النظام البيئي الجبلي

توجد النظم البيئية الجبلية على سفوح الجبال . ويؤثر المناخ الألبي في هذه المناطق تأثيرًا كبيرًا على النظام البيئي ، إذ تنخفض درجات الحرارة مع ازدياد الارتفاع ، مما يؤدي إلى تدرج النظام البيئي. ويُعد هذا التدرج عاملًا حاسمًا في تشكيل المجتمعات النباتية والتنوع البيولوجي والعمليات الأيضية وديناميكيات النظام البيئي في النظم البيئية الجبلية. ^{[ 1 ]} وتنتشر الغابات الجبلية الكثيفة في الارتفاعات المتوسطة، نظرًا لاعتدال درجات الحرارة وكثرة الأمطار. أما في الارتفاعات الأعلى، فيكون المناخ أقسى، مع انخفاض درجات الحرارة وازدياد سرعة الرياح، مما يعيق نمو الأشجار ويؤدي إلى تحول المجتمعات النباتية إلى مراعي جبلية وشجيرات أو تندرا جبلية . وبسبب الظروف المناخية الفريدة للنظم البيئية الجبلية، فإنها تضم ​​أعدادًا متزايدة من الأنواع المستوطنة. كما تُظهر النظم البيئية الجبلية تنوعًا في خدمات النظام البيئي ، والتي تشمل تخزين الكربون وتوفير المياه. ^{[ 2 ]}

مع ازدياد الارتفاع، يصبح المناخ أكثر برودةً نتيجةً لانخفاض الضغط الجوي والتبريد الأديباتي للكتل الهوائية. ^{[ 3 ]} في خطوط العرض المتوسطة  ، يُعادل التغير المناخي الناتج عن الصعود 100 متر على الجبل تقريبًا الانتقال 80  كيلومترًا (45  ميلًا أو 0.75 درجة من خط العرض ) باتجاه أقرب قطب. ^{[ 4 ]} تميل النباتات والحيوانات المميزة في الجبال إلى الاعتماد بشكل كبير على الارتفاع، بسبب التغير المناخي. ويؤدي هذا الاعتماد إلى تكوين مناطق حيوية : وهي عبارة عن نطاقات من النظم البيئية المتشابهة على ارتفاعات متقاربة. ^{[ 5 ]}

تُعدّ الغابات الجبلية إحدى المناطق الحيوية النموذجية في الجبال: ففي الارتفاعات المتوسطة، يُشجع هطول الأمطار والمناخ المعتدل على نمو الغابات الكثيفة. يُعرّف هولدريدج مناخ الغابات الجبلية بأنه ذو درجة حرارة حيوية تتراوح بين 6 و12 درجة مئوية (43 و54 درجة فهرنهايت) ، حيث تُمثل درجة الحرارة الحيوية متوسط ​​درجة الحرارة مع اعتبار درجات الحرارة الأقل من 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) مساويةً لـ 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) . ^{[ 5 ]} فوق ارتفاع الغابات الجبلية، تتناقص كثافة الأشجار في المنطقة شبه الألبية، وتتحول إلى أشجار قزمة ملتوية ، وتتوقف في النهاية عن النمو. لذلك، غالبًا ما تحتوي الغابات الجبلية على أشجار ذات جذوع ملتوية. تُلاحظ هذه الظاهرة نتيجةً لزيادة قوة الرياح مع الارتفاع. يُطلق على الارتفاع الذي تتوقف عنده الأشجار عن النمو اسم خط الأشجار . تتراوح درجة الحرارة الحيوية للمنطقة شبه الألبية بين 3 و6 درجات مئوية (37 و43 درجة فهرنهايت) . ^{[ 5 ]}        

يُطلق على النظام البيئي الواقع فوق خط الأشجار اسم المنطقة الألبية أو التندرا الألبية ، وهي منطقة تهيمن عليها الأعشاب والشجيرات القصيرة. تتراوح درجة الحرارة الحيوية في المنطقة الألبية بين 1.5 و3 درجات مئوية (34.7 و37.4 درجة فهرنهايت) . تعيش أنواع نباتية عديدة في البيئة الألبية، بما في ذلك الأعشاب المعمرة ، والسعديات ، والأعشاب العريضة الأوراق ، والنباتات الوسائدية ، والطحالب ، والأشنات . ^{[ 7 ]} يجب أن تتكيف النباتات الألبية مع الظروف القاسية للبيئة الألبية، والتي تشمل درجات الحرارة المنخفضة، والجفاف، والأشعة فوق البنفسجية، وموسم نمو قصير. تُظهر النباتات الألبية تكيفات مثل التراكيب الوردية، والأسطح الشمعية، والأوراق المُغطاة بالشعيرات. نظرًا للخصائص المشتركة لهذه المناطق، يُصنّف الصندوق العالمي للطبيعة مجموعة من المناطق البيئية ذات الصلة ضمن نطاق " الأراضي العشبية والشجيرات الجبلية ". تم تحديد منطقة في جبال هينغدوان المتاخمة لهضبة التبت في آسيا باعتبارها أقدم نظام بيئي جبلي مستمر في العالم، حيث تضم مجتمعًا من 3000 نوع من النباتات، بعضها يتعايش باستمرار منذ 30 مليون سنة. ^{[ 8 ]}  

