Taiga

Taiga (russo: тайга́; refere-se às línguas mongólicas ou turcas), geralmente referida na América do Norte como uma floresta boreal ou floresta nevada, é um bioma caracterizado por florestas de coníferas que consistem principalmente de pinheiros, abetos vermelhos e lariços.

A taiga ou floresta boreal é considerada o maior bioma terrestre do mundo. Na América do Norte, cobre a maior parte do interior do Canadá, Alasca e partes do norte contíguo dos Estados Unidos. Na Eurásia, cobre a maior parte da Suécia, Finlândia, grande parte da Rússia, desde a Carélia, a oeste, até ao Oceano Pacífico (incluindo grande parte da Sibéria), grande parte da Noruega e da Estónia, algumas das Terras Altas da Escócia, algumas zonas baixas/costeiras da Islândia, e áreas do norte do Cazaquistão, norte da Mongólia e norte do Japão (na ilha de Hokkaidō).

As principais espécies de árvores, dependendo da duração da estação de crescimento e das temperaturas do verão, variam em todo o mundo. A taiga da América do Norte é composta principalmente de abetos, a taiga escandinava e finlandesa consiste em uma mistura de abetos, pinheiros e bétulas, a taiga russa tem abetos, pinheiros e lariços dependendo da região, enquanto a taiga da Sibéria Oriental é uma vasta floresta de lariços.

A taiga na sua forma atual é um fenómeno relativamente recente, tendo existido apenas nos últimos 12.000 anos desde o início da época do Holoceno, cobrindo terras que eram estepes gigantescas ou sob o manto de gelo escandinavo na Eurásia e sob o gelo Laurentide. Folha na América do Norte durante o Pleistoceno Superior.

Embora em altitudes elevadas a taiga se transforme em tundra alpina através de Krummholz, não é exclusivamente um bioma alpino e, ao contrário da floresta subalpina, grande parte da taiga é constituída por terras baixas.

O termo "taiga" não é usado consistentemente por todas as culturas. Na língua inglesa, "floresta boreal" é usado nos Estados Unidos e no Canadá para se referir a regiões mais ao sul, enquanto "taiga" é usado para descrever as áreas áridas mais ao norte que se aproximam da linha das árvores e da tundra. Hoffman (1958) discute a origem deste uso diferenciado na América do Norte e como esta diferenciação distorce o uso russo estabelecido.

A mudança climática é uma ameaça para a taiga, e a forma como o dióxido de carbono absorvido ou emitido deve ser tratado pela contabilização do carbono é controverso.

Clima e geografia

Taiga cobre 17 milhões de quilômetros quadrados (6,6 milhões de milhas quadradas) ou 11,5% da área terrestre da Terra, perdendo apenas para desertos e matagais xéricos. As maiores áreas estão localizadas na Rússia e no Canadá. Na Suécia, a taiga está associada ao terreno de Norrland.

Temperatura

Depois das calotas polares permanentes e da tundra, a taiga é o bioma terrestre com as temperaturas médias anuais mais baixas, com a temperatura média anual geralmente variando de -5 a 5 °C (23 a 41 °F). Os mínimos extremos do inverno na taiga do norte são normalmente mais baixos do que os da tundra. Existem áreas de taiga no leste da Sibéria e no interior do Alasca-Yukon, onde a média anual chega a -10 °C (14 °F), e as temperaturas mais baixas registradas de forma confiável no Hemisfério Norte foram registradas na taiga do nordeste da Rússia.

Taiga tem um clima subártico com grande variação de temperatura entre as estações. −20 °C (-4 °F) seria uma temperatura típica de um dia de inverno e 18 °C (64 °F) seria uma temperatura média de um dia de verão, mas o inverno longo e frio é a característica dominante. Este clima é classificado como Dfc, Dwc, Dsc, Dfd e Dwd em o esquema de classificação climática de Köppen, o que significa que os verões curtos (24 h em média 10 °C (50 °F) ou mais), embora geralmente quentes e úmidos, duram apenas 1–3 meses, enquanto os invernos, com temperaturas médias abaixo de zero, duram 5–7 meses.

Na taiga siberiana, a temperatura média do mês mais frio está entre -6 °C (21 °F) e -50 °C (-58 °F). Existem também algumas áreas muito menores classificadas para o clima oceânico Cfc com invernos mais amenos, enquanto o extremo sul e (na Eurásia) oeste da taiga atinge climas continentais úmidos (Dfb, Dwb) com verões mais longos.

De acordo com algumas fontes, a floresta boreal se classifica em uma floresta temperada mista quando a temperatura média anual atinge cerca de 3 °C (37 °F). O permafrost descontínuo é encontrado em áreas com temperatura média anual abaixo de zero, enquanto nas zonas climáticas Dfd e Dwd ocorre permafrost contínuo e restringe o crescimento de árvores com raízes muito superficiais, como o lariço siberiano..

