山岳生態系

山岳生態系は山の斜面に見られます。これらの地域の高山気候は、標高が上がるにつれて気温が下がり、生態系が成層化するため、生態系に強い影響を与えます。この成層化は、山岳生態系の植物群落、生物多様性、代謝プロセス、生態系のダイナミクスを形成する上で重要な要素です。[ ^1]中程度の標高では、気温が適度で降雨量が多いため、密集した山岳森林が一般的です。標高が高いほど、気候は厳しく、気温が低く風が強いため、樹木の成長が妨げられ、植物群落は山岳草原や低木地帯、または高山ツンドラに移行します。山岳生態系の独特の気候条件により、固有種の数が増えています。山岳生態系は、炭素貯蔵や水供給などの生態系サービスにも多様性を示します。 ^[2]

標高が高くなると、大気圧の低下と気団の断熱冷却により気候は寒冷化します。 ^[3]中緯度では、山で100メートル上昇することによる気候の変化は、最も近い極に向かって80キロメートル（45マイルまたは緯度0.75° ）移動するのとほぼ同じです。^[4]山岳地帯の特徴的な動植物は、気候の変化により標高に大きく依存する傾向があります。この依存性により、同様の標高に同様の生態系の帯であるライフゾーンが形成されます。 ^[5]

山岳地帯の典型的な生活圏の 1 つに山岳林がある。中程度の標高では、降雨量と温暖な気候により、密林が生育しやすい。ホールドリッジは、山岳林の気候を、生物温度が 6 ～ 12 °C (43 ～ 54 °F) であると定義している。ここで、生物温度とは、0 °C (32 °F) 未満の気温を 0 °C (32 °F) とみなした平均気温である。^[5]山岳林の標高を超えると、亜高山帯の樹木はまばらになり、ねじれたクロンムホルツになり、最終的には生育しなくなる。そのため、山岳林には幹がねじれた樹木が含まれることが多い。この現象は、標高が高くなるにつれて風の強さが増すために見られる。樹木が生育しなくなる標高は、樹木限界と呼ばれる。亜高山帯の生物温度は 3 ～ 6 °C (37 ～ 43 °F) である。^[5]

森林限界より上の生態系は高山地帯または高山ツンドラと呼ばれ、主に草本植物や低木が生育しています。高山地帯の生物温度は1.5〜3℃（34.7〜37.4℉）です。多年生草本植物、スゲ、雑草、クッションプラント、コケ、地衣類など、多くの異なる植物種が高山環境に生息しています。^[6]高山植物は、低温、乾燥、紫外線、短い生育期間など、高山環境の厳しい条件に適応する必要があります。高山植物は、ロゼット構造、ワックス状の表面、毛深い葉などの適応を示します。これらの地帯に共通の特徴があるため、世界自然保護基金は関連する一連の生態地域を「山地草原および低木地帯」バイオームに分類しています。アジアのチベット高原に隣接する横断山脈の地域は、3000種の植物群落を有する世界最古の連続した高山生態系であると特定されており、そのうちのいくつかは3000万年にわたって継続的に共存しています。^[7]

生物温度が1.5℃（35℉）未満の気候は、純粋に岩と氷で構成される傾向がある。^[5]

山地林は、亜山岳地帯と亜高山帯の間にあります。生息地が別の生息地に変わる標高は、世界中で、特に緯度によって異なります。山地林の上限である森林限界は、密度の低い林に生息するより耐寒性のある種への変化によって特徴付けられることが多いです。^[8]たとえば、カリフォルニア州のシエラネバダ山脈では、山地林にはロッジポールパインやレッドファーが密集していますが、シエラネバダ山脈の亜高山帯にはホワイトバークパインがまばらに生えています。^[9]

山岳地帯の下限は、山岳林と乾燥したステップ地帯や砂漠地帯を分ける「低地森林限界」である可能性がある。^[8]

