Esplorazione dei climi e degli ecosistemi terrestri

Il ruolo del clima

Il clima è, otre che il principale artefice della multiforme presenza delle acque e il più importante fattore del modellamento del rilievo nelle aree continentali, uno dei maggiori responsabili della formazione del suolo, ossia di quella pellicola più esterna della crosta terrestre che è costituita sia da sostanze minerali che da residui organici.

Composizione del suolo

Il suolo, laddove esiste, ha spessore variabile da qualche centimetro a una decina di metri e più, secondo l’intensità e la durata dei processi di degradazione subiti dalle rocce da cui deriva.

Importanza del suolo per la vegetazione

Le sostanze che compongono il suolo sono solide, liquide e aeriformi: per lo sviluppo della vegetazione è necessaria la presenza di tutti e tre gli stati della materia. La porzione solida è sia inorganica che organica: la prima deriva dalla disgregazione delle rocce, dovuta agli agenti atmosferici, e può variare dalla ghiaia alla sabbia molto fine all’argilla; la seconda è costituita da materiali vegetali e animali, sia vivi, sia decomposti. La porzione liquida è una soluzione complessa in cui predomina l’acqua. I gas sono gli stessi dell’atmosfera, uniti a quelli liberati dall’attività biochimica del suolo.

Fattori essenziali per le piante

La vita e la diffusone delle piante dipendono appunto in larga misura dall’esistenza e dalle proprietà del suolo.

Escludendo alcuni gruppi vegetali (come quello dei funghi), per la vita delle piante è innanzitutto indispensabile la luce, che gioca un ruolo fondamentale nell’ambito dei processi di fotosintesi clorofilliana. Ma non tutte le piante hanno bisogno della stessa quantità di luce: esistono piante ombrofile, che necessitato di poca luce, e piante eliofile, che presentano esigenze opposte.

Un altro fattore essenziale è il calore, senza il quale le piante non possono esplicare il loro ciclo biologico. In base alle esigenze termine, esse possono distinguersi in: megaterme (richiedono una temperatura media superiore a 20°C), mesoterme (temperature ottimali comprese tra 15 e 20°C), microterme (temperature comprese tra 0 e 15°C) ed echistoterme (fino a temperature inferiori a 0°C).

Indispensabili per l’esistenza della vegetazione sono anche acqua e vento.

Relazioni tra piante e animali

Le condizioni di vita degli animali sono diverse da quelle dei vegetali. La luce, ad esempio, agisce in modo diverso sugli animali: alcuni la amano come molti la rifuggono. Anche il calore importante per la vita degli animali.

Le variazioni atmosferiche possono rappresentare un notevole ostacolo per essi: esclusi gli uccelli rapaci diurni, gli altri animali non possono spingersi verso zone in cui l’aria diventa molto rarefatta e povera di ossigeno. L’umidità atmosferica ha una grande importanza legata alla trasformazione allo stato liquido: l’acqua presenza sempre la sostanza indispensabile per la sopravvivenza. La vegetazione, infine, costituisce un nutrimento diretto o indiretto per la fauna.

Formazioni vegetali e animali

Le varie specie di vegetali sono riunite in raggruppamenti con esigenze ambientali simili detti formazioni vegetali, e se ne possono distinguere di quattro tipi:

- Formazioni arboree

- Formazioni arbustive

- Formazioni erbacee

- Formazioni desertiche

In più si possono suddividere in formazioni chiuse o aperte, in base a quanto suolo lasciano scoperto.

Anche per la fauna esistono raggruppamenti di specie che hanno esigenze ambientali più o meno comuni: le associazioni animali.

Ecosistemi e biomi

In ogni regione della Terra le varie specie vegetali e animali presenti non vivono in maniera indipendente, ma hanno fra loro relazioni di diversi tipi (commensalismo, mutualismo, simbiosi, predazione, parassitismo); esse formano una “comunità” biologica detta biocenosi. Gli organismi di tale comunità convivono e interagiscono in un determinato “intorno” detto biotopo.

Il biotopo e la biocenosi formano un ecosistema, le cui componenti si comportano come forze interattive collegate, ognuna delle quali influenza e modella l’altra. Se si prendono in esame tutte le terre emerse, è facile osservare che il paesaggio può apparire uniforme anche per aree molto vaste, ma ciò non significa necessariamente che ciascuna di queste rappresenti un unico ecosistema. Questi grandi ambienti relativamente unitari, nei quali ad una determinata formazione vegetale si accompagna una data associazione animali, vengono detti biomi.