Época de cultivo

A estação de crescimento, quando a vegetação da taiga ganha vida, é geralmente um pouco mais longa do que a definição climática de verão, já que as plantas do bioma boreal têm um limiar de temperatura mais baixo para desencadear o crescimento do que outras plantas. Algumas fontes afirmam que uma estação de cultivo de 130 dias é típica da taiga.

No Canadá e na Escandinávia, a estação de cultivo geralmente é estimada usando o período do ano em que a temperatura média de 24 horas é de +5 °C (41 °F) ou mais. Para as Planícies Taiga no Canadá, a estação de crescimento varia de 80 a 150 dias, e no Escudo Taiga de 100 a 140 dias.

Outras fontes definem a estação de cultivo como dias sem geadas. Os dados para locais no sudoeste de Yukon fornecem 80–120 dias sem geadas. A floresta boreal de dossel fechado no Parque Nacional Kenozersky, perto de Plesetsk, província de Arkhangelsk, Rússia, tem em média 108 dias sem geadas.

A estação de crescimento mais longa ocorre nas áreas menores com influências oceânicas; nas zonas costeiras da Escandinávia e da Finlândia, a estação de crescimento da floresta boreal fechada pode ser de 145 a 180 dias. A estação de crescimento mais curta é encontrada no ecótono taiga-tundra do norte, onde a floresta de taiga do norte não pode mais crescer e a tundra domina a paisagem quando a estação de crescimento cai para 50-70 dias, e a média de 24 horas do período mais quente mês do ano geralmente é de 10 °C (50 °F) ou menos.

Latitudes elevadas significam que o Sol não nasce muito acima do horizonte e que é recebida menos energia solar do que mais a sul. Mas a alta latitude também garante dias de verão muito longos, já que o sol permanece acima do horizonte quase 20 horas por dia, ou até 24 horas, com apenas cerca de 6 horas de luz do dia, ou nenhuma, ocorrendo nos invernos escuros, dependendo da latitude.. As áreas da taiga dentro do Círculo Polar Ártico têm sol da meia-noite no meio do verão e noite polar no meio do inverno.

Precipitação

A taiga experimenta precipitação relativamente baixa ao longo do ano (geralmente 200–750 mm (7,9–29,5 in) anualmente, 1.000 mm (39 in) em algumas áreas), principalmente como chuva durante os meses de verão, mas também como neve ou névoa. A neve pode permanecer no solo por até nove meses nas extensões mais ao norte do bioma taiga.

A neblina, especialmente predominante nas áreas baixas durante e após o degelo dos mares congelados do Ártico, impede que a luz do sol chegue às plantas, mesmo durante os longos dias de verão. Como a evaporação é consequentemente baixa durante a maior parte do ano, a precipitação anual excede a evaporação e é suficiente para sustentar o crescimento denso da vegetação, incluindo árvores de grande porte. Isto explica a diferença marcante na biomassa por metro quadrado entre os biomas Taiga e Estepe (em climas mais quentes), onde a evapotranspiração excede a precipitação, restringindo a vegetação principalmente a gramíneas.

Em geral, a taiga cresce ao sul da isoterma de 10 °C (50 °F) de julho, ocasionalmente tão ao norte quanto a isoterma de 9 °C (48 °F) de julho, com o limite sul mais variável. Dependendo das chuvas, a taiga pode ser substituída por estepe florestal ao sul da isoterma de julho de 15 °C (59 °F), onde a precipitação é muito baixa, mas mais tipicamente se estende ao sul até a isoterma de julho de 18 °C (64 °F), e localmente onde as chuvas são mais altas, como no leste da Sibéria e na adjacente Manchúria Exterior, ao sul até a isoterma de julho de 20 °C (68 °F).

Nestas áreas mais quentes, a taiga tem maior diversidade de espécies, com espécies mais amantes do calor, como o pinheiro coreano, o abeto Jezo e o abeto manchu, e funde-se gradualmente numa floresta temperada mista ou, mais localmente (nas costas do Oceano Pacífico de América do Norte e Ásia), em florestas tropicais temperadas de coníferas onde o carvalho e a carpa aparecem e se juntam às coníferas, bétulas e Populus tremula.

Glaciação

A área atualmente classificada como taiga na Europa e na América do Norte (exceto no Alasca) foi recentemente glaciada. À medida que as geleiras recuaram, deixaram depressões na topografia que desde então se encheram de água, criando lagos e pântanos (especialmente solo almiscarado) encontrados em toda a taiga.

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  A taiga no vale do rio perto de Verkhoyansk, Rússia, a 67°N, experimenta as temperaturas de inverno mais frias no hemisfério norte, mas a extrema continentalidade do clima dá uma média diária de alta de 22 °C (72 °F) em julho

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  Lagos e outros corpos de água são comuns no taiga. O Parque Nacional Helvetinjärvi, na Finlândia, está situado na taiga de copa fechada (meio-boreal ao sul-boreal) com temperatura média anual de 4 °C (39 °F).

