Plusieurs types de lignées d’arbres sont définis en écologie et en géographie :
AlpineEdit
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Une ligne d’arbres alpins est la plus haute altitude qui soutient les arbres; plus haut, il fait trop froid, ou la couverture de neige dure trop de l’année, pour soutenir les arbres.:151 Le climat au-dessus de la limite des arbres des montagnes est appelé climat alpin,: 21 et le terrain peut être décrit comme de la toundra alpine. Les lignes d’arbres sur les pentes orientées au nord dans l’hémisphère nord sont plus basses que sur les pentes orientées au sud, car l’ombre accrue sur les pentes orientées au nord signifie que le manteau neigeux met plus de temps à fondre. Cela raccourcit la saison de croissance des arbres.: 109 Dans l’hémisphère sud, les versants exposés au sud ont la saison de croissance la plus courte.
La limite de la ligne des arbres alpins est rarement abrupte: elle forme généralement une zone de transition entre la forêt fermée en dessous et la toundra alpine sans arbres au-dessus. Cette zone de transition se produit « près du sommet des plus hauts sommets du nord-est des États-Unis, sur les volcans géants du centre du Mexique et sur les montagnes de chacun des 11 États de l’Ouest et dans une grande partie du Canada et de l’Alaska ». Les arbustes nains (krummholz) forment généralement la limite supérieure.
La diminution de la température de l’air avec l’augmentation de l’altitude crée le climat alpin. Le taux de diminution peut varier selon les chaînes de montagnes, de 3,5 ° F (1,9 ° C) par 1 000 pieds (300 m) de gain d’altitude dans les montagnes sèches de l’ouest des États-Unis, à 1,4 ° F (0,78 ° C) par 1 000 pieds (300 m) dans les montagnes humides de l’est des États-Unis. Les effets cutanés et la topographie peuvent créer des microclimats qui modifient la tendance générale au refroidissement.
Par rapport aux lignées de bois arctiques, les lignées de bois alpines peuvent recevoir moins de la moitié du nombre de degrés-jours (supérieur à 10 ° C (50 ° F)) en fonction de la température de l’air, mais comme les intensités de rayonnement solaire sont plus grandes à alpine qu’à arctic timberlines, le nombre de degrés-jours calculé à partir de la température des feuilles peut être très similaire.
La chaleur estivale fixe généralement la limite à laquelle la croissance des arbres peut se produire, car si les conifères de la ligne forestière sont très résistants au gel pendant la majeure partie de l’année, ils ne deviennent sensibles qu’à 1 ou 2 degrés de gel au milieu de l’été. Une série d’étés chauds dans les années 1940 semble avoir permis l’établissement d’un « nombre significatif » de semis d’épinettes au-dessus de la limite forestière précédente dans les collines près de Fairbanks, en Alaska. La survie dépend d’une nouvelle croissance suffisante pour soutenir l’arbre. Le vent des sites de haute altitude est également un puissant déterminant de la distribution de la croissance des arbres. Le vent peut endommager mécaniquement directement les tissus des arbres, y compris le dynamitage avec des particules véhiculées par le vent, et peut également contribuer à la dessiccation du feuillage, en particulier des pousses qui se projettent au-dessus de la couverture neigeuse.
À la ligne forestière alpine, la croissance des arbres est inhibée lorsque la neige excessive persiste et raccourcit la saison de croissance au point que la nouvelle croissance n’aurait pas le temps de durcir avant le début du gel d’automne. Un manteau neigeux modéré, cependant, peut favoriser la croissance des arbres en isolant les arbres du froid extrême pendant l’hiver, en réduisant la perte d’eau et en prolongeant l’apport d’humidité jusqu’au début de la saison de croissance. Cependant, l’accumulation de neige dans les ravins abrités des monts Selkirk, dans le sud-est de la Colombie-Britannique, fait que la ligne de bois est plus basse de 400 mètres (1 300 pieds) que sur les accotements intermédiaires exposés.
DesertEdit
Dans un désert, la limite des arbres marque les endroits les plus secs où les arbres peuvent pousser; les zones désertiques plus sèches ayant des précipitations insuffisantes pour les soutenir. Ceux-ci ont tendance à être appelés la ligne des arbres « inférieure » et se trouvent en dessous d’environ 5 000 pieds (1 500 m) d’altitude dans le désert du sud-ouest des États-Unis. La limite des arbres du désert a tendance à être plus basse sur les pentes orientées vers les pôles que sur les pentes orientées vers l’équateur, car l’ombre accrue sur les premières les garde plus fraîches et empêche l’humidité de s’évaporer aussi rapidement, ce qui donne aux arbres une saison de croissance plus longue et un accès plus facile à l’eau.
