Pouště: definice a charakteristika

Pouště: definice a charakteristika

Co tvoří poušť?

1. Teplota jeobčas uváděna při definování pouští, ale existují pouště studené i ostré. Studené pouště, jako jsou polární oblasti, oblasti s vysokou nadmořskou výškou, Velká pánev na západě Severní Ameriky, Takla-Makan na Tibetské náhorní plošině (12 000 m n. m.), by musely být vyloučeny z definice, která uvádí pouze vysoké teploty.

2. Produktivita se někdy uvádí jako definice pouště

Webstersův slovník – nekultivovaná oblast bez obyvatel; divočina; suchá, neúrodná, písčitá oblast, přirozeně neschopná podporovat téměř žádný rostlinný nebo živočišný život. Synonymum – pustina. Středoanglický kořen slova znamená „opuštěný“ nebo „opuštěný“.

Biom – jedna z hlavních kategorií charakteristických světových rostlinných společenstev; např. tundra, tropický deštný prales, poušť.

Produktivita – primární produktivita je rychlost, s jakou je energie ukládána jako organická hmota prostřednictvím fotosyntézy.

Čistá primární produktivita je rychlost, s jakou rostliny ukládají energii nebo organickou hmotu, která ještě nebyla spotřebována při dýchání. Vnímáme ji jako přírůstek rostlin, a to je to, co je k dispozici pro spotřebu heterotrofů.

.

Typ ekosystému	Čistá primární produktivita: g/m2/rok	Střední
Tropický deštný les
Temperátní věčně zelené lesy
Tundra/alpína
Poušť/polopoušť
Extrémní poušť
Otevřený oceán	.
Korálové útesy
Estuária

3. Aridita. Nejjednodušší definice říká, že poušť je oblast, kde ročně spadne v průměru deset nebo méně palců srážek. Přesto je i tato definice neúplná. Množství srážek v dané oblasti závisí na řadě dalších faktorů:

kdy srážky spadnou,

kolik jich spadne najednou,

jaké jsou půdní podmínky.

Mnoho faktorů ovlivňuje hodnotu, kterou rostliny získávají z přijaté vláhy; proto jsou tyto faktory zásadní pro určení typu vytvořeného stanoviště.

a. Jemný namáčecí déšť prospívá vegetaci více než prudká průtrž mračen, která má za následek rychlý odtok a ztrátu vláhy.

b. Několik dobře rozdělených přeháněk je cennějších než jediný déšť, i když může být celkový úhrn srážek stejný. To souvisí s fenologií vývoje rostlin.

c. Vlhkost přijatá v létě se snáze odpařuje než ta, která byla přijata za chladnějšího počasí; naopak vlhkost přijatá za horkého počasí může být pro vegetaci velmi potřebná, aby přežila dané stresové období.

d. Vlhkost přijatá v zimě může být v době, kdy je většina rostlin v klidu a nevyužívá dostupnou vláhu.

e. Méně než deset centimetrů srážek na jílovitých půdách se může udržet v půdě po dlouhou dobu, aby z ní rostliny mohly čerpat; zatímco nadbytek často centimetrů na velmi písčitých, porézních půdách může rychle zmizet do hloubky, kam kořeny rostlin nedosáhnou.

f. Občasný liják nepřinese konec vyprahlým podmínkám, ačkoli rostliny a živočichové ho rychle využijí. Na jednom místě v indické poušti That jednou napršelo 33,5 palce za dva dny, ale trvalo velmi dlouho, než opět zapršelo. Taková voda, která spadne, brzy zmizí a půda zůstane suchá.

Deset palců nebo méně ročních srážek je průměrná hodnota. Nepravidelný charakter výskytu srážek je základnícharakteristikou pouštních srážek. V Yumě v AZ byly zaznamenány extrémy od 0,28″ deště do 11,4″ deště za jeden rok. Průměrně zde ročně spadne asi 3,4″ srážek.

Příkladem nestálého charakteru srážek v poušti může být Bagdad v Kalifornii v Mohavské poušti, kde průměrně ročně spadne 2,25″ srážek. Bagdád je držitelem rekordu za nejdelší suché období ve Spojených státech, když prožil 767 dní – od 3. října 1912 do 8. listopadu 1914 – beze srážek.