Solos

O solo da taiga tende a ser jovem e pobre em nutrientes, sem o perfil profundo e enriquecido organicamente presente nas florestas decíduas temperadas. O clima mais frio dificulta o desenvolvimento do solo e a facilidade com que as plantas podem utilizar seus nutrientes. A relativa falta de árvores decíduas, que deixam cair enormes volumes de folhas anualmente, e de animais que pastam, que contribuem com estrume significativo, também são factores. A diversidade de organismos do solo na floresta boreal é alta, comparável à da floresta tropical.

As folhas caídas e o musgo podem permanecer no solo da floresta durante muito tempo no clima fresco e húmido, o que limita a sua contribuição orgânica para o solo. Os ácidos das agulhas perenes lixiviam ainda mais o solo, criando o espodosol, também conhecido como podzol, e o solo ácido da floresta geralmente contém apenas líquenes e alguns musgos crescendo nele. Nas clareiras da floresta e em áreas com mais árvores decíduas boreais, crescem mais ervas e frutos silvestres e, consequentemente, os solos são mais profundos.

Flora

Como a América do Norte e a Eurásia foram originalmente conectadas pela ponte terrestre de Bering, uma série de espécies animais e vegetais, mais animais do que plantas, foram capazes de colonizar ambas as massas terrestres e estão distribuídas globalmente por todo o bioma taiga (ver Circumboreal Região). Outros diferem regionalmente, normalmente com cada gênero tendo várias espécies distintas, cada uma ocupando diferentes regiões da taiga. As taigas também têm algumas árvores caducifólias de folhas pequenas, como bétula, amieiro, salgueiro e choupo. Eles crescem principalmente em áreas mais ao sul do inverno mais extremo.

O lariço Dahuriano tolera os invernos mais frios do Hemisfério Norte, no leste da Sibéria. As partes mais meridionais da taiga podem ter árvores como carvalho, bordo, olmo e tília espalhadas entre as coníferas, e geralmente há uma transição gradual para uma floresta temperada e mista, como a transição floresta-boreal oriental do leste do Canadá. No interior dos continentes, com os climas mais secos, as florestas boreais podem transformar-se em pastagens temperadas.

Existem dois tipos principais de taiga. A parte sul é a floresta fechada de dossel, composta por muitas árvores espaçadas e cobertura vegetal coberta de musgo. Nas clareiras da mata são comuns arbustos e flores silvestres, como a cigarrinha e o tremoço. O outro tipo é a floresta de líquenes ou taiga esparsa, com árvores mais espaçadas e cobertura vegetal de líquenes; o último é comum na taiga mais ao norte. Na taiga mais ao norte, a cobertura florestal não é apenas mais esparsa, mas muitas vezes com crescimento atrofiado; além disso, abetos pretos assimétricos e podados em gelo (na América do Norte) são frequentemente vistos, com folhagem diminuída no lado de barlavento.

No Canadá, Escandinávia e Finlândia, a floresta boreal é geralmente dividida em três subzonas: a alta boreal (zona boreal do norte/taiga), a média boreal (zona fechada floresta), e a boreal do sul, uma floresta boreal de dossel fechado com algumas árvores decíduas temperadas espalhadas entre as coníferas. Comumente vistas são espécies como bordo, olmo e carvalho. Esta floresta boreal do sul experimenta a estação de crescimento mais longa e quente do bioma. Em algumas regiões, incluindo a Escandinávia e a Rússia Ocidental, esta subzona é normalmente utilizada para fins agrícolas.

A floresta boreal é o lar de muitos tipos de frutas silvestres. Algumas espécies estão confinadas à floresta boreal fechada do sul e do meio (como o morango silvestre e a perdiz); outros crescem na maioria das áreas da taiga (como cranberry e cloudberry). Algumas bagas podem crescer tanto na taiga quanto na tundra do baixo Ártico (regiões do sul), como mirtilo, cacho e mirtilo.

As florestas da taiga são em grande parte coníferas, dominadas por lariços, abetos, abetos e pinheiros. A mistura florestal varia de acordo com a geografia e o clima; por exemplo, a ecorregião das florestas do leste do Canadá (das elevações mais altas das Montanhas Laurentianas e do norte dos Montes Apalaches) no Canadá é dominada pelo abeto bálsamo Abies balsamea, enquanto mais ao norte, a taiga do Escudo Canadense Oriental (do norte de Quebec e Labrador) é principalmente o abeto preto Picea mariana e o larício tamarack Larix laricina.

As espécies perenes da taiga (abetos, abetos e pinheiros) têm uma série de adaptações específicas para sobreviver nos invernos rigorosos da taiga, embora o larício, que é extremamente tolerante ao frio, seja caducifólio. As árvores taiga tendem a ter raízes superficiais para aproveitar os solos finos, enquanto muitas delas alteram sazonalmente sua bioquímica para torná-las mais resistentes ao congelamento, chamado de “endurecimento”. A forma cônica estreita das coníferas do norte e seus membros caídos para baixo também as ajudam a remover a neve.