Classificazione dei climi

Diversi studiosi hanno cercato di stabilire una rigorosa classificazione dei climi, ritrovandosi davanti a grandi difficoltà. Tra i molti tentativi troviamo il primo di Köppen, che individuava undici tipi climatici principali, in ognuno dei quali veniva indicato con il nome della pianta o dell’animale più caratteristici di quelle particolari condizioni climatico - ambientali. Lo stesso autore, però, successivamente pervenne ad una classificazione che prendeva in considerazioni valori reali della temperatura e delle precipitazioni e fissava dei limiti termometrici e pluviometrici per distinguere i vari tipi climatici; questi ultimi venivano raggruppati in cinque grandi gruppi o classi, distribuiti secondo latitudini crescenti dall’Equatore ai poli:

- A - climi megatermici umidi (o delle piante megaterme)

- B - climi aridi (o delle piante xerofile);

- C - climi esotermici (o delle piante mesoterme);

- D - climi micro termici (o delle piante microterme);

- E - climi nivali (o delle piante echistoterme).

Ciascuno di questi grandi gruppi comprende due o più tipi climatici, ai quali corrispondono quasi altrettanti biomi delle terre emerse (foresta pluviale, savana, giungla, deserto, macchia mediterranea, foresta decidua, prateria, foresta di conifere, tundra e pochi altri).

Oltre alla diversa disposizione delle terre e dei mari, intervengono gli altri fattori che possono spostare, ampliare o ridurre le varie zone climatiche, caratterizzate da condizioni di temperatura, umidità e pressione praticamente omogenee. Inoltre è evidente che tra una zona e la successiva non esiste un limite netto, ma si verifica un passaggio graduale; si hanno, cioè, i climi di transizione.

Climi megatermici umidi

Caratteristici della fascia calda compresa fra i due tropici, nella quale le temperature medie non scendono sotto i 15°C.

Hanno abbondanti precipitazioni, che in casi eccezionali raggiungono i 12000 mm annui.

La vegetazione è molto fitta e varia e la fauna varia da numerosi animali di diverse specie; i suoli sono per lo più lateritici.

In questo gruppo distinguiamo due tipi climatici principali: clima equatoriale o pluviale e clima della savana; ad essi, però, si deve aggiungere il clima monsonico, considerato come una variazione di quello equatoriale.

Clima equatoriale e savana

Il clima equatoriale ha temperature medie elevate (25.30°C), che si mantengono pressochè invariate durante tutto l’anno, tanto da non permettere una distinzione in stagioni vere e proprie. Le precipitazioni risultano ben distribuite durante tutto l’anno, anche se presentano due massimi in corrispondenza degli equinozi.

La grande umidità favorisce una vegetazione lussureggiante, la foresta equatoriale o foresta pluviale, spessa e impenetrabile. Tra i numerosi animali vi sono grossi insetti, pesci voraci, anfibi, uccelli, oltre al faune adattatesi alla vita sugli alberi, tra cui le grosse scimmie. Scarseggiano rettili, mammiferi carnivori e mancano quasi del tutto i grossi mammiferi erbivori.

Ai margini delle zone a clima equatoriale si estende il clima della savana. Le temperature sono sempre elevate. Le precipitazioni sono abbondanti, ma presentano una differenziazione stagionale, con due periodi di massima intensità in corrispondenza del paesaggio del Sole allo Zenit (piogge zenitali); questi periodi tendono ad essere sempre più vicini, fino a ridursi ad uno solo in corrispondenza dei tropici. Globalmente queste zone sono soggette a più di tre mesi di siccità.

Man mano che dalle zone equatoriali ci si sposta verso i tropici, la foresta tende a diradarsi e si trovano formazioni vegetali aperte, sesso miste, con abbondanza di alberi, arbusti ed erbe. Tra gli animali abbondano gli insetti e i rettili, mammiferi erbivori e carnivori, scimmie, mentre scarseggiano gli uccelli. I fiumi sono popolati da coccodrilli, uccelli acquatici e ippopotami.

Clima monsonico

Il clima monsonico è caratteristico di una ampia fascia che si estende nell’Asia meridionale e lungo la costa orientale del Madagascar. Esso può essere considerato come una differenziazione dei climi precedenti, determinata dalla presenza e dall’azione dei monsoni. Le condizioni termiche sono molto varie a seconda della regione, ma il regime pluviometrico è particolare, con un periodo di intense precipitazioni durante lo spirare del monsone di mare (maggio – ottobre) e uno di siccità quando soffia il monsone di terra (ottobre – maggio).