山地林は同じ地域の低地林とは異なります。^[10]山地林の気候は同じ緯度の低地気候よりも寒いため、山地林には高緯度の低地林に典型的な種が生息していることが多いです。^{[11]人間は}林業や農業 を通じて山地林を乱すことがあります。^{[10]孤立した山では、樹木のない乾燥地帯に囲まれた山地林は典型的な「}空の島」の生態系です。 ^[12]

温帯気候の山岳林は、典型的には温帯針葉樹林または温帯広葉樹林と混合林のいずれかであり、ヨーロッパと北アメリカ北東部でよく知られている森林タイプです。ヨーロッパ以外の山岳林は、更新世のヨーロッパが氷河からのより狭い範囲の避難場所であったため、種がより豊富になる傾向があります。^[13]

温帯気候の山岳林は、ヨーロッパ（アルプス山脈、カルパティア山脈など）^[14]、北アメリカ（アパラチア山脈、ロッキー山脈、カスケード山脈、シエラネバダ山脈など）^[15]、南アメリカ^[16]、ニュージーランド^{[17] 、}ヒマラヤに分布しています。

気候変動は温帯山岳林に影響を及ぼすと予測されている。例えば、北アメリカの太平洋岸北西部では、気候変動により「積雪量の減少、蒸発散量の上昇、夏の干ばつの増加」が起こり、山岳湿地に悪影響を及ぼす可能性がある。^[18]

地中海性気候の山岳林は、冬を除いて暖かく乾燥しており、冬は比較的湿潤で穏やかです。地中海性気候に位置する山岳林は、オロ地中海性森林として知られ、高いバイオマスとともに高くそびえる木々が見られます。^[19]これらの森林は、通常、針葉樹と広葉樹の混合林であり、針葉樹の種はわずかです。マツとジュニパーは、地中海の山岳林で見られる典型的な樹木です。広葉樹はより多様性があり、常緑樹であることが多く、たとえば常緑オークです。^[要出典]

このタイプの森林は、地中海沿岸地域、北アフリカ、メキシコ、米国南西部、イラン、パキスタン、アフガニスタンに見られます。^[要出典]

熱帯地方では、山地林は針葉樹林に加えて広葉樹林で構成されることがあります。熱帯山地林の一例として、雲霧林が挙げられます。雲霧林は、雲や霧から水分を得ています。^{[20] [21] [22]}雲霧林では、地面や植生がコケに覆われていることが多く、この場合はコケ林とも呼ばれます。コケ林は通常、山の鞍部に発達し、そこでは雲が定着することでもたらされる水分がより効果的に保持されます。^[23]緯度によって異なりますが、大きな山の山地雨林の下限は通常 1,500 〜 2,500 メートル (4,900 〜 8,200 フィート) で、上限は通常 2,400 〜 3,300 メートル (7,900 〜 10,800 フィート) です。^[24]

熱帯山岳林は気候変動に対して高い感受性を示す可能性がある。^{[25] [26]}気候変動は気温、降水量、湿度の変動を引き起こし、熱帯山岳林にストレスを与える可能性がある。予測される気候変動の影響は生物多様性の損失に重大な影響を与え、種の分布範囲やコミュニティのダイナミクスの変化をもたらす可能性がある。地球規模の気候モデルは、将来的に雲量が減少すると予測している。雲量の減少はすでにコスタリカのモンテベルデ雲霧林に影響を与えている可能性がある。^{[27] [28]}

亜高山帯は、世界中で森林限界のすぐ下にある生物圏である。東南アジアの熱帯地域では、森林限界は標高4,000メートル（13,000フィート）を超えることがあるが、^[29]スコットランドでは450メートル（1,480フィート）ほど低いこともある。^[30]この帯に生息する種は、地球上の帯の位置によって異なる。例えば、ヨーロッパにはマツ（スクラブマウンテンパイン）が生息し、^[31]オーストラリアにはスノーガムが生息し、^[32]北米西部には亜高山帯のカラマツ、マウンテンツガ、亜高山帯のモミが生息している。 ^[33]