Como o sol está baixo no horizonte durante a maior parte do ano, é difícil para as plantas gerar energia a partir da fotossíntese. O pinheiro, o abeto e o abeto não perdem as folhas sazonalmente e são capazes de fotossintetizar com as folhas mais velhas no final do inverno e na primavera, quando a luz é boa, mas as temperaturas ainda são demasiado baixas para o início de um novo crescimento. A adaptação das agulhas perenes limita a perda de água pela transpiração e a sua cor verde escura aumenta a absorção da luz solar. Embora a precipitação não seja um factor limitante, o solo congela durante os meses de Inverno e as raízes das plantas são incapazes de absorver água, pelo que a dessecação pode ser um problema grave no final do Inverno para as sempre-vivas.

Embora a taiga seja dominada por florestas de coníferas, também ocorrem algumas árvores de folha larga, incluindo bétulas, álamos, salgueiros e sorveiras. Muitas plantas herbáceas menores, como samambaias e ocasionalmente rampas, crescem mais perto do solo. Incêndios florestais periódicos que substituem povoamentos (com tempos de retorno entre 20 e 200 anos) limpam as copas das árvores, permitindo que a luz solar revigore o novo crescimento no solo da floresta. Para algumas espécies, os incêndios florestais são uma parte necessária do ciclo de vida na taiga; alguns, por ex. O pinheiro-bravo tem pinhas que só se abrem para liberar suas sementes após um incêndio, dispersando-as no terreno recém-limpo; certas espécies de fungos (como cogumelos) também são conhecidas por fazer isso. As gramíneas crescem onde quer que encontrem um pedaço de sol; musgos e líquenes prosperam no solo úmido e nas laterais dos troncos das árvores. Em comparação com outros biomas, porém, a taiga apresenta baixa diversidade botânica.

As árvores coníferas são as plantas dominantes do bioma taiga. São encontradas muito poucas espécies, em quatro gêneros principais: o abeto perene, o abeto e o pinheiro, e o larício decíduo. Na América do Norte, uma ou duas espécies de abetos e uma ou duas espécies de abetos são dominantes. Na Escandinávia e no oeste da Rússia, o pinheiro silvestre é um componente comum da taiga, enquanto a taiga do Extremo Oriente russo e da Mongólia é dominada pelo larício. Rica em abetos e pinheiros silvestres (na planície ocidental da Sibéria), a taiga é dominada pelo lariço na Sibéria Oriental, antes de retornar à sua riqueza florística original nas costas do Pacífico. Duas árvores de folha caduca se misturam em todo o sul da Sibéria: a bétula e a Populus tremula.

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  Conifer cones e morels após o fogo em uma floresta boreal.

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  Moss (em inglês)Ptilium crista-castrensis) cobertura no chão de taiga

Fauna

A floresta boreal/taiga suporta uma variedade relativamente pequena de animais altamente especializados e adaptados, devido à severidade do clima. A floresta boreal do Canadá inclui 85 espécies de mamíferos, 130 espécies de peixes e cerca de 32.000 espécies de insetos. Os insetos desempenham um papel crítico como polinizadores, decompositores e como parte da cadeia alimentar. Muitos pássaros, roedores e pequenos mamíferos carnívoros em nidificação dependem deles para se alimentar nos meses de verão.

Os invernos frios e os verões curtos tornam a taiga um bioma desafiador para répteis e anfíbios, que dependem das condições ambientais para regular a temperatura corporal. Existem apenas algumas espécies na floresta boreal, incluindo a cobra-liga vermelha, a víbora europeia comum, a salamandra de pintas azuis, a salamandra de duas linhas do norte, a salamandra siberiana, a rã-da-floresta, a rã-leopardo do norte, a rã do coro boreal, o sapo americano, e sapo canadense. A maioria hiberna no subsolo no inverno.

Os peixes da taiga devem ser capazes de resistir às condições de água fria e de se adaptar à vida sob águas cobertas de gelo. As espécies da taiga incluem peixe negro do Alasca, lúcio do norte, walleye, sugador de nariz comprido, sugador branco, várias espécies de cisco, peixe branco do lago, peixe branco redondo, peixe branco pigmeu, lampreia do Ártico, várias espécies de grayling, truta de riacho (incluindo truta de riacho marinho em na área da Baía de Hudson), salmão chum, taimen siberiano, lenok e chub do lago.