La vegetazione è rappresentata dalla giungla, caratterizzata dalla presenza di molti alberi che perdono le foglie nella stagione secca e da essenze vegetali dominanti. La fauna comprende specie appartenenti sia al clima equatoriale, sia a quello della savana.

Climi aridi e desertici

Vanno dal clima de “deserto caldo” (sopra i 18°C) al clima del “deserto freddo” (fino a -30°). Le piogge sono scarse. Oltre che dalla diversa piovosità, comunque insufficiente ad assicurare una copertura vegetale continua, il tipo di vegetazione dipende anche dal tipo di suolo presente: dove la roccia di base è coperta da una coltre più o meno spessi di terreni sabbiosi o argillosi, con scarsi residui humici, si incontra la cosiddetta “steppa asciutta”, o prede serto; dove prevalgono le nude distese sabbiose ciottolose o gli affioramenti roccioso ed il suolo è ridotto e privo di humus o assente, domina il deserto.

Clima predesertico e desertico

Il clima predesertico ha la temperatura compresa fra i 2 e i 22°C, con scarse precipitazioni. Le formazioni predesertiche sono rappresentate da una vegetazione aperta prevalentemente di arbusti, cespugli e ciuffi erbacei, sempre discontinui. Nelle zone prossime ai tropici si incontrano arbusti spinosi, piante grasse e piante con radici profonde e foglie molto ridotte e semi inesistenti. La fauna è rappresentata per lo più da animali di piccola taglia, pochi rettili, qualche roditore, canguri (Australia), coyote (America).

Il clima desertico è caratterizzato ad forti escursioni termiche giornaliere o annue e da precipitazioni molto scarse.

I deserti caldi sono contraddistinti da forti escursioni giornaliere (durante il giorno la temperatura può superare i 60°C e la notte scendere sotto lo zero) e da elevate temperature che favoriscono l’evaporazione; l’aridità è legata alla presenza dell’anticiclone subtropicale.

Nei deserti freddi predominano le forti escursioni termiche annue. L’aridità è dovuta alla notevole distanza dal mare e alla presenza di alti rilievi montuosi che chiudono l’accesso alle masse d’aria umida oceaniche. La vegetazione è rappresentata per lo più da formazioni erbacee o cespugliose molto rade, che tendono a scomparire del tutto mano a mano che si procede verso l’interno. Tuttavia, nelle zone desertiche calde in cui esistono falde acquifere si incontrano delle oasi nelle quali la vegetazione può essere anche abbondante. La fauna è molto povera e limitata alle specie più resistenti alla sete: aracnidi, scorpioni, rettili, piccoli roditori, qualche antilope, cammelli e dromedari.

Climi temperati

Sono i climi temperati, con precipitazioni moderate ed inverni non troppo rigidi. Le temperature medie del mese più freddo sono comprese fra i 15°C e i 2°C. la quantità e il regime delle precipitazioni sono variabili da zona a zona, ma quasi sempre tali da assicurare una copertura vegetale pressoché continua; la neve vi compare appena e in genere permane a lungo soltanto nelle zone montagnose. Il carattere generale della vegetazione è dato dall’abbondanza di piante sempreverdi; la fauna è scarsamente omogenea e comprende animali provenienti da altre aree, poco rappresentativi di queste zone.

Clima sinico e mediterraneo

Il clima sinico è caratterizzato da un inverno secco, con piogge che hanno il loro massimo o sono del tutto concentrate nei mesi estivi molto caldi, in corrispondenza del monsone di mare; le escursioni termiche sono accentuate di più dove il monsone di terra fa scendere le temperature invernali.

L’ineguale distribuzione stagionale delle precipitazioni e le escursioni termiche sono attenuate nelle zone insulari, come il Giappone. La vegetazione è caratterizzata da piante sempreverdi con alternanze di piante tropicali come palme, bambù e orchidee. Tra gli animali sono caratteristici l’airone in Giappone e il fagiano argentato in Cina.

Il clima mediterraneo è il meno esteso dei climi mesotermici. Esso è caratterizzato dalla presenza dell’anticiclone estivo e quindi da precipitazioni prevalentemente invernali. Le estati sono calde e secche, ma ad esse seguono autunni e inverni tiepidi e umidi.

La vegetazione spontanea ha il massimo sviluppo in primavera. È qui che si trova la caratteristica macchia mediterranea, composta principalmente da alberi bassi e da arbusti sempreversi; solo di rado compaiono veri boschi e foreste, in genere alternati con prati assolati.

