Maaekosysteemien ja kasvillisuusalueiden vuorovaikutus ilmastoalueittain

Maalajit

Maalajin laatu riippuu paljolti sen kallioperän kivilajeista. Kallioperän rapautuminen on yleensä niin hidasta, että ohuenkin maakerroksen synty vaatii tuhansia vuosia. Maaperä voi olla peräisin myös kauempaa, jos se on tullut paikalle veden tai vaikka tuulen kuljettamana.

Maan ainekset ryhmitellään raekoon perusteella lohkareisiin, kiviin, soraan, hiekkaan, silttiin ja saveen. Useimmat maalajit ovat näiden sekoituksia ja niiden hiukkaskoko vaikuttaa maan vedenläpäisykykyyn ja ravinnepitoisuuteen. Mitä hienojakoisempaa maa on, sitä paremmin se sitoo vettä ja ravinteita.

Maannostuminen

Maaperän yläosaan syntyy ilmaston ja kasvillisuuden vaikutuksesta kerroksellinen rakenne, maannos, josta runsaat sateet huuhtovat ravinteita maan pintaosista syvemmälle maahan. Jos haihtuminen on sateita suurempaa, ravinteita rikastuu pintamaahan veden noustessa kapilaarisesti haihtuneen tilalle ja tuoden ravinteita mukanaan syvemmältä.

Maannokseen ja sen syntyyn vaikuttaa myös lahoavan aineksen laatu ja määrä. Niinpä eri kasvillisuusalueille on maannostunut tuhansien vuosien mittaan erilainen, kullekin alueelle tyypillinen maannos.

Latosoli

Latosoli on sademetsien ja kosteiden savannien tavallisin maannoslaji. Maahan pudonneet lehdet, oksat ja puunrungot lahoavat kosteassa hyvin nopeasti, siksi maassa päällimmäisenä oleva multakerros on vain parikymmentä senttiä. Runsaiden sateiden ja lämmön vaikutuksesta kallioperän rapautuminen on myös nopeaa. Sademetsissä vettä sataa paljon enemmän kuin sitä haihtuu ja vesi liuottaa kivennäisaineita tehokkaasti, jäljelle jää vain rautaoksideja, minkä vuoksi maannos on tiilenpunaista.

Aavikkomaannos

Trooppisilla ja subtrooppisilla aavikoilla aavikkomaannoksessa on hyvin vähän humusta, koska orgaanista ainesta syntyy erittäin vähän. Vähien sateiden ja suuren haihtumisen takia ravinteet säilyvät kivennäismaassa. Kastelun avulla se voidaankin saada tuottamaan hyviä satoja.

Mustamulta

Lauhkean vyöhykkeen aroilla myyrät, madot ja muut aron pikkueläimet sekoittavat lahoavasta aineksesta syntyneen humuksen kivennäismaahan ja siitä syntyy tummaa mustamultaa. Se pidättää hyvin ravinteita joita runsas haihtuminen imee syvemmältä kohti pintaa. Metrin paksuisen multakerroksen alla on runsaasti kalsiumsuoloja.

Terra rossa

(Punainen maa) on melko viljava maannos talvisateiden ilmaston kalkkipitoisilla alueilla. Sateet liuottavat maasta piiyhdisteitä ja maahan jää kalsiumkarbonaatteja ja rautayhdisteitä, jotka värjäävät maannoksen punaruskeaksi.

Podsoli

Podsoli on havumetsävyöhykkeen tyypillinen maannos. Havupuiden neulasten ja karikkeen lahotessa syntyy vuosien kuluessa hajonnutta ja hapanta kangashumusta. Koska haihtuminen on viileässä ilmastossa vähäistä ja satanut vesi liuottaa aineita kivennäismaasta, on maannos vähäravinteista.

Ruskomaa

Ruskomaa on lauhkean vyöhykkeen lehtimetsäalueiden maannos. Lehtikarikkeen suhteellisen nopean hajoamisen vuoksi syntyvä humus ei ole hapanta, joten vesi ei liuota siitä ravinteita yhtä tehokkaasti kuin podsolimaannoksessa. Kastemadot ja muut maaeläimet sekoittavat maata ja ruskomaa onkin paksumultaista ja melko ravinteikasta.