A taiga é o lar principalmente de vários grandes mamíferos herbívoros, como Alces alces (alces) e algumas subespécies de Rangifer tarandus (renas na Eurásia); caribu na América do Norte). Algumas áreas da floresta boreal fechada mais ao sul têm populações de outras espécies de Cervidae, como o maral, o alce, o cervo de cauda preta Sitka e o corço. Embora normalmente seja uma espécie polar, alguns rebanhos de bois-almiscarados do sul residem na taiga do Extremo Oriente da Rússia e da América do Norte. A região de Amur-Kamchatka, no extremo leste da Rússia, também abriga as ovelhas da neve, o parente russo da ovelha selvagem americana, do javali e do goral de cauda longa. O maior animal da taiga é o bisão-da-floresta do norte do Canadá/Alasca; além disso, alguns bisões das planícies americanas foram introduzidos no extremo leste da Rússia, como parte do projeto de regeneração da taiga chamado Parque Pleistoceno, além do cavalo de Przewalski.

Os pequenos mamíferos do bioma taiga incluem espécies de roedores, como o castor, o esquilo, o esquilo, a marmota, o lemingue, o porco-espinho norte-americano e a ratazana, bem como um pequeno número de espécies de lagomorfos, como o pika, a lebre com raquetes de neve e a lebre da montanha. lebre. Essas espécies se adaptaram para sobreviver aos invernos rigorosos em suas áreas de distribuição nativa. Alguns mamíferos maiores, como os ursos, comem abundantemente durante o verão para ganhar peso e depois hibernam durante o inverno. Outros animais adaptaram camadas de pêlo ou penas para isolá-los do frio.

Os mamíferos predadores da taiga devem estar adaptados para viajar longas distâncias em busca de presas dispersas ou ser capazes de complementar a sua dieta com vegetação ou outras formas de alimento (como os guaxinins). Os predadores mamíferos da taiga incluem lince canadense, lince euro-asiático, arminho, doninha siberiana, menos doninha, zibelina, marta americana, lontra norte-americana, lontra europeia, vison americano, carcaju, texugo asiático, pescador, lobo madeireiro, lobo mongol, coiote, raposa vermelha, raposa ártica, urso pardo, urso negro americano, urso negro asiático, urso pardo Ussuri, urso polar (apenas pequenas áreas da taiga do norte), tigre siberiano e leopardo de Amur.

Mais de 300 espécies de aves nidificam na taiga. O tordo siberiano, o pardal-de-garganta-branca e a toutinegra-de-garganta-preta migram para este habitat para aproveitar os longos dias de verão e a abundância de insetos encontrados ao redor dos numerosos pântanos e lagos. Das 300 espécies de pássaros que passam o verão na taiga, apenas 30 permanecem durante o inverno. Estes são predadores de carniça ou grandes aves de rapina que podem capturar presas de mamíferos vivos, como a águia-real, o urubu de pernas ásperas (também conhecido como falcão de pernas ásperas), a águia marinha de Steller (na costa nordeste da Rússia). Japão), coruja cinzenta, coruja nevada, coruja barrada, coruja grande, corvo e corvo. A única outra adaptação viável são as aves comedoras de sementes, que incluem diversas espécies de perdizes, tetrazes e bicos cruzados.

Fogo

O fogo tem sido um dos fatores mais importantes que moldam a composição e o desenvolvimento dos povoamentos florestais boreais; é a perturbação dominante na renovação de povoamentos em grande parte da floresta boreal canadense. A história do fogo que caracteriza um ecossistema é o seu regime de fogo, que tem 3 elementos: (1) tipo e intensidade do fogo (por exemplo, incêndios de coroa, incêndios superficiais severos e incêndios superficiais leves), (2) tamanho dos incêndios típicos significativos e (3) frequência ou intervalos de retorno para unidades terrestres específicas. O tempo médio dentro de um regime de fogo para queimar uma área equivalente à área total de um ecossistema é a sua rotação do fogo (Heinselman 1973) ou ciclo do fogo (Van Wagner 1978). No entanto, como observou Heinselman (1981), cada sítio fisiográfico tende a ter o seu próprio intervalo de retorno, de modo que algumas áreas são ignoradas por longos períodos, enquanto outras podem queimar duas vezes ou mais frequentemente durante uma rotação nominal do fogo.

O regime de incêndio dominante na floresta boreal consiste em incêndios de copa de alta intensidade ou incêndios superficiais severos de tamanho muito grande, muitas vezes mais de 10.000 ha (100 km²) e, às vezes, mais de 400.000 ha (4.000 km²). Esses incêndios matam arquibancadas inteiras. As rotações do fogo nas regiões mais secas do oeste do Canadá e do Alasca duram em média 50–100 anos, menos do que nos climas úmidos do leste do Canadá, onde podem durar em média 200 anos ou mais. Os ciclos de fogo também tendem a ser longos perto da linha das árvores nas florestas subárticas de abetos e líquenes. Os ciclos mais longos, possivelmente de 300 anos, provavelmente ocorrem na região boreal ocidental, nos abetos brancos da planície de inundação.

Amiro et al. (2001) calcularam o ciclo médio de incêndios para o período de 1980 a 1999 na floresta boreal canadense (incluindo a taiga) em 126 anos. Foi previsto um aumento da atividade de incêndios no oeste do Canadá, mas partes do leste do Canadá poderão sofrer menos incêndios no futuro devido à maior precipitação em um clima mais quente.

