Czy lasy ciepło-umiarkowane strefy południowej półkuli są rzeczywiście różne w zależności od ich rozmieszczenia?

Lasy ciepło-umiarkowane, występujące na południowej półkuli, charakteryzują się wyjątkową zmiennością ekologiczną, wynikającą z ich rozciągłości geograficznej oraz różnic w klimacie, które determinują ich strukturę florystyczną i funkcje ekologiczne. Zasięg tych lasów jest dość zróżnicowany, sięgając aż do południowych obszarów Brazylii, gdzie w regionie Rio Grande do Sul, Paraná i Santa Catarina występują lasy typu Araucaria. W tym kontekście, badania paleobotaniczne wskazują, że w okresach suchych i chłodnych plejstocenu lasy Araucarii były mniej rozległe, ustępując pola rozległym obszarom terenów trawiastych, znanych jako campos sulinos. Z kolei w holocenie, po rozpoczęciu wilgotniejszych warunków klimatycznych, zaczęły one ponownie rosnąć, co miało znaczący wpływ na lokalne ekosystemy, które charakteryzują się obecnością specyficznych gatunków roślin, takich jak Araucaria angustifolia.

Podobne lasy o ciepło-umiarkowanym klimacie występują również w południowej Afryce, w takich regionach jak Zachodnia i Wschodnia Przylądkowa, gdzie warunki klimatyczne i florystyczne stanowią swoistą kopię tych z południowej Ameryki Południowej. Lasy afrotemperaturowe, jak Cape Afrotemperate Forest w Afryce Południowej, prezentują charakterystyczną strukturę, w której dominują drzewa iglaste i liściaste, a także paprocie i inne rośliny podrostu, tworząc jedyną w swoim rodzaju mozaikę ekosystemową.

Z kolei w Australii, w regionach takich jak Nowa Południowa Walia czy Tasmania, występują lasy wilgotne, które również zaliczają się do tego samego biomu ciepło-umiarkowanego. Cechują się one znaczną różnorodnością florystyczną, a także specyficznymi warunkami hydrologicznymi, w których duża część opadów ma charakter letni. Kluczowym elementem w tej części świata jest rola systemów ciśnieniowych, takich jak wyż w południowym Oceanie Indyjskim, które decydują o opadach i kształtują roślinność leśną.

Lasy ciepło-umiarkowane w Australii są niezwykle zróżnicowane pod względem struktury, co wiąże się z różnymi rodzajami opadów oraz glebami. Zgodnie z badaniami, duża część deszczy w tym regionie pochodzi z tropikalnych mas powietrza, które stykają się z ciepłymi prądami oceanicznymi. Równocześnie, w niektórych obszarach występuje wyraźna sezonowość opadów, co wpływa na adaptację roślinności i jej zdolność do przetrwania w zmieniających się warunkach klimatycznych.

Warto zauważyć, że pomimo geograficznego oddalenia, wszystkie te lasy, zarówno w Brazylii, Afryce Południowej, jak i Australii, tworzą wspólny typ ekosystemu, który jest w dużej mierze wynikiem podobnych czynników klimatycznych i geograficznych. Ciekawe jest również to, że w przypadku każdej z tych stref lasy ciepło-umiarkowane pełnią kluczową rolę w stabilizacji lokalnych ekosystemów i klimatu. Dodatkowo, w wielu przypadkach, na przestrzeni tysięcy lat lasy te były modyfikowane przez działalność ludzką, a ich zasoby naturalne, takie jak nasiona drzewa Araucaria w Brazylii, były wykorzystywane przez rdzenne grupy ludzkie, które dostrzegały ich wartość jako źródło pożywienia.

Kluczowym aspektem, który powinien zostać wzięty pod uwagę przy badaniu tych lasów, jest ich rola w globalnym bilansie węgla oraz ich zdolność do pochłaniania dwutlenku węgla. Lasy te, ze względu na swoją dużą powierzchnię, pełnią niezwykle ważną funkcję w regulowaniu zmian klimatycznych, zarówno na poziomie lokalnym, jak i globalnym. Zmiany w strukturalnej i florystycznej charakterystyce tych lasów mogą mieć istotny wpływ na globalny cykl węglowy oraz lokalne mikroklimaty, co podkreśla ich rolę w długoterminowej stabilności ekologicznej naszej planety.

