I biomi
I biomi sono sistemi ambientali complessi, di ampia estensione geografica, costituiti da un insieme di ecosistemi, le cui comunità animali e vegetali hanno raggiunto, in una determinata area della superficie terrestre, una relativa stabilità in relazione alle condizioni ambientali.
Ogni bioma è caratterizzato principalmente dalle condizioni climatiche della regione e da una particolare vegetazione che ospita una tipica fauna (insieme delle specie animali).
Il clima è l'insieme delle condizioni meteorologiche medie di una regione della Terra nel corso dell'anno: le condizioni meteorologiche dipendono dagli elementi del clima, come temperatura, piovosità, che a loro volta dipendono da latitudine, altitudine, distanza dal mare ecc.
Per vegetazione si intende l'associazione di specie che caratterizza una certa regione (per esempio, vegetazione alpina, vegetazione mediterranea) in quanto è dominante rispetto all'insieme delle specie vegetali (che costituiscono la flora).
La distribuzione dei biomi sulla Terra segue quindi a grandi linee la distribuzione delle fasce climatiche, in una successione orizzontale che corrisponde alle diverse latitudini (distanza dall'equatore) e una successione verticale corrispondente alle diverse altitudini.
I biomi sono distinti in:
Si distinguono una tundra artica e una tundra alpina.
La tundra artica occupa circa il 20% delle terre emerse e si estende in una larga fascia tra la calotta polare artica e la foresta boreale ad aghifoglie, a latitudini comprese tra i 75° e il circolo polare (66° 33' N). La massima estensione di suoli a tundra si trova nella fascia settentrionale della Siberia.
Il clima è caratterizzato da una stagione estiva molto breve (40-50 giorni), con temperature comprese tra 0 e 10 °C; durante il resto dell'anno le temperature sono sempre al disotto dello zero, toccando anche i -70 °C. I venti sono sempre intensi e le precipitazioni molto scarse. D'estate il terreno sgela solo superficialmente, per pochi decimetri; al di sotto di tale limite, il suolo è perennemente gelato (permafrost), perciò l'acqua di fusione dello strato superficiale non può essere assorbita dal terreno sottostante. Non è quindi possibile la crescita di alberi ad alto fusto, ma solo di una vegetazione bassa, costituita per lo più da licheni, muschi, sfagni e salici nani. In estate la tundra si popola di animali provenienti dalle regioni più meridionali (renne, volpi, lepri artiche, ermellini, pernici ecc.). La quota più consistente della fauna è costituita da insetti, che trovano un ambiente favorevole al loro sviluppo nei vasti acquitrini che ricoprono il suolo in estate.
La tundra alpina, molto simile per associazioni vegetali a quella artica, si trova alle alte altitudini, corrisponde al limite della vegetazione, oltre le praterie alpine, fino alle rocce nude o ai ghiacciai perenni.
La foresta (v. fig. 27.1)è una vasta zona di alberi ad alto fusto.
Si distinguono le foreste decidue, in cui sono dominanti gli alberi che perdono le foglie d'inverno, e le foreste sempreverdi, in cui predominano alberi che mantengono le foglie tutto l'anno. Le foreste miste sono formate sia da alberi decidui sia da alberi sempreverdi.
Le foreste assumono caratteristiche diverse secondo la latitudine e l'altitudine a cui sono situate. Si distinguono le foreste di conifere, le foreste decidue di clima temperato e le foreste tropicali.
La foresta di conifere, detta anche taiga, occupa una fascia di circa 1500-2000 km tra il circolo polare artico, al limite inferiore della tundra, e il 50° parallelo nord, nel continente nordamericano e in Eurasia.
Il clima è caratterizzato da una stagione estiva calda e da una stagione invernale molto fredda.
Come vegetazione vi dominano le gimnosperme sempreverdi (abeti, pini) e decidue (larici), con sottobosco piuttosto rado; gli animali più caratteristici sono l'alce, il lupo, lo scoiattolo e il gallo cedrone.