Tra la fauna, in particolare quella che si incontra in Italia, ricordiamo i lupi, i caprioli, i daini, i cinghiali, le volpi, i conigli selvatici, l’istrice e il muflone (limitato alla sola Sardegna).

Clima temperato fresco

Il clima temperato fresco è mediamente umido, con piogge frequenti in tutte le stagioni nelle aree costiere o concentrate prevalentemente in una stagione nelle parti più interne dei continenti. Gli inverni sono miti e le estati fresche e quindi non si registrano grandi escursioni termiche. Interessa essenzialmente le regioni poste alle medie latitudini. Il clima temperato fresco continentale è condizionato anche dalle alte pressioni invernali, per cui le piogge cadono prevalentemente in estate e le escursioni termiche sono più marcate.

La vegetazione è molto rigogliosa e la fauna eterogenea.

Climi freddi

Sono diffusi soprattutto nel nostro emisfero. In queste zone prevalgono periodi freddi più o meno prolungati: la media del mese più caldo supera i 10°C, mentre quella del mese più freddo è inferiore ai 2°C. le precipitazioni si verificano in estate e in genere sono non molto abbondanti. La caduta di neve è frequente nelle parti periferiche ad inverno molto secco.

La mano vegetale presenta aspetti caratteristici, ma varia di zona a zona, a seconda dell’altitudine, e della latitudine e dalla distanza dal mare. È questa la fascia delle foreste di latifoglie, delle steppe-praterie e delle foreste di aghifoglie. Fra gli animali di incontrano specie comuni a tutte e tre le zone ad altre più tipiche dell’una o dell’altra di esse, adattate all’ambiente particolare.

Clima freddo ad estate calda

Il clima freddo ad estate calda è appunto caratterizzata da un’escursione termica accentuata; le precipitazioni, liquide e solide, si presentano in tutte le stagioni, con una maggiore concentrazione nel periodo estivo. Nelle aree più interne e meridionali si individua una varietà meno umica e con estati più calde: si tratta del clima delle steppe. Le foreste decidue di latifoglie sono in genere costituite da un numero ristretto di specie, con una dominante. Il periodo di riposo invernale è contrassegnato dalla caduta delle foglie.

Per quanto riguarda la fauna, accanto a specie comuni come cervo, cinghiale, lupo, volte, lepre, vi sono specie caratteristiche della foresta, come orso e bisonte, ed altre più tipiche della steppa, come talpe, marmotte, vari uccelli, rettili e cavallette.

Clima freddo ad inverno prolungato

Il clima freddo ad inverno prolungato presenta una stagione invernale di durata maggiore agli otto mesi, per cui le estati sono assai brevi, con temperature sotto i 20°C, e le stagioni intermedie sono assenti; l’escursione annua è molto elevata. Le precipitazioni sono scarse in prevalenza estive. La copertura nevosa può mantenere dai cinque agli otto mesi, periodo durante il quale i laghi ed i fiumi gelano completamente. La vegetazione è caratterizzata da foreste di conifere; così si presenta la famosa taiga della Siberia.

La fauna è rappresentata soprattutto da renne ed alci, oltre a specie presenti anche nel tipo climatico precedente e da animali di pelliccia (visone, castoro, ermellino, volpe argentata.

Climi polari e di alta montagna

La temperatura media del mese più caldo è sempre inferiore ai 10°C, fino a scendere sotto lo zero nelle zone più elevate o polari; le escursioni termiche annue sono notevoli, mente quelle giornaliere sono quasi irrilevanti. Le precipitazioni sono scarse.

Il suolo è in molti casi gelato: soltanto durante l’estate si ha un brevissimo disgelo superficiale, la parte perennemente gelata sotto prende il nome di permafrost o permagelo.

La vegetazione è assai scarsa o assente del tutto:sono assenti alberi d’alto fusto e sono presenti solo essenze come betulle nane e salici, mentre prevalgono muschi e licheni. Tra gli animali esistono soltanto specie che d’inverno migrano verso latitudini più basse: orsi bianchi, lepri polari, renne, buoi muschiati. Lungo le coste delle aree glaciali si incontrano numerosi pinnipedi, quali foche, trichechi ed elefanti marini; fra i molti uccelli, sono caratteristici i pinguini (Antartide) e altri uccelli marini come le procellarie.

I due tipi climatici principali di questo gruppo sono:

- Il clima della tundra (o subpolare) che si trova essenzialmente ai margini del circolo polare artico.

- Il clima del gelo perenne (o polare) che interessa le zone coperte quasi per intero e costantemente dai ghiacci.

- In clima di alta montagna.