تميل المناخات ذات درجات الحرارة الحيوية الأقل من 1.5 درجة مئوية (35 درجة فهرنهايت) إلى أن تتكون بالكامل من الصخور والجليد. ^{[ 5 ]}  

تقع الغابات الجبلية بين المنطقة شبه الجبلية والمنطقة شبه الألبية . ويختلف الارتفاع الذي يتحول عنده موطن بيئي إلى آخر حول العالم، وخاصةً باختلاف خطوط العرض . غالبًا ما يُشار إلى الحد الأعلى للغابات الجبلية، وهو خط الأشجار ، بتحول إلى أنواع أكثر تحملاً تنمو في مساحات أقل كثافة. ^{[ 9 ]} على سبيل المثال، في سييرا نيفادا بكاليفورنيا ، تتميز الغابة الجبلية بوجود مساحات كثيفة من أشجار الصنوبر اللودج بول والتنوب الأحمر ، بينما تحتوي المنطقة شبه الألبية في سييرا نيفادا على مساحات متفرقة من أشجار الصنوبر الأبيض . ^{[ 10 ]}

قد يكون الحد الأدنى للمنطقة الجبلية "خطًا شجريًا سفليًا" يفصل الغابة الجبلية عن منطقة السهوب أو الصحراء الأكثر جفافًا . ^{[ 9 ]}

تختلف الغابات الجبلية عن غابات الأراضي المنخفضة في المنطقة نفسها. ^{[ 11 ]} مناخ الغابات الجبلية أبرد من مناخ الأراضي المنخفضة عند خط العرض نفسه، لذا غالبًا ما تضم ​​الغابات الجبلية أنواعًا نباتية نموذجية لغابات الأراضي المنخفضة في خطوط العرض العليا. ^{[ 12 ]} يمكن للبشر أن يُلحقوا الضرر بالغابات الجبلية من خلال قطع الأشجار والزراعة . ^{[ 11 ]} في الجبال المعزولة، تُعد الغابات الجبلية المحاطة بمناطق جافة خالية من الأشجار نموذجًا نموذجيًا لأنظمة بيئية تُعرف باسم " الجزر السماوية ". ^{[ 13 ]}

مناخ معتدل

تتكون الغابات الجبلية في المناطق ذات المناخ المعتدل عادةً من غابات صنوبرية معتدلة أو غابات عريضة الأوراق ومختلطة معتدلة ، وهي أنواع غابات معروفة في أوروبا وشمال شرق أمريكا الشمالية . وتميل الغابات الجبلية خارج أوروبا إلى أن تكون أكثر تنوعًا من حيث الأنواع، لأن أوروبا خلال العصر البليستوسيني وفرت ملاذات أصغر مساحة من الأنهار الجليدية. ^{[ 14 ]}

توجد الغابات الجبلية في المناخ المعتدل في أوروبا ( جبال الألب ، وجبال الكاربات ، وغيرها )، ^{[ 15 ]} وفي أمريكا الشمالية (مثل جبال الأبلاش ، وجبال روكي ، وسلسلة جبال كاسكيد ، وسيرا نيفادا )، ^{[ 16 ]} وأمريكا الجنوبية ، ^{[ 17 ]} ونيوزيلندا ، ^{[ 18 ]} وجبال الهيمالايا .

من المتوقع أن يؤثر تغير المناخ على الغابات الجبلية المعتدلة. فعلى سبيل المثال، في شمال غرب المحيط الهادئ في أمريكا الشمالية، قد يتسبب تغير المناخ في "انخفاض محتمل في الغطاء الثلجي، وارتفاع مستويات التبخر، وزيادة الجفاف الصيفي"، مما سيؤثر سلبًا على الأراضي الرطبة الجبلية. ^{[ 19 ]}

مناخ البحر الأبيض المتوسط

تتميز الغابات الجبلية في مناخ البحر الأبيض المتوسط ​​بدفئها وجفافها باستثناء فصل الشتاء، حيث تكون رطبة ومعتدلة نسبيًا. وتُعرف هذه الغابات باسم غابات جبال البحر الأبيض المتوسط، وتتميز بأشجارها الشاهقة وكتلتها الحيوية العالية. ^{[ 20 ]} تتكون هذه الغابات عادةً من مزيج من الأشجار الصنوبرية والأشجار عريضة الأوراق، مع وجود عدد قليل من أنواع الصنوبريات. ويُعد الصنوبر والعرعر من الأشجار الشائعة في غابات جبال البحر الأبيض المتوسط. أما الأشجار عريضة الأوراق فتتميز بتنوعها الكبير، وغالبًا ما تكون دائمة الخضرة، مثل البلوط دائم الخضرة .

