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高山ツンドラは、標高が高く、厳しい気候のため樹木が生えない自然地域または生物群系の一種です。緯度が極に近づくにつれて、高山ツンドラの標高の閾値は徐々に低くなり、最終的には海面に達して極地ツンドラと融合します。
標高が高いため、寒冷で風が強く、樹木の生育には適さない厳しい気候となる。高山ツンドラは森林限界より下で亜高山帯の森林へと移行し、森林とツンドラの移行帯に生える矮性林はクルムホルツと呼ばれる。標高が上がるにつれて、クルムホルツは雪線で終わり、そこでは夏の間も雪と氷が残る。
高山ツンドラは世界中の山岳地帯に分布しています。高山ツンドラの植物相は、地面に近い低木が特徴です。高山ツンドラの寒冷な気候は、空気の断熱冷却によって引き起こされ、極地の気候に似ています。
高山ツンドラは、どの緯度でも十分な高度に存在します。世界中の山地草原や低木地の生態地域の一部には、高山ツンドラが含まれています。高山ツンドラの広大な地域は、北米コルディレラ山脈と北米北部アパラチア山脈の一部、ヨーロッパのアルプス山脈とピレネー山脈、アジアのヒマラヤ山脈とカラコルム山脈、南米のアンデス山脈、アフリカの東部リフト山脈、オーストラリアのスノーウィー山脈[ 1 ] 、ニュージーランドの南島[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]、スカンジナビア山脈[ 5 ] [ 6 ]に存在します。
高山ツンドラは、森林限界より上の高山の山頂、斜面、尾根に広がっています。方位も影響します。森林限界は、温暖な赤道に面した斜面では標高の高い場所に位置することが多いです。高山帯は山岳地帯にのみ存在するため、地形の多くは岩だらけの雪をかぶった山頂、崖、岩屑斜面など、険しく起伏に富んでいますが、緩やかな起伏からほぼ平坦な地形の地域も含まれています。[ 7 ]
多くの場所や局地的な微気候を平均すると、樹木限界線は北緯70度から50度まで南に1度移動するごとに75メートル（245フィート）上昇し、北緯50度から30度まで1度移動するごとに130メートル（430フィート）上昇します。北緯30度から南緯20度の間では、樹木限界線はほぼ一定で、3,500メートルから4,000メートル（11,500フィートから13,100フィート）の間です。[ 8 ]
高山気候とは、高山ツンドラの平均的な気候のことです。標高が高くなるにつれて気候は寒くなります。この特徴は気温減率で表されます。空気は上昇するにつれて膨張するため、冷たくなる傾向があります。乾燥断熱減率は、標高または高度1 kmあたり10 °C (1000 フィートあたり5.5 °F ) です。したがって、山を100メートル (330フィート)登ることは、極に向かって約80キロメートル (45マイルまたは緯度0.75°) 移動することにほぼ相当します。[ 9 ]ただし、海洋への近さなどの局所的な要因によって気候が大きく変化する可能性があるため、この関係は近似的なものにすぎません。
高山ツンドラでは、樹木は環境条件（通常は低温、極度の積雪、またはそれに伴う利用可能な水分の不足）に耐えることができません。[ 10 ]： 51典型的な高地の生育期間は45日から90日で、夏の平均気温は10 ℃（50 °F）前後です。生育期間中の気温は氷点下になることが頻繁にあり、多くの地域では生育期間中ずっと霜が降ります。降水は主に冬の雪として発生しますが、土壌水分量は季節、場所、地形によって大きく異なります。たとえば、雪原は尾根の風下側に積もることが多い一方、尾根線は風による再分配のためほとんど雪がない場合があります。一部の高山生息地では、冬に最大70%が雪がない場合があります。高山生態系では強風がよく発生し、土壌の著しい侵食を引き起こし、植物に物理的および生理的に悪影響を与える可能性があります。また、風と強い日射が組み合わさると、非常に高い蒸発率と蒸散率を促進する可能性がある。[ 7 ]
高山気候を構成する要素を定量化しようとする試みがこれまで何度か行われてきた。
気候学者ウラジミール・ケッペンは、北極と南極の森林限界と 夏季10℃等温線との間に相関関係があることを示しました。つまり、年間で最も暖かい月の平均気温が10 ℃を下回る場所では、森林は生育できないということです。詳しくは、ケッペンの気候区分を参照してください。
オットー・ノルデンショルドは、冬の気候条件も影響すると理論づけました。彼の公式はW = 9 − 0.1 Cで、Wは最も暖かい月の平均気温、Cは最も寒い月の平均気温で、どちらも摂氏です（これは、例えば、ある場所の最も寒い月の平均気温が−20 °C (−4 °F)の場合、木がそこで生き残るためには、最も暖かい月の平均気温が11 °C (52 °F)以上である必要があることを意味します）。