Jak wyjaśnić wpływ wysokości na roślinność górską w tropikach?

W tropikalnych górach, takich jak te znajdujące się w Afryce, Ameryce Południowej czy Azji, wzrost wysokości wiąże się nie tylko ze spadkiem temperatury, ale także ze zmieniającymi się warunkami wilgotnościowymi, nasłonecznieniem czy dostępnością tlenu. W efekcie rośliny zamieszkujące te obszary muszą wykazywać niezwykłą odporność na zmienne warunki. Często obserwujemy, że wraz z wzrostem wysokości roślinność przechodzi przez wyraźnie zróżnicowane strefy: od gęstych lasów tropikalnych u podnóża gór, przez lasy chmurowe, aż po rzadkie formacje roślinności alpejskiej i afroalpejskiej w najwyższych partiach.

Efekt masy wysokości (Massenerhebung), czyli zjawisko polegające na tym, że na większych wysokościach występuje większa bioróżnorodność, jest szczególnie wyraźny w tropikalnych górach. W miarę jak wysokość wzrasta, zmieniają się także warunki nasłonecznienia. W górskich regionach tropikalnych większa ilość promieniowania ultrafioletowego wpływa na wzrost roślin, zmieniając ich strategie adaptacyjne. Wysokie, wschodnie i południowe zbocza gór często charakteryzują się wyższym poziomem insolacji, co prowadzi do intensywniejszego rozwoju roślinności.

Na tropikalnych terenach górskich występuje także tzw. "strefa klimatyczna", która dzieli roślinność na różne poziomy altitudalne. Zjawisko to jest szczególnie widoczne na przykład w Afryce Wschodniej czy Andach, gdzie zmiany wysokości mogą zmieniać nie tylko skład florystyczny, ale również strukturę ekosystemu. Rośliny w wyższych partiach gór często są narażone na ekstremalne warunki, takie jak niskie temperatury w nocy czy silne wiatry, co powoduje, że ich morfologia i mechanizmy wzrostu różnią się od roślin nisko rosnących. Przykładem może być tu roślinność Polylepis, które osiągają swoje granice w najbardziej ekstremalnych wysokościach, oferując jedno z najlepszych przykładów adaptacji do warunków górskich w tropikach.

Oprócz tych aspektów, istotnym zagadnieniem jest także wpływ czynników antropogenicznych na ekosystemy górskie. Działalność człowieka, takie jak wylesianie czy eksploatacja minerałów, zmienia strukturę naturalnych ekosystemów, co wpływa na zdolność roślin do adaptacji. Zmiany te mogą być szczególnie widoczne w regionach, które są już wystawione na ekstremalne warunki klimatyczne. Ekosystemy górskie w tropikach, mimo swojej odporności, pozostają wrażliwe na ingerencje zewnętrzne, które mogą prowadzić do nieodwracalnych zmian w strukturze roślinności.

Kluczowym jest również zrozumienie, że roślinność górska w strefach tropikalnych nie tylko reaguje na zmiany wysokości, ale także na interakcje z innymi organizmami, zarówno roślinnymi, jak i zwierzęcymi. Zwierzęta pełnią ważną rolę w rozprzestrzenianiu nasion, co w efekcie wpływa na zmiany w strukturze roślinności. Rośliny muszą reagować na to, jakie zwierzęta odwiedzają ich kwiaty, jak ich nasiona są rozprzestrzeniane, a także jak zmieniają się warunki na ich obszarze w zależności od obecności innych organizmów.

Wszystkie te zmiany w strukturze roślinności są nie tylko wynikiem adaptacji do warunków fizycznych, ale także efektem skomplikowanych procesów ekologicznych, w których uczestniczy cała sieć interakcji biotycznych. Zrozumienie tych procesów wymaga uwzględnienia nie tylko czynników klimatycznych, ale także biologicznych, które kształtują oblicze roślinności górskiej w tropikach.