Kasvillisuusalueet

Maapallon kasvillisuus voidaan luokitella pääkasvillisuustyyppeihin, joita ovat metsät, savannit, arot, tundrat ja aavikot. Kullakin on niille tyypilliset kasvumuotonsa. Kasvillisuustyyppien esiintyminen riippuu alueen lämpöoloista ja sateen määrästä ja sen jakautumisesta eri vuodenajoille. Niinpä kasvillisuusalueet noudattavat melko hyvin ilmastoalueiden rajoja ja muodostavat päiväntasaajan suuntaisia vyöhykkeitä.

Lämpö- ja kosteusolojen sekä maaperän vaikutuksesta kullekin ilmastoalueelle syntyy sille tyypillinen kasvillisuus. Kasvillisuusalueen kasvit yhdessä muiden eliöiden ja elottoman luonnon kanssa muodostavat suurekosysteemejä, joita sanotaan biomeiksi.

Sademetsät

Laajimmat sademetsät kasvavat päiväntasaajan ympäristössä, missä kuurosateita tulee runsaasti läpi vuoden. Sademetsän lämpötilat ovat kasvulle edulliset, koska halloja ei esiinny ja kosteutta on juurten saatavilla. Edullisen ilmaston johdosta puut kasvavat ympäri vuoden ja biomassa on ylivoimaisesti suurempi kuin muissa biomeissa.

Sademetsän maannos on latosoli, jossa huuhtoutumisen vuoksi on vähän ravinteita. Sademetsän ravinteet kiertävät nopeasti ja lämpimissä sekä kosteissa oloissa lahoaminen kestää vuorokaudesta muutamaan viikkoon. Koska ravinteet vapautuvat pian uudestaan kasvien käyttöön, suurin osa ravinteista on sitoutuneena elävään kasvimassaan.

Sademetsän puut muodostavat erilaisia latvuskerroksia. Niiden yläosat ovat alttiina voimakkaalle auringonpaisteelle, sateille ja tuulille. Siksi lehdet ovatkin vahapintaisia ja vahvoja, puilta taas puuttuu kaarna ja kuori on ohut, koska niiden ei tarvitse suojautua kylmyydeltä tai kuivuudelta.

Sademetsän sisälle tulee hyvin vähän valoa ja pensaskerros sekä aluskasvillisuus puuttuvat miltei kokonaan. Sademetsässä puulajeja on valtavasti. Niiden lisäksi tyypillisiä kasveja ovat puuvartiset köynnökset eli liaanit ja erilaiset puiden oksilla olevat päällyskasvit kuten saniaiset orkideat ja sammaleet. Eläimistöstä suurin osa elää latvustoissa. Tyypillisimpiä ovat papukaijat ja muut värikkäät linnut sekä erilaiset apinalajit. Hyönteisten lajimäärä on valtava ja miljoonat eliölajit ovat vielä tuntemattomia.

Sademetsiä kasketaan paljon viljelysmaiksi ja laitumiksi. Vaikka ne kasvavat nopeasti, ne eivät kestä toistuvia hakkuita tai viljelyä, koska ravinteet kulkeutuvat sieltä pois eivätkä enää kierrä luonnossa. Hakkuut lisäävät myös eroosiota, kun sateet huuhtovat paljaalta maalta multakerroksen. Näin tilalle ei kasva enää entistä sademetsää vaan huonompaa sekundaarimetsää.

Mangrovemetsät

Mangrovemetsiä kasvaa trooppisilla vuorovesirannoilla ja jokisuistoissa. Ne kestävät hyvin suolaista merivettä ja ottavat happea ilmasta juurillaan, joita nousee maasta osittain liejun yläpuolelle. Mangrovemetsät ovat hyvin vaikeakulkuisia ja tarjoavat monille eläimille suotuisan elinympäristön.

Kuivametsät

Kuivametsiä esiintyy sademetsien ja savannien välissä alueilla, joilla on kuivakausi ja runsaat sateet. Kuivametsien puut ovat matalampia sademetsiin verrattuna, rungot mutkaisempia ja kaarna suojaa niitä kuloilta ja haihtumiselta. Puiden latvukset ovat muodoiltaan sateenvarjomaisia ja ne varistavat kuivana kautena lehtensä.