1947年、ホルドリッジはこれらのスキームを改良し、生物温度を定義しました。生物温度とは年間平均気温のことで、0 ℃以下のすべての温度は0 ℃として扱われます（植物の生命には影響がなく、休眠状態にあるため）。平均生物温度が1.5～3 ℃（34.7～37.4 °F）の場合、[ 11 ]ホルドリッジは気候をアルプス気候と定量化します。
高山植物の生息地は強い日射、風、寒さ、雪、氷にさらされるため、地面近くに生育し、主に多年生の草本、スゲ、草本植物で構成されています。高山景観では、多年生草本（草本、スゲ、低木質または半木質の低木を含む）が優占しており、茎、葉、花よりも根と地下茎のバイオマスがはるかに多くなっています。根と地下茎は、水分と栄養分の吸収だけでなく、越冬時の炭水化物貯蔵にも非常に重要な役割を果たしています。この生態系では一年生植物はまれで、通常は高さが数インチしかなく、根系も弱いです。[ 7 ]その他の一般的な植物の生活型には、匍匐性の低木、株立ちのイネ科植物、クッション植物、蘚苔類や地衣類などの隠花植物が含まれます。[ 12 ]
同じ地域の低標高地域と比較して、高山地域は固有種の割合が高く、植物種の多様性も高い。この分類学的多様性は、地理的隔離、気候変動、氷河作用、微小生息地の分化、および移動または進化の異なる歴史、あるいはその両方に起因すると考えられる。[ 12 ]これらの現象は、新しい植物相を導入し、新種の適応と既存種の分散の両方を促進することで、植物の多様性に貢献している。[ 12 ]
植物は厳しい高山環境に適応している。地面に張り付く苔の塊のように見えるクッション植物は、数インチ上を吹く強風から身を守る。高山ツンドラの多くの顕花植物は、風よけのために茎や葉に密生した毛を持っていたり、太陽光線を熱に変換できる赤い色素を持っていたりする。一部の植物は花芽を形成するのに2年以上かかり、花芽は地中で冬を越し、夏の数週間で開いて種子のある果実を実らせる。 [ 13 ]高山ツンドラのさまざまな地域で、木本植物の侵入が観察されている。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
高山地帯は、その環境条件の厳しさと複雑さゆえに独特です。地形のわずかな変化、例えば1フィート（0.3メートル）以下であっても、風が吹き荒れる地域と積雪地帯との違いを生み、生産性や植物群落を劇的に変化させる可能性があります。乾燥と飽和という両極端の間には、地形、基質、気候に応じて、互いに数ヤード以内の範囲に複数の中間的な環境が存在する可能性があります。高山植生は一般的に、環境条件が大きく異なる小さなパッチがモザイク状に分布しています。植生の種類は、尾根や岩の割れ目に生えるクッション状植物やロゼット状植物から、斜面に沿って生える草本植物やイネ科植物、雪解けの吹きだまりの下に生える低木や草本植物、湿原や小川沿いに生えるスゲ、イネ科植物、低木、コケ類まで多岐にわたります。 [ 7 ]
高山草原は、岩石の風化によって堆積した土壌が、草やスゲを支えるのに十分なほど発達した場所に形成されます。花を咲かせない地衣類は岩や土壌に付着しています。地衣類の中に含まれる藻類細胞は、 0 °C (32 °F)以上の温度であれば光合成を行うことができ、外側の菌類層は自身の重量以上の水分を吸収することができます。乾燥した風や寒さの中で生き残るための適応により、ツンドラの植生は非常に丈夫に見えるかもしれませんが、ある意味ではツンドラは非常に脆弱です。繰り返し踏みつけられることでツンドラの植物が破壊され、露出した土壌が吹き飛ばされることがよくあります。回復には数百年かかる場合があります。[ 13 ]
夏のヨーロッパアルプスの多くの高山草原の特徴的な香りは、優占植物種から放出される揮発性有機化合物（VOC）によって大きく影響を受けています。たとえば、重要な飼料および土壌安定化植物であるアルプスクローバー（Trifolium alpinum）は、その花から強いスパイシーで甘い香りを放ち、環境中に広がります。[ 17 ] [ 18 ]この香りは、テルペン類やその他の化合物の複雑な混合物であり、高地環境への適応であり、希少な送粉者を引き付け、草食動物を遠ざける役割を果たしています。[ 19 ] [ 20 ]
高山ツンドラは地球上のさまざまな広範囲に分散しているため、高山ツンドラのすべての地域に共通する動物種は存在しません。高山ツンドラ環境に生息する動物には、ケア、マーモット、マウンテンゴート、オオツノヒツジ、チンチラ、ヒマラヤタール、ヤク、ユキヒョウ、ナキウサギなどがいます。[ 21 ]
ウィキメディア・コモンズにある高山ツンドラ関連のメディア