Baumgrenze -Tree line

Baumgrenze oberhalb von St. Moritz, Schweiz . Mai 2009
In dieser Ansicht einer alpinen Baumgrenze sieht die Fernlinie besonders scharf aus. Der Vordergrund zeigt den Übergang von Bäumen zu keinen Bäumen. Diese Bäume sind aufgrund der Kälte und des ständigen Windes im Wachstum verkümmert und einseitig.

Die Baumgrenze ist der Rand des Habitats, an dem Bäume wachsen können. Es kommt in Höhenlagen und hohen Breiten vor . Jenseits der Baumgrenze können Bäume die Umweltbedingungen (normalerweise kalte Temperaturen, extreme Schneedecke oder damit verbundener Mangel an verfügbarer Feuchtigkeit) nicht vertragen. Die Baumgrenze wird manchmal von einer unteren Baumgrenze unterschieden , die die Grenze ist, unterhalb derer Bäume einen Wald mit einem geschlossenen Blätterdach bilden .

An der Baumgrenze ist der Baumwuchs oft spärlich, verkümmert und durch Wind und Kälte deformiert. Dies wird manchmal als Krummholz (deutsch für "krummes Holz") bezeichnet .

Die Baumgrenze erscheint oft gut definiert, kann aber ein allmählicher Übergang sein. Bäume werden kürzer und oft mit geringerer Dichte, wenn sie sich der Baumgrenze nähern, über der sie überhaupt nicht wachsen können. Ab einem bestimmten Breitengrad liegt die Baumgrenze etwa 300 bis 1000 Meter unterhalb der Schneegrenze und ungefähr parallel zu dieser.

Ursachen

Bäume sind aufgrund ihrer vertikalen Struktur anfälliger für Kälte als eher bodennahe Pflanzenformen. Die Sommerwärme setzt im Allgemeinen die Grenze für das Wachstum von Bäumen, denn obwohl Nadelbäume an der Baumgrenze während des größten Teils des Jahres sehr frosthart sind, werden sie im Hochsommer empfindlich auf nur 1 oder 2 Grad Frost. Eine Reihe warmer Sommer in den 1940er Jahren scheint die Etablierung einer "signifikanten Anzahl" von Fichtensämlingen oberhalb der früheren Baumgrenze in den Hügeln bei Fairbanks, Alaska, ermöglicht zu haben . Das Überleben hängt von einer ausreichenden Menge an neuem Wachstum ab, um den Baum zu stützen. Wind kann Baumgewebe direkt mechanisch beschädigen , einschließlich Sprengung mit Windpartikeln, und kann auch zur Austrocknung von Laub beitragen , insbesondere von Trieben, die über die Schneedecke hinausragen.

Die tatsächliche Baumgrenze wird durch die mittlere Temperatur festgelegt, während die realisierte Baumgrenze durch Störungen wie Holzeinschlag beeinträchtigt werden kann . Die meisten menschlichen Aktivitäten können die eigentliche Baumgrenze nicht verändern, es sei denn, sie wirken sich auf das Klima aus. Die Baumgrenze folgt der Linie, an der die saisonale Durchschnittstemperatur ungefähr 6 °C oder 43 °F beträgt. Die jahreszeitliche Mitteltemperatur wird über alle Tage gemessen, deren Mitteltemperatur über 0,9 °C (33,6 °F) liegt. Für das Baumwachstum ist eine Vegetationsperiode von 94 Tagen über dieser Temperatur erforderlich.

Typen

Diese Karte der "Verteilung der Pflanzen in senkrechter Richtung in den heißen, gemäßigten und kalten Zonen" wurde erstmals 1848 in "The Physical Atlas" veröffentlicht. Es zeigt Baumgrenzen der Anden , des Himalaya , der Alpen und der Pyrenäen .
Alpine Baumgrenze aus Bergkiefer und europäischer Fichte unterhalb der subalpinen Zone von Bistrishko Branishte mit dem überragenden Gipfel Golyam Rezen , Vitosha-Gebirge , Sofia , Bulgarien