In montagna, le foreste di conifere crescono oltre i boschi di latifoglie, fino a un'altitudine (variabile secondo le latitudini), detta limite della vegetazione arborea, oltre la quale non crescono piante ad alto fusto.
Le foreste decidue di clima temperato ricoprono parte dell'America nordorientale, l'Europa centrale, parte del Giappone e dell'Australia e la punta meridionale dell'America meridionale.
Il clima è caratterizzato da temperature miti e precipitazioni abbondanti distribuite uniformemente.
La vegetazione dominante è costituita da latifoglie decidue, come faggi, castagni, querce, con sottobosco fitto. Animali caratteristici sono cervi, cinghiali, linci, molte specie di uccelli.
Una volta molto più esteso, soprattutto nell'Europa centrale, è uno dei biomi più alterati dall'azione dell'uomo, che è intervenuto con ampie deforestazioni, sia per sfruttarne il legname, sia per ampliare le aree coltivabili.
In montagna, le foreste decidue occupano altitudini inferiori alle foreste di conifere.
Le foreste tropicali comprendono diverse tipologie di foreste della regione compresa fra i tropici del Cancro e del Capricorno.
Le foreste tropicali più note sono le foreste pluviali, che si estendono ad altitudini non troppo elevate in prossimità dell'Equatore: nell'America meridionale nel bacino del Rio delle Amazzoni e dell'Orinoco; in Africa nei bacini del Congo, del Niger e dello Zambesi; nella regione asiatica in India, Malesia, Borneo e nella Nuova Guinea.
Il clima di queste regioni è caratterizzato da una piovosità che supera i 200 cm di pioggia all'anno, ben distribuita nelle stagioni (spesso con l'alternanza di una o più stagioni secche).
È l'ambiente terrestre che ospita il più gran numero di specie diverse (biodiversità), con molte specie animali (soprattutto insetti e uccelli) e vegetali, soprattutto alberi molto alti, a latifoglie sempreverdi; sono caratterizzate da una stratificazione arborea che crea una fitta volta vegetale, per cui solo una minima quantità di luce arriva al suolo e quindi il sottobosco è rado. La foresta pluviale è uno degli ambienti maggiormente minacciati dalla deforestazione.
Comprendono ecosistemi dominati da associazioni di piante erbacee (per lo più graminacee), che formano un tappeto denso e continuo. Si distinguono praterie a erbe alte e praterie a erbe basse.
Le praterie a erbe alte si estendono nelle zone a clima continentale delle medie latitudini, dove la quantità di acqua caduta con le precipitazioni bilancia quella persa per evaporazione e traspirazione; vi è quindi un accumulo di acqua nel suolo sufficiente solo allo sviluppo di isolati alberi. Ampie praterie di questo tipo si trovano nell'America settentrionale, nelle regioni settentrionali della Cina, in Argentina (pampa) e in Ungheria (puszta). Un particolare tipo di praterie di questo genere sono le savane dell'Africa tropicale, che vedono alternarsi lunghi periodi di siccità a forti piogge.
Le praterie a erbe basse, o steppe, si sviluppano nelle zone con clima più arido (sia caldo sia freddo): sono distribuite in due ampie fasce che si estendono oltre la zona equatoriale, fino alle latitudini di 55° N e 45° S. La steppa è caratterizzata da specie erbacee con una minore crescita in altezza, che tendono a formare raggruppamenti irregolari con ampi spazi di terreno scoperti, e qualche arbusto o albero basso isolati. Tra gli animali sono presenti canidi (volpi, coyote, lupi) e felini (puma, gatto selvatico).
Le praterie o pascoli alpini sono limitate alle regioni di alta quota, al di sopra del limite della vegetazione arborea, con climi molto freddi e ampia disponibilità di acqua nel suolo; vi dominano le graminacee e le ciperacee basse, ma sono presenti anche specie erbacee a fiore, muschi e licheni.
