpa i uboga w gatunki. Na całym obszarze Sahary występuje około 1000 gatunków, a na Pustyni Atacama (nie licząc roślin efemerycznych) dosłownie kilka. Roślinność zdołała przystosować się do tak trudnych warunków poprzez np.: prawie całkowitą redukcję liści, wytworzenie bulw i kłączy magazynujących wodę, wykształcenie bardzo długiego systemu korzeniowego sięgającego do wilgotniejszych poziomów podłoża. Charakterystycznym typem roślinności są efemery, które wyrastają z nasion mogących przetrwać bez wilgoci wiele lat. Rośliny te kiełkują po opadzie deszczu, bardzo szybko kwitną, wydają nasiona i zamierają. Skąpa roślinność powoduje powstawanie ubogich gleb o bardzo małej zawartości próchnicy, a rzadkie i ulewne opady powodują ich przesuszanie i wymywanie. Ujemny bilans wodny spowodowany wielokrotnie większą roczną sumą parowania wody od rocznych sum opadów prowadzi do powstania gleb słonych i wytworzenia się roślinności halitowej. Mylne jest kojarzenie roślinności tych pustyń z roślinnością gruboszowatą (kaktusy, opuncje, agawy), gromadzącą wodę w liściach. Rośliny te wymagają klimatu wilgotniejszego oraz gleb bogatych w azot a występują głównie na terenie Meksyku południowej części Ameryki Północnej, niektórych obszarach Ameryki Południowej i Afryce południowej.
Afrykańskie sawanny
Na terenie Afryki suchy las podrównikowy, zwany miombo, został na ogromnych przestrzeniach wypalony dla uzyskania pastwisk. Wypalenie pierwotnego lasu powoduje w wilgotnej porze roku wyrastanie roślinności podobnej do bujnej łąki. Ta powstała w wyniku działalności człowieka formacja roślinna nosi nazwę sawanny. Małe obszary Afryki zajmują sawanny naturalne, są one wówczas bezdrzewne i bez krzewów.
Strefa sawann obejmuje ogromne obszary Afryki położone na południe od Sahary i do mniej więcej 20º S, a niebędących pokrytymi formacjami leśnymi.
Roślinność sawanny składa się głównie z wysokich (nawet 2 – 3 metrowych) traw, o sztywnych i ostrych na brzegu liściach, np. z rodzaju Andropogon. Na sawannach powstałych przez wypalanie lasu utrzymują się drzewa o grubej korze, najczęściej baobaby, drzewiaste akacje, kandelabrowate wilczomlecze i nieliczne, na ogół cierniste, krzewy. W północnej części środkowej Afryki są dość częste pojedyncze lub grupkami rosnące palmy, najczęściej palmira i palma dum. W środkowej Afryce rośnie drzewo mopane o korze odpornej na ogień, dzięki czemu na niektórych obszarach sawanny jest jedynym gatunkiem drzewiastym. Ze względu na różnorodność zarówno gatunków roślinnych, jak też na stopień zwarcia koron drzewnych i bujność pokrywy trawiastej stosowane są w Afryce różne nazwy na oznaczenie jej odmian lub formacji pokrewnych: sawanna pustynna, sawanna niska, sawanna wysoka, sawanna parkowa, sawanna krzewiasta, zwrotnikowy las kserofitowy, „tree veld”, „thorn veld”, „mopane veld” itd.
Tereny sawann objęte są klimatem podrównikowym wilgotnym i podrównikowym suchym. Od klimatu równikowego wybitnie wilgotnego, klimaty te, różnią się głównie tym, że opady atmosferyczne są mniejsze i nie tak równomiernie rozłożone w ciągu roku. Obserwuje się jeden lub dwa okresy o mniejszych opadach przedzielonych okresami deszczowymi. Obok mas powietrza równikowego, występują tutaj również masy powietrza zwrotnikowego, umożliwiające formowanie się pogody o zmniejszonym zachmurzeniu i o suchszych okresach. Średnie roczne temperatury wynoszą od 20ºC do 32ºC, a roczne amplitudy temperatury na ogól nie przekraczają 5ºC. Roczne sumy opadów wynoszą od około 500mm do okolo2000mm. W przebiegu rocznym opadów atmosferycznych obserwuje się znaczny spadek ich miesięcznych sum, na półkuli północnej od grudnia do lutego, zaś na półkuli południowej od maj do lipca.
Na obszarach wilgotniejszych przeważającymi glebami są czerwonoziemy. Powstają one przy ługowaniu zasadowych składników i rozpadzie glinokrzemianów w okresach silnego uwilgotnienia. Tworzeniu czerwonoziemów sprzyja obecność w podłożu węglanu wapnia. Miąższość tych gleb jest zazwyczaj dość duża, a zasobność w próchnicę dochodzi do 6 – 8%. Obok czerwonoziemów występują ubogie w próchnicę gleby czarne, zawdzięczające swą barwę obecności w nich tlenków manganu. Na obszarach suchszych występują gleby czerwonobrunatne, czerwonobure i czerwonokasztanowe, które stanowią odpowiedniki gleb brunatnych, buroziemów i gleb kasztanowych wyższych szerokości geograficznych.
Wnioski:
Klimaty podrównikowe charakteryzują się temperaturami i opadami, które mogły by umożliwić rozwój formacji drzewiastej na tych terenach (roślinność tropikalna pobiera znacznie mniej wody z gleby i słabiej transpiruje niż rośliny naszych szerokości geograficznych). Jednakże systematyczne wypalanie roślinności spowodowało, zachowanie się tylko tych gatunków drzew, które dzięki swej grubej korze są odporne na ogień. Sawanny są porośnięte bujną roślinnością tylko w wilgotnych okresach. Po nastaniu suszy rośliny płowieją i wyglądają jak łan zboża, wkrótce kruszeją i łamią się. W porze suchej drzewa sawanny zrzucają liście, co chroni je przed całkowitym wyschnięciem.