O padrão de floresta boreal madura no sul mostra abetos balsâmicos dominantes em locais bem drenados no leste do Canadá, mudando centralmente e para oeste para uma proeminência de abetos brancos, com abetos pretos e tamarack formando as florestas em turfas, e com pinheiros geralmente presente em locais secos, exceto no extremo leste, onde está ausente. Os efeitos dos incêndios estão inextricavelmente entrelaçados nos padrões de vegetação da paisagem, que no leste favorecem o abeto negro, a bétula e o pinheiro-bravo em vez do abeto balsâmico, e no oeste dão vantagem ao álamo tremedor, ao pinheiro-bravo, ao abeto preto, e bétula sobre abeto branco. Muitos investigadores relataram a onipresença do carvão vegetal sob o solo da floresta e no perfil superior do solo. Carvão vegetal em solos fornecidos por Bryson et al. (1965) com pistas sobre a história florestal de uma área 280 km ao norte da atual linha de árvores no Lago Ennadai, Distrito de Keewatin, Territórios do Noroeste.

Duas linhas de evidência apoiam a tese de que o fogo sempre foi um fator integral na floresta boreal: (1) relatos diretos de testemunhas oculares e estatísticas de incêndios florestais, e (2) evidências indiretas e circunstanciais baseadas nos efeitos de incêndio, bem como em indicadores persistentes. O mosaico de retalhos de povoamentos florestais na floresta boreal, tipicamente com limites abruptos e irregulares circunscrevendo povoamentos homogéneos, é um testemunho indirecto mas convincente do papel do fogo na formação da floresta. O facto é que a maioria dos povoamentos florestais boreais tem menos de 100 anos e apenas nas poucas áreas que escaparam às queimadas existem povoamentos de abetos brancos com mais de 250 anos.

A prevalência de características morfológicas e reprodutivas adaptativas ao fogo em muitas espécies de plantas boreais é mais uma evidência que aponta para uma associação longa e íntima com o fogo. Sete das dez árvores mais comuns na floresta boreal – pinheiro-bravo, pinheiro lodgepole, álamo tremedor, choupo bálsamo (Populus balsamifera), bétula, tamarack, abeto negro – podem ser classificadas como pioneiras em suas adaptações. para rápida invasão de áreas abertas. O abeto branco também mostra algumas habilidades pioneiras, mas é menos capaz do que o abeto preto e os pinheiros de dispersar sementes em todas as estações. Apenas o abeto balsâmico e o abeto alpino parecem estar mal adaptados para se reproduzirem após o fogo, pois os seus cones desintegram-se na maturidade, não deixando sementes nas copas.

As florestas mais antigas da região boreal do noroeste, algumas com mais de 300 anos, são de abetos brancos que ocorrem como povoamentos puros em planícies aluviais úmidas. Aqui, a frequência dos incêndios é muito menor do que nas terras altas adjacentes dominadas por pinheiros, abetos negros e álamos. Em contraste, na região da Cordilheira, o fogo é mais frequente no fundo dos vales, diminuindo para cima, como mostra um mosaico de pinheiros pioneiros jovens e povoamentos de folha larga abaixo, e abetos mais velhos nas encostas acima. Sem o fogo, a floresta boreal tornar-se-ia cada vez mais homogénea, com o abeto branco de longa vida a substituir gradualmente o pinheiro, o álamo tremedor, o choupo bálsamo e a bétula, e talvez até o abeto negro, excepto nas turfeiras.

Mudanças climáticas

Durante o último quartel do século XX, a zona de latitude ocupada pela floresta boreal sofreu alguns dos maiores aumentos de temperatura da Terra. As temperaturas do inverno aumentaram mais do que as temperaturas do verão. No verão, a temperatura baixa diária aumentou mais do que a temperatura alta diária. O número de dias com temperaturas extremamente baixas (por exemplo, -20 a -40 °C (-4 a -40 °F) diminuiu irregularmente, mas sistematicamente em quase toda a região boreal, permitindo melhor sobrevivência de insetos prejudiciais às árvores. Em Fairbanks, Alasca, a duração da estação sem geadas aumentou de 60 para 90 dias no início do século XX para cerca de 120 dias um século depois.

Foi levantada a hipótese de que os ambientes boreais têm apenas alguns estados que são estáveis no longo prazo - uma tundra/estepe sem árvores, uma floresta com >75% de cobertura arbórea e uma floresta aberta com ~20% e ~45% de cobertura arbórea. % de cobertura arbórea. Assim, a continuação das alterações climáticas seria capaz de forçar pelo menos algumas das florestas de taiga actualmente existentes para um dos dois estados florestais ou mesmo para uma estepe sem árvores - mas também poderia transformar áreas de tundra em estados florestais ou florestais à medida que aquecem e se tornam mais adequado para o crescimento das árvores.

