Zgłoś uwagi
Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku Udostępnij materiał

Zróżnicowany dopływ energii promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi na różnych szerokościach geograficznych zdecydował o powstaniu stref klimatycznych. Te przyczyniły się do wyodrębnienia się stref roślinnych, które z kolei (wraz z dostępnością wody i rodzajem skał w podłożu) wpłynęły na powstanie stref glebowych. Mamy zatem na Ziemi strefy klimatyczno‑roślinno‑glebowe.

Krajobraz gorącej, piaszczystej pustyni zwrotnikowej
Już wiesz
  • jaki jest związek oświetlenia Ziemi ze zróżnicowaniem warunków środowiskowych;

  • dlaczego i jakie strefy klimatyczne występują na Ziemi;

  • w jaki sposób ogólna cyrkulacja atmosfery i czynniki astrefowe wpływają na dostępność wody w różnych częściach kuli ziemskiej;

  • czym charakteryzują się i czym różnią od siebie poszczególne typy klimatów.

Nauczysz się
  • wyjaśniać zależności między klimatem, dostępnością wody a formacjami roślinnymi i typami gleb;

  • określać na podstawie mapy formacje roślinne pokrywające wybrany obszar;

  • opisywać warunki przyrodnicze poszczególnych stref roślinnych.

1. Biosfera

Biosfera jest jedną ze sfer Ziemi, w której żyją i rozwijają się organizmy. Biosfera nie jest sferą niezależną, ale wyodrębnia się spośród pozostałych sfer – atmosfery, hydrosfery, litosfery i pedosfery w takim zakresie, w jakim stwarza organizmom odpowiednie warunki do życia i rozwoju. Obejmuje zatem dolną część atmosfery (do wysokości ok. 10 km), całą hydrosferę i pedosferę oraz powierzchniową część litosfery do głębokości wyznaczonej przez barierę termiczną rozwoju mikroorganizmów. Najwięcej organizmów żyje na powierzchni lądów, w wodzie do głębokości kilkuset metrów, w litosferze do głębokości kilkudziesięciu centymetrów i do wysokości kilku kilometrów w atmosferze. Różnorodność gatunkowa i liczebność organizmów żywych jest najwyższa w strefie równikowej i zmniejsza się ku biegunom. Niska bioróżnorodność charakteryzuje także wyższe partie gór, wysokie warstwy atmosfery oraz głębiny oceaniczne.

W biosferze wyróżnia się też parabiosferę – strefę, w której mogą istnieć tylko utajone formy życia, jak np. przetrwalnikowe postacie bakterii i grzybów. Obejmuje ona miejsca na Ziemi o skrajnie niesprzyjających warunkach do rozwoju życia, np. obszary wysokogórskie, pustynie lodowe, górne warstwy atmosfery.

Czynniki niezbędne dla istnienia życia i rozwoju roślin są zależne w znacznym stopniu od klimatu. Zdecydowana większość roślin może rosnąć w temperaturze powyżej 0°C. W klimacie umiarkowanym za tę granicę przyjmuje się nawet średnią temperaturę dobową powyżej +5°C. Część roku, w której panują warunki umożliwiające rozwój roślin, nazywamy okresem wegetacyjnym. W związku z bardzo zróżnicowanym klimatem i ze zmienną dostępnością wody na powierzchni Ziemi wykształciły się strefy roślinne swoim położeniem odpowiadające w przybliżeniu układowi stref klimatycznych. W poszczególnych strefach roślinnych pojawiają się charakterystyczne formacje roślinne, czyli typy roślinności o podobnych wymaganiach w stosunku do klimatu, wody, rzeźby terenu i gleby. W górach wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza zmieniają się warunki klimatyczne, a wraz z nimi także roślinność. Zbiorowiska roślinne, których skład gatunkowy uwarunkowany jest występowaniem pięter klimatycznych, nazywamy piętrami roślinnymi.

Zróżnicowany czas trwania okresu wegetacyjnego na obszarze Polski
Polecenie 1
  • Określ przyczyny zróżnicowania długości okresu wegetacyjnego w Polsce.

  • Wyjaśnij, dlaczego okres ten jest krótszy w Polsce wschodniej niż w zachodniej.

