bioma adalah daerah ekologis merupakan ekosistem global menyimpan flora dan fauna dengan atribut struktural dan fungsional yang sama. Mereka menerima nama yang mengacu pada tipe vegetasi dominan mereka: hutan hujan tropis, hutan gugur beriklim sedang, kaparal Mediterania, dll.
Dalam urutan menaik, tingkat organisasi makhluk hidup adalah sel, organisme, populasi, komunitas, ekosistem , lanskap, bioma, dan biosfer. Oleh karena itu, bioma adalah kategori paling inklusif di mana ahli ekologi dan biogeografi membagi kehidupan di Bumi.
Sumber: pixabay.com
Bioma didefinisikan berdasarkan fisiognomi vegetasi, tanpa memperhitungkan identitas taksonomi organisme. Jenis bioma yang sama dapat ditemukan di benua dengan flora yang berbeda.
Konsep bioma mengasumsikan bahwa lingkungan bertindak baik dalam waktu evolusioner melalui seleksi alam, dan dalam waktu ekologis dengan menyaring spesies untuk menghasilkan pola distribusi vegetasi alami secara global.
Pendekatan tingkat bioma memungkinkan perumusan strategi konservasi keanekaragaman hayati dan studi tentang perubahan iklim.
Indeks artikel
Latar belakang
Pada tahun 1874, Augustin de Candolle mengusulkan lima zona vegetasi latitudinal berdasarkan suhu. Pada tahun 1888, Hermann Wagner dan Emil von Sydow mengenali sepuluh jenis vegetasi, seperti tundra dan gurun, yang sekarang dianggap sebagai bioma. Pada tahun 1900, Wladimir Köppen mengklasifikasikan iklim planet berdasarkan vegetasi.
Pada tahun 1892, C. Hart Merriam merumuskan konsep zona kehidupan, pendahulu bioma karena menempatkan hubungan skala besar antara biota dan iklim .
Pada tahun 1916, Frederic Clements menciptakan istilah bioma sebagai sinonim untuk komunitas biotik. Pada tahun 1935, Arthur Tansley menciptakan istilah ekosistem untuk jumlah komunitas biotik dan lingkungan fisiknya.
Pada tahun 1939, F. Clements dan Victor Shelford mendefinisikan bioma berdasarkan vegetasi klimaksnya dan merujuknya pada skala geografis yang lebih besar daripada skala ekosistem.
Pada tahun 1947, Leslie Holdridge menciptakan sistem untuk membedakan zona kehidupan. Pada tahun 1948, C. Warren Thornthwaite mengembangkan klasifikasi iklim alternatif untuk Köppen.
Pada tahun 1970, Robert Whittaker menambahkan dimensi iklim ke dalam konsep bioma. Pada tahun 1975, Heinrich Walter menggunakan jenis grafik khusus yang disebutnya diagram iklim untuk mengklasifikasikan dan mengkarakterisasi bioma planet ini.
Sistem iklim Köppen
Distribusi geografis vegetasi yang diusulkan oleh A. de Candolle menjadi dasar bagi W. Köppen untuk mengklasifikasikan jenis iklim dan menyiapkan peta iklim pertama. Köppen mendefinisikan lima jenis cuaca berhuruf utama:
1- A . Tropis lembab: setiap bulan dengan suhu rata-rata di atas 18°C; curah hujan tahunan lebih besar dari 1.500 mm. Dibagi lagi menjadi Af (hujan tropis), Am (musim tropis) dan Aw (tropis kering, atau sabana).
2- B . Kering: evapotranspirasi lebih tinggi dari curah hujan tahunan. Dibagi menjadi BW (kering, gurun sejati) dan BS (semi-kering, stepa).
3- C . Beriklim sedang, dengan musim dingin sedang: bulan terdingin dengan suhu rata-rata di bawah 18 ° C dan di atas -3 ° C; bulan terpanas dengan suhu rata-rata di atas 10°C. Dibagi lagi menjadi Cfa (lembab subtropis), Cs (Mediterania) dan Cfb (maritim).
