4444 Vistfræði og lífhvolfið

44.3 Lífbelti á landi

Hæfniviðmið

Í lok þessa hluta munt þú geta gert eftirfarandi:

Borið kennsl á tvo helstu ólífrænu þættina sem ákvarða lífbelti á landi
Þekkt sérkenni hvers af átta helstu lífbeltum á landi

Lífbeltum jarðar er skipt í tvo meginflokka: lífbelti á landi og lífbelti í vatni. Lífbelti á landi eru á þurrlendi en lífbelti í vatni ná bæði yfir sjávarlífbelti og ferskvatnslífbelti. Hin átta helstu lífbelti jarðar á landi einkennast hvert af sínu dæmigerða hitastigi og úrkomumagni. Samanburður á heildarúrkomu á ári og úrkomusveiflum milli lífbelta sýnir hversu mikilvægir ólífrænir þættir eru fyrir útbreiðslu lífbelta. Daglegar og árstíðabundnar hitasveiflur eru einnig mikilvægar þegar spáð er fyrir um landfræðilega útbreiðslu lífbeltis og gróðurgerðina innan þess. Útbreiðsla þessara lífbelta sýnir að sama lífbelti getur komið fyrir á landfræðilega aðskildum svæðum með svipað loftslag (Mynd 44.12).

Spurning um myndefni

This world map shows the eight major biomes, polar ice, and mountains. Tropical forests, deserts and savannas are found primarily in South America, Africa, and Australia. Tropical forests also dominate Southeast Asia. Deserts dominate the Middle East and are found in the southwestern United States. Chaparral is found all around the Mediterranean Sea, in southern Australia, on the southern tip of Africa, and in California in southwestern North America. Temperate forests dominate the eastern United States, Europe, and Eastern Asia. Temperate grasslands dominate the midwestern United States and parts of Asia, and are also found in South America. The boreal forest is found in northern Canada, Europe, and Asia, and tundra exists to the north of the boreal forest in each of these regions. Mountainous regions run the length of North and South America, and are found in northern India, Africa, and parts of Europe. Polar ice covers Greenland. — **Mynd 44.12.** Hvert af helstu lífbeltum heims einkennist af dæmigerðu hitastigi og úrkomumagni. Heimskautaís og fjalllendi eru einnig sýnd.

Hver eftirfarandi fullyrðinga um lífbelti er röng?

Kjarrlendi einkennist af runnum.
Gresjur og graslendi tempraða beltisins einkennast af grösum.
Lauffellandi tré eru ríkjandi í barrskógum.
Fléttur eru algengar á heimskautatúndru.

Hitabeltisregnskógur

Hitabeltisregnskógar eru einnig kallaðir regnskógar. Þetta lífbelti finnst á miðbaugssvæðum (Mynd 44.12). Gróðurinn einkennist af plöntum með breið lauf sem falla og endurnýjast allt árið. Ólíkt trjám í lauffellandi skógum missa tré í þessu lífbelti ekki laufin árstíðabundið í tengslum við breytingar á hitastigi og sólarljósi; þessir skógar eru því sígrænir allt árið.

Hitastig og sólarljós í hitabeltisregnskógum eru mjög stöðug miðað við önnur lífbelti á landi, og hitastig er yfirleitt á bilinu 20 °C til 34 °C (68 °F til 93 °F). Þegar árlegar hitasveiflur hitabeltisregnskóga eru bornar saman við sveiflur í öðrum skógarlífbeltum sést skýrt að hitabeltisregnskógar skortir árstíðabundnar hitasveiflur. Þessi skortur á árstíðasveiflum leiðir til vaxtar plantna allt árið, fremur en árstíðabundins vaxtar að vori, sumri og hausti eins og sést í tempraðari lífbeltum. Ólíkt öðrum vistkerfum hafa hitabeltisvistkerfi ekki langa og stutta daga í árshringnum. Þess í stað veitir stöðugt daglegt magn beins sólarljóss ofan frá, 11-12 klukkustundir á dag, meiri sólargeislun og þar með aukinn plöntuvöxt.