Savannit

Trooppisilla savanneilla kasvaa sekä heinikkoa että puita. Ilmasto on kuuma ja lämpötilaerot suurempia kuin sademetsissä. Talvella on parin kuukauden mittainen kuivakausi ja kesällä sateet tulevat rankkoina. Savannin maannos on yleensä latosoli, joka on kuitenkin sademetsän latosolia paksumpaa ja viljavampaa. Melko ravinnepitoiset savannit on otettu suurelta osin viljelyyn tai laitumiksi, vaikka kuivuus haittaakin tehokasta tuotantoa. Savanneja poltetaan myös vuosittain, sillä palot parantavat laitumia.

Tyypillisin savanni on puistosavanni, jossa puut kasvavat yksittäin tai pieninä ryhminä ja paikoin näkyy tiheitä pensaikkoja. Puut ovat sopeutuneet kuivaan kauteen kasvattamalla kaarnan ja varistamalla lehtensä, heinien ja ruohojen maanpäälliset osat kulottuvat.

Savannin eläimistölle tyypillistä ovat suuret nisäkkäät ja niiden runsaus, mm. antiloopit muodostavat isoja laumoja joita suuret kissapedot saalistavat. Eläimet ovat sopeutuneet vallitseviin oloihin ja vaeltavat aina uusille alueille ravinnon perässä. Nautakarja taas kärsii taudeista kosteilla savanneilla ja voi syödä ja tallata kaiken kasvillisuuden, jolloin tuuli- ja vesieroosio kuluttavat savannin maaperää tehokkaasti.

Aavikot

Aavikot sijaitsevat suurimmaksi osaksi trooppisella ja subtrooppisella vyöhykkeellä tai mantereiden sisäosissa, jossa on sateetonta suurimman osan vuodesta. Aavikoilla on myös kuivakausi, joka voi olla sateeton ja kestää 7-8 kuukautta, tai jolloin rankkasateita tulee vain satunnaisesti. Kuivimmilla aavikoilla sateita tulee vain muutaman vuoden välein. Suurten yö ja päivä lämpötilaerojen takia kastetta voi olla runsaasti ja öisin voi olla sumua, joilla on merkitystä etenkin kasveille. Päivälämpötila on tukahduttavan kuuma, noin 50 astetta, mutta yöllä se laskee jopa alle nollan.

Kasvillisuus puuttuu suolamailta sekä hiekka-aavikoilta. Runsaimmin kasveja kasvaa vadeissa eli jokiuomissa, joissa vettä virtaa vain sateella. Harvassa kasvavien kasvien välillä ei yleensä ole kilpailua. Aavikoilla tulevat toimeen vain kuivuutta kestävät kuivakkokasvit, jotka estävät veden haihtumisen. Ne ovat yleensä matalia, lehdet pieniä ja vahapintaisia. Juuret ovat laajalle levinneitä ja syviä. Suurin osa aavikon biomassasta on maan alla ja yksivuotisista kasveista vain siemenet säilyvät kuivan ajan yli. Kasvit voivat olla lepotilassa jopa vuosia ja sateen sattuessa ne kasvavat ja kukkivat nopeasti.

Aavikkomaannoksissa on runsaasti ravinteita, koska haihtuminen nostaa niitä syvemmältä pintaan. Niinpä keitailla, missä on vettä, myös sato on yleensä suuri. Eläimiä aavikolla on vähän ja ne ovat pienikokoisia yöeläimiä, pääasiassa liskoja, kovakuoriaisia ja jyrsijöitä, jotka viettävät päivät maahan kaivautuneina. Tyypillinen vesieroosio syntyy aavikolla kun rutikuiva maa ei pysty imemään kunnolla satanutta vettä ja se virtaa maata pitkin ja kuljettaa hiekkaa mukanaan.