In Ökologie und Geographie werden mehrere Arten von Baumgrenzen definiert :

alpin

Eine alpine Baumgrenze in der Tararua Range

Eine alpine Baumgrenze ist die höchste Erhebung, die Bäume trägt; weiter oben ist es zu kalt oder die Schneedecke hält zu lange im Jahr, um Bäume zu tragen. Das Klima oberhalb der Baumgrenze von Bergen wird als alpines Klima bezeichnet , und der Lebensraum kann als alpine Zone bezeichnet werden . Die Baumgrenze an Nordhängen auf der Nordhalbkugel ist niedriger als an Südhängen, da der stärkere Schatten an Nordhängen dazu führt, dass die Schneedecke länger braucht, um zu schmelzen. Dies verkürzt die Vegetationsperiode für Bäume. Auf der Südhalbkugel haben die Südhänge die kürzere Vegetationsperiode.

Die alpine Baumgrenze ist selten abrupt: Sie bildet normalerweise eine Übergangszone zwischen geschlossenem Wald unten und baumloser alpiner Zone oben. Diese Übergangszone tritt "nahe der Spitze der höchsten Gipfel im Nordosten der Vereinigten Staaten, hoch oben auf den riesigen Vulkanen in Zentralmexiko und auf Bergen in jedem der 11 westlichen Bundesstaaten und in weiten Teilen Kanadas und Alaskas" auf. Umweltzwerggehölze ( Krummholz ) bilden üblicherweise die Obergrenze.

Die Abnahme der Lufttemperatur mit zunehmender Höhe erzeugt das alpine Klima. Die Abnahmerate kann in verschiedenen Bergketten variieren, von 1,9 ° C (3,5 ° F) pro 300 m (1.000 Fuß) Höhenunterschied in den trockenen Bergen der westlichen Vereinigten Staaten bis zu 0,78 ° C (1,4 ° F) pro 300 m (1.000 Fuß) in den feuchteren Bergen der östlichen Vereinigten Staaten. Hauteffekte und Topografie können Mikroklimata schaffen , die den allgemeinen Abkühlungstrend verändern.

Im Vergleich zu arktischen Baumgrenzen können alpine Baumgrenzen basierend auf der Lufttemperatur weniger als die Hälfte der Gradtage (über 10 ° C (50 ° F)) erhalten, da die Intensität der Sonneneinstrahlung in den Alpen größer ist als in arktischen Baumgrenzen die aus den Blatttemperaturen errechnete Zahl der Gradtage kann sehr ähnlich sein.

An der alpinen Baumgrenze wird das Baumwachstum gehemmt, wenn übermäßiger Schnee verweilt, und verkürzt die Vegetationsperiode bis zu dem Punkt, an dem neues Wachstum keine Zeit zum Aushärten vor dem Einsetzen des Herbstfrosts hätte. Eine mäßige Schneedecke kann jedoch das Baumwachstum fördern, indem sie die Bäume im Winter vor extremer Kälte schützt, den Wasserverlust einschränkt und die Feuchtigkeitsversorgung zu Beginn der Vegetationsperiode verlängert. Die Schneeansammlung in geschützten Schluchten in den Selkirk Mountains im Südosten von British Columbia führt jedoch dazu, dass die Baumgrenze 400 Meter niedriger ist als auf exponierten dazwischen liegenden Schultern.

In einigen Bergregionen können höhere Erhebungen über der Kondensationslinie oder an Hängen, die dem Äquator und Lee zugewandt sind, zu geringen Niederschlägen und einer erhöhten Sonneneinstrahlung führen. Dies trocknet den Boden aus, was zu einer lokalisierten trockenen Umgebung führt, die für Bäume ungeeignet ist. Viele nach Süden ausgerichtete Kämme der Berge im Westen der USA haben aufgrund der erhöhten Sonneneinstrahlung und Trockenheit eine niedrigere Baumgrenze als die Nordwände. Hawaiis Baumgrenze von etwa 8.000 Fuß (2.400 m) Fuß liegt ebenfalls über der Kondensationszone und resultiert aus Feuchtigkeitsmangel.

Belichtung

An Küsten und isolierten Gebirgen ist die Baumgrenze oft viel niedriger als in entsprechenden Höhenlagen im Landesinneren und in größeren, komplexeren Gebirgssystemen, weil starke Winde das Baumwachstum reduzieren. Zudem verhindert der Mangel an geeignetem Boden, etwa entlang von Schutthängen oder exponierten Felsformationen, dass Bäume ausreichend Fuß fassen können und sind Trockenheit und Sonne ausgesetzt.