  • Uzasadnij, dlaczego najkrótszy okres wegetacyjny występuje na niektórych południowych i północnych krańcach naszego kraju.

Ciekawostka

Dna oceanów są niemal pozbawione życia. Panuje tam całkowita ciemność uniemożliwiająca życie roślinom, a woda ma temperaturę ok. 2°C i ogromne ciśnienie. Nieliczne zwierzęta żywią się szczątkami organizmów opadających z mniejszych głębokości. W punktach rozchodzenia się płyt tektonicznych dna oceanów, na głębokościach 1,5‑4 tys. m, występują kominy hydrotermalne, czyli miejsca wydostawania się do oceanu rozgrzanej do ponad 350°C (a nawet powyżej 400°C) wody przesyconej trującymi związkami chemicznymi. Pomimo że temperatura wody i jej skład chemiczny są zabójcze dla większości organizmów, miejsca te zamieszkuje mnóstwo gatunków różnych organizmów. Badania naukowe wykazały, że w porównaniu z otaczającym dnem morskim strefy kominów hydrotermalnych charakteryzują się wielokrotnie większym zagęszczeniem organizmów. Świadczy to o niezwykłych możliwościach przystosowawczych ziemskiej biosfery.

Bujnie rozwijające się życie wokół kominów hydrotermalnych to przede wszystkim bakterie i archeony pobierające energię z gorącej wody i zawartych w niej związków chemicznych. Stanowią one pokarm różnorodnych organizmów, jak Riftia pachyptila (widoczne na zdjęciu białe rurki z bordowym pióropuszem), małże, ślimaki i krewetki
Ciekawostka

Biosfera jest najbardziej rozprzestrzenioną sferą Ziemi. Organizmy ziemskie znajdują się nawet w największych głębiach oceanicznych, bywają na najwyższych szczytach i w najgłębszych kopalniach. Od 2000 roku ludzie stale zamieszkują przestrzeń kosmiczną (Międzynarodowa Stacja Kosmiczna), dokonując przy okazji eksperymentów na roślinach i zwierzętach. W latach 1969‑1972 w trakcie 6 misji aż 12 ludzi przebywało na Księżycu.

Na razie, co prawda incydentalnie, najdalszym miejscem, gdzie sięgnęła ziemska biosfera, był Księżyc

2. Główne formacje roślinne

Wpływ na występowanie formacji roślinnych na kuli ziemskiej mają przede wszystkim: klimat, dostępność wody, ukształtowanie terenu oraz typ gleby. Z tego powodu roślinność zmienia się w zależności od stref klimatycznych, odmiany klimatu, a nawet warunków konkretnego obszaru. W każdej strefie roślinnej spotyka się charakterystyczne formacje, ale także ich specyficzne, lokalne odmiany.

Charakterystyka stref roślinnych kuli ziemskiej

Nazwa strefy roślinnej

Główne cechy klimatu

Przykładowe rośliny

Przykładowe zwierzęta

Lasy równikowe

gorąco i wilgotno przez cały rok

palmy, storczyki, liany, bananowce, paprocie drzewiaste, namorzyny

goryle, hipopotamy, kolibry, kameleony, piranie, motyle

Sawanny

gorąco przez cały rok, ale dwie wyraźne pory roku: sucha i deszczowa

akacje, baobaby, eukaliptusy, kolczaste krzewy, trawy

słonie, żyrafy, antylopy, lwy, hieny, strusie, sępy, węże, szarańczaki, termity

Gorące pustynie i półpustynie

gorąco w ciągu dnia i chłodno w nocy, bardzo małe opady tylko latem

agawy, rozchodniki, kaktusy, aloesy, w oazach palmy daktylowe

wielbłądy, skoczki pustynne, jaszczurki, grzechotniki, skorpiony, mrówki, muchy

Roślinność śródziemnomorska (makia)

gorące suche lata i ciepłe deszczowe zimy

cedry, dęby karłowate, dzikie oliwki, pistacje, mirty, wrzośce, cyprysy, jałowce, wawrzyny, lawendy