亜高山帯の樹木は、しばしばクルムホルツ、つまり曲がった木になり、成長が止まり、ねじれた形になる。樹木限界では、木の苗木は岩の風下側で発芽し、岩が風を遮る高さまでしか成長しない。その後の成長は垂直よりも水平になり、枝が土に接する場所では追加の根張りが発生する。クルムホルツの木は冬の間、積雪で保護されるが、風よけや積雪より高い枝は通常枯れる。十分に成長したクルムホルツの木は、樹齢数百年から千年になることもある。^[34]

草原は亜高山帯に見られる。カリフォルニア州シエラネバダ山脈のトゥオルミ草原は亜高山帯草原の一例である。^[35]

世界中の亜高山帯の例としては、ヨーロッパのフランス領プレアルプス山脈、北アメリカのシエラネバダ山脈とロッキー山脈の亜高山帯、アジアの東ヒマラヤ山脈、西ヒマラヤ山脈、横断山脈の亜高山帯の森林などが挙げられます。

高山草原とツンドラは森林限界線より上に位置し、強い放射線、風、寒さ、雪、氷の世界にあります。その結果、高山植物は地面近くにあり、主に多年生のイネ科植物、スゲ科植物、広葉草本植物で構成されています。この生態系では一年生植物はまれで、通常は数インチの高さで、根系は弱いです。^[36]その他の一般的な植物形態には、匍匐性の低木、草むらを形成するイネ科植物、およびコケ類や地衣類などの隠花植物があります。^{[6] : 280}

植物は厳しい高山環境に適応している。地面に張り付いた苔の塊のようなクッションプラントは、頭上数インチを吹き抜ける強風から逃れている。高山ツンドラに生える多くの顕花植物は、茎や葉に密集した毛があり、防風機能を果たしたり、太陽光線を熱に変換できる赤色の色素を持っている。植物によっては、花芽ができるまで2年以上かかるものもある。花芽は地表下で冬を越し、夏の数週間で開花して種子のついた果実をつける。 ^[37]開花しない地衣類は岩や土に張り付く。その内部の藻類細胞は-10℃（14℉）という低温でも光合成が可能で、 ^[38] 外側の菌類層は自重以上の水分を吸収できる。^[39]

乾燥した風と寒さに耐え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ないが、いくつかの点でツンドラは非常に脆弱である。繰り返し踏みつけられるとツンドラの植物は破壊され、露出した土壌が吹き飛ばされ、回復には数百年かかることもある。^[37]

高山草原は、岩石の風化による堆積物によって、草やスゲが生育できるほどよく発達した土壌が形成された場所に形成されます。高山草原は、世界自然保護基金によってバイオームとして分類されるほど、世界中で一般的です。「山岳草原と低木地帯」と呼ばれるこのバイオームは、多くの場合、他の山岳地帯から暖かく標高の低い地域によって隔てられた仮想の島として進化し、冷涼で湿った気候と豊富な日光に応じて進化した多くの独特で固有の植物の生息地となっています。^{[引用が必要]}

最も広大な山岳草原と低木地帯は、アンデス山脈の新熱帯 パラモに見られる。このバイオームは、東アフリカと中央アフリカの山岳地帯、ボルネオ島のキナバル山、南インドの西ガーツ山脈の最高標高、ニューギニアの中央高地にも見られる。多くの湿潤熱帯山岳地帯に見られるユニークな特徴は、ロベリア（アフリカ熱帯）、プヤ（新熱帯）、シアテア（ニューギニア） 、アルギロキシフィウム（ハワイ）など、さまざまな植物科の巨大なロゼット植物が存在することである。^[要出典]

より乾燥した地域では、エチオピア高原のような山岳草原、サバンナ、森林地帯、およびチベット高原のステップ地帯のような山岳ステップ地帯が見られます。^{[出典が必要]}

• ウィキメディア・コモンズの山岳生態学に関連するメディア
• 山岳森林の樹木被覆地図 – UNEP マップ 2011