Aby zauważyć powiązania jakie występują pomiędzy klimatem, glebą a roślinnością należy zapoznać się z charakterystyką klimatu oraz typowymi strefami klimatycznymi na świecie. W innym wypadku niemożliwym jest zrozumienie ścisłego oddziałowywania na siebie tych trzech elementów.

Wedle wielu definicji, klimat to charakterystyczny dla danego obszaru przebieg stanów pogody ustalony na podstawie wieloletnich pomiarów oraz obserwacji. Kształtuje się on poprzez czynniki klimatotwórcze. Należą do nich między innymi: szerokość geograficzna (od niej zależy intensywność i czas naświetlania powierzchni Ziemi, ilość opadów atmosferycznych, co bezpośrednio wpływa na roślinność), temperatura powietrza i ciśnienie atmosferyczne, rozkład lądów i oceanów, prądy morskie, ukształtowanie terenu i jego pokrycie, rodzaj skał, gleb, wysokość bezwzględna i wysokość nad poziomem morza, typ roślinności, wietrzenie, charakter sieci wodnej itp.

Zmiany średnich rocznych temperatur powietrza związane ze zmianami szerokości geograficznej

Klimatolodzy określają cechy klimatów na podstawie występującej roślinności, rodzaju gleb i oczywiście temperatury, i wilgotności powietrza, zachmurzonego nieba, ciśnienia oraz siły wiatru. Określono, że klimaty na kuli ziemskiej układają się strefowo (równoleżnikowo). Strefowość ta wynika z kulistego kształtu. Stworzono wiele klasyfikacji klimatów opierając je na przykład na zależnościach pomiędzy temperaturą powietrza, opadami a także szatą roślinną.

Wyróżniamy przede wszystkim pięć stref klimatycznych:

• strefę klimatów równikowych,

• strefę klimatów zwrotnikowych,

• strefę klimatów podzwrotnikowych,

• strefę klimatów umiarkowanych,

• strefę klimatów okołobiegunowych.

Geograficzne czynniki klimatyczne powodują zróżnicowanie klimatów w zakresie strefy klimatycznej, czyli występowanie typów klimatów np. morskiego, kontynentalnego, wilgotnego czy suchego. Klimat ściśle związany jest z rzeźbą terenu, położeniem, roślinnością itd.

Zróżnicowanie temperatury powietrza w strefa klimatycznych

1. Strefa klimatów równikowych to strefa gorących temperatur, gdzie średnia roczna temperatura wynosi powyżej 20°C a roczne i dobowe amplitudy temperatur są niezwykle małe – do 5C. Strefę równikową charakteryzuje wilgotność – wysokie opady nasilają się w czasie tzw. zenitalnego górowania Słońca. Na obszarach położonych bliżej zwrotników występuje jedna pora deszczowa w ciągu roku. Natomiast większe opady występują nad lądami – bo nawet do 3000 milimetrów z powodu wysokiego parowania i łatwiejszego tworzenia się chmur deszczowych.  Wyróżniono:

• strefę klimatów podrównikowych suchych – Rocznie temperatura może wahać się nawet do 10°. Występuje pora deszczowa trwająca do kilku miesięcy. Zdarza się, że deszcz może nie padać nawet cztery miesiące, a innego miesiąca pory deszczowej suma opadów może przekraczać 300mm. Dlatego roczna suma opadów wynosi od 500 do 1000 mm.

Na północ i południe od równika, gdzie suma opadów spada, a pory roku wyraźnie dzielą się na porę deszczową i suchą, dżungla ustępuje miejsca zadrzewionym formacjom trawiastym (stepom) i sawannom, których roślinność gubi liście w porze suchej. Formacje te zajmują powierzchnię około 27 milionów kilometrów kwadratowych. Sawanna jest złożoną z wysokich traw, wyrastających w porze deszczowej do ponad dwóch metrów wysokości, krzewów kolczastych oraz rosnących pojedynczo lub grupowo drzew akacji lub baobabów, które dochodzą swą wysokością nawet do 30m wysokości, mają niezwykle potężne korzenie i pnie. Na wysokie temperatury i długie susze baobaby wykształciły korzenie sięgające tylko do poziomu wody gruntowej oraz utworzyły nabrzmiałe pnie mające na celu przechowanie wody. Roślinność stepowa musi być bardzo dobrze przystosowana do sięgających powyżej 20 st. Celsjusza temperatur i długotrwałych susz, bowiem palące słońce pada wprost na nieocienione rośliny. Właśnie dlatego drzewa sawann zrzucają liście i pozostają przez długi okres nagie, za wyjątkiem gatunków wiecznie zielonych. Dopiero w porze deszczowej sawanna zielenieje. Natomiast roślinność stepów zmienia się wraz z występującymi porami roku, tak niszczące staje się dla flory słońce. Latem na stepach, ze względu na silne parowanie, tylko niewielkie ilości wody wsiąkają w glebę. Zapas wody nie zaspokaja potrzeb drzew i innych roślin, i dlatego występują tam tylko suche, wysokie trawy. W Ameryce Północnej stepowa formacja trawiasta nazywana jest prerią, a w Ameryce Południowej pampą. Płaskie, trawiaste prerie na północy Ameryki Północnej, mogą być głównym obszarem dla uprawy pszenicy. Zimy są tam chłodne, a śnieg leży od listopada do kwietnia.

