Piętrowość jest to cecha środowiska przyrodniczego terenów górskich. Polega na zmienności jego cech wraz ze wzrostem wysokości bezwzględnej. Zmienność ta dotyczy całego środowiska, jak i poszczególnych jego elementów (np. klimatu, opadów, gleb, roślinności itp.). Przejawem piętrowości jest występowanie w górach pionowych stref (pięter), różniących się od siebie własnościami środowiska przyrodniczego. Istotne znaczenie dla piętrowego zróżnicowania cech środowiska mają pionowe zmiany elementów klimatu (temperatura powietrza, opady) oraz budowa geologiczna i ukształtowanie terenu (ekspozycja i nachylenie stoków, zróżnicowanie i układ form rzeźby i in.). Zjawisku piętrowości podlegają niemal wszystkie komponenty środowiska i procesy w nim zachodzące. W zależności od tego, który element środowiska bierzemy pod uwagę, możemy wyróżnić m.in.:

• piętrowość roślinną – najłatwiej dostrzegalny element piętrowości;

• piętrowość klimatyczną (w tym np. piętrowość opadów);

• piętrowość glebową;

• piętrowość procesów morfogenetycznych;

• piętrowość świata zwierzęcego;

• i inne.

Piętrowość zaznacza się wyraźnie m.in. w górach średnich i wysokich w strefie umiarkowanej półkuli północnej i południowej oraz w górach wysokich w strefie  równikowej. Na terenach górskich występuje klimat astrefowy zwany górskim. Na kształtowanie się tego klimatu ma wpływ wysokość geograficzna, odległość od mórz i oceanów, prądy morskie.

RvbfM7iexdqB3

Zdjęcie przedstawia górski szczyt w otoczeniu lasu iglastego. Na zboczach rosną drobne roślinności i trawy, niżej są wszelkiego rodzaju drzewa iglaste jak sosny, świerki, a na pierwszym planie znajdują się krzewy iglaste. Ukazano piętrowość roślinną.

Głównym czynnikiem, który wywołuje zmiany pozostałych elementów środowiska, jest klimat, a zwłaszcza malejąca wraz z wysokością temperatura powietrza i wzrastające opady. Ze wzrostem wysokości zmieniają się także: ciśnienie atmosferyczne, natężenie promieniowania słonecznego, wilgotność powietrza, prędkość wiatru i in. Zmiany te są efektem m.in. konwekcji orograficznejkonwekcja orograficznakonwekcji orograficznej, polegającej na unoszeniu się mas powietrza wzdłuż dowietrznych stoków, czemu towarzyszy spadek temperatury (zgodnie z gradientem wilgotnoadiabatycznymgradient wilgotnoadiabatycznygradientem wilgotnoadiabatycznym wynoszącym 0,6°C/100 m), wzrost zachmurzenia i opadów. Proces ten może być dodatkowo potęgowany przez konwekcję termicznąkonwekcja termicznakonwekcję termiczną występującą na górskich stokach w ciągu dnia. Z kolei po zawietrznej stronie stoków powietrze jest suche i ciepłe; spływając, tworzy cień opadowy i powoduje zmiany temperatury powietrza zgodnie z gradientem suchoadiabatycznymgradient suchoadiabatycznygradientem suchoadiabatycznym wynoszącym 1°C/100 m.

R1NBdtvKMxFDk

Diagram przedstawia różnice temperatury powietrza w zależności od ekspozycji stoku na półkuli północnej. Po lewej stronie zobrazowano półkulę południową. Na wysokości 0m temperatura sięga 39 st. C., na 1800m – 44 st. C., na 2300m – 46,4 st. C., na 3000m – 59,9 st. C. Po prawej stronie jest natomiast półkula północna. Na wysokości 0m – temperatura 32 st. C., na 1800m – 26,5 st. C., na 2300m – 19 st. C., na 3000m – 6 st. C.

Jak widać, klimat obszarów górskich jest bardzo zależny od wysokości nad poziomem morza – im jest ona większa, tym występuje m.in. niższa temperatura powietrza, większe opady, większy udział śniegu w rocznej sumie opadów, silniejszy wiatr itp. Wpływ na elementy klimatu ma także ekspozycja stoków – na półkuli północnej do stoków o ekspozycji południowej dopływa większa ilość promieniowania słonecznego niż do stoków o ekspozycji północnej. Czynniki te wpływają na zmienność klimatycznych warunków rozwoju roślin; znacznemu skróceniu ulega także okres wegetacyjny. Ponadto na rozwój roślin niekorzystnie wpływają: duże nachylenie stoków, intensywne procesy erozji, występowanie płytszych i mniej żyznych gleb oraz trudniejszy dostęp do wód podziemnych mimo wysokiej sumy opadów.