Poušť definuje sucho, ale nebylo by to tak, že poušť je místo, kde nikdy neprší. Na většině pouští občas prší. Nezáleží na tom, zda prší nebo ne, ale na tom, co se s deštěm děje, když padá a jakmile se dostane na zem.

1. Rychlost vypařování kapaliny závisí na počtu molekul vody v mezní vrstvě vzduchu.

a. Čím více molekul vody vzduch obsahuje, tím pomaleji se kapalina vypařuje.

b. Bude se vypařovat tím rychleji, čím méně bude ve vzduchu molekul.

2. Kolik molekul vody může obsahovat daný objem vzduchu, závisí na teplotě.

a. Čím teplejší je vzduchová hmota, tím více molekul může pojmout.

i. Velmi teplý vzduch o teplotě 95F (35C) bude nasycený, když tlak nasycených par dosáhne 56,2 mb (milibarů), což znamená, že vodní pára tvoří 5,6 % celkové hmotnosti vzduchu.

iii. Jinými slovy, velký pokles teploty výrazně snižuje schopnost vzduchu zadržovat vodu.

3. Relativní vlhkost je podíl množství vodní páry ve vzduchu a množství vodní páry potřebné k nasycení vzduchu při dané teplotě, vynásobený 100.

a. (K nasycení dochází, když se k objemu vzduchu nemohou připojit žádné další molekuly vody).

b. Teplý vzduch pojme mnohem více vodní páry než chladný vzduch; k jeho nasycení je zapotřebí více vodní páry.

c. Čím teplejší je vzduch, tím menší je pravděpodobnost, že bude nasycen, a tím snadněji se do něj bude vypařovat voda.

Evapotranspirace

Rostliny odebírají vodu ze země a uvolňují ji ve formě vodní páry do vzduchu (transpirace). Transpiraci je obtížné měřit odděleně od výparu, proto se tyto dvě činnosti často spojují jako evapotranspirace.

Pouště vznikají, pokud spadne méně srážek než se jich vypaří.

Pouště jsou suché. Zejména jejich půda je suchá. Jak moc jsou suché, závisí na teplotě vzduchu, větru, typu půdy a množství srážek. Pouštní podnebí je takové, ve kterém se z půdy vypařuje více vody, než kolik jí půda přijímá ve formě deště nebo sněhu.

Po delší dobu nemůže půda ztrácet více vody, než kolik jí přijímá. Místo výparu je důležitá potenciální evapotranspirace.

1. Skutečná evapotranspirace(AET) je množství vody, které se z daného místa skutečně ztratí.

2. Potenciální evapotranspirace(PET) je množství vody, které by se z daného místa mohlo ztratit, pokud by tam byla voda, která se má ztratit; maximální množství vody, které se vypaří a transpiruje, pokud je zásoba neomezená, se nazývá potenciální evapotranspirace.

i. Jedná se o výparnou sílu atmosféry.

ii. V oblasti, kde je vody dostatek, například v deštném pralese, se skutečná evapotranspirace může rovnat evapotranspiraci potenciální.

iii. V pouštích, kde je však málo vody, která se ztrácí vypařováním, je skutečná evapotranspirace mnohem menší než evapotenciální evapotranspirace: AET<PET.

iv. Tato rychlost se blíží rychlosti, kterou by se voda odpařovala z otevřené vodní plochy, a lze ji měřit pomocí odpařovací misky. Nádoba standardní velikosti je umístěna na otevřeném prostranství, vystavena vzduchu a naplněna vodou. Hloubka vody se měří na začátku a na konci vhodného časového období – 1 den, 1 týden. Ze změny hloubky se vypočítá rychlost odpařování. V chladném a vlhkém podnebí severní Evropy se za rok vypaří asi 8″ vody. V některých částech Sahary přesahuje PET 90″ za rok. To značně převyšuje roční úhrn srážek v dané oblasti a definuje tuto oblast jako poušť.

Má-li se na půdě pěstovat plodina, musí množství vody dodané zavlažovánímpřekročit potenciální výpar během vegetačního období.

v. Pokud je PET větší než srážky, vznikají pouště.