Krajobraz sawann i stepów

• strefę klimatów równikowych wybitnie wilgotnych, gdzie roczna, średnia temperatura powietrza we wszystkich miesiącach wynosi mniej lub nieco więcej niż 25°C. Temperatura zazwyczaj jest stała, dlatego nie notuje się wysokich amplitud powietrza. Roczna suma opadów wynosi od 2000 do nieco ponad 3000 mm. Nie zarysowana jest żadna wyraźna pora deszczowa, ponieważ opady równomiernie rozłożone są na cały rok.

• strefę klimatów podrównikowych wilgotnych – Występuje tutaj jedna bądź dwie pory deszczowe. Roczna suma opadów nie przekracza 2000 mm. Wahania temperatury są nieznaczne.

Ze względu na warunki klimatyczne w odmianach wilgotnych stref klimatów równikowych wyrastać mogą tzw. wilgotne lasy równikowe. Panujące wysokie temperatury oraz utrzymująca się wilgotność powietrza oraz występujące tutaj gleby laterytowe (bielice równikowe i czerwone gleby ferralitowe), wystarczają roślinności tych lasów do stworzenia bardzo bujnego środowiska - las równikowy jest najbogatszą w gatunki znaną formacją, bowiem występować w niej może nawet 200 gatunków drzew. Ich korzenie sięgają płytko – do około 50 cm, bo głębiej nie występują żadne składniki pokarmowe. Dlatego wiele drzew wytwarza korzenie podporowe. Ponadto, zawartość próchnicy w tych glebach jest niewielka. Dzięki szybkiemu rozkładowi materii organicznej roślinność jest gęsta i bujna, chociaż, wysokie opady powodują silne przemywanie warstwy gleb, co dodatkowo przyczynia się do zubożenia tych gleb z próchnicy. Korony wysokich, kilkudziesięciometrowych drzew tworzą ogromny baldachim nie przepuszczający światła słonecznego. Baldachim ten chroni rośliny przed nadmierną ilością promieni. Właśnie dlatego na dnie lasu równikowego panuje mrok i cienistość, która przeszkadza w wykształceniu się warstwy leśnego runa. Na drzewach rosną liczne rośliny, czyli epifity, liany i inne pnącza, które korzystając z pni wznoszą się ku słońcu. Wilgotne lasy równikowe zajmują obszar oko 4,4 km2, czyli aż 14 razy większy niż powierzchnia Polski. Mało kto wie, że lasy stabilizują klimat ziemskim oraz są wielkim producentem tlenu. Pochłaniają ogromne ilości dwutlenku węgla. Roślinność lasów równikowych daje ludziom wiele produktów – np. cynamon, goździki oraz gatunki drewna takiego jak heban, mahoń. Z niektórych tropikalnych roślin uzyskuje się substancje wykorzystywane do produkcji leków.

2. Strefa klimatów zwrotnikowych – Klimat tej strefy cechuje wysoka temperatura. W jej obrębie zanotowano rekordowe temperatury powietrza powyżej 60°C. Średnia roczna temperatura wynosi powyżej 20°C, a temperatura najchłodniejszego miesiąca zazwyczaj nie jest mniejsza niż 10°C. Dobowe amplitudy powietrza są niezwykle duże. Roczna suma opadów jest bardzo zróżnicowana. Pory roku wyznaczają opady a także przebieg temperatury powietrza.