Ihmisten toiminta, liikalaidunnus sekä puiden hakkuu polttopuiksi hävittävät kasvillisuutta, jolloin alueille syntyy aavikkolaikkuja, jotka vähitellen laajenevat. Tällöin tapahtuu aavikoituminen ja kasvillisuuden vähetessä maa joutuu alttiiksi eroosiolle ja kuivan savannin ohut ruokamulta voi hävitä tai peittyä hiekkaan. Ihmisen toiminnan aiheuttaman kasvihuoneilmiön voimistumisen arvellaan vähentävän alueiden sateita ja lisäävän haihtumista.

Välimerenkasvillisuus

Välimerenkasvillisuutta esiintyy talvisateiden ilmastoalueilla mantereiden länsireunoilla. Alueet kuuluvat subtrooppiseen vyöhykkeeseen, missä kesät ovat kuumia ja kuivia, eikä niillä oikeaa talvea eikä halloja. Kasveille ilmasto on epäedullinen, koska lämpö ja kosteus osuvat eri vuodenaikoihin, kasvuaikaa on kevät ja syksy. Kasvit ovat ainavihantia ja lehdet usein pieniä, jäykkiä ja vahapintaisia.

Havupuut ovat hyvin yleisiä, vaikka metsien hakkuut laidunmaiksi ovat vähentäneet puita ja niiden uudistumista. Ne ovat myös kuluttaneet ruokamullan vähiin ja metsien tilalle on kasvanut tiheitä piikkipensaikkoja. Alueen maannos terra rossa on melko viljavaa ja tuottaa kastelun avulla hyviä satoja.

Subtrooppiset sademetsät

Subtrooppisia metsiä on mantereiden itäreunoilla kesäsateiden ilmaston alueilla. Ilmasto on kasveille edullista, koska siellä sataa runsaasti ympäri vuoden, etenkin kesäisin. Puut ovat sademetsän puita pienempiä ja niitä on vähän. Yleisimpiä ovat ainavihannat ja kesävihannat lehtipuut, havupuut sekä runsas pensaskerros, jossa kasvaa mm, palmuja ja bamburuokoa. Maassa on lisäksi ruohoja ja heiniä. Metsät on hakattu suurelta osin asutuksien ja viljelyksien tieltä.

Arot

Lauhkean ja subtrooppisen vyöhykkeen arot sijaitsevat mantereiden vähäsateisissa sisäosissa. Kasvillisuus koostuu pääasiassa heinistä ja ruohoista sekä pensaista, puita on kuivuuden takia vain jokivarsilla. Ilmasto on mantereista, kesät ovat kuumia ja talvet kylmiä, lunta on vähän. Kasvit kasvavat ja kukkivat nopeasti alkukesällä maavarsiinsa keräämän vararavinnon avulla ja loppukesällä kasvukauden jälkeinen kuivuus pakottaa ne taas lepoon.

Eläimistö on melko runsas ja jyrsijöitä paljon. Arojen maannos on viljavaa mustaamultaa ja viljely sekä liikalaiduntaminen voivat aiheuttaa tuulieroosiota. Kohtuullinen laidunnus on kuitenkin aron maaperän rakenteelle ja kasvilajiston säilymiselle eduksi, sillä luonnonvaraisissakin oloissa suuret nisäkkäät ovat vuosittain syöneet suuren osan maanpäällisistä osista.

Lehtimetsät

Lehtimetsiä on Euroopassa havumetsien ja välimerenkasvillisuuden välissä. Ilmasto on melko mereinen ja kasvukausi selvästi pidempi kuin havumetsäalueilla, talvet ovat leutoja. Kesävihantien lehtimetsien puulajeja on vähän ja tyypillisimpiä ovat jalot lehtipuut kuten tammi pyökki ja lehmus, myös pensaita ja ruohoja on paljon.

Lehtimetsien maannos on ruskomaa, joka lehtikarikkeen takia on melko viljavaa ja paksumultaista. Siksi niitä onkin raivattu paljon pelloiksi ja vain osa on enää jäljellä. Pidemmän kasvukauden ja paremman ilmaston takia lehtimetsien tuotanto on havumetsiä suurempi. Eläimistö kuitenkin on melko samanlaista, vaikka laji- ja yksilömäärä ovatkin havumetsävyöhykettä suurempia. Tyypillisimpiä lajeja ovat karhut, sudet ja peurat.