Ársúrkoma í hitabeltisregnskógum er á bilinu 125 cm til 660 cm (50-200 tommur), með nokkrum mánaðarlegum sveiflum. Þótt sólarljós og hitastig haldist nokkuð stöðug er ársúrkoma mjög breytileg. Hitabeltisregnskógar hafa yfirleitt vota mánuði þar sem úrkoma getur verið meiri en 30 cm (11-12 tommur) og þurra mánuði þar sem úrkoma er minni en 10 cm (3,5 tommur). Þurrasti mánuður hitabeltisregnskógar hefur þó enn meiri úrkomu en ársúrkoma sumra annarra lífbelta, til dæmis eyðimarka.

Hitabeltisregnskógar hafa mikla hreina frumframleiðni vegna þess að árlegt hitastig og úrkoma á þessum svæðum eru kjöraðstæður fyrir plöntuvöxt. Mikill lífmassi í hitabeltisregnskóginum leiðir því til plöntusamfélaga með mjög mikla tegundafjölbreytni (Mynd 44.13). Í hitabeltisregnskógum eru fleiri trjátegundir en í nokkru öðru lífbelti; að meðaltali finnast 100-300 trjátegundir á einum hektara (2,5 ekrum) í Amazon-regnskógi Suður-Ameríku. Ein leið til að sjá þetta fyrir sér er að bera saman sérkennandi lárétt lög hitabeltisregnskógarins. Á skógarbotninum er gisinn gróður og rotnandi plöntuefni. Þar fyrir ofan er undirgróður af lágvöxnum runnum. Trjálag rís yfir undirgróðrinum og efst er lokað laufþak, efsta lagið af greinum og laufum. Nokkur tré standa upp úr þessu lokaða laufþaki. Þessi lög skapa fjölbreytt og flókin búsvæði fyrir ýmsar plöntur, sveppi, dýr og aðrar lífverur í hitabeltisregnskógum.

Ásætur eru til dæmis plöntur sem vaxa á öðrum plöntum, sem skaðast yfirleitt ekki. Ásætur finnast um öll hitabeltisregnskógarlífbelti. Margar dýrategundir nýta fjölbreytni plantna og flókna byggingu hitabeltisregnskóga til fæðuöflunar og skjóls. Sumar lífverur lifa nokkra metra yfir jörðu og hafa aðlagast trjálífi.

This photo depicts a section of the Madre de Dios River, which is brown with mud. Trees line the edge of the river. — **Mynd 44.13.** Hitabeltisregnskógar, eins og þessir skógar við Madre de Dios-fljótið í Perú nálægt Amazonfljótinu, hafa mikla tegundafjölbreytni. (mynd: Roosevelt Garcia)

Gresjur

Gresjur eru graslendi með stökum trjám og finnast í Afríku, Suður-Ameríku og norðurhluta Ástralíu (Mynd 44.12). Gresjur eru yfirleitt heit hitabeltissvæði með meðalhita frá 24 °C til 29 °C (75 °F til 84 °F) og ársúrkomu upp á 10-40 cm (3,9-15,7 tommur). Á gresjum er langur þurrkatími; þess vegna vaxa skógartré þar ekki jafn vel og í hitabeltisregnskógi eða öðrum skógarlífbeltum. Þar af leiðandi eru tiltölulega fá tré innan um grösin og blómjurtirnar sem eru ríkjandi á gresjunni (Mynd 44.14). Þar sem eldur er mikilvæg röskun í þessu lífbelti hafa plöntur þróað vel þroskuð rótarkerfi sem gera þeim kleift að vaxa hratt aftur eftir eld.

A grassy slope plain is covered in vegetation, whether it be grass, small bushes, or small trees. — **Mynd 44.14.** Gresjur, eins og þessi í Taita Hills-friðlandinu í Kenía, einkennast af grösum. (mynd: Christopher T. Cooper)