4- D . Beriklim sedang, dengan musim dingin yang ekstrem: bulan yang lebih hangat dengan suhu rata-rata di atas 10 ° C; bulan terdingin dengan suhu rata-rata di bawah -3°C. Dibagi lagi menjadi Dw (dengan musim dingin yang kering), Ds (dengan musim panas yang kering) dan Df (dengan musim dingin dan musim panas yang basah).
5- E . Kutub: dengan suhu rendah sepanjang tahun; suhu rata-rata paling dingin kurang dari 10°C. Dibagi lagi menjadi ET (tundra kutub) dan EF (gletser).
Klasifikasi Iklim Thornthwaite
Sistem Köppen asli terus menjadi yang paling banyak digunakan, meskipun fakta bahwa banyak modifikasi telah diusulkan, seperti Trewartha (1968) dan klasifikasi iklim baru, di antaranya Thornthwaite menonjol.
Jumlah curah hujan yang sama menghasilkan gurun di Afrika dan hutan yang indah di Skandinavia. Untuk alasan ini, Thornthwaite mengembangkan konsep evapotranspirasi potensial (EP), yang sangat penting dalam ekofisiologi tanaman, untuk mempelajari interaksi antara curah hujan dan suhu, bukan kedua variabel secara terpisah.
Thornthwaite mengusulkan klasifikasi iklim yang, karena kerumitannya, jarang digunakan dan hanya menghasilkan sedikit peta. Berdasarkan EP, penulis ini melakukan perhitungan yang agak rumit dari berbagai indeks (kegersangan, kelembaban, efisiensi termal, musiman) yang menghasilkan semacam kaleidoskop lebih dari 800 jenis iklim.
Sistem Zona Kehidupan Holdridge
Mengklasifikasikan hubungan antara iklim dan vegetasi. Banyak digunakan karena kesederhanaan empirisnya. Hal ini memungkinkan penentuan zona kehidupan suatu lokalitas berdasarkan logaritma biotemperature (BT) dan curah hujan (P).
Diasumsikan bahwa: 1) di seluruh dunia, formasi tumbuhan klimaks berbeda menjadi tipe fisiognomik yang setara secara ekologis; 2) iklim menentukan batas geografis formasi ini, yang disebut zona kehidupan.
BT tergantung pada garis lintang dan garis bujur dan merupakan jumlah dari suhu positif bulanan dibagi 12. P diukur dalam milimeter. Berdasarkan BT, evapotranspirasi potensial (EP) dihitung.
Rasio evapotranspirasi potensial (EPP) dihitung sebagai EPP = EP / P. EPP dan membatasi sembilan provinsi (H) kelembaban-kering.
30 zona kehidupan direpresentasikan sebagai sel heksagonal dalam grafik segitiga, yang sisi-sisinya memiliki skala yang sesuai dengan P, EPP, dan H. Di sebelah kanan dan kiri skala vertikal diwakili sesuai dengan enam wilayah garis lintang dan enam lantai ketinggian.
Pada grafik, gradasi zona kehidupan adalah: P, hutan hujan hingga tundra hujan; EPP, gurun hingga tundra kering; H, gurun ke hutan hujan; atas, tundra kering hingga tundra hujan.
Bioma Whittaker
Berdasarkan karakteristik vegetasinya, Whittaker mendefinisikan sembilan jenis bioma:
– Hutan hujan tropis
– Hutan hujan musiman / sabana
– Gurun subtropis
– Hutan jarang / semak
– Hutan hujan beriklim sedang
– Hutan musiman beriklim sedang;
– Padang rumput / gurun beriklim sedang
– Hutan boreal dingin
– Tundra.
Whittaker mengilustrasikan area yang ditempati oleh bioma pada grafik dua dimensi yang sumbu horizontalnya mewakili suhu tahunan rata-rata (° C) dan sumbu vertikalnya mewakili curah hujan tahunan rata-rata (cm). Grafik minimalis ini menekankan perkiraan batas iklim antara bioma.
Dalam grafik Whittaker, sebagian besar lokasi di planet ini berada di area segitiga yang simpulnya sesuai dengan iklim panas / lembab (hutan hujan tropis), panas / kering (gurun subtropis) dan dingin / kering (tundra).