Havumetsät

Taigavyöhyke ulottuu ympäri maapallon Pohjois-Euroopasta yhdysvaltoihin saakka. Eteläisellä pallonpuoliskolla niitä ei juuri esiinny, sekametsäalueeksi kutsutaan lehtimetsän joukosta löytyviä havupuita. Havumetsät ovat sopeutuneet talven lumipeitteeseen ja maan routaan ja voivat kestää yli 50 asteen pakkasia, mutta tarvitsevat kuitenkin oikean kesän jolloin routa sulaa kokonaan. Puut kasvavat suoriksi ja pienioksaisiksi, oksat lähtevät rungosta suorakulmaisesti, jotta lumi varisisi niistä, eivätkä ne repeisi rungosta. Havumetsien pensaskerros on heikko ja aluskasvillisuus koostuu pääasiassa varvuista, heinistä sekä ruohoista, pohjakerros koostuu sammalista ja jäkälistä.

Havumetsien podsolimaannoksessa ravinteet ovat sitoutuneet karikkeeseen ja kangasturpeeseen, josta symbioosissa elävät kasvit ja sienijuuret ottavat ravinteita. Sienijuurien merkitys havumetsille on suuri. Havumetsät uusiutuvat lähinnä metsäpaloissa ja ne leviävät nopeasti kasvittomille alueille.

Havumetsävyöhykkeen puut sopivat hyvin teollisuuden raaka-aineeksi ja hakkuut ja metsänhoito vaikuttavat niiden rakenteeseen, luonnontilaisia metsiäkin löytyy vielä paljon. Sateen määrä havumetsäalueilla ei ole kovin suuri, mutta haihtuminen vähäistä. Veden ja happaman suoturpeen aiheuttaman hitaan lahoamisen takia suosammaleet kasvavat hyvin ja muodostavat havumetsille tyypillisiä turvesoita.

Eläimet ovat sopeutuneet kylmyyteen talvehtimalla lumen alla, viettämällä sen horroksessa, kasvattamalla paksumman turkin tai muuttamalla etelään.

Tundra

Tundrakasvillisuutta löytyy kylmältä vyöhykkeeltä havumetsien ja ikuisen jään välisiltä alueilta. Alueella on ikuinen routa, joka sulaa vain pinnalta ja lyhyt kesä, jolloin lämpötila saattaa laskea alle nollan. Lyhyen kasvukauden takia yksivuotisia kasveja ei ole. Tundran kasvit aloittavat nopeasti lisääntymisen ja kasvun heti lumipeitteestä vapauduttuaan. Niiden juuret ovat lyhyet ja ne keräävät vararavintoa maanalaisiin osiinsa kevään kasvua varten.

Koska vesi ei imeydy maahan roudan takia, pintamaa soistuu helposti. Maaperä on karua, koska hidas rapautuminen vapauttaa vain vähän ravinteita. Kasvillisuus koostuu sammalista ja jäkälistä, soilla saroista ja heinistä. Vähäisen tuoton takia eläimistö on niukka ja koostuu pääasiassa sääskistä, hyönteisistä ja linnuista, joita vesien runsaat kalalajit ja äyriäiset houkuttelevat. Tundralla saattaa nähdä myös poroja naaleja sekä tunturisopuleja.

Vuoristokasvillisuus

Vuoristokasvillisuus muodostaa vyöhykkeitä vuoren rinteille, jotka tavallaan vastaavat päiväntasaajan ja napojen välisiä vyöhykkeitä, vaikka ilmasto- ja valaistusolot ovat erilaiset Riittävän korkean huipun kivikoilla ja kallioilla kasvaa vain niukkaa jäkälikköä, varpuja tai pieniä pensaita, ylimpänä on vain ikuista jäätä. Korkeuden lisäksi rinteiden suunta ja jyrkkyys vaikuttavat kasvillisuuteen. Varjoisilla rinteillä vyöhykkeiden rajat ovat alempana ja jyrkillä rinteillä maaperän ohuuden takia kasvillisuus on vaatimatonta. Myös tuulisuus vaikuttaa kasvillisuuteen, jolloin puut ovat matalampia ja tuulen vuoksi taipuneita.

Lähde: Koulun Maantieto: Lukion 1, Otava, 2000, s. 136-140.