3. Jak suché je suché?“ Rozdíl mezi AET a PET je možná dobrým měřítkem aridity.

i. Pomocí poměru PET a PET se o oblasti větší než 3,0 říká, že je polosuchá.

ii. Části Sonorské pouště vykazují poměr 4,3.

iii. Oblast v okolí města Yuma v americkém státě AZ má poměr PET/P 30.

iv. Vnitrozemí Saharské pouště má poměr 600!

4. Teplota, která je pro živé organismy v poušti nejdůležitější, je teplota při zemi a uprostřed dne je teplota při zemi výrazně vyšší než okolní vzduch. Na Sahaře může písek a skála dosáhnout teploty až 170 °C.

Na vzniku pouště se podílí více než jen nedostatek vody. Ve skutečnosti je to více než nedostatek vody, co se podílí na vzniku pouště.

1. Teplota hraje zásadní roli.

a. Vysoké teploty umocňují účinky nebo nedostatek vody. Vysoké teploty zvyšují míru evapotranspirace, což zase zvyšuje ariditu.

b. Nejvyšší teplotní rekord na západní polokouli je 134F z 10. července 1913 v Údolí smrti v Kalifornii. Tuto teplotu překonává pouze jeden světový rekord – 136,4F – zaznamenaný v roce 1922 v El Azizia v Libyi. Stejně jako srážkové extrémy hrají důležitou roli pro přežití živých organismů v poušti, tak i teplotní extrémy jsou důležitým návodem pro biotická společenstva pouště. Vysoká letní teplotní maxima se v jihozápadních pouštích často udržují po dlouhá období – Forrest Shreve, jeden z nejvýznamnějších prvních pouštních ekologů, poznamenal, že období 90 po sobě jdoucích dnů s maximem alespoň 100 F nejsou v částech Sonorské pouště výjimečná.

2. Aridita přispívá k intenzivnímu dennímu horku.

a. Je zde málo atmosférické vlhkosti, která by pohlcovala nebo odrážela sluneční paprsky.

b. Na povrch pouště dopadá velké množství záření, které ji během dne ohřívá

c. V noci se teplo uvolňuje do vesmíru, protože povrch vyzařuje infračervené záření, které bez překážek uniká suchou atmosférou. to má za následek velké denní kolísání teploty. Suchý Tonopah, NV má červencové denní kolísání 34 F; vlhký Dayton, OH má stejnou průměrnou teplotu, ale s denním kolísáním pouze 21 F.

d. Aridita a teplo spolu úzce souvisejí a vzájemně se pozitivně ovlivňují.

i. Teplo zvyšuje evapotranspiraci, a to podporuje ariditu.

ii. Aridita podporuje zvýšené pronikání slunečního záření a vysoké zahřívání povrchu.

3. Kolísání teplot

1. Teplotní výkyvy

1. Nedostatek vláhyvede k nízké relativní vlhkosti vzduchu a tvorbě pouze omezené oblačnosti.

i. Je tedy přijímáno velmi vysoké procento možného slunečního záření.

ii. Při malém množství vodní páry ve vzduchu a malé oblačnosti nebo porostu rostlin, který by sluneční záření odklonil, dopadá na zemský povrch a spodní vrstvu vzduchu v poušti přibližně 90 % možného slunečního záření, což vede k vysokým teplotám vzduchu a zemského povrchu.

iii. (Teploty na povrchu země při slunečním záření se často pohybují o 30-50F výše než doprovodnéoficiální teploty vzduchu naměřené za standardizovaných podmínek).

iv. Vlhké oblastipřijímají asi 40 % možného slunečního záření, 60 % je odkloněno dříve, než dosáhne země a nižších úrovní vzduchu.

2. Po západu slunce na pouštích je teplo rychle vyzařováno zpět k obloze, přičemž asi 90 % uniká bez překážek.

i. Ve vlhčím podnebí se teplo získané v nižších hladinách během dne ztrácí hůře, přibližně 50 % tepla uniká a zbytek se odráží směrem dolů a je zadržován porostem i mraky, vodou a prachem ve vzduchu.

ii. Ve vlhčím podnebí pak teploty kolísají ze dne na noc jen mírně.

iii. V pouštním prostředí je rozmezí mezi denními maximy a nočními minimy extrémní. Rozdíl může být 50 stupňů i více.