Arktis

Ein Luftbild mit Blick auf die Erde mit sichtbaren Flüssen.  Der Boden ist mit Schnee bedeckt, mit Bäumen unten links und in den Tälern der Flüsse.
Baumgrenze unten links im Norden von Quebec, Kanada, während Bäume auch in den geschützten Flusstälern wachsen.

Die arktische Baumgrenze ist der nördlichste Breitengrad in der nördlichen Hemisphäre , wo Bäume wachsen können; Weiter nördlich ist es das ganze Jahr über zu kalt, um Bäume zu ernähren. Extrem kalte Temperaturen, besonders wenn sie länger andauern, können den inneren Saft von Bäumen gefrieren und sie töten. Darüber hinaus kann Permafrost im Boden verhindern, dass Bäume tief genug wurzeln, um die notwendige strukturelle Unterstützung zu gewährleisten.

Im Gegensatz zu alpinen Baumgrenzen tritt die nördliche Baumgrenze in niedrigen Lagen auf. Die Übergangszone zwischen arktischem Wald und Tundra im Nordwesten Kanadas ist unterschiedlich breit, vielleicht durchschnittlich 145 Kilometer (90 Meilen) und breiter von West nach Ost, im Gegensatz zu den teleskopierten alpinen Baumgrenzen. Nördlich der arktischen Baumgrenze liegt die niedrig wachsende Tundra und südlich der boreale Wald .

In der arktischen Baumgrenze können zwei Zonen unterschieden werden: eine Wald-Tundra-Zone mit verstreuten Flecken von Krummholz oder verkümmerten Bäumen mit größeren Bäumen entlang von Flüssen und an geschützten Standorten in einer Tundramatrix; und "offener borealer Wald" oder "Flechtenwald", bestehend aus offenen Hainen aufrechter Bäume, die von einem Teppich aus Cladonia spp. Flechten . Der Anteil der Bäume an der Flechtenmatte nimmt nach Süden hin zur "Waldgrenze" zu, wo Bäume 50 Prozent oder mehr der Landschaft bedecken.

Antarktis

Eine südliche Baumgrenze existiert auf den neuseeländischen subantarktischen Inseln und der australischen Macquarie-Insel mit Orten, an denen durchschnittliche Jahrestemperaturen über 5 ° C (41 ° F) Bäume und Gehölze unterstützen und solche unter 5 ° C (41 ° F) dies nicht tun . Eine weitere Baumgrenze existiert in den südwestlichsten Teilen der Ökoregion Magellanscher subpolarer Wälder , wo der Wald in die subantarktische Tundra übergeht (als Magellansches Moorland oder Magellansche Tundra bezeichnet). Zum Beispiel haben die nördlichen Hälften der Hoste- und Navarino -Inseln antarktische Nothofagus- Wälder, aber die südlichen Teile bestehen aus Moorland und Tundra.

Baumarten in der Nähe der Baumgrenze

Baumgrenze der Nadelbaumarten unterhalb des Vihren-Gipfels , Pirin-Gebirge , Bulgarien
Dahurische Lärche wächst nahe der arktischen Baumgrenze in der Region Kolyma im arktischen Nordosten Sibiriens
Blick auf einen Magellan- Lenga- Wald nahe der Baumgrenze im Nationalpark Torres del Paine , Chile

Einige typische arktische und alpine Baumarten (beachten Sie die Dominanz von Nadelbäumen ):

Australien

Eurasien

Nordamerika

Südamerika

Weltweite Verbreitung

Alpine Baumreihen

Die alpine Baumgrenze an einem Standort hängt von lokalen Variablen ab, wie z. B. dem Aspekt des Hangs, dem Regenschatten und der Nähe zu einem der geografischen Pole . Darüber hinaus kann der fehlende biogeografische Zugang zu Arten, die sich in einer subalpinen Umgebung entwickelt haben, in einigen tropischen oder Inselgebieten zu niedrigeren Baumgrenzen führen, als man allein aufgrund des Klimas erwarten würde.