daniele, muflony, jeżozwierze, nietoperze, flamingi, gekony, żółwie

Stepy i chłodne pustynie

gorące suche lata i mroźne zimy

trawy, piołuny, hiacynty, tulipany, czosnek

suhaki, osły, ryjówki, susły, bobaki, przepiórki, dropie, szarańcza

Lasy liściaste i mieszane

ciepłe deszczowe lata i chłodne, wilgotne zimy

buki, dęby, klony, lipy, jesiony, sosny

żubry (bizony), sarny, jelenie, dziki, wilki, bociany, wróble

Tajga

krótkie ciepłe lata i mroźne zimy

sosny, świerki jodły, modrzewie, cisy, brzozy, olchy, jałowce, mchy

łosie, niedźwiedzie, wilki, lisy, gronostaje, sikorki, jemiołuszki, komary

Tundra

bardzo krótkie chłodne lato i długa mroźna zima

brzozy karłowate, wierzby karłowate, wrzosy, borówki, chrobotek reniferowy

renifery, wilki, lisy polarne, zające bielaki, lemingi, myszołowy, pardwy, sowy śnieżne

Pustynia arktyczna i antarktyczna

mrozy przez cały rok, bardzo krótkie i chłodne lato tylko na obrzeżach

mchy, wątrobowce, bardzo rzadko trawy

Arktyka: niedźwiedzie polarne, morsy, foki

Antarktyka: pingwiny, słonie morskie, foki

W wielu miejscach kuli ziemskiej spotykamy także astrefowe formacje roślinne. Odpowiadają one obszarom klimatów astrefowych, terenom o specyficznych właściwościach gleb lub powierzchniom przeobrażonym przez człowieka. Są to m.in.: roślinność wysokogórska, roślinność wodna i przybrzeżna oraz roślinność na obszarach silnie zmienionych przez ludzi.

Strefy roślinne kuli ziemskiej
Ważne!

Zasięgi występowania zwierząt często różnią się od stref roślinnych i tylko niektóre gatunki są ściśle z nimi powiązane. Wiele gatunków zwierząt żyje w dwóch, a nawet kilku strefach. Całą Ziemię dzielimy na 4 królestwa zoogeograficzne (zwane też państwami zwierzęcymi), a te z kolei na krainy i dzielnice. Układ taki nie pokrywa się ani z podziałem na strefy klimatyczne czy roślinne, ani z podziałem na kontynenty. Jest to wynik ogromnych możliwości przemieszczania się wielu zwierząt oraz ich zdolności przystosowania się do odmiennych warunków środowiskowych.

Polecenie 2
  • Wymień nazwy i scharakteryzuj główne formacje roślinne występujące na Ziemi w poszczególnych strefach roślinnych.

  • Wskaż na mapie strefy roślinne Ziemi.

  • Na podstawie schematu pięter roślinnych w Tatrach opisz, jak zmienia się średnia temperatura powietrza w kolejnych piętrach, i uzasadnij, gdzie znajduje się granica, powyżej której średnia temperatura roczna jest niższa od zera.

    Źródło: Krzysztof Jaworski, OpenClips (http://pixabay.com), licencja: CC BY 3.0.

Warto wiedzieć

Piętrowość środowiska bywa czasem nazywana strefowością pionową z powodu ułożenia pięter w porządku przypominającym układ stref krajobrazowych (klimatyczno‑glebowo‑roślinnych). Poza obszarami pustynnymi i polarnymi, gdzie w górach prawie nie występuje piętrowość roślinna, w innych strefach, np. w strefie umiarkowanej, można znaleźć podobieństwa między reglem dolnym a strefą lasów liściastych i mieszanych, między piętrem regla górnego a strefą tajgi, między piętrem kosodrzewinyhalami a tundrą oraz między turniami a obrzeżami lodowej pustyni.

Lodowce górskie występujące w Alpach, Himalajach i wielu innych wysokich górach świata w pewnym sensie odpowiadają lodowcom i lądolodom obszarów okołobiegunowych
Ważne!

Roślinność naturalna (odpowiednia dla stref roślinnych kuli ziemskiej) w wielu obszarach świata już niemal nie występuje. Zastąpiły ją rośliny uprawiane przez człowieka na różnych plantacjach, polach uprawnych, sadzone w ogrodach, parkach, na trawnikach oraz w specjalnie tworzonych lasach czy sadach.