• Strefa klimatów zwrotnikowych monsunowych – Lata są gorące i wilgotne, natomiast zimy suche i ciepłe. Charakteryzuje się wysokimi opadami w okresie lata. Roczna suma opadów waha się od 1500 mm do 2000 mm. Nazwa klimatu pochodzi od bardzo specyficznych wiatrów sezonowych, monsunów, występujących w wyniku różnic w  nagrzewaniu się lądu i morza

• Strefa klimatów zwrotnikowych wilgotnych (zwrotnikowy morski) – Lata są bardzo gorące, zwykle o temperaturze dużo większej niż 25°C. Zimy także są bardzo ciepłe – zazwyczaj temperatura nie jest mniejsza niż 20°C. W czasie letnim przeważa liczba opadów; ich roczna suma wynosi od 1000 do 2000 mm.

Lasy w strefie zwrotnikowej i podzwrotnikowej występują raczej w klimacie wilgotnym i są to zazwyczaj lasy liściaste z dużym udziałem gatunków wiecznie zielonych. W klimacie monsunowym, charakterystycznym gatunkiem rosnącym w podszyciu jest bambus. Sahary zaobserwowano różnicę temperatur równą 45 stopni. Najwyższą temperaturę w cieniu zanotowano w 1922 roku, w Libii (58 st. C).

• Strefa klimatów zwrotnikowych suchych – Obejmuje obszary pustyń i półpustyń. Występuje duże nasłonecznienie. Zazwyczaj opady są sporadyczne, w postaci gwałtownej ulewy, lub w ogóle nie występują. Temperatura powietrza przekracza 20°, a dobowe amplitudy powietrza są bardzo wysokie, ponieważ nocą mogę być one nawet minusowe. Na obszarach zachodniej Sahary zaobserwowano różnicę temperatur równą 45 stopni. Najwyższą temperaturę w cieniu zanotowano w 1922 roku, w Libii (58 st. C)

Roślinność pustyń. Zdjęcie po prawo przedstawia roślinność pustynną Arizony. Wysokie kaktusy są wykorzystywane przez dzięcioły jako dziuple.

W suchym klimacie zwrotnikowym i podzwrotnikowym, gdzie występują pustynie i półpustnie rosnąć mogą tylko rośliny przystosowane do małej ilości opadów i bardzo dużych różnic temperatur – np. kaktusy i inne kserofity. Opady deszczu na pustyniach i półpustyniach wynosi mniej niż 250 mm rocznie, a ponadto występują bardzo nieregularnie. Jednego roku dany obszar mogą nawiedzić gwałtowne burze i powodzie, poczym przez wiele następnych lat może tam nie spaść ani jedna kropla deszczu. Pustynie położone są w głębi lasu, gdzie wieją suche wiatry. Rośliny pustyni przez najgorętszą część roku „letniskują” zrzucając liście w celu zaoszczędzenia wody. Przechowują się one jedynie w postaci korzeni, łodyg, nasion.
Wiele organizmów magazynuje wodę w mięsistych łodygach pokrytych grubą skórą ograniczającą parowanie. Przykładowo kaktus po deszczu staje się coraz grubszy, natomiast w miarę jak zużywa wodę staje się cieńszy, a łodyga kurczy się tworząc fałdy. Oprócz korzeni sięgających głęboko, kaktus posiada też liczne, płytkie korzenie, ułatwiające wchłanianie maksymalnej ilości wody nim owa woda wyparuje. Liście kaktusa na drodze przemian uzyskały ciernie, co ogranicza ubytek wody i chroni roślinę przed zwierzętami. Niedaleko pustyń mogą rosnąć także palmy daktylowe, które występują wszędzie tam, gdzie jest wystarczająca ilość wilgoci. Ponadto pustynie otaczają gleby kasztanowe o bardzo małej zawartości próchnicy, a półpustynie zajmują szaroziemy i buroziemy o małej zawartości cząstek próchnicy, na których uprawy są możliwe tylko przy zastosowaniu sztucznego nawadniania nawet dla niewiele wymagających roślin.