Area segitiga dari grafik yang sesuai dengan iklim sedang / dingin dan hujan / sangat hujan tampak kosong. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa daerah dingin dengan curah hujan tahunan yang sangat melimpah jarang atau tidak ada sama sekali. Ini karena air tidak mudah menguap pada suhu rendah karena udara dingin menahan uap yang sangat sedikit.
Zonobioma Walter
Tidak seperti Whittaker, Walter pertama kali mendefinisikan iklim. Dia kemudian memilih batas antara zona iklim dengan mencocokkannya dengan tipe vegetasi (zonobiom) yang setara dengan bioma Whittaker.
Walter menggunakan diagram iklim di mana suhu bulanan (T) dan curah hujan (P) diwakili pada grafik yang sama dengan skala vertikal yang disesuaikan untuk menunjukkan periode basah dan kering. Jika P di atas T, tidak ada defisit air dan pertumbuhan tanaman hanya dibatasi oleh T. Jika P di bawah T, defisit air membatasi pertumbuhan tersebut.
Zonobioma Walter adalah: I) hutan khatulistiwa yang selalu hijau; II) hutan gugur tropis; III) gurun subtropis; IV) kaparal Mediterania; V) hutan cemara beriklim sedang; VI) hutan gugur beriklim sedang; VII) padang rumput dan stepa beriklim sedang; VIII) hutan boreal dingin; IX) tundra.
Zonobioma ini dicirikan oleh: I) P dan T tidak membatasi; II) P membatasi di musim dingin; III) P membatasi sepanjang tahun; IV) P membatasi di musim panas; V) T membatasi (<0 ° C) sebentar di musim dingin; VI) T membatasi di musim dingin; VII) P membatasi di musim panas dan T di musim dingin; VIII) T membatasi sebagian besar tahun; IX) T membatasi hampir sepanjang tahun.
Jenis bioma
Klasifikasi bioma Whittaker dan Walter menjadi sembilan jenis adalah yang paling umum. Saat ini tidak ada konsensus umum tentang berapa banyak jenis bioma yang harus dibedakan. Misalnya, WWF (World Wildlife Fund) membedakan 14, sementara beberapa penulis mengklaim ada lebih dari 20.
Karakterisasi ekologi dan biogeografis dari berbagai jenis bioma terestrial yang disajikan di bawah ini terbatas pada skema Walter. Perlu dicatat bahwa ini merupakan penyederhanaan.
Hutan hijau khatulistiwa
Ini didistribusikan di dataran rendah daerah tropis (10 ° LU – 10 ° S) Amerika (cekungan Amazon dan Orinoco, pantai Atlantik Brasil, Amerika Tengah), Afrika (dari pantai Atlantik ke cekungan Kongo, Madagaskar), Asia (Vietnam, Thailand, Malaysia) dan Kepulauan Pasifik mulai dari Asia hingga Australia (Indonesia, Filipina, New Guinea, Queensland).
Iklim dicirikan oleh curah hujan tahunan minimal 2.000 mm, dengan setiap bulan melebihi 100 mm. Suhunya seragam sepanjang tahun (> 18 ° C) dan bervariasi kurang musiman daripada sepanjang hari.
Meskipun tanahnya sering laterit dan karena itu miskin nutrisi, vegetasi terdiri dari kanopi pohon cemara yang terus menerus mencapai ketinggian 30-60 m. Di bawah kanopi itu ada beberapa strata yang terdiri dari pohon dan semak yang lebih kecil. Liana dan epifit berlimpah.
Meskipun hanya menempati 6% dari permukaan bumi, ini adalah bioma yang paling produktif, kompleks dan beragam: ini adalah rumah bagi setengah dari spesies tumbuhan dan hewan di planet ini.
Hutan gugur tropis
Bagi banyak penulis saat ini dan, dengan mempertimbangkan pengertian Walter, bioma ini terdiri dari dua sub-bioma yang jelas berbeda: hutan gugur tropis dan sabana tropis.
Formasi hutan bioma ini tersebar di dataran rendah di luar zona ekuator (10–30° LU dan S) di Amerika Selatan, Afrika, India, dan Australia. Iklimnya hangat dan dicirikan oleh curah hujan musiman 900-1.500 mm, dengan musim hujan dan kemarau yang jelas (misalnya iklim monsun di India).