Eyðimerkur heittempraða beltisins

Eyðimerkur heittempraða beltisins liggja á milli 15° og 30° norðlægrar og suðlægrar breiddar og eru miðaðar við krabbabaug og steingeitarbaug (Mynd 44.12). Þetta lífbelti er mjög þurrt; sum ár er uppgufun meiri en úrkoma. Í heitum eyðimörkum heittempraða beltisins getur yfirborðshiti jarðvegs farið yfir 60 °C (140 °F) að degi til og hitastig að næturlagi nálgast 0 °C (32 °F). Þetta stafar að miklu leyti af skorti á vatnsgufu í lofthjúpnum. Í köldum eyðimörkum getur hitastig orðið allt að 25 °C og fallið niður fyrir -30 °C (-22 °F). Eyðimerkur heittempraða beltisins einkennast af lítilli ársúrkomu, innan við 30 cm (12 tommur), með litlum mánaðarlegum sveiflum og ófyrirsjáanlegri úrkomu. Í sumum tilfellum getur ársúrkoma verið aðeins 2 cm (0,8 tommur) í eyðimörkum heittempraða beltisins í miðhluta Ástralíu, Outback-svæðinu, og í Norður-Afríku.

Gróðurfar og lítil dýrafjölbreytni þessa lífbeltis tengjast náið lítilli og ófyrirsjáanlegri úrkomu. Í mjög þurrum eyðimörkum vantar fjölæran gróður sem lifir frá einu ári til annars; í staðinn eru margar plöntur einærar, vaxa hratt og fjölga sér þegar rignir og deyja síðan. Margar aðrar plöntur á þessum svæðum hafa ýmsar aðlaganir sem varðveita vatn, svo sem djúpar rætur, minnkað laufskrúð og vatnsgeymandi stöngla (Mynd 44.15). Fræplöntur í eyðimörkum mynda fræ sem geta verið í dvala í langan tíma milli rigninga. Aðlaganir eyðimerkurdýra eru meðal annars næturvirkni og holugröftur.

This photo shows a sandy desert dotted with scrubby bushes. An ocotillo plant dominates the picture. It has long, thin unbranched stems that grow straight up from the base of the plant and radiate out slightly. The plant has no leaves. — **Mynd 44.15.** Til að draga úr vatnstapi hafa margar eyðimerkurplöntur örsmá lauf eða engin lauf. Lauf *Fouquieria splendens* (ocotillo), sem sést hér í Sonora-eyðimörkinni nálægt Gila Bend í Arizona, birtast aðeins eftir rigningu og falla síðan af.

Kjarrlendi

Kjarrlendi, eða chaparral, er einnig kallað kjarrskógur og finnst í Kaliforníu, við Miðjarðarhafið og meðfram suðurströnd Ástralíu (Mynd 44.12). Ársúrkoma í þessu lífbelti er á bilinu 65 cm til 75 cm (25,6-29,5 tommur) og stærstur hluti regnsins fellur að vetri. Sumur eru mjög þurr og margar kjarrlendisplöntur eru í dvala yfir sumarið. Gróður kjarrlendis, sem sýndur er á Mynd 44.16, einkennist af runnum sem eru aðlagaðir reglubundnum eldum; sumar plöntur mynda fræ sem spíra aðeins eftir heitan eld. Askan sem verður eftir eld er rík af næringarefnum á borð við nitur, sem frjóvgar jarðveginn og stuðlar að endurvexti plantna.

Photo depicts a landscape with many shrubs, dormant grass, a few trees, and mountains in the background. — **Mynd 44.16.** Runnar eru ríkjandi í kjarrlendi. (mynd: Miguel Vieira)

Graslendi tempraða beltisins

Graslendi tempraða beltisins finnst víða í miðhluta Norður-Ameríku, þar sem það er einnig kallað sléttur, eða prairies, og í Evrasíu, þar sem það er kallað steppur (Mynd 44.12). Í graslendi tempraða beltisins eru áberandi árlegar hitasveiflur, með heitum sumrum og köldum vetrum. Árlegar hitasveiflur skapa sérstök vaxtartímabil fyrir plöntur. Plöntuvöxtur er mögulegur þegar hitastig er nógu hátt til að viðhalda vexti og þegar nægt vatn er til staðar, sem gerist að vori, sumri og hausti. Stóran hluta vetrar er hitastig lágt og vatn, sem er bundið sem ís, er ekki aðgengilegt fyrir plöntuvöxt.