3. Strefa klimatów podzwrotnikowych – W tej strefie występuje wyraźny sezonowy przebieg temperatury powietrza i opadów. W lecie pogoda kształtuje się pod wpływem zwrotnikowego powietrza, a zimą pod wpływem niżów strefy klimatów umiarkowanych. Wyróżniamy klimat śródziemnomorski, monsunowy i kontynentalny suchy. Średnia roczna temperatura przekracza 15°C, a temperatura najchłodniejszego powietrza może wynosić od +10°C do poniżej zera. Pory roku są wyraźne. Opady występują w różnych porach roku, a ich wysokość jest bardzo zależna od typu klimatu. Wyróżniamy trzy typy:

• Strefa klimatów podzwrotnikowych śródziemnomorskich – Lata są suche, słoneczne  i gorące. Średnia temperatura powietrza jest wyższa niż 20°C. Zimy nie są mroźne, a łagodne i wilgotne – temperatura nie schodzi poniżej 0°C. Opady występują wyłącznie w okresie zimy, a roczna suma opadów waha się od 600 do 800 mm. Liczba opadów obniża się w kierunku wschodnim w miarę oddalania się od Atlantyku.

W klimacie śródziemnomorskim występują wiecznie zielone lasy eukaliptusowe, dębowe, sosnowe oraz zarośla wiecznie zielonych formacji. Na skalistych zboczach porastać mogą jedynie rośliny suchoubne lub kolczaste.

• Strefa klimatów podzwrotnikowych suchych – Występuje na kontynencie. Lata są gorące i suche. Dobowe i roczne amplitudy powietrza są duże/ Suma opadów jest niewielka – nie przekracza 500 mm. Zimą temperatura powietrza może schodzić poniżej 0°C. Opady występują najczęściej w okresie zimowym.

• Strefa klimatów podzwrotnikowych monsunowych – Charakteryzują go wysokie roczne opady, prawie zawsze powyżej 1000 m. Lata są ciepłe i wilgotne, podobnie jak zimy. Amplituda temperatur na rok jest niska. Opady są raczej większe w okresie letnim. Zwykle najbardziej suchym miesiącem jest grudzień.

4. Strefa klimatów umiarkowanych

a) ciepłych – średnia roczna temperatura powietrza wynosi od 0°C do 10°C. Pory roku są widoczne poprzez temperatury powietrza. Roczne amplitudy są bardzo wyraźne, i mogę dochodzić nawet do 40°C. Opady występują w różnych porach roku.

• Strefa klimatów umiarkowanych ciepłych monsunowych – odpady w okresie letnim są duże – ponad 1000 mm. Nie ma miesięcy suchych. Największe opady występują od czerwca do października.

• Strefa klimatów umiarkowanych ciepłych morskich – Lata są stosunkowo chłodne, a zimy zazwyczaj łagodne (temperatura najchłodniejszego miesiąca nie jest niższa niż 0°C). Opady występują w ciągu całego roku, a ich roczna suma waha się od 600 mm do 1000 mm. Roczna amplituda temperatura powietrza wynosi poniżej 20°C.

• Strefa klimatów umiarkowanych ciepłych kontynentalnych – Lata są gorące, a zimny surowe. Opady roczne nie przekraczają 500 mm i nie schodzą poniżej 350 mm. Występują głownie w okresie wiosennym i latem. W tej strefie występują cztery pory roku. Roczna amplituda powietrza wynosi powyżej 25°C (a np. w Karagandzie wynoszą one nawet 35°C). W zimę temperatura może być nawet nieco niższa niż -10°C.

• Strefa klimatów umiarkowanych ciepłych przejściowych – Charakterystyczna na przykład dla Polski. Klimat zależny jest od kierunku napływu mas powietrza. Występuje duża zmienność pogody i przestrzenny rozkład temperatur. Roczne amplitudy mogą być bardzo wysokie. Suma rocznych opadów zazwyczaj przekracza 500 mm.

W strefie klimatów umiarkowanych można spotkać lasy liściaste. Wszystko poprzez wyraźnie zaznaczoną sezonowość i temp. poniżej zera zimą, a powyżej 12°C w lecie. Drzewa liściaste zrzucają liście na ziemię zimą lub w porze suchej. Lasy te mają wyraźnie zaznaczoną strukturę piętrową: drzewa, krzewy i runo. Gleby są na ogół żyzne i bogate w próchnicę, co umożliwia rozwój wymagających roślin. W określonej porze roku podłoże lasu jest w pełni oświetlone, dzięki czemu mogą tam rosnąć bujne rośliny, które wypuszczają liście wówczas, gdy liście są jeszcze bezlistne. Lasy charakteryzują się sezonowością w pojawianiu się liści, kwiatów, owoców i orzechów co spowodowane jest cyklicznością oświetlenia i pór roku. Na niższych piętrach tych lasów występują czasem wiecznie zielone drzewa i krzewy, takie jak cis i ostrokrzew. Bluszcz, wiciokrzew i inne krzewy i rośliny wspinają się lub oplatają drzewa kierując się ku światłu.