Dalam kasus formasi hutan, vegetasi terdiri dari pohon-pohon gugur yang kehilangan daunnya selama musim kemarau, dengan hanya satu atau dua lapisan di bawah kanopi, yang terputus-putus.
Formasi sabana tropis dari bioma ini memiliki distribusi yang sama dengan yang berhutan. Di beberapa daerah, terutama Asia, sabana ini kemungkinan besar berasal dari hutan gugur yang rusak karena kebakaran dan penggembalaan ternak.
Di sabana ini vegetasinya berupa rerumputan dengan pepohonan yang tersebar. Dalam kasus Afrika, mereka adalah rumah bagi komunitas mamalia herbivora dan karnivora paling beragam di planet ini.
Gurun subtropis
Ini didistribusikan di barat daya Amerika Serikat, Meksiko utara, Amerika Selatan (terutama Peru, Chili, dan Argentina), Afrika utara (Sahara), dan Australia (30–40 ° LU dan S). Bersama dengan bioma gurun yang dingin, ia menempati sekitar seperlima permukaan bumi.
Disebut gurun panas karena suhunya jarang turun di bawah 0 °C. Curah hujan rendah (seringkali kurang dari 250mm per tahun) dan tidak dapat diprediksi.
Vegetasi tidak membentuk kanopi dan sebagian besar terdiri dari semak dan pohon rendah, seringkali berduri, biasanya dengan daun kecil yang selalu hijau, dipisahkan oleh tanah kosong.
Tanah hampir sama sekali tidak mengandung bahan organik. Fauna, di antaranya reptil berlimpah, terdiri dari spesies kecil, perilaku dan fisiologis khusus untuk menahan panas dan bertahan hidup kelangkaan air.
kaparal Mediterania
Ini didistribusikan di California selatan, Eropa selatan di belahan bumi utara, Chili tengah, wilayah Cape (Afrika Selatan), dan Australia barat daya di belahan bumi selatan (30–40 ° LU dan S).
Musim dingin ditandai dengan suhu sedang dan hujan, sedangkan musim panas ditandai dengan kekeringan. Curah hujan tahunan tidak melebihi 600 mm.
Vegetasi terdiri dari semak lebat setinggi 1-3 meter, hijau sepanjang tahun, dengan daun sclerophyllous kecil yang tahan terhadap kekeringan dan akar yang dalam. Di musim panas, kebakaran sering membakar biomassa udara, mencegah pembentukan pohon. Semak beregenerasi setelah kebakaran dan menghasilkan benih tahan api.
Tanah tidak khas untuk jenis vegetasi ini. Berbeda dengan flora, fauna memiliki beberapa spesies endemik.
Hutan cemara beriklim sedang
Ini didistribusikan di dekat pantai di barat laut Amerika Utara, Chili selatan, Tasmania, dan Selandia Baru. Ini menempati ekstensi kecil.
Iklim dicirikan oleh musim dingin yang ringan dengan curah hujan yang tinggi dan musim panas yang berawan. Suhu yang agak dingin terjadi sepanjang tahun, tetapi selalu di atas 0 ° C. Curah hujan tahunan melebihi 1.500 mm. Vegetasi terdiri dari hutan cemara yang sangat tinggi.
Di Amerika Utara, dua tumbuhan runjung menonjol, cemara Douglas ( Pseudotsuga sp.) Dan kayu merah ( Sequoia sempervirens ), yang tingginya dapat melebihi 100 meter. Di belahan bumi selatan perlu disebutkan pohon berdaun lebar ( Agathis , Eucalyptus , Nothofagus ) dan tumbuhan runjung ( Podocarpus ).
Karena kelembaban permanen, hutan-hutan ini tidak terpengaruh oleh api. Pertumbuhan pohon lambat, tetapi mereka mencapai ukuran besar karena mereka adalah salah satu makhluk hidup terpanjang di planet ini.
Hutan gugur beriklim sedang
Ini terutama didistribusikan di mana pun ada cukup air untuk pertumbuhan pohon besar. Untuk alasan ini didistribusikan ke Kanada tenggara, Amerika Serikat bagian timur, Eropa dan Asia timur. Bioma ini kurang berkembang di belahan bumi selatan karena di sana rasio laut / daratan yang tinggi mecararasi iklim dan mencegah salju musim dingin.