Im Durchschnitt vieler Standorte und lokaler Mikroklimata steigt die Baumgrenze um 75 Meter (245 Fuß), wenn sie sich 1 Grad südlich von 70 auf 50 ° N bewegt, und um 130 Meter (430 Fuß) pro Grad von 50 auf 30 ° N. Zwischen 30 ° N und 20 ° S ist die Baumgrenze ungefähr konstant, zwischen 3.500 und 4.000 Metern (11.500 und 13.100 Fuß).

Hier ist eine Liste ungefährer Baumgrenzen von Orten auf der ganzen Welt:

Standort Ca. Breite Ca. Höhe der Baumgrenze Anmerkungen
(M) (ft)
Finnmarksvidda , Norwegen 69°N 500 1.600 Bei 71°N, nahe der Küste, liegt die Baumgrenze unter dem Meeresspiegel (arktische Baumgrenze).
Abisko , Schweden 68°N 650 2.100
Chugach-Berge, Alaska 61°N 700 2.300 Baumgrenze etwa 1.500 Fuß (460 m) oder niedriger in Küstengebieten
Südnorwegen 61°N 1.100 3.600 In Küstennähe viel niedriger, bis zu 500–600 Meter (1.600–2.000 Fuß).
Schottland 57°N 500 1.600 Starker maritimer Einfluss kühlt den Sommer ab und schränkt das Baumwachstum ein
Nördliches Québec 56°N 0 0 Der aus der Arktis stammende kalte Labradorstrom macht Ostkanada zur Meeresspiegelregion mit der südlichsten Baumgrenze der nördlichen Hemisphäre.
Südlicher Ural 55°N 1.100 3.600
Kanadische Rockies 51°N 2.400 7.900
Tatra-Gebirge 49°N 1.600 5.200
Olympic Mountains WA, USA 47°N 1.500 4.900 Schwere Winterschneedecke begräbt junge Bäume bis in den Spätsommer
Schweizer Alpen 47°N 2.200 7.200
Mount Katahdin , Maine , USA 46°N 1.150 3.800
Ostalpen , Österreich, Italien 46°N 1.750 5.700 Stärkere Exposition gegenüber kalten russischen Winden als in den Westalpen
Sichote-Alin , Russland 46°N 1.600 5.200
Alpen des Piemont , Nordwestitalien 45°N 2.100 6.900
New Hampshire , Vereinigte Staaten 44°N 1.350 4.400 Einige Gipfel haben aufgrund von Bränden und anschließendem Bodenverlust noch niedrigere Baumgrenzen, wie Grand Monadnock und Mount Chocorua .
Wyoming , Vereinigte Staaten 43°N 3.000 9.800
Rila- und Piringebirge , Bulgarien 42°N 2.300 7.500 An günstigen Standorten bis zu 2.600 m (8.500 ft). Bergkiefer ist die häufigste Baumartenart.
Pyrenäen Spanien, Frankreich, Andorra 42°N 2.300 7.500 Mountain Pine ist die Baumgrenzenart
Steens Mountain , Oregon , USA 42°N 2.500 8.200
Wasatch Mountains , Utah , USA 40°N 2.900 9.500 Höher (fast 11.000 Fuß oder 3.400 Meter in den Uintas )
Rocky Mountain NP , CO , USA 40°N 3.550 11.600 An warmen Südwesthängen
3.250 10.700 An Nordosthängen
Yosemite , CA , USA 38°N 3.200 10.500 Westseite der Sierra Nevada
3.600 11.800 Ostseite der Sierra Nevada