Las strefy umiarkowanej: las liściasty latem i jesienią.

W klimacie umiarkowanym i wilgotnym, na glebach piaszczystych rosnąć mogą także wrzosowiska, czyli bezleśne formacje porośnięte niskimi krzewami i roślinami. Wrzosowiska rozwijają się na glebach kwaśnych. Gdy jeszcze rosły tam lasy, opadłe liście pod wpływem temperatury i wilgoci szybko gniły dostarczając glebie wielu składników odżywczych i odkwaszających. Kiedy zabrakło drzew, składniki użyźniające szybko wypłukała woda pozostawiając jedynie jałową, kwaśną glebę. Wrzosowiska są wietrznymi terenami. Wrzosy, które są najbardziej popularne na tej formacji (obok żarnowieca i janowieca) mają bardzo małe liście, z grubym, pokrytym woskowym nalotem nabłonkiem zapobiegającym utracie wody na skutek parowania. Rośliny porastające wrzosowiska mają soczyste jagody, między innymi żurawiny i borówki.

b) chłodnych – temperatura powietrza najcieplejszym miesiącu wynosi do 15°C, a w najchłodniejszym do -15°C. Opady są różne w zależności od pory roku, roczna suma opadów jest bardzo rozbieżna od 200 mm do 1000 mm.

• Strefa klimatów umiarkowanych chłodnych morskich – Opady występują w ciągu całego roku. Są bardzo wysokie. Zimy są raczej łagodne, a lata chłodne. Temperatura zimą może schodzić poniżej 0°C, lecz zazwyczaj wynosi więcej niż 8°C. Latem temperatura wynosi nieco więcej niż 10°C.

• Strefa klimatów umiarkowanych chłodnych kontynentalnych – Charakterystyczna dla tego typu klimatu jest bardzo duża roczna amplituda temperatura powietrza sięgająca wyżej niż 40°C. Lato jest bardzo krótkie, mnie dłuższe niż 3 miesiące. Najwięcej opadów występuje właśnie latem, a ich roczna suma nie wynosi więcej niż 500 mm. Szczególnie ważna dla tego klimatu jest bardzo długa i ostra zima, gdzie temperatura może być niższa niż 20°C.

W chłodnym klimacie umiarkowanym, na północy i na wyższych stokach gór, rosną lasy iglaste, czyli tajga. Ich północną granicę wyznacza średnia temperatura najcieplejszego miesiąca +10°C. Składają się one z niewielu gatunków drzew, odpornych na niskie temperatury i są bardzo dobrze przystosowane do panujących warunków klimatycznych. Mogą rosnąć na obszarach, gdzie przez ponad 10 miesięcy panuje mróz. Gruba, woskowa pokrywa szpilek chroni je przed chłodem i utratą wody, co jest bardzo przydatne na wystawionych na wiatry górskich stokach. Gałęzie drzew pochylone są ku dołowi, co ułatwia ześlizgiwanie się grubych warstw śniegu. Przez gęste sklepienie przenika bardzo niewiele światła, więc poniżej drzew rośnie niewiele roślin, a podłoże zaściela gruba warstwa igliwia. Lasy iglaste rosną zazwyczaj na glebach bielicowych, charakterystycznych dla chłodnego klimatu. Bielice są mało żyzne i mają słabo rozwinięty poziom próchniczny, także występować mogą na nich tylko rośliny niewiele wymagające.

Krajobraz tajgi

5. Strefa klimatów okołobiegunowych – W tej strefie średnie roczne temperatury są poniżej 0°C. W najcieplejszym miesiącu temperatura powietrza wynosi poniżej 10°C. Występuje tu wieczna zima. Roczna suma deszczy poniżej 250 mm. Występujące opady to zazwyczaj śnieg.  Wyróżnia się dwa typy klimatów: subpolarny i polarny.

• Strefa klimatów okołobiegunowych subpolarnych – średnia temperatura powietrza w najcieplejszym miesiącu osiąga niewiele powyżej 0°C.

• Strefa klimatów okołobiegunowych polarnych – w ciągu całego roku temperatura powietrza jest ujemna, poniżej -15°C. Zanotowany tu najniższe na świecie temperatury powietrza dochodzące nawet do -90°C. Występują tu wyłącznie opady śnieżne.