Pohon kehilangan daunnya di musim gugur dan menumbuhkannya kembali di musim semi. Spesies yang dominan memiliki daun lebar. Vegetasi termasuk semak dan tanaman herba di lantai hutan.
Tanah mengandung bahan organik yang melimpah. Pepohonan yang menghasilkan buah dan kacang berlimpah, memberi makan beragam fauna yang mencakup tupai, rusa, babi hutan, dan beruang.
Padang rumput dan stepa beriklim sedang
Ini didistribusikan di Amerika Utara (Cekungan Besar), Amerika Selatan (pampas), Eropa (Ukraina), Asia Tengah (stepa, gurun Gobi) dan Afrika Selatan (Veld), menempati dataran kontinental (30 ° –60 ° N dan S) . Secara geografis dan iklim ditemukan di antara hutan beriklim sedang dan gurun.
Curah hujan tahunan adalah 300–850 mm. Jika curah hujan kurang (250–500 mm), bioma ini disebut gurun dingin (Great Basin, Gobi). Musim dingin sangat ekstrim. Musim tanam tanaman (T> 0 ° C) adalah 120–300 hari.
Terdapat lapisan vegetasi yang unik, didominasi oleh rumput setinggi 3 m di padang rumput yang lembab, dan hingga 0,2 m di gurun yang dingin. Kebakaran besar di akhir musim panas.
Karena curah hujan yang jarang dan suhu rendah, puing-puing terurai perlahan. Tanahnya dalam, kaya bahan organik dan subur. Padang rumput alami, yang pernah menempati 40% permukaan bumi, telah terbelah dua karena pertanian.
Padang rumput ini adalah rumah bagi hewan ikonik. Di Amerika Utara, mereka termasuk bison, pronghorn, anjing padang rumput (marmut), atau coyote. Di Eropa dan Asia mereka termasuk tarpan (kuda liar), antelop saiga dan tikus mol.
Hutan boreal dingin
Hal ini sering dikenal sebagai taiga. Ini menempati garis lintang lebar yang berpusat pada 50 ° LU di Amerika Utara dan 60 ° LU di Eropa. Pada ketinggian tinggi, ia menembus zona beriklim sedang. Misalnya, memanjang dari Kanada ke selatan di sepanjang Pegunungan Rocky, berlanjut ke daerah yang lebih tinggi di seluruh Meksiko.
Di sebelah utara, ditemukan di mana musim panasnya pendek (kurang dari empat bulan dengan suhu rata-rata> 10 ° C; rata-rata tahunan <5 ° C) dan musim dinginnya panjang dan ekstrem (turun hingga –60 ° C). Di pegunungan beriklim sedang, ditemukan di ketinggian di mana embun beku terjadi. Curah hujan tahunan adalah 400–1.000 mm.
Vegetasi didominasi oleh tumbuhan runjung yang selalu hijau ( Picea abies ) setinggi 10–20 meter. Kanopinya tidak terlalu rapat, sehingga terdapat tumbuhan bawah berupa semak, lumut, dan lumut kerak yang tahan terhadap keasaman. Keanekaragaman rendah.
Karena penguapan yang rendah, tanah menjadi lembab dan karena suhu rendah, sisa-sisa tumbuhan perlahan-lahan terurai dan menumpuk, membentuk rawa gambut. Taiga adalah salah satu reservoir karbon organik terbesar di planet ini. Akumulasi daun acicular membuat tanah asam dan tidak terlalu subur.
Tundra
Hal ini ditemukan terutama di belahan bumi utara, utara taiga dan selatan tutup kutub. Tundra alpine ditemukan di dataran tinggi, tepat di bawah gletser, di Amerika Utara (Pegunungan Rocky), Amerika Selatan (Andes), Eropa (Alps) dan, menempati area yang luas, di Asia (dataran tinggi Tibet).