Na obszarach górskich często występuje również zjawisko inwersji opadowej, czyli występowanie mniejszej ilości opadów wraz ze znacznym wzrostem wysokości. W górach przy ich podstawie ilość opadów jest dość wysoka i rośnie z wysokością, dopiero od wysokości 1–2 km powyżej ich podstawy ilość opadów zaczyna maleć. Jest to związane z mniejszą ilością parowania i niższą zawartością pary wodnej w atmosferze. Istnieją również różnice pomiędzy ilością opadów po zawietrznej i nawietrznej stronie gór, zwłaszcza dla układów górskich ułożonych z południa na północ. Dla przykładu, opad po zachodniej stronie Gór Skalistych jest znacznie większy niż na wschodniej stronie. W Polsce inwersja opadowa występuje w Tatrach.

Nic więc dziwnego, że roślinność – będąca w systemie środowiska komponentem podporządkowanym, zależnym od cech pozostałych elementów przyrodniczych i klimatycznych – także wykazuje piętrowe zróżnicowanie. Ponieważ piętra roślinności odpowiadają (w przybliżeniu) zróżnicowaniu pięter klimatycznych, wyróżnia się piętrowość klimatyczno‑roślinną. Poszczególne piętra są zasiedlane przez gatunki przystosowane do warunków klimatycznych panujących w ich obrębie. Różnorodność biologiczna ekosystemów górskich maleje z wysokością. Skład gatunkowy pięter roślinnych, głównie położonych niżej, jest kształtowany przez: ekspozycję stoków, budowę geologiczną pasm górskich, ich położenie, oddziaływanie prądów morskich. Najczęściej wyróżnia się następujące piętra roślinne:

• piętro pogórza,

• piętro górskie,

• piętro alpejskie,

• piętro subniwalne,

• piętro niwalne.

Liczba pięter roślinnych oraz wysokość górnych granic poszczególnych pięter zależy od szerokości geograficznej, wysokości i kierunku przebiegu pasma górskiego, z czym związana jest ekspozycja stoków, lub z oddziaływaniem prądów morskich. Czynniki te powodują, że układ pięter w pasmach górskich jest niesymetryczny – na różnej wysokości przebiegają granice pięter w obrębie stoków południowych i północnych, położonych na obrzeżu i we wnętrzu masywów górskich, na stokach zawietrznych i dowietrznych, eksponowanych w stronę morza i lądu itp.

R1MH6zgCTOWBi

Trzy wykresy słupkowe przedstawiają zmiany cech klimatu Tatr w zależności od wysokości nad poziom morza i ekspozycji – klimatogramy: Poprad: 671 m n.p.m. (ekspozycja południowa), Kasprowy Wierch: 1987 m n.p.m. (szczyt), Zakopane: 834 m n.p.m. (ekspozycja północna). Na osi po lewej stronie zaznaczono temperaturę – od -10 st. C. do 20 st. C., na osi po prawej stronie zaznaczono opady w mm (od 0 do 240). Na klimatogramie Popradu temperatura i opady w poszczególnych miesiącach wynosiły: styczeń – 22 mm i -5 st., luty – 23mm i -2 st., marzec – 30mm i 2 st., kwiecień – 45mm i 6 st., maj – 80mm i 10 st., czerwiec – 98mm i 14 st., lipiec – 88mm i 15 st., sierpień – 80mm i 14 st., wrzesień – 56mm i 12 st., październik – 42mm i 7 st., listopad – 48mm i 3 st., grudzień – 30mm i -4 st. Na klimatogramie Kasprowego Wierchu temperatura i opady w poszczególnych miesiącach wynosiły: styczeń – 115 mm i -8 st., luty – 112mm i -8 st., marzec – 122mm i -6 st., kwiecień – 142mm i -2 st., maj – 180mm i 3 st., czerwiec – 230mm i 6 st., lipiec – 218mm i 7 st., sierpień – 205mm i 7 st., wrzesień – 135mm i 5 st., październik – 115mm i 0 st., listopad – 130mm i -5 st., grudzień – 145mm i -8 st. Na klimatogramie Zakopanego temperatura i opady w poszczególnych miesiącach wynosiły: styczeń – 42 mm i -4 st., luty – 40mm i -5 st., marzec – 43mm i 0 st., kwiecień – 70mm i 5 st., maj – 110mm i 8 st., czerwiec – 162mm i 13 st., lipiec – 140mm i 15 st., sierpień – 130mm i 14 st., wrzesień – 78mm i 12 st., październik – 60mm i 7 st., listopad – 62mm i 3 st., grudzień – 55mm i -4 st.