De acordo com esta hipótese, vários estudos publicados no início da década de 2010 descobriram que já havia uma perda substancial de árvores induzida pela seca nas florestas boreais do oeste do Canadá desde a década de 1960: embora esta tendência fosse fraca ou mesmo inexistente no florestas orientais, foi particularmente pronunciado nas florestas de coníferas ocidentais. No entanto, em 2016, um estudo não encontrou nenhuma tendência geral das florestas boreais canadenses entre 1950 e 2012: embora também tenha encontrado um crescimento melhorado em algumas florestas boreais do sul e um crescimento reduzido no norte (ao contrário do que a hipótese sugeriria), esses padrões foram estatisticamente fraco.

Uma reanálise do Landsat de 2018 confirmou que havia uma tendência de seca e perda de floresta nas florestas do oeste do Canadá e algum esverdeamento no leste mais úmido, mas também concluiu que a maior parte da perda de floresta atribuída às mudanças climáticas nos estudos anteriores em vez disso, constituiu uma resposta retardada à perturbação antropogénica. Pesquisas subsequentes descobriram que mesmo nas florestas onde as tendências de biomassa não mudaram, houve uma mudança substancial em direção às árvores decíduas de folhas largas com maior tolerância à seca ao longo dos últimos 65 anos, e outra análise do Landsat de 100.000 locais não perturbados descobriu que as áreas com a baixa cobertura arbórea tornou-se mais verde em resposta ao aquecimento, mas a mortalidade das árvores (escurecimento) tornou-se a resposta dominante à medida que a proporção da cobertura arbórea existente aumentava.

Embora a maioria dos estudos sobre transições de florestas boreais tenha sido realizada no Canadá, tendências semelhantes foram detectadas em outros países. Foi demonstrado que o aquecimento do verão aumenta o estresse hídrico e reduz o crescimento das árvores em áreas secas da floresta boreal do sul, no centro do Alasca e em partes do extremo leste da Rússia. Na Sibéria, a taiga está se transformando de lariços predominantemente agulhados em coníferas perenes em resposta ao aquecimento do clima. É provável que isto acelere ainda mais o aquecimento, uma vez que as árvores perenes absorverão mais raios solares. Dada a vasta dimensão da área, tal mudança tem o potencial de afectar áreas bem fora da região. Em grande parte da floresta boreal do Alasca, o crescimento dos abetos brancos é prejudicado por verões invulgarmente quentes, enquanto as árvores em algumas das franjas mais frias da floresta registam um crescimento mais rápido do que anteriormente. A falta de umidade nos verões mais quentes também está estressando as bétulas do centro do Alasca.

Além dessas observações, também tem havido trabalho na projeção de tendências florestais futuras. Um estudo de 2018 sobre as sete espécies de árvores dominantes nas florestas do leste do Canadá descobriu que, embora o aquecimento de 2°C por si só aumente o seu crescimento em cerca de 13%, em média, a disponibilidade de água é muito mais importante do que a temperatura e um aquecimento adicional de até 4°C seria resultam em declínios substanciais, a menos que sejam acompanhados por aumentos na precipitação. Um estudo de 2019 sugeriu que as parcelas florestais habitualmente utilizadas para avaliar a resposta da floresta boreal às alterações climáticas tendem a ter menos competição evolutiva entre árvores do que a floresta típica e que, com forte competição, houve pouco crescimento líquido em resposta ao aquecimento.

As alterações climáticas apenas estimularam o crescimento de árvores sob fraca concorrência nas florestas boreais centrais. Um artigo de 2021 confirmou que as florestas boreais são muito mais fortemente afetadas pelas mudanças climáticas do que os outros tipos de floresta no Canadá e projetou que a maioria das florestas boreais do leste do Canadá atingiria um ponto crítico por volta de 2080 no cenário RCP 8.5, que representa o maior aumento potencial das emissões antrópicas. Outro estudo de 2021 projetou que sob o regime "moderado" No cenário SSP2-4.5, as florestas boreais registariam um aumento mundial de biomassa de 15% até ao final do século, mas isto seria mais do que compensado pelo declínio de 41% da biomassa nos trópicos.

Em 2022, os resultados de um experimento de aquecimento de 5 anos na América do Norte mostraram que os juvenis de espécies de árvores que atualmente dominam as margens sul das florestas boreais se saem pior em resposta até mesmo a 1,5°C ou +3,1 °. C do aquecimento e das reduções associadas na precipitação. Embora as espécies temperadas que beneficiariam de tais condições também estejam presentes nas florestas boreais do sul, são raras e têm taxas de crescimento mais lentas.