Ársúrkoma er á bilinu 25 cm til 75 cm (9,8-29,5 tommur). Vegna tiltölulega lítillar ársúrkomu í graslendi tempraða beltisins eru þar fá tré, nema þau sem vaxa meðfram ám eða lækjum. Ríkjandi gróður er yfirleitt grös, nógu þétt til að halda uppi stofnum beitardýra (Mynd 44.17). Gróðurinn er mjög þéttur og jarðvegurinn frjósamur vegna þess að neðanjarðarhluti jarðvegsins er þéttsetinn rótum og jarðstönglum þessara grasa. Ræturnar og jarðstönglarnir festa plönturnar í jörðu og endurnýja lífrænt efni, eða moldarefni, í jarðveginum þegar þær deyja og rotna.

This photo shows a bison, which is dark brown in color with an even darker head. The hind part of the animal has short fur, and the front of the animal has longer, curly fur. — **Mynd 44.17.** Ameríski vísundurinn (*Bison bison*), oftast kallaður buffaló, er beitandi spendýr sem eitt sinn lifði í gífurlegum fjölda á bandarísku sléttunum. (mynd: Jack Dykinga, USDA Agricultural Research Service)

Eldar, sem einkum kvikna af völdum eldinga, eru náttúruleg röskun í graslendi tempraða beltisins. Þegar eldum er haldið niðri í slíku graslendi breytist gróðurinn að lokum í kjarr og stundum þétta skóga með þurrkþolnum trjátegundum. Endurheimt eða stjórnun graslendis tempraða beltisins krefst oft stýrðs bruna til að bæla niður vöxt trjáa og viðhalda grösunum.

Laufskógar tempraða beltisins

Laufskógar tempraða beltisins eru algengasta lífbeltið í austurhluta Norður-Ameríku, Vestur-Evrópu, Austur-Asíu, Chile og Nýja-Sjálandi (Mynd 44.12). Þetta lífbelti finnst víða á miðlægum breiddargráðum. Hitastig er á bilinu -30 °C til 30 °C (-22 °F til 86 °F) og fer reglulega niður fyrir frostmark á köldum vetrum. Þetta hitastig þýðir að laufskógar tempraða beltisins hafa afmörkuð vaxtartímabil að vori, sumri og snemma hausts. Úrkoma er tiltölulega jöfn allt árið og er á bilinu 75 cm til 150 cm (29,5-59 tommur).

Vegna hóflegrar ársúrkomu og hitastigs eru lauftré ríkjandi plöntur í þessu lífbelti (Mynd 44.18). Lauftré fella laufin á hverju hausti og eru lauflaus yfir veturinn. Þess vegna fer engin ljóstillífun fram í lauftrjánum á dvalartíma vetrarins. Á hverju vori birtast ný lauf þegar hitastig hækkar. Vegna dvalartímans er hrein frumframleiðni laufskóga tempraða beltisins minni en í hitabeltisregnskógum. Auk þess hafa laufskógar tempraða beltisins minni fjölbreytni trjátegunda en hitabeltisregnskógar.

Photo shows a deciduous forest with many tall trees, some smaller trees and grass, and lots of dead leaves on the forest floor. Sunlight filters down to the forest floor. — **Mynd 44.18.** Lauftré eru ríkjandi plöntur í laufskógum tempraða beltisins. (mynd: Oliver Herold)

Tré laufskóga tempraða beltisins laufgast og skyggja á stóran hluta jarðarinnar. Þetta lífbelti er þó opnara en hitabeltisregnskógar vegna þess að flest tré í laufskógum tempraða beltisins verða ekki jafn há og tré í hitabeltisregnskógum. Jarðvegur laufskóga tempraða beltisins er ríkur af ólífrænum og lífrænum næringarefnum. Það stafar af þykku lagi laufslæðu á skógarbotninum, sem myndast ekki í hitabeltisregnskógum. Þegar þessi laufslæða rotnar skila næringarefni sér aftur í jarðveginn. Laufslæðan verndar einnig jarðveginn gegn rofi, einangrar jörðina og skapar búsvæði fyrir hryggleysingja, svo sem kúlugrápödduna (Armadillidium vulgare), og rándýr þeirra, svo sem rauðbakssalamöndruna (Plethodon cinereus).

Barrskógar

Barrskógur, einnig kallaður taiga eða barrviðarskógur, finnst sunnan norðurheimskautsbaugs og yfir stærstum hluta Kanada, Alaska, Rússlands og Norður-Evrópu (Mynd 44.12). Þetta lífbelti hefur kalda, þurra vetur og stutt, svöl og vot sumur. Ársúrkoma er 40-100 cm (15,7-39 tommur) og fellur yfirleitt sem snjór. Vegna kuldans er uppgufun lítil.