Tundra to bezdrzewna formacja występująca w klimacie zimnym. Okres wegetacji trwa nie dłużej niż trzy miesiące. Wtedy ziemia zamarznięta zwykle do głębokości kilkudziesięciu metrów, rozmarza na powierzchni, a na mokrym podłożu rozwijać mogą się rośliny. Tundrę porastają mchy, porosty i wolno rosnące rośliny i krzewy. Na południu rozciąga się tundra z szerokim pasem lasu iglastego, a tam, gdzie lato jest dłuższe a zimy łagodniejsze, rosną także lasy mieszane. Są tam więc drzewa wiecznie zielone, ale i gatunki drzew gubiących liście jak klonu, wiązu czy dęby. Z nadejściem pierwszych mrozów liście giną. W klimacie kontynentalnym tajgi występuje strefa zwartych lasów iglastych wśród których występują lasy świerkowe, jodłowe, sosnowe i modrzewiowe z domieszką limby, brzozy. W klimacie polarnej tundry porasta jedynie roślinność typu ziół i porostów oraz nie przekracza ona 20 cm wysokości. Spowodowane jest to bardzo krótkim okresem wegetacyjnym trwającym zaledwie dwa miesiące. Jedynie w tym okresie tundra zakwitnąć może całym bogactwem kwiatów.

Krajobraz tundry

Możemy także wyróżnić klimaty astrefowe, czyli mające we wszystkich szerokościach geograficznych cechy do siebie podobne. Np. Klimat astrefowy górski*, gdzie wraz wysokością nad poziomem morza zmienia się temperatura itd. Występować może także klimat lokalny charakterystyczny dla wsi lub miasta, lasów czy doliny. W terenie zabudowanym temperatura powietrza może odbiegać od wartości charakterystycznych dla regionu lub klimatu, ponieważ ten, zależy od ukształtowania powierzchni a także pokrycia terenu roślinnością lub stopniem zabudowania.

Klimat górski – W górach temperatura obniża się o 1°C co każde 150 metrów. Wraz ze wzrostem wysokości maleje ilość tlenu. Na szczytach wysokich gór leży śnieg, nawet w pobliżu równika. Wiatry często są bardzo porywiste. Pogoda może się nieustannie zmieniać, dlatego górskie rośliny muszą stawić czoło skrajnym temperaturom – gorącym dniom i zimnym nocom. Przeciwnością dla rosnącej tam flory są też bardzo silne wiatry. Bywa, że górskie gleby są bardzo płytkie, ponieważ ulegają ciągłemu spłukiwaniu, dlatego powyżej pewnej wysokości, granicy lasu, ze względu na surowe warunki nie mogą rosnąć drzewa a pozostała roślinności jest skarłowaciała i rozwija się bardzo wolno.
Wymienione zależności można zamieścić w tabeli:

Na świecie można wyróżnić cztery główne formacje roślinne: drzewiastą, krzewiastą, trawiastą, pustynną. Lasy zajmują powierzchnię około 40 mln km2 (powierzchnia zbliżona do powierzchni Azji). Do formacji drzewiastych należą lasy wilgotne, równikowe, podzwrotnikowe, a także lasy strefy umiarkowanej. Mogą rosnąć wszędzie tam, gdzie temperatura przekracza latem +10°C, a roczne opady wynoszą powyżej 200 mm. Różne klimaty i gleby wiążą się z różnymi rodzajami lasów. Każda charakterystyczna jest dla swojej strefy. Formacje drzewiaste tworzą lasy, które korzystnie wpływają na klimat zmniejszając amplitudę temperatur, zmniejszając siłę wiatru i powodując wzrost opadów, co oznacza, że nie tylko klimat wpływa na roślinność, ale jest to zależność obustronna.

Klimat i roślinność są ze sobą ściśle powiązane. Granice występowania formacji roślinnych zgadzają się z granicami typów klimatów. Roślinność zależy bowiem ściśle od opadów o temperatury i gleb, a klimat wpływa na procesy wietrzenia się gleby, podobnie jak roślinność, która wypływa na procesy glebotwórcze. W obumarłych części roślin i zwierząt powstaje próchnica, będąca najważniejsza częścią składową gleby.

W związkach pomiędzy klimatem, glebą i roślinnością największą rolę pełni klimat, gdyż to od niego zależy roślinność i przebieg procesu glebotwórczego.