R4lezGrrqwwvF

Ilustracja przedstawia piętra klimatyczno‑roślinne w Tatrach. Na animowanym zboczu naniesiono nazwę pięter, wysokości nad poziomem morza oraz nazwy poszczególnych części zbocza. Poczynając od dołu – do 700m n.p.m. znajduje się piętro pogórza o nazwie pogórze. Wyżej jest piętro górskie – do 1250m znajduje się regiel dolny, a do 1550m regiel górny. Później jest piętro subalpejskie – kosodrzewina (do 1800m). Potem piętro alpejskie – hale (do 2300m). Następnie piętro subniwalne – turnie, a najwyżej piętro niwalne – ośnieżone szczyty.

R1XTB2mIhjRxV

Ilustracja przedstawia piętra klimatyczno‑roślinne w Alpach. Na animowanym zboczu naniesiono nazwę pięter, wysokości nad poziomem morza oraz nazwy poszczególnych części zbocza. Poczynając od dołu – do 800m n.p.m. znajduje się piętro pogórza o nazwie pogórze. Wyżej jest piętro górskie – do 1000 m znajduje się regiel dolny, a do 1500 m regiel górny. Później jest piętro subalpejskie – kosodrzewina (do 2200 m). Potem piętro alpejskie – hale (do 3100 m). Następnie piętro subniwalne – turnie do 4300 m, a najwyżej piętro niwalne – ośnieżone szczyty.

Przykłady roślin dla piętra klimatyczno‑roślinnego w Tatrach

• pogórze – to głównie lasy grądowe, pola uprawne, sady, łąki i pastwiska;

• regiel dolny – lasy bukowe z domieszką świerku i jodły;

• regiel górny – lasy świerkowe z domieszką jodły i niewielkie ilości buka. W górnej granicy lasu można znaleźć też limbę, wierzbę śląską, brzozę karpacką i jarząb nagi;

• kosodrzewina – sosna górska (kosodrzewina);

• hale – naturalne łąki porośnięte trawą, ziołami, krzewinkami borówki, jałowca halnego i wrzosu; występują karłowate wierzby;

• turnie – mchy, porosty i niskie murawy nazywane potocznie „trawkami”.

Górskie piętra klimatyczno‑roślinne nie występują w klimatach skrajnie suchych (np. góry Sahary) lub skrajnie zimnych (Arktyka, Antarktyka). Na pozostałym obszarze kuli ziemskiej położenie pięter zależy od cech klimatu, odległości od oceanu (kontynentalizm klimatu) i szerokości geograficznej, na której występują łańcuchy górskie. Typowa dla nich roślinność należy do azonalnych formacji roślinnychazonalne formacje roślinneazonalnych formacji roślinnych. Najczęściej wyróżnia się pięć podstawowych pięter roślinnych (pogórza, górskie, alpejskie, subniwalne, niwalne), jednak w różnych regionach świata ich liczba może być większa; noszą one też odmienne, regionalne nazwy.

RPjdCmicm93Vk

Infografika przedstawia zależność wysokości pięter roślinnych w górach od szerokości geograficznej. Oś pionowa przedstawia wysokości nad poziomem morza (od 0 do 6000), a oś pozioma po lewej stronie szerokość geograficzną północną (od 90 do 0 stopni), a po prawo szerokość geograficzną południową (od 0 do 90 stopni). W piętrze alpejskim tundra znajduje się na 70 stopniu szer. geogr. północnej, a piętro alpejskie i subalpejskie na 60 stopniu szer. geogr. północnej, natomiast granica wieloletniego śniegu na wysokości 6000m n.p.m. oraz na 25 stopniu szer. geogr. północnej i roślinność subantarktyczna na 30 stopniu szer. geogr. południowej. W górskich lasach równikowych wiecznie zielone lasy podzwrotnikowe znajdują się na 10 stopniu szer. geogr. północnej oraz 25 stopniu szer. geogr. południowej.

Słownik