Langir og kaldir vetur í barrskógum hafa leitt til yfirburða kuldaþolinna köngulberandi plantna, það er barrtrjáa. Þetta eru sígræn barrtré eins og furur, greni og þinir, sem halda nálarlaga laufum sínum allt árið. Sígræn tré geta hafið ljóstillífun fyrr að vori en lauftré vegna þess að minni orku frá sólinni þarf til að hita nálarlaga lauf en breitt laufblað. Þetta gagnast sígrænum trjám, sem vaxa hraðar en lauftré í barrskógi. Auk þess er jarðvegur á barrskógarsvæðum oft súr og með lítið aðgengilegt nitur. Lauf eru niturrík líffæri og lauftré verða að mynda nýtt sett af þessum niturríku líffærum á hverju ári. Barrtré sem halda niturríkum nálum sínum geta því haft samkeppnisforskot á breiðblaða lauftré.

Hrein frumframleiðni barrskóga er minni en í laufskógum tempraða beltisins og hitabeltisregnskógum. Lífmassi ofanjarðar í barrskógum er mikill vegna þess að þessar hægvaxta trjátegundir eru langlífar og safna upp miklum standandi lífmassa með tímanum. Tegundafjölbreytni plantna er minni en í laufskógum tempraða beltisins og hitabeltisregnskógum. Barrskóga skortir áberandi þætti lagskiptrar skógarbyggingar sem sjást í hitabeltisregnskógum. Bygging barrskógar er oft aðeins trjálag og botnlag (Mynd 44.19). Þegar barrnálar falla brotna þær hægar niður en breið lauf; því skila færri næringarefni sér aftur í jarðveginn til að knýja plöntuvöxt.

The photo shows a boreal forest with a uniform low layer of plants and tall conifers scattered throughout the landscape. The snowcapped mountains of the Alaska Range are in the background. — **Mynd 44.19.** Barrskógur (taiga) hefur lágvaxnar plöntur og barrtré. (mynd: L.B. Brubaker)

Heimskautatúndra

Heimskautatúndra liggur norðan við kaldtempraða barrskóginn og finnst víða á heimskautasvæðum norðurhvels jarðar (Mynd 44.12). Meðalhiti að vetri er -34 °C (-29,2 °F) og meðalhiti að sumri er frá 3 °C til 12 °C (37 °F-52 °F). Plöntur á heimskautatúndru hafa mjög stutt vaxtartímabil, um það bil 10-12 vikur.

Á þessum tíma er þó dagsbirta næstum allan sólarhringinn og plöntuvöxtur er hraður. Ársúrkoma á heimskautatúndru er mjög lítil og úrkoma breytist lítið milli ára. Eins og í barrskógum er uppgufun einnig lítil vegna kuldans.

Plöntur á heimskautatúndru eru almennt lágvaxnar (Mynd 44.20). Þar er lítill tegundafjölbreytileiki, lítil hrein frumframleiðni og lítill lífmassi ofanjarðar. Jarðvegur heimskautatúndru getur haldist frosinn allt árið; það kallast sífreri. Sífreri kemur í veg fyrir að rætur smjúgi djúpt niður í jarðveginn og hægir á niðurbroti lífræns efnis, sem hindrar losun næringarefna úr lífrænu efni. Á vaxtartímanum getur jörð heimskautatúndru verið alþakin plöntum eða fléttum.

This photo shows a flat plain covered with shrub. Many of the shrubs are covered in pink flowers. — **Mynd 44.20.** Lágvaxnar plöntur, svo sem runnavíðir, eru ríkjandi í túndrulandslaginu sem sést hér í Arctic National Wildlife Refuge. (mynd: USFWS Arctic National Wildlife Refuge)

Tengill í námsefni

Horfðu á Assignment Discovery: Biomes-myndbandið til að fá yfirlit yfir lífbelti. Til að kanna efnið nánar skaltu velja eitt lífbelti á lengri spilunarlistanum: eyðimörk, gresju, laufskóg, graslendi tempraða beltisins, hitabelti eða túndru.