Sierra Nevada , Spanien 37°N 2.400 7.900 Niederschlagsarm im Sommer
Japanische Alpen 36°N 2.900 9.500
Khumbu , Himalaja 28°N 4.200 13.800
Yuschan , Taiwan 23°N 3.600 11.800 Starke Winde und schlechter Boden schränken das weitere Wachstum der Bäume ein.
Hawaii , Vereinigte Staaten 20°N 3.000 9.800 Geografische Isolation und keine heimischen Baumarten mit hoher Kältetoleranz.
Pico de Orizaba , Mexiko 19°N 4.000 13.100
Costa Rica 9,5°N 3.400 11.200
Berg Kinabalu , Borneo 6,1°N 3.400 11.200
Kilimandscharo , Tansania 3°S 3.100 10.200 Obergrenze der Waldbäume; holziges Heidekraut wächst bis auf 3900 m
Neu Guinea 6°S 3.850 12.600
Anden , Peru 11°S 3.900 12.800 Ostseite; auf der Westseite wird das Baumwachstum durch Trockenheit eingeschränkt
Anden , Bolivien 18°S 5.200 17.100 Westkordillere; höchste Baumgrenze der Welt an den Hängen des Vulkans Sajama (Polylepis tarapacana)
4.100 13.500 Östliche Kordillere; Baumgrenze ist niedriger wegen geringerer Sonneneinstrahlung (feuchteres Klima)
Sierra de Córdoba , Argentinien 31°S 2.000 6.600 Niederschlag niedrig über Passatwinden , auch hohe Exposition
Australische Alpen , New South Wales , Australien 36°S
1.800 5.900 Trotz der weit im Landesinneren gelegenen Lage sind die Sommer relativ zum Breitengrad kühl, mit gelegentlichem Sommerschnee; und schwere Frühlingsschneefälle sind üblich
Anden , Laguna del Laja , Chile 37°S 1.600 5.200 Die Temperatur und nicht der Niederschlag schränkt das Baumwachstum ein
Mount Taranaki , Nordinsel , Neuseeland 39°S 1.500 4.900 Starker maritimer Einfluss kühlt den Sommer ab und schränkt das Baumwachstum ein
Nordost- Tasmanien , Australien 41°S 1.200 3.900 Obwohl auf der Leeseite der Insel geschützt , sind die Sommer für den Breitengrad immer noch kühl.
Südwest -Tasmanien , Australien 43°S 750 2.500 Der Weststurmbahn ausgesetzt , ist der Sommer für den Breitengrad außerordentlich kühl, mit häufigem Sommerschnee. Der Frühling erhält eine extreme Menge an kalten, schweren Niederschlägen; Winde sind ebenfalls extrem.
Fiordland , Südinsel , Neuseeland 45°S 950 3.100 Sehr schneereiche Quellen, starke kalte Winde und kühle Sommer mit häufigem Sommerschnee schränken das Baumwachstum ein
Lago Argentino , Argentinien 50°S 1.000 3.300 Nothofagus pumilio
Torres del Paine , Chile 51°S 950 3.100 Der starke Einfluss des südlichen patagonischen Eisfeldes dient dazu, den Sommer abzukühlen und das Baumwachstum einzuschränken
Insel Navarino , Chile 55°S 600 2.000 Starker maritimer Einfluss kühlt den Sommer ab und schränkt das Baumwachstum ein