Przykładem rośliny, którą ludzie obecnie uprawiają na ogromnych plantacjach na wszystkich kontynentach, jest kukurydza. Jeszcze kilkaset lat temu rosła dziko tylko na niewielkich obszarach w Ameryce Środkowej
Uwaga!

Zastępowanie naturalnej roślinności przez plantacje tworzone dla potrzeb ludzi grozi wyginięciem wielu gatunków roślin i zwierząt (co prowadzi do obniżenia bioróżnorodności), zniszczeniem gleb, zmianami stosunków wodnych, a nawet zmianami klimatu.

3. Gleba i jej główne typy. Rozmieszczenie typów gleb na Ziemi

Gleba to zewnętrzna warstwa skorupy ziemskiej, która poza cząstkami mineralnymi zawiera także wodę, powietrze, rozmaite organizmy glebowe oraz martwą materię pochodzenia organicznego, nazywaną próchnicą. Gleba powstaje w wyniku powolnego procesu glebotwórczego polegającego na przekształcaniu skały macierzystej w glebę i dalszym jej rozwoju. Proces ten zachodzi w dwóch etapach:

  1. rozdrobnienie skały macierzystej lub nagromadzenie okruchów skalnych w wyniku działalności wody, wiatru, temperatury lub innych procesów;

  2. przekształcenie materiału skalnego w glebę przy udziale organizmów glebowych; wytwarzają się wówczas charakterystyczne poziomy glebowe, począwszy od powierzchniowego z dużym udziałem próchnicy aż do skały macierzystej; te specyficzne dla każdego typu gleby poziomy tworzą tzw. profil glebowy.
    Głównymi czynnikami kształtującymi właściwości gleb są: klimat, woda, skała macierzysta, organizmy, rzeźba terenu oraz działalność człowieka.

Czynniki te nazywamy czynnikami glebotwórczymi.

Źródło: Olga Mikos, licencja: CC BY 3.0.

Zróżnicowanie i strefowość klimatu, a wraz z nim stref roślinnych spowodowały, że powstały strefy klimatyczno‑roślinno‑glebowe z charakterystycznymi rodzajami gleb.

Rodzaje gleb strefowych w zależności od warunków klimatycznych

Strefa

Warunki klimatyczne

Przykładowe rodzaje gleb

równikowa

gorący klimat i opady ponad 100 mm na miesiąc

gleby ferralitowe (czerwono‑żółte, bogate w żelazo, ubogie w próchnicę)

gleby laterytowe (czerwone, bogate w glin, mangan i żelazo, ubogie w próchnicę)

tropikalna (podrównikowa)

letnia pora deszczowa i okres suszy

gleby cynamonowoczerwone i czerwonobure (bogate w glin i żelazo, ubogie w próchnicę)

zwrotnikowa

klimat suchy i skrajnie suchy

szaroziemy (ubogie w próchnicę, bliskie inicjalnym)

pustynne gleby inicjalne

śródziemnomorska (podzwrotnikowa)

suche, gorące lata i łagodne deszczowe zimy

gleby cynamonowe (ze skał wapiennych, żyzne)

terra rosa (gleba czerwona, ze skał wapiennych, bogata w glin i żelazo, uboga w próchnicę)

umiarkowana ciepła i wilgotna

ciepłe deszczowe lata i łagodne zimy

gleby brunatne (na glinach)

umiarkowana chłodna i wilgotna

ciepłe deszczowe lata i krótkie chłodne zimy

gleby bielicowe (na piaskach, ubogie w próchnicę)

gleby brunatne (na glinach, bogate w próchnicę)

gleby płowe (na piaskach, uboższe od brunatnych)

umiarkowana chłodna i sucha

ciepłe lata, suche i mroźne zimy

czarnoziemy (na lessach, bardzo bogate w próchnicę i bardzo żyzne)

gleby kasztanowe (bardzo żyzne, zbyt suche)

szaroziemy (ubogie gleby, bliskie inicjalnym)

umiarkowana bardzo chłodna i wilgotna

krótkie cieple lata, długie mroźne zimy

gleby bielicowe (na piaskach, ubogie w próchnicę)

podbiegunowa

krótkie chłodne lata, długie i mroźne zimy

gleby tundrowe (słabo wykształcone)