Roślinność a gleba

Obumarły materiał roślinny stopniowo rozkłada się w glebie, gdzie do dzieła przystępują bakterie i małe insekty i robaki jak dżdżownice, mrówki czy termity. Pochodzące z rozkładu żywej materii organicznej odżywcze substancje przenikają do gleb, skąd na powrót pobrać mogą je rosnące rośliny. Bez nieustannego procesu gnicia i rozkładu leśna gleba ulegałaby szybkiemu wyjałowieniu prowadząc do rychłej degradacji lasu.

Prawo minimum głosi: „w niezmienionych warunkach środowiskowych czynnikiem ograniczającym jest ten, który jest dostępny w najbardziej ograniczonej ilości w stosunku do potrzeb organizmu.” Inną nazwą tego pojęcia jest prawo tolerancji, wedle którego niekorzystny dla organizmu jest zarówno niedobór, jak i nadmiar danego czynnika. Można więc wyciągnąć wniosek, że organizmy charakteryzują się własnym, najlepszym dla siebie zakresem warunków istnienia, zwanym strefą tolerancji ekologicznej. Tolerancja ekologiczna osobników danego wyraża się w tkzw. plastyczności ekologicznej, co określa jego możliwości przystosowania się do trudnych warunków.

Rośliny można kwalifikować na różne sposoby: wyróżniamy na przykład typy roślin wedle stopnia tolerancji organizmów – formy eurytopowe – tolerujące szeroki zakres czynników środowiskowych i stenotopowe – o wąskim zakresie oraz ze względu na konkretny czynnik – na przykład pokarm organizmy mogą być eurygraficzne lub stenofagiczne, a w odniesieniu do temperatury – eurytermiczne lub stenotermiczne itp. Można również wyróżnić rośliny które są wyspecjalizowane wysoko w zmianach czynników środowiskowych.

Z prawa zakresu tolerancji wynikają pewne prawidłowości – twierdzi dr Shelford. Organizmy eurotopowe są geograficznie najszerzej rozmieszczone a zawężenie zakresu tolerancji jednego z czynników powodować może zmianę granicy tolerancji innych czynników.

Gatunki przystosowując się do lokalnych warunków tworzą ekotypy, czyli genetyczne odmiany w obrębie gatunku. Przystosowania te pozwalają im uniezależnić się od czynników przeszkadzających takich jak przykładowo temperatura czy wilgotność. Organizmy nie mogą przystosowywać się równocześnie do wszystkich czynników środowiskowych w najlepszy sposób, ponieważ cykle życiowe roślin i zwierząt to są swego rodzaju kompromisy wykształcone w toku ewolucji. Światło i temperatura są w biosferze bezwzględnie najważniejszymi czynnikami ograniczającymi i regulującymi występowanie roślin. W ekosystemach lądowych do tych dwóch czynników zaliczamy także wodę.

Roślinność a elementy klimatu

Niezbędne do egzystencji i przemian metabolicznych roślin są chemiczne związki pierwiastków – makroelementy takie jak chlor, żelazo, cynk, krzem występujące w glebie. Ważnym czynnikiem ekologicznym jest także temperatura, która warunkuje procesy organizmów, a także występowanie strefowe roślin. Granice tolerancji organizmów na temperaturę są bardzo wąskie. Niekorzystny jest zarówno niedobór, jak i nadmiar ciepła. Nieodpowiednia temperatura zakłóca procesy transpiracji i oddychania u roślin. Zauważono, że mniej groźne są temperatury niższe od tych zbyt wysokich, dlatego więcej gatunków roślin spotkać można w strefie wiecznych mrozów niż na pustyniach. Co ciekawe, wyższe rośliny są bardzo wrażliwe na różnice temperatur. Zmienność temperatury ma znaczenie ekologiczne. Strefowe występowanie roślin na lądzie jest ściśle związane ze zmianami temperatur. Dobowe i sezonowe zmiany aktywności roślin wywoływane są między innymi wahaniami temperatur.