يوجد هذا النوع من الغابات في حوض البحر الأبيض المتوسط ​​وشمال إفريقيا والمكسيك وجنوب غرب الولايات المتحدة وإيران وباكستان وأفغانستان .

مناخ شبه استوائي واستوائي

في المناطق الاستوائية، قد تتكون الغابات الجبلية من غابات عريضة الأوراق بالإضافة إلى الغابات الصنوبرية . ومن الأمثلة على الغابات الجبلية الاستوائية الغابات السحابية ، التي تستمد رطوبتها من السحب والضباب. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} غالبًا ما تتميز الغابات السحابية بوفرة الطحالب التي تغطي الأرض والنباتات، وفي هذه الحالة تُسمى أيضًا بالغابات الطحلبية. عادةً ما تنمو الغابات الطحلبية على سفوح الجبال، حيث يتم الاحتفاظ بالرطوبة التي تحملها السحب المتراكمة بشكل أكثر فعالية. ^{[ 24 ]} اعتمادًا على خط العرض، يتراوح الحد الأدنى للغابات المطيرة الجبلية على الجبال الكبيرة عمومًا بين 1500 و2500 متر (4900 و8200 قدم) ، بينما يتراوح الحد الأعلى عادةً بين 2400 و3300 متر (7900 إلى 10800 قدم) . ^{[ 25 ]}  

قد تُظهر الغابات الجبلية الاستوائية حساسية عالية لتغير المناخ. ^{[ 26 ] [ 27 ]} قد يُسبب تغير المناخ تباينًا في درجات الحرارة وهطول الأمطار والرطوبة، مما يُؤدي إلى إجهاد الغابات الجبلية الاستوائية. قد تُؤثر التأثيرات المُتوقعة لتغير المناخ بشكلٍ كبير على فقدان التنوع البيولوجي ، وقد تُؤدي إلى تغيير نطاق الأنواع وديناميات المجتمعات الحيوية. تتوقع نماذج المناخ العالمية انخفاضًا في نسبة الغيوم في المستقبل. وقد يكون انخفاض نسبة الغيوم قد بدأ بالفعل يُؤثر على غابة مونتيفيردي السحابية في كوستاريكا . ^{[ 28 ] [ 29 ]}

المنطقة شبه الألبية هي المنطقة الأحيائية الواقعة أسفل خط الأشجار مباشرةً حول العالم. في المناطق الاستوائية بجنوب شرق آسيا، قد يرتفع خط الأشجار فوق 4000 متر (13000 قدم) ، ^{[ 30 ]} بينما في اسكتلندا قد ينخفض ​​إلى 450 مترًا (1480 قدمًا) . ^{[ 31 ]} وتختلف الأنواع الموجودة في هذه المنطقة باختلاف موقعها على سطح الأرض؛ فعلى سبيل المثال، يوجد صنوبر الجبل القزم ( Pinus mugo ) في أوروبا ، ^{[ 32 ]} وتوجد شجرة الصمغ الثلجي في أستراليا، [ 33 ^{] بينما توجد} أشجار الأرز شبه الألبية ، وشوكران الجبل ، والتنوب شبه الألبي في غرب أمريكا الشمالية. ^{[ 34 ]}    

غالباً ما تتحول الأشجار في المنطقة شبه الألبية إلى أشجار كرومولز ، أي أشجار ملتوية، متقزمة وملتوية الشكل. عند خط الأشجار، قد تنبت شتلات الأشجار على الجانب المحمي من الصخور، ولا تنمو إلا بقدر ما توفره الصخور من حماية من الرياح. ويكون نموها اللاحق أفقياً أكثر منه رأسياً، وقد تتجذر بشكل إضافي عند ملامسة الأغصان للتربة. قد يحمي الغطاء الثلجي أشجار كرومولز خلال فصل الشتاء، لكن الأغصان التي تعلو ملاجئ الرياح أو الغطاء الثلجي عادة ما تُدمر. قد يصل عمر أشجار كرومولز الراسخة إلى مئات أو آلاف السنين. ^{[ 35 ]}

قد توجد المروج في المنطقة شبه الألبية. وتُعد مروج تولومني في سييرا نيفادا بكاليفورنيا مثالاً على المروج شبه الألبية ^. [ ^{36 ]}

تشمل أمثلة المناطق شبه الألبية حول العالم جبال الألب الفرنسية في أوروبا، ومناطق سييرا نيفادا وجبال روكي شبه الألبية في أمريكا الشمالية، والغابات شبه الألبية في جبال الهيمالايا الشرقية ، وجبال الهيمالايا الغربية ، وجبال هينغدوان في آسيا.