Bez względu na strefę klimatyczno‑roślinno‑glebową występują gleby śródstrefowe. Przykładami ich są:

  • mady – powstają podczas wylewów rzek w dolinach i deltach; są żyzne i bogate w próchnicę;

  • rędziny – powstają na podłożu wapiennym, głównie w klimatach umiarkowanych; są zasobne w próchnicę, żyzne, ale trudne do uprawy;

  • czarne ziemie – powstają na obszarach zanikających bagien i jezior; bogate w próchnicę, bardzo żyzne, ale trudne do uprawy;

  • gleby bagienne – powstają na bagnach, osuszenie bagien zwiększa ich żyzność;

  • gleby górskie – na ogół nie posiadają wykształconego profilu glebowego, mało żyzne.

Uproszczona mapa wybranych typów gleb w Polsce
Polecenie 3

Podaj 3 wybrane przykłady powiązań między klimatem, roślinnością a glebami kuli ziemskiej.

Ważne!

Powstawanie gleby trwa wiele lat. W zależności od klimatu i skał w podłożu warstwa gleby o grubości 1 cm może powstawać nawet przez 100‑500 lat.

Podsumowanie

  • Biosfera przenika się ze wszystkimi innymi sferami ziemskimi.

  • Strefy oświetlenia Ziemi i związane z nimi strefy klimatyczne wpłynęły na ukształtowanie się stref roślinnych.

  • Czynniki geograficzne powodują, że istnieją także astrefowe formacje roślinne.

  • Zmienność warunków klimatycznych, wodnych i ukształtowania terenu wraz z wysokością powoduje, że w górach można wyróżnić piętra roślinne.

  • Gleby na Ziemi są bardzo zróżnicowane i zależą głównie od klimatu, podłoża skalnego, organizmów i wody.

Praca domowa
Polecenie 4.1

Dowiedz się z dowolnego źródła, np. atlasu geograficznego lub Internetu, jaki typ gleb najczęściej występuje w okolicach miejscowości, w której mieszkasz, i opisz czynniki glebotwórcze, które zadecydowały o powstaniu tych gleb.

Polecenie 4.2

Wymień kilka przykładów gleb strefowych i śródstrefowych w Europie.

Słowniczek

czynniki glebotwórcze

elementy środowiska przyrodniczego – klimat, wody, skała macierzysta, rzeźba terenu, organizmy oraz działalność człowieka mająca wpływ na powstawanie i rozwój gleb

formacja roślinna

typ roślinności charakterystyczny dla danego obszaru; rośliny wchodzące w skład formacji roślinnej mają podobne wymagania w stosunku do gleby i klimatu

gleba

zewnętrzna warstwa skorupy ziemskiej zawierająca cząstki mineralne, wodę, powietrze, organizmy glebowe oraz próchnicę

hale

łąki wysokogórskie w wysokich partiach polskich gór powyżej piętra kosodrzewiny; obszar, w którym występują, nazywany jest piętrem hal

kosodrzewina

gatunek drzewa (lub krzewu) iglastego, który tworzy piętro kosodrzewiny powyżej regla górnego

okres wegetacyjny

część roku, w której roślinność może się rozwijać dzięki dostatecznej ilości wilgoci, światła i ciepła; w Polsce jest to okres ze średnią dobową temperaturą powietrza powyżej 5°C

piętra roślinne (piętra klimatyczno‑roślinne)

charakterystyczna dla wielu obszarów górskich zmienność roślinności wraz z wysokością nad poziomem morza, uwarunkowana występowaniem pięter klimatycznych

profil glebowy

pionowy przekrój przez glebę ukazujący jej budowę, rodzaj, grubość i wzajemny układ poziomów glebowych

próchnica

mieszanina szczątków organicznych w różnym stadium procesu rozkładu

regiel dolny

piętro lasów liściastych i mieszanych występujące w górach powyżej terenów uprawnych

regiel górny

piętro lasów iglastych występujące w  górach powyżej regla dolnego

strefa roślinna

duży obszar z odrębną roślinnością przystosowaną do szczególnych warunków panujących w tej strefie

turnie

piętro w górach, powyżej piętra hal, obszar stromych ścian skalnych i głazów

Zadania

Ćwiczenie 1
Zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 6
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 7
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 8
Zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.