Woda jest podstawowym składnikiem życia: bez niej organizmy żywe nie mogą istnieć. Sole mineralne z gleby mogą być pobierane przez rośliny tylko w postaci roztworów wodnych. Wymagania wodne roślin dotyczą określonej wilgotności powietrza i poziomu wód gruntowych. Wszystkie organizmy są uzależnione od obecności wody w środowisku – organizmy wodne i lądowe, ludzie, zwierzęta, rośliny. Intensywność opadów atmosferycznych zależy w ogromnej mierze od położenia geograficznego. Sytuacja ekologiczna organizmów uzależniona jest od natężenia opadów i ubytków wody przez parowanie. Od wilgotności, będącej mierzoną procentowo w powietrzu parą wodną, zależnej od temperatury i ciśnienia, związana jest też obecność i charakter zbiorowisk roślinnych. Zwarte zbiorowiska wzmagają parowanie roślin oraz ograniczenie wiatru. Parowanie wody z gleby hamuje dobrze wykształcona ściółka. Woda w glebie występuje w różnej postaci i jest w niejednakowy sposób dostępna dla organizmów żywych. Rozmaite wymagania wilgotnościowe organizmów dzielą rośliny na cztery grupy: hydrobionty (organizmy żyjące w wodzie), helobionty (organizmy zasiedlające strefę graniczną wody i lądu), higrofile (organizmy przystosowane do wysokiej wilgotności), kserofile – gatunki bytujące w warunkach suszy. Wyparowywanie wody zależy od temperatury i wilgotności środowiska. Bardzo dobrze wśród roślin przystosowane są do ubytku wody mchy i kserofity, rośliny spotykane na pustyni, które utracić mogą ponad połowę zawartej w sobie wody. Do przystosowań tego typu należą rośliny drobnolistne, rośliny które wykształciły ciernie i kolce, owłosienie a także pokrycie woskowym nalotem liści bądź pędów. Niektóre organizmy flory przystosowują się wytwarzając bogatą sieć korzeni – te rośliny występują na stepach, a także pustyniach. Roślinność gruboszowata ma rozwiniętą silną tkanką miękiszową łodygi lub liści, dzięki czemu magazynuje wodę. Do tej gruby należą kaktusy, które w zaskakujący sposób znoszą wysychanie.

[Wilgotność w środowiskach klimatu umiarkowanego zmienia się w cyklu dobowym, na przykład z powodu opadów atmosferycznych, co wymaga od roślin pewnej aktywności – organizmy osiadłe muszą zmieniać powierzchnię parowania]

Energia świetlna jest niezbędna do egzystencji żywych organizmów, a jednocześnie może być czynnikiem ograniczającym roślinność. Promieniowanie słoneczne współdecyduje o warunkach klimatycznych, a także jest niezbędne w procesie fotosyntezy. Ekolodzy wyróżnili rośliny cieniolubne i światłolubne. To właśnie różnice w ilości energii świetlnej w różnych obszarach kuli ziemskiej oraz nie jednakowe rozpowszechnianie światła w różnych porach roku decyduje o sposobie rozmieszczenia organizmów.

[Uregulowanie aktywności w strefie umiarkowanej, związane jest z długością dnia, co zresztą wiąże się ze zróżnicowanymi porami roku. Rytm biologiczny przejawia się z zjawiskach takich jak kwitnienie i wzrost roślin.]

Pośrednie oddziaływanie wiatru polega na współdziałaniu z czynnikami klimatyczny takimi jak woda i temperatura. Nadmiernie intensywne parowanie gleby, spotęgowane działaniem wiatru powoduje jej ochłodzenie, co wpływa niekorzystnie na rozkład martwej materii organicznej potrzebnej w procesach roślinnych. Ponadto wiatry wpływają na rozmieszczenie opadów.

[W naszej strefie klimatycznej wiatry zachodnie znad oceanu zwiększają wilgotność powietrza, a kontynentalne wiatry podwyższają temperaturę powietrza w lecie a obniżają w zimie. Działanie wiatru umożliwia więc organizmom nieruchliwym przenoszenie się na znaczne odległości.]

Bibliografia:

• Geografia część 1 – Podręcznik o zakresie podstawowym dla szkół ponad-gimnazjalnych, Jadwiga Kop, Maria Kucharska, Elżbieta Szkurłat wyd. PWN

• LEKSYKON SZKOLNY: Planeta Ziemia; wyd. Oxford

• "ZIEMIA" Bronisław Gerens, Walery Goetel, Teodor Kopcewicz, K. Maślankiewicz

• Kompendium wiedzy o ekologii, wydawnictwo naukowe PWN

• Encyklopedia z cyklu „Przyroda”, wyd. DELTA

• "Geografia środowiska przyrodniczego" – Wojciech Wiecki, wyd. OPERON

• Strony internetowe: http://pl.wikipedia.org, http://portalwiedzy.onet.pl

• Zdjęcia: http://google.pl i http://yahoo.com

Autor opracowania:

Joanna Narożniak