Montagne désertique
Dans certaines régions montagneuses, des altitudes plus élevées au-dessus de la ligne de condensation, ou sur des pentes orientées vers l’équateur et sous le vent, peuvent entraîner de faibles précipitations et une exposition accrue au rayonnement solaire. Cela assèche le sol, ce qui entraîne un environnement aride localisé impropre aux arbres. De nombreuses crêtes exposées au sud des montagnes de l’Ouest des États-Unis ont une limite forestière plus basse que les faces nord en raison de l’exposition accrue au soleil et de l’aridité. La limite forestière d’Hawaï d’environ 8 000 pieds est également au-dessus de la zone de condensation et résulte d’un manque d’humidité.
Double ligneedit
Différentes espèces d’arbres ont des tolérances différentes à la sécheresse et au froid. Les chaînes de montagnes isolées par les océans ou les déserts peuvent avoir des répertoires restreints d’espèces d’arbres avec des lacunes qui sont au-dessus de la limite des arbres alpins pour certaines espèces mais en dessous de la limite des arbres du désert pour d’autres. Par exemple, plusieurs chaînes de montagnes dans le Grand Bassin de l’Amérique du Nord ont des ceintures inférieures de pins et de genévriers séparés par des zones intermédiaires broussailleuses mais sans arbres des ceintures supérieures de pins souples et de pins bristlecone.:37
Exposuredit
Sur les côtes et les montagnes isolées, la limite des arbres est souvent beaucoup plus basse que dans les altitudes correspondantes à l’intérieur des terres et dans les systèmes montagneux plus grands et plus complexes, car les vents forts réduisent la croissance des arbres. De plus, le manque de sol adapté, comme le long des talus ou des formations rocheuses exposées, empêche les arbres de prendre pied de manière adéquate et les expose à la sécheresse et au soleil.
ArcticEdit
La limite des arbres de l’Arctique est la latitude la plus septentrionale de l’hémisphère Nord où les arbres peuvent pousser; plus au nord, il fait trop froid toute l’année pour soutenir les arbres. Des températures extrêmement froides, surtout lorsqu’elles sont prolongées, peuvent geler la sève interne des arbres, les tuant. De plus, le pergélisol dans le sol peut empêcher les arbres d’obtenir leurs racines suffisamment profondes pour le soutien structurel nécessaire.
Contrairement aux lignes de bois alpines, la ligne de bois nordique se trouve à basse altitude. La zone de transition forêt–toundra arctique dans le nord-ouest du Canada varie en largeur, peut-être en moyenne 145 kilomètres (90 mi) et s’élargit nettement d’ouest en est, contrairement aux lignées forestières alpines télescopées. Au nord de la ligne forestière arctique se trouve la toundra à faible croissance, et au sud se trouve la forêt boréale.
Deux zones peuvent être distinguées dans la lignée forestière arctique: une zone forêt-toundra de parcelles éparses de krummholz ou d’arbres rabougris, avec des arbres plus grands le long des rivières et sur des sites abrités dans une matrice de toundra; et « forêt boréale ouverte » ou « forêt de lichens », constituée de bosquets ouverts d’arbres dressés sous un tapis de Cladonia spp. lichen. La proportion d’arbres par rapport au tapis de lichen augmente vers le sud vers la « ligne forestière », où les arbres couvrent 50% ou plus du paysage.
AntarcticEdit
Une limite sud des arbres existe dans les îles Subantarctiques néo-zélandaises et l’île australienne Macquarie, avec des endroits où les températures annuelles moyennes supérieures à 5 ° C (41 °F) abritent des arbres et des plantes ligneuses, et celles inférieures à 5 ° C (41 ° F) ne le font pas.Une autre limite forestière existe dans les parties les plus au sud-ouest de l’écorégion des forêts subpolaires de Magellan, où la forêt se fond dans la toundra subantarctique (appelée lande de Magellan ou toundra de Magellan). Par exemple, les moitiés nord des îles Hoste et Navarin n’ont pas de forêts d’antarctique, mais les parties sud sont constituées de landes et de toundra.
Autres lignesmodifier
Plusieurs autres raisons peuvent rendre l’environnement trop extrême pour que les arbres poussent. Cela peut inclure l’exposition géothermique associée aux sources chaudes ou aux volcans, comme à Yellowstone; une acidité élevée du sol près des tourbières; une salinité élevée associée aux playas ou aux lacs salés; ou un sol saturé d’eaux souterraines qui exclut l’oxygène du sol, dont la plupart des racines des arbres ont besoin pour se développer. Les marges des pattes musquées et des tourbières sont des exemples courants de ces types de zones ouvertes. Cependant, une telle ligne n’existe pas pour les marais, où les arbres, tels que le cyprès chauve et les nombreuses espèces de mangroves, se sont adaptés à la croissance dans un sol constamment gorgé d’eau. Dans certaines parties plus froides du monde, il y a des lignes d’arbres autour des marécages, où aucune espèce d’arbre locale ne peut se développer. Il existe également des lignées d’arbres pollués par l’homme dans les zones exposées aux intempéries, où de nouvelles lignées d’arbres se sont développées en raison du stress accru causé par la pollution. Des exemples se trouvent autour de Nikel en Russie et auparavant dans l’Erzgebirge.