Arktische Baumgrenzen

Wie die oben gezeigten alpinen Baumgrenzen werden polare Baumgrenzen stark von lokalen Variablen wie Neigung und Schutzgrad beeinflusst. Darüber hinaus hat Permafrost einen großen Einfluss auf die Fähigkeit von Bäumen, Wurzeln in den Boden zu setzen. Wenn die Wurzeln zu flach sind, sind Bäume anfällig für Windwurf und Erosion. Bäume können oft in Flusstälern in Breiten wachsen , wo sie an einem exponierteren Standort nicht wachsen könnten. Maritime Einflüsse wie Meeresströmungen spielen ebenfalls eine wichtige Rolle bei der Bestimmung, wie weit Bäume vom Äquator entfernt wachsen können, sowie die warmen Sommer in extremen kontinentalen Klimazonen. Im nördlichen Binnenland Skandinaviens gibt es einen erheblichen maritimen Einfluss auf hohe Parallelen, die die Winter relativ mild halten, aber genug Binneneinfluss, um Sommer weit über der Schwelle für die Baumgrenze zu haben. Hier sind einige typische polare Baumgrenzen:

Standort Ca. Längengrad Ca. Breitengrad der Baumgrenze Anmerkungen
Norwegen 24° Ost 70°N Die Nordatlantikströmung macht das arktische Klima in dieser Region wärmer als an anderen Küstenorten auf vergleichbaren Breitengraden. Insbesondere die Milde der Winter verhindert Dauerfrost .
Westsibirische Tiefebene 75° Ost 66°N
Mittelsibirische Hochebene 102° Ost 72°N Extremes kontinentales Klima bedeutet, dass der Sommer warm genug ist, um das Baumwachstum in höheren Breiten zu ermöglichen, was sich bis zu den nördlichsten Wäldern der Welt bei 72 ° 28' N bei Ary-Mas (102 ° 15' E) im Tal des Flusses Novaya , einem Nebenfluss von, erstreckt der Khatanga River und der nördlichere Lukunsky-Hain bei 72 ° 31'N, 105 ° 03' E östlich vom Khatanga River.
Russischer Ferner Osten ( Kamtschatka und Tschukotka ) 160° Ost 60°N Der Oyashio-Strom und starke Winde beeinflussen die Sommertemperaturen, um das Wachstum von Bäumen zu verhindern. Die Aleuten sind fast vollständig baumlos.
Alaska , Vereinigte Staaten 152° W 68°N Bäume wachsen nach Norden bis zu den nach Süden ausgerichteten Hängen der Brooks Range. Die Berge blockieren die kalte Luft, die aus dem Arktischen Ozean kommt.
Nordwest-Territorien , Kanada 132°W 69°N Erreicht aufgrund der kontinentalen Natur des Klimas und der wärmeren Sommertemperaturen nördlich des Polarkreises.
Nunavut 95°W 61°N Der Einfluss der sehr kalten Hudson Bay verschiebt die Baumgrenze nach Süden.
Labrador-Halbinsel 72° W 56°N Sehr starker Einfluss des Labradorstroms auf Sommertemperaturen sowie Höheneffekte (ein Großteil von Labrador ist ein Plateau). In Teilen Labradors erstreckt sich die Baumgrenze bis auf 53°N nach Süden. Entlang der Küste stehen die nördlichsten Bäume bei 58°N in der Bucht von Napartok .
Grönland 50° W 64°N Bestimmt durch experimentelle Baumpflanzung in Abwesenheit einheimischer Bäume aufgrund der Isolierung von natürlichen Samenquellen; Am Søndre Strømfjord , 67°N , sind einige wenige Bäume erhalten, wachsen aber langsam . Es gibt einen natürlichen Wald im Qinngua-Tal .

Antarktische Baumgrenzen

Bäume gibt es auf Feuerland (55°S) am südlichen Ende Südamerikas, aber im Allgemeinen nicht auf subantarktischen Inseln und nicht in der Antarktis. Daher gibt es keine explizite antarktische Baumgrenze.

Kerguelen Island (49°S), Südgeorgien (54°S) und andere subantarktische Inseln sind alle so stark windexponiert und mit einem zu kalten Sommerklima (Tundra), dass keine einheimische Baumart vorhanden ist. Die Sommertemperatur auf den Falklandinseln (51 °S) liegt nahe an der Grenze, aber die Inseln sind auch baumlos, obwohl einige gepflanzte Bäume vorhanden sind.

Die Antarktische Halbinsel ist der nördlichste Punkt der Antarktis (63 ° S) und hat das mildeste Wetter - sie liegt 1.080 Kilometer (670 Meilen) von Kap Hoorn auf Feuerland entfernt -, aber dort überleben keine Bäume. nur wenige Moose, Flechten und Gräser tun dies. Außerdem überleben auf keiner der subantarktischen Inseln in der Nähe der Halbinsel Bäume.

Bäume wachsen entlang der Nordküste des Beagle-Kanals , 55°S.

Südliche Rata- Wälder gibt es auf Enderby Island und Auckland Islands (beide 50 ° S) und diese wachsen in geschützten Tälern bis zu einer Höhe von 370 Metern (1.200 Fuß). Diese Bäume werden selten höher als 3 m (9,8 ft) und werden mit zunehmender Höhe kleiner, sodass sie bei 180 m (600 ft) hüfthoch sind. Diese Inseln haben jährlich nur zwischen 600 und 800 Sonnenstunden. Campbell Island (52°S) weiter südlich ist baumlos, mit Ausnahme einer verkümmerten Fichte, die von Wissenschaftlern gepflanzt wurde. Das Klima auf diesen Inseln ist nicht streng, aber das Baumwachstum wird durch fast kontinuierlichen Regen und Wind begrenzt. Die Sommer sind sehr kalt mit einer durchschnittlichen Januartemperatur von 9 °C (48 °F). Die Winter sind mild 5 ° C (41 ° F), aber nass. Macquarie Island (Australien) liegt auf 54° S und hat außer Schneegras und alpinen Gräsern und Moosen keine Vegetation.

Siehe auch

Verweise

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