I deserti (v. fig. 27.2) sono regioni molto aride che ricevono meno di 25 cm di pioggia all'anno (o una quantità superiore ma distribuita irregolarmente). Sono modellati dagli sbalzi di temperatura (l'escursione termica fra giorno e notte è assai forte), che frantumano le rocce, e dal vento, che trasporta i detriti più fini: si formano così deserti roccioso-pietrosi (reg) e deserti sabbiosi (erg), con le caratteristiche dune. Dal punto di vista ecologico si distinguono i deserti caldi e i deserti freddi.
I deserti caldi si trovano in Africa, Arabia, Australia; in queste zone possono affiorare falde acquifere intorno alle quali si sviluppano una vegetazione rigogliosa e insediamenti umani (oasi)). I deserti freddi si trovano in Mongolia (deserto del Gobi).
Apparentemente privi di vita, i deserti ospitano comunità animali e vegetali con adattamenti particolari. Fra le piante vi sono piante annue, che crescono solo quando vi è una certa umidità; piante succulente come i cactus, che accumulano acqua nei tessuti; arbusti spinosi, che tendono a limitare al massimo la traspirazione; licheni e muschi.
Per sfuggire l'eccessiva calura, gli animali hanno in genere abitudini notturne o si rifugiano in tane o buche; comprendono soprattutto insetti, aracnidi, rettili; tra i mammiferi dei deserti caldi si ricordano gli orici, il topo delle piramidi e il fennec, o volpe del deserto.
I principali fattori ecologici che condizionano la presenza e il mantenimento dell'equilibrio in un ecosistema marino sono:
- il tipo di substrato dei fondali;
- la profondità, da cui dipende la penetrazione della luce e la pressione;
- la salinità, la temperatura, la densità, il colore e la trasparenza dell'acqua, che influiscono sul grado di penetrazione della luce;
- le correnti, le maree e il moto ondoso.
In mare vivono molte specie di organismi che si sono adattati a tre forme di vita principali: plancton, necton e benton.
Il plancton comprende vegetali (fitoplancton) e animali (zooplancton) che vivono sospesi nell'acqua; di dimensioni per lo più microscopiche, sono in genere dotati di scarsa capacità di movimento, per cui sono trasportati dalle correnti.
Il fitoplancton comprende alghe unicellulari (come le diatomee) e cianobatteri; sono i produttori primari dell'ecosistema marino (la loro produttività è maggiore rispetto alle grandi alghe pluricellulari che vivono sul fondo, o bentoniche).
Lo zooplancton comprende protozoi (foraminiferi e radiolari), meduse e ctenofori, crostacei (come cladoceri e copepodi) e tunicati, che possono costituire grandi colonie galleggianti; fanno parte dello zooplancton anche organismi allo stadio di uova o larva. Lo zooplancton riunisce i consumatori primari.
Il necton comprende gli animali sospesi nell'acqua in grado di nuotare attivamente vincendo la forza delle correnti: sono soprattutto pesci, alcuni molluschi cefalopodi (calamari), rettili come le tartarughe marine, mammiferi come foche e balene, delfini.
Il benton (o benthos) comprende gli animali e i vegetali che vivono sul fondo. Si può distinguere un fitobenton, costituito da alghe e da batteri, e uno zoobenton, composto dagli animali, con rappresentanti di quasi tutti i phyla .
In base alla capacità di spostamento si dicono sessili gli organismi che trascorrono la vita adulta fissati sul fondo, come alghe, poriferi (spugne), celenterati (coralli e madrepore, anemoni di mare), cirripedi incrostanti (balani); sedentari gli animali capaci di piccoli spostamenti sul substrato (come gli echinodermi: per esempio, le stelle di mare); vagile, la fauna capace di movimenti veri e propri sul fondo, come crostacei, molluschi e vermi.