4. Na poušti jsou časté větry. Způsobují je:

a. Obecnéatmosférické zákonitosti

b. Místní topografie

c. Rychlým ohříváním a ochlazováním vzduchu při zemském povrchu.

Vítr vzhledem ke své četnosti a vzduchu, který cirkuluje – často horký a suchý – představuje silnou odpařovací sílu, když se přehání přes půdu a přes živé organismy, které mu stojí v cestě.

a. Významně také přispívají k erozi (deflaci) půdního povrchu.

b. Prach a písek, které přenášejí, často působí jako abrazivní činitelé, kteří pískují skály a rostliny.

c. Působí usazování, přesouvají sypký materiál – půdu, prach, písek, odumřelé rostliny – z jednoho místa na druhé.

Vítr se vzhledem k otevřenosti krajiny pohybuje relativně bez překážek.

Prášní ďáblové neboli vířivé větry – rotující vzdušné proudy, které občas dosahují výšky až několika set metrů a nesou prach, písek a úlomky – jsou běžným jevem v horkých, klidných dnech.

a. Vznikají, když extrémní zahřátí zemského povrchu vede ke sloupům stoupajícího vzduchu. Okolní vzduch vniká do tohoto vakua a odkloní se na jednu nebo druhou stranu stoupajícího vzduchu, což způsobí silný, stoupající, vířící sloupec.

b. Na rozdíl od tornád rotují směrem vzhůru od zemského povrchu.

5. Vodní eroze – jedním z nejvýznamnějších erozních činitelů v poušti není vítr, ale voda.

1. Vodní eroze – v poušti není jedním z nejdůležitějších erozních činitelů vítr, ale voda. Srážky jsou často přijímány prudkými průtržemi mračen doprovázenými rychlým odtokem.

2. I když jsou srážky přijímány méně prudkým způsobem, může být absorpce stále ztížena, protože velká část povrchu pouště je tvořena kamením nebo štěrkem nebo vykazuje jiné faktory, které mají nízkou nebo neabsorpční povahu.

3. Srážková eroze se projevuje i v případě, že jsou srážky přijímány méně prudkým způsobem. V Severní Americe mají geologicky mladé pouště mnoho skalnatých, nízkých, ale srázných pohoří, která často přijímají velkou část pouštních srážek, ale po nichž velká část této vody rychle stéká dolů.

4. V pouštích leží půdní povrch, více holý než pokrytý vegetací, zranitelný vůči těmto občasným, ale velmi ničivým vodním silám.

5. V pouštích se voda vyskytuje spíše na holých než na vegetativních površích. Bajada – materiál unášený rychlým odtokem z horských srázů, který je spádován a rozprostírán ve tvaru vějíře, odstupňovaného od těžšího materiálu výše na svahu k nejlehčímu dole. Několik těchto přilehlých aluviálních vějířů, které se nakonec vzájemně spojí, se nazývá bajada.

6. Mýtinky, aróje, vádí – jsou obvykle suchá koryta vodních toků, která příležitostně nesou těžké, krátkodobé proudy, které odtékají směrem k centrům povodí, z nichž některá se nazývají propadliny.

7. Mnohá z těchto povodí nebo jímek jsou neodvodněná, takže voda z bouře, která se jinak nevsákne do země nebo neodpaří před dosažením nízkého bodu povodí, se shromažďuje v efemérním jezeře, z něhož se nakonec odpaří a zanechá po sobě minerály nesené v suspenzi. Na těchto playas nebo suchých jezerech může být nahromadění minerálů extrémní, což brání růstu rostlin nebo podporuje zvláštní rostlinná společenstva známá jako alofyty (rostliny tolerující sůl).

Suché výplachy, dominantní prvek pouštní krajiny, jsou snadno viditelné na otevřeném, řídce porostlém povrchu. Jako příjemci splavenin se na jejich okrajích vyskytuje hustší a rozsáhlejší vegetace než v okolí. Okraje mýtin nebo potoků se mohou vyznačovat hustým porostem velkých bavlníků, mesquitů, vrb a dalších druhů rostlin, pokud to umožňuje dostatečný přísun vody.