تقع المراعي الألبية والتندرا فوق خط الأشجار، في عالمٍ يتسم بالإشعاع الشديد والرياح والبرد والثلوج والجليد. ونتيجةً لذلك، فإن الغطاء النباتي الألبي قريب من سطح الأرض ويتكون أساسًا من الأعشاب المعمرة والنباتات السعدية والأعشاب العريضة الأوراق . أما النباتات الحولية فنادرة في هذا النظام البيئي، وعادةً ما لا يتجاوز طولها بضع بوصات، ولها جذور ضعيفة. ^{[ 37 ]} تشمل أشكال الحياة النباتية الشائعة الأخرى الشجيرات الزاحفة ؛ والنجيليات التي تُشكل خصلات ؛ والنباتات اللازهرية ، مثل الحزازيات والأشنات . ^{[ 7 ] : 280}

تكيّفت النباتات مع بيئة جبال الألب القاسية. فالنباتات الوسائدية ، التي تشبه كتلًا من الطحالب تلتصق بالأرض، تنجو من الرياح العاتية التي تهب على بُعد بضعة سنتيمترات فوقها. تمتلك العديد من النباتات المزهرة في التندرا الألبية شعيرات كثيفة على سيقانها وأوراقها لتوفير الحماية من الرياح، أو أصباغًا حمراء اللون قادرة على تحويل أشعة الشمس إلى حرارة. تستغرق بعض النباتات عامين أو أكثر لتكوين براعم الزهور، التي تبقى حية خلال فصل الشتاء تحت سطح الأرض، ثم تتفتح وتنتج ثمارًا تحتوي على بذور خلال أسابيع قليلة من فصل الصيف. ^{[ 38 ]} أما الأشنات غير المزهرة فتلتصق بالصخور والتربة. تستطيع خلاياها الطحلبية المغلقة القيام بعملية التمثيل الضوئي في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -10 درجة مئوية (14 درجة فهرنهايت) ، ^{[ 39 ]} كما تستطيع الطبقات الفطرية الخارجية امتصاص كمية من الماء تفوق وزنها. ^{[ 40 ]}  

قد تجعل التكيفات التي تتمتع بها نباتات التندرا للبقاء على قيد الحياة في ظل الرياح الجافة والبرد نباتاتها تبدو شديدة التحمل، ولكن في بعض النواحي، تُعدّ التندرا هشة للغاية. فغالباً ما تُدمر خطوات الأقدام المتكررة نباتات التندرا، تاركةً التربة مكشوفة عرضةً للرياح، وقد يستغرق التعافي مئات السنين. ^{[ 38 ]}

تتشكل المروج الألبية حيث تُنتج الرواسب الناتجة عن تجوية الصخور تربةً متطورةً بما يكفي لدعم نمو الأعشاب والنباتات السعدية. وتنتشر المراعي الألبية في جميع أنحاء العالم لدرجة أن الصندوق العالمي للطبيعة يصنفها كنظام بيئي . هذا النظام البيئي، المسمى " المراعي والشجيرات الجبلية "، غالباً ما تطور كجزر افتراضية، منفصلة عن المناطق الجبلية الأخرى بمناطق أكثر دفئاً وأقل ارتفاعاً، وغالباً ما تكون موطناً للعديد من النباتات المميزة والمتوطنة التي تطورت استجابةً للمناخ البارد الرطب وأشعة الشمس الوفيرة.

تنتشر أوسع المراعي والشجيرات الجبلية في منطقة البارامو الاستوائية الجديدة بجبال الأنديز . كما يوجد هذا النظام البيئي في جبال شرق ووسط أفريقيا ، وجبل كينابالو في بورنيو ، وأعلى مرتفعات غاتس الغربية في جنوب الهند، والمرتفعات الوسطى لغينيا الجديدة . ومن السمات الفريدة للعديد من المناطق الجبلية الاستوائية الرطبة وجود نباتات وردية عملاقة من فصائل نباتية متنوعة، مثل اللوبيلية ( الأفرو-تروبية )، والبويا ( النيو-تروبية )، والسياتيا ( غينيا الجديدة )، والأرغيروكسيفيوم ( هاواي ).

في المناطق الأكثر جفافاً، نجد المراعي الجبلية والسافانا والأراضي الحرجية ، مثل المرتفعات الإثيوبية ، والسهوب الجبلية ، مثل سهوب هضبة التبت .

• الوسائط المتعلقة بعلم البيئة الجبلية على ويكيميديا ​​كومنز
• خريطة الغطاء الشجري للغابات الجبلية – خريطة برنامج الأمم المتحدة للبيئة 2011