Al benton appartengono anche organismi che si muovono nuotando, ma restano sempre nell'ambito del substrato a cui sono strettamente legati per il nutrimento o la riproduzione o in cui trovano riparo (molti pesci, molluschi e alcuni crostacei). Altri animali vivono all'interno del substrato (endobenton), nella sabbia e nel fango; sono soprattutto organismi scavatori e detritivori (policheti, bivalvi ecc.). Negli strati inferiori del mare vi sono anche i decompositori, in genere batteri che consumano i detriti di origine organica e i corpi morti degli organismi del necton e del plancton che cadono sul fondo: liberano enormi quantità di sostanze minerali arricchendo le acque più profonde.
Secondo la vicinanza alla costa, nell'ambiente marino si distinguono un dominio neritico e un dominio oceanico.
Il dominio neritico è la zona del mare più vicina alla costa; comprende, secondo la profondità:
- una zona fotica, fino a 200-250 m, dove arriva la luce e quindi si sviluppano alghe e fitoplancton alla base della catena alimentare; è la zona più popolata, ricca di plancton e di necton;
- una zona batiale, che corrisponde, vicino alle coste, alla scarpata continentale, tra 200 e 2000 m circa; non vi arriva la luce e la presenza di organismi viventi è più rarefatta, anche se si rilevano molte specie animali, tra cui echinodermi e calamari giganti;
- una zona abissale, da 2000 a 4000 m o fino alle massime profondità; ospita una particolare fauna abissale con poche specie animali (in genere pesci predatori, spesso con organi luminescenti, adattati alla forte pressione dell'acqua e alla totale mancanza di luce).
Il dominio oceanico, o di oceano aperto, comprende, secondo la profondità:
Il dominio oceanico è l'ambiente marino meno produttivo, paragonabile ai deserti sulla terraferma: la bassa concentrazione di sali minerali nell'acqua non permette lo sviluppo di grandi concentrazioni di fitoplancton e di conseguenza delle comunità marine a esso legate. Sono comunque presenti alcune specie di grossi pesci (pesci pelagici, tra cui squali, pesci spada e tonni).
Nelle profondità oceaniche, le aree più pescose sono le zone di risalita, o di risorgenza, dove le correnti verticali riportano i sali nutrienti accumulati sul fondo fino alla zona fotica. Di notevole interesse ecologico sono infine le comunità dei "camini" (black smokers ), sorgenti sottomarine che eruttano acqua calda nera di zolfo e sali minerali. Si trovano a notevoli profondità e ospitano inaspettatamente una ricca comunità di solfobatteri chemiosintetici (che sono quindi produttori primari), pesci rosati, piccoli granchi ciechi, mitili, giganteschi anellidi e anemoni di mare.
Gli ambienti di acqua dolce hanno un'estensione relativamente modesta; si dividono in ambienti di acque correnti (a corrente rapida, come i torrenti, e a corrente lenta, come i grandi fiumi e i laghi) e in ambienti di acque stagnanti (come paludi e stagni, in cui l'ossigenazione è scarsa).
I più estesi ambienti di acqua dolce sono i laghi, bacini continentali con stratificazioni nel senso della profondità simili a quelle del mare. Si distinguono infatti:
- una zona profonda.
Anche i laghi contengono plancton, necton e benton; il plancton lacustre è più ricco di individui rispetto a quello marino, ma comprende un minor numero di specie.
Nei laghi delle regioni temperate tende a stabilirsi una stratificazione termica delle acque, dovuta a differenze di temperatura, e quindi di densità, dei diversi strati. Ciò impedisce la libera circolazione delle acque (e quindi dei sali minerali e dell'ossigeno), causando talvolta condizioni di anossia (mancanza di ossigeno) a livello del fondo e bassa concentrazione di sostanze nutritive negli strati superficiali, con rilevanti conseguenze ecologiche.
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Figura 27.3 Le principali aree desertiche.
Figura 27.2 Le principali aree desertiche.
Figura 27.1 La distribuzione delle foreste nel mondo.