Poušť nelze snadno definovat, ale lze uvést některé její charakteristiky:

1. nízký a nepravidelný průběh srážek (aridita), což často vede k suchu v letních měsících.

2. Dlouhodobě vysoké teploty: vzduchu i půdy.

3. Vysoká míra výparu z povrchu půdy.

4. Extrémní kolísání teplot.

5. Nízká relativní vlhkost, vysoká PET.

6. Vysoké sluneční záření, často při bezmračném počasí.

a. průměrná roční oblačnost na Sahaře je <10 %.

b. ve spojení s nízkou relativní vlhkostí: suchý vzduch účinněji přenáší světlo a teplo).

7. půda s vysokým obsahem minerálů a nízkým obsahem humusu

8. extrémní eroze zemského povrchu větrem a vodou.

Takové podmínky mají zásadní vliv na ty živé tvory – rostliny, živočichy i člověka -, pro které je poušť domovem.

Tyto vlastnosti nutí vytrvalé rostliny přežívat v půdách s omezenou dostupnou vláhou, což omezuje fotosyntézu a produktivitu, a mohou vystavit rostlinné orgány smrtelným denním tepelným podmínkám, pokud nemají adaptace pro zvládání vysokých teplot.

Srážky: 3 kategorie srážek s ohledem na pouště.

1. Extrémně suché – < 70 mm (< 3″) za rok:

2. Suché(typické) – 70-150 mm za rok (3-6″): Sahara, Atacama, Namib: Semi-aridní – 150-300 mm za rok (6-12″): Mojave

3:

4. > 500 mm za rok lze stále považovat za poušť, pokud déšť přichází ve velmi omezeném časovém rozmezí.Jednotlivé deště mohou přesáhnout roční průměry, jako v lednu 1995 v Las Vegas: 100 mm deště za jeden den(rok je 100-200 mm: 4-8″). Oblasti s hlubokými rozsáhlými štěrky mohou také „ztrácet“ funkční vodu o hlubokých podzemních vodonosných vrstvách. „Funkční“ znamená, že není k dispozici organismům.

5. Mlha je důležitá jak pro poušť Atacama (0,04″/rok), tak pro poušť Namib (<2″/rok).

Polární pouště

Horké klima a nízké srážky vytvoří poušť, ale jak to dělá extrémně chladné klima? odpověď spočívá v teplotě vzduchu a vlhkosti, kterou může zadržet.

1. Vzduch pohybující se směrem k polárním oblastem se pohybuje ve vysoké nadmořské výšce, kde je teplota vzduchu velmi nízká. Protože je tak chladný, jeho vodní pára během své cesty kondenzuje a padá ve formě srážek. V době, kdy vzduch dosáhne polárních oblastí, kde klesá k zemskému povrchu, je již velmi suchý.

2.Chladná teplota, protože:

a.Astronomická: Antarktida dostává pouze rozptýlené sluneční světlo; ani v létě nevystupuje slunce vysoko nad obzor. V létě je téměř nepřetržitě denní světlo;v zimě téměř nepřetržitá tma. Veškeré teplo absorbované během dlouhých letních dnů se rychle ztrácí během dlouhých zimních nocí.

b. Když slunce svítí, většina jeho světla a tepla se odráží. Odrazivost povrchu se nazývá albedo. Čerstvě napadaný sníh má albedo 75-95 % (podíl záření, které odráží). Suchý písek má poměrně značné albedo, ale jen 35-45 %. Pole trávy má albedo 10 %.

c. Antarktida je také vysoko položený kontinent, v průměru asi 8 000 m nad mořem. Výška jejího povrchu činí klima ještě chladnějším, protože teplota vzduchu s výškou klesá. Skutečný povrch na kontinentu je chladnější (avyšší) kvůli ledu.

Rostliny jsou kvůli nedostatku vláhy značně rozptýlené.

1. Některé oblasti mohou býtúplně bez vegetace.

2. Velká část povrchu pouště je obnažená a podléhá větrné a vodní erozi.

3. Nedostatek vegetace má za následek půdu s nízkým obsahem humusu (organické části půdy).

4. Pouštní půdy získávají velké množství sodných a draselných solí a dalších ve vodě rozpustných minerálů v důsledku vysoké míry mineralizace v těchto oblastech.