Jak rozpoznać biomy? Nowe podejście do klasyfikacji i mapowania roślinności

Pod względem globalnego rozmieszczenia tych biomów, kluczowym tematem tego analitycznego podejścia, jest zestawienie głównych wzorców biomów w porównaniu do wcześniejszych, globalnych poglądów na biomy. Zawsze starałem się wykorzystywać mapowanie roślinności jako źródło do definiowania i delimitowania biomów, opierając się na potencjale zastępczym klasyfikacji roślinności (Mucina 2001; Macintyre i Mucina 2022; Mucina i in. 2023a, b). W klasyfikacji roślinności szczególnie pomocne okazały się narzędzia analityczne oparte na teorii, które pozwalają na dokładną i potężną analizę danych przestrzennych.

Aby rozpoznać biomy, musimy zrozumieć, że biomy nie są jednostkami łatwymi do uchwycenia – są one abstrakcją w naszej percepcji. Kluczowym elementem tej abstrakcji są funkcje, a nie wzorce. Biome to ekosystem — jedność bioty i jej środowiska. Ekosystemy, które są jego elementem, nie mają wyraźnych granic, a ich klasyfikacja zależy od analizy roślinności. Ostatecznie, klasyfikacja roślinności jest najlepszym narzędziem do określania granic ekosystemu. Jeśli mamy do czynienia z dużymi ekosystemami, wtedy możemy mówić o biomach.

Różne systemy klasyfikacji roślinności, takie jak system WWF eko-regionów (Olson i in. 2001; Dinerstein i in. 2017) czy bioklimatyczny system globalny Rivas-Martíneza (2011), są przykładami prób delimitacji biomów. Jednak klasyfikacja ta często nie uwzględnia pełnej dynamiki środowiskowej i różnorodności funkcjonalnej. Z kolei podejście ekologiczne, takie jak to przyjęte przez Międzynarodową Unię Ochrony Przyrody (IUCN), polega na uwzględnianiu przestrzeni funkcji ekologicznych, takich jak cykle składników odżywczych czy odpowiedzi na stres i zakłócenia. Pomimo że takie klasyfikacje uwzględniają niektóre istotne cechy, wciąż brakuje jednej, powszechnie akceptowanej definicji biomu, co prowadzi do rozbieżności w badaniach ekologicznych.

Pomimo wieloletnich wysiłków biogeografów i ekologów, wciąż nie dysponujemy wystarczająco solidnymi danymi, które pozwalają na jednolitą i precyzyjną mapę bioróżnorodności na naszej planecie. Istnieją jednak podejścia mieszane, które łączą dane z różnych źródeł, próbując stworzyć mapy, które będą miały zastosowanie na globalną skalę, np. w badaniach nad zmianami klimatycznymi czy planowaniu ochrony przyrody. Takie mapy, oparte na klasyfikacjach roślinności, pozwalają lepiej zrozumieć granice ekosystemów, choć ich wyniki wciąż pozostają niejednoznaczne i wymagają dalszej kalibracji.

W kontekście klasyfikacji roślinności na poziomie globalnym i kontynentalnym, należy pamiętać, że biomy mają wiele aspektów: funkcjonalny, fizjonomiczny (związany z wyglądem i strukturą przestrzenną roślinności), teksturalny (związany z kompozycją gatunkową roślin) oraz ewolucyjny (uwzględniający procesy ewolucji i tworzenia się wspólnot roślinnych). Z tego powodu definicje biomów muszą być elastyczne i zdolne do uwzględnienia złożoności natury, zamiast opierać się wyłącznie na jednym, prostym wzorze.

Aby zrozumieć biomy, konieczne jest uwzględnienie wszystkich tych czynników: od biologicznych, przez fizyczne, aż po ewolucyjne. Tylko wtedy będzie możliwe stworzenie spójnych map roślinności i efektywne planowanie ochrony bioróżnorodności na różnych poziomach. Nie wystarczy tylko klasyfikować roślinność; należy także uwzględnić interakcje między biotą a jej środowiskiem oraz zmiany, które zachodzą w danym ekosystemie w odpowiedzi na zmiany klimatyczne i inne czynniki zewnętrzne.