Iklimnya lebih ekstrim (di bawah 0 ° C selama 7-10 bulan dalam setahun) dibandingkan dengan taiga. Curah hujan tahunan kurang dari atau kurang dari 600 mm. Sebagian besar tanah membeku sepanjang tahun (permafrost). Selama hari-hari panjang musim panas, lapisan tanah atas (0,5-1 m) mencair, memungkinkan pertumbuhan tanaman yang dipercepat.
Vegetasi tidak memiliki pohon dan terdiri dari semak kerdil, rumput. Lumut dan lumut menonjol. Produktivitas primer, biomassa tanaman dan keanekaragaman hayati lebih rendah dibandingkan dengan bioma lainnya.
Di antara hewan herbivora, karibu, lembu kesturi, domba Dall, atau kelinci kutub, lemingo menonjol. Di antara hewan karnivora menonjol beruang coklat, serigala dan rubah Arktik. Di dataran tinggi Tibet, yak (mirip dengan sapi), argali (sejenis domba liar) dan macan tutul salju menonjol.
Bioma akuatik
Konsep bioma dikembangkan untuk ekosistem terestrial berdasarkan karakteristik vegetasi. Karena mereka tidak memiliki vegetasi (produsen utama sebagian besar adalah alga bersel tunggal), ekosistem akuatik tidak memiliki bioma dalam arti istilah untuk ekosistem terestrial.
Ekosistem perairan menempati wilayah yang lebih luas daripada ekosistem darat dan secara struktural dan biologis sangat beragam. Studi dan konservasi mereka juga mengharuskan mereka untuk dikelompokkan ke dalam bioma.
Bioma akuatik didefinisikan berdasarkan karakteristik seperti garis lintang, curah hujan, angin, kedekatan dengan pantai, kedalaman, suhu, aliran air, salinitas, dan konsentrasi oksigen dan nutrisi.
Jumlah bioma air yang dikenali bervariasi. Kategorisasi yang paling umum mungkin akan mencakup sungai, danau, lahan basah, muara, dan lautan.
Secara lebih rinci dapat dibedakan komunitas mangrove, dataran asin, lentic (danau dan kolam) / lotic (sungai dan sungai), pantai laut berbatu / berpasir / berlumpur, terumbu karang, kedalaman pelagis permukaan / laut, platform / benthos laut dalam.
Referensi
- Belda, M., Holtanová, E., Halenka, T., Kalvová, J. 2014. Klasifikasi iklim ditinjau kembali: dari Köppen ke Trewartha. Penelitian Iklim, 59, 1–13.
- Bonan, G. 2016. Klimatologi ekologi: konsep dan aplikasi. Cambridge, New York.
- Brown, JH, Lomolino, MV 1998. Biogeografi. Sinauer, Sunderland.
- Feddema, J. 2005. Klasifikasi iklim global tipe Thornthwaite yang direvisi. Geografi Fisik, 26, 442–466.
- Kottek, M., Grieser, J., Beck, C., Rudolf, B. Rubel, F. 2006. Peta Dunia klasifikasi iklim Köppen-Geiger diperbarui. Meteorologische Zeitschrift, 15, 259–263.
- Longhurst, A. 1998. Geografi ekologi laut. Pers Akademik, San Diego.
- Morin, PJ 1999. Ekologi masyarakat. Wiley, Chichester.
- Mucina, L. 2019. Bioma: evolusi konsep ekologis dan biogeografis yang penting. Ahli Fitologi Baru, 222, 97-114.
- Olson, DM, dkk. 2001. Ekoregion terestrial Dunia: peta kehidupan baru di Bumi. BioScience, 51, 933-938.
- Ricklefs, RE 2008. Ekonomi alam. WH Freeman, New York.
- Spalding, MD, dkk. 2007. Ekoregion laut dunia: bioregionalisasi daerah pesisir dan landas. BioScience, 57, 573-583.
- Tosi, JA Jr. 1964. Kontrol iklim ekosistem terestrial: laporan caral Holdridge. Geografi Ekonomi, 40, 173-181.
- Walter, H. 1979. Vegetasi bumi dan sistem ekologi geo-biosfer. Springer-Verlag, Berlin.
- Whittaker, RH 1970. Komunitas dan ekosistem. Macmillan, New York.
- Woodward, SL 2009. Pengantar Bioma. Pers Greenwood, Westport.