5. Ve vlhčích oblastech mají minerální látky tendenci být vyluhovány směrem dolů půdou, protože do ní proniká hojná vlhkost.

6. Voda v poušti nestačí nasáknout půdu do větší hloubky; tam mohou být minerály v suspenzi dokonce nasávány kapilárním působením vzhůru půdou a vytahovány na povrch, kde se ukládají při odpařování vlhkosti, která je nese.

Půdy a povrchové materiály – půdy vznikají zvětráváním hornin; tj. působením slunce, větru a vody.

1. Půdy a povrchové materiály – půdy vznikají zvětráváním hornin. Aridisoly (suché půdy)

a. Vysoké pH (zásadité)

b. Obecně méně vyvinuté než půdy přilehlých pozemků. Malý půdní profil.

c. Nedostatek organické hmoty,včetně humusu (organické zbytky zadržující živiny, které obalují půdní částice a snižují utužení půdy). <1 % půdní organické hmoty (SOL). Zadržování vláhy a živin je proto sníženo.

d. Kvůli malému množství srážek dochází k malým ztrátám živin vyplavováním.

e. Hromadění solíz důvodu nízkého pronikání srážek a vysokého výparu. (Vysoký obsah solímůže brzdit růst rostlin).

f. Kalich, akumulace uhličitanu vápenatého do horninově tvrdé, vodu nepropouštějící, kořeny omezující vrstvy. Může podporovatpovrchový odtok vody, která by jinak mohla zavlažit vyprahlou půdu. Vyskytuje se tam, kde výpar převyšuje srážky (v oblastech s karbonátovým substrátem/původním horninovým materiálem: vápencem).

2. Větry upravují půdu.

a. Vzhledem k omezenému pokrytí ochrannou vegetací jsou suché částice jílu a bahna snadno erodovány z povrchu půdy. Písky se mohou také pohybovat. To, co po nich zůstane, je často povrchová vrstva těsně srostlých kamenů, nazývaná pouštní dlažba.

1. Pouštní dlažba může chránitspodní půdu před další erozí.

2. Pouštní dlažba může také bránit rozptýleným semenům, aby se dostala do půdy pod ní, a může tak omezitklíčení a uchycení semen.

3. Pouštní dlažba může bránit pronikání vláhy do hloubky půdy, což vede k odtoku vody (z povrchu).

3. Kryptogamickékrusty – propletené sítě lišejníků, mechů, sinicovýchvláken, které udržují půdní částice na místě a fixují dusík.

4. Navzdory silným vlhkostnímnevýhodám je voda v pouštních oblastech důležitým geomorfologickým činitelem.

a. Voda přemísťuje půdu a horniny (naplaveniny) po horských svazích dolů směrem k propustkům a hrám a vytváří tak tzv. bajady nebo aluviální vějíře.

b. Tepelná roztažnostvlhkosti zachycené v horninách může způsobit rozpad a dokonce i v horkých pouštních horninách může dojít k roztříštění, když povrchy zvlhčené rosou zmrznou v čistém vzduchu.

c. Dešťové srážky a splachování způsobují výraznou erozi během období silných dešťů, protože je zde málo vegetace, která by chránila povrch.

d. Pouštní lak – tenká patina laku, která pokrývá mnoho skalních výchozů. Tento povlak bývá tmavě červený až černý a skládá se převážně z oxidů železa a manganu s oxidem křemičitým. Hlavní roli v jeho vzniku může hrát kapilární vzlínání solí pod vlivem vysokéhoodpařování. V Mojave a na americkém jihozápadě se lak může vyvinout za 25 let, ale obecně se věří, že se lak vyvíjí pomaleji.

Playas – neodvodněné pánve na bázi bajád. Odtok z bajád přenáší do playas jemnozrnnou půdu a rozpuštěné soli.

Zvýšení salinity

Snížení provzdušnění půdy (jemnozrnná půda)

Snížení obsahu půdního kyslíku (brání kolonizaci rostlinami)

Podléhají odvodnění studeným vzduchem. Studený vzduch v noci klesá a shromažďuje se v playi. playi mohou být chladnější než okolní a vyšší bajady.