Uma avaliação de 2022 dos pontos de ruptura no sistema climático designou dois pontos de ruptura inter-relacionados associados às alterações climáticas: a extinção da taiga no seu extremo sul e a consequente reversão da área para pastagens (semelhante à morte da floresta amazônica) e o processo oposto ao norte, onde o rápido aquecimento das áreas adjacentes de tundra as converte em taiga. Embora ambos os processos já possam ser observados hoje, a avaliação acredita que provavelmente não se tornariam imparáveis (e, portanto, cumpririam a definição de um ponto de inflexão) até um aquecimento global de cerca de 4 °C. No entanto, o nível de certeza ainda é limitado e é possível que 1,5°C seja suficiente para qualquer ponto de inflexão; por outro lado, a extinção no sul pode não ser inevitável até 5°C, enquanto a substituição da tundra pela taiga pode exigir 7,2°C.

Uma vez que o "certo" Se o nível de aquecimento for alcançado, qualquer um dos processos levaria pelo menos 40-50 anos para terminar e é mais provável que se desenvolva ao longo de um século ou mais. Embora a extinção no Sul implicasse a perda de cerca de 52 mil milhões de toneladas de carbono, o resultado líquido é um arrefecimento de cerca de 0,18°C a nível global e entre 0,5°C e 2°C a nível regional. Da mesma forma, a expansão da floresta boreal na tundra tem um efeito líquido de aquecimento global de cerca de 0,14°C a nível global e de 0,5°C a 1°C a nível regional, embora o novo crescimento florestal capture cerca de 6 mil milhões de toneladas de carbono. Em ambos os casos, isto se deve ao fato de o solo coberto de neve ter um albedo muito maior do que o das florestas.

Outras ameaças

Atividades humanas

Algumas das maiores cidades situadas neste bioma são Murmansk, Arkhangelsk, Yakutsk, Anchorage, Yellowknife, Tromsø, Luleå e Oulu.

Grandes áreas da taiga da Sibéria foram colhidas para produção de madeira desde o colapso da União Soviética. Anteriormente, a floresta era protegida pelas restrições do Ministério Florestal Soviético, mas com o colapso da União, as restrições relativas ao comércio com as nações ocidentais desapareceram. As árvores são fáceis de colher e vender bem, por isso os madeireiros começaram a colher árvores perenes da taiga russa para vender a nações anteriormente proibidas pela lei soviética.

Insetos

Nos últimos anos, ocorreram surtos de pragas de insetos em pragas que destroem florestas: o besouro da casca do abeto (Dendroctonus rufipennis) em Yukon e no Alasca; o besouro do pinheiro da montanha na Colúmbia Britânica; o mineiro de folhas de álamo tremedor; a mosca-serra do larício; a lagarta do botão do abeto (Choristoneura fumiferana); a lagarta do abeto.

Poluição

O efeito do dióxido de enxofre nas espécies lenhosas da floresta boreal foi investigado por Addison et al. (1984), que expôs plantas que crescem em solos nativos e rejeitos a 15,2 μmol/m³ (0,34 ppm) de SO₂ em CO₂ taxa de assimilação (NAR). O limite máximo aceitável canadense para SO₂ atmosférico é 0,34 ppm. A fumigação com SO₂ reduziu significativamente a NAR em todas as espécies e produziu sintomas visíveis de lesão em 2–20 dias. A diminuição no NAR de espécies decíduas (choupo tremedor [Populus tremuloides], salgueiro [Salix], amieiro verde [Alnus viridis] e branco bétula [Betula papyrifera]) foi significativamente mais rápido do que as coníferas (abeto branco, abeto preto [Picea mariana] e pinheiro-bravo [Pinus banksiana >]) ou uma angiosperma perene (chá de Labrador) crescendo em um Brunisol fertilizado.

Essas respostas metabólicas e de lesões visíveis pareciam estar relacionadas às diferenças na absorção de S devido, em parte, às taxas de troca gasosa mais altas para espécies decíduas do que para coníferas. As coníferas que crescem em rejeitos de areias betuminosas responderam ao SO₂ com uma diminuição significativamente mais rápida na NAR em comparação com aquelas que crescem no Brunisol, talvez devido à predisposição de material tóxico nos rejeitos. No entanto, a absorção de enxofre e o desenvolvimento de sintomas visíveis não diferiram entre as coníferas que cresceram nos 2 substratos.

A acidificação da precipitação por emissões antrópicas formadoras de ácido tem sido associada a danos à vegetação e à redução da produtividade florestal, mas abetos brancos de 2 anos de idade que foram submetidos a chuva ácida simulada (em pH 4,6, 3,6 e 2,6) aplicado semanalmente durante 7 semanas não causou redução estatisticamente significativa (P 0,05) no crescimento durante o experimento em comparação com o controle de fundo (pH 5,6) (Abouguendia e Baschak 1987). Porém, foram observados sintomas de injúria em todos os tratamentos, o número de plantas e o número de acículas afetadas aumentaram com o aumento da acidez da chuva e com o tempo. Scherbatskoy e Klein (1983) não encontraram nenhum efeito significativo da concentração de clorofila no abeto branco em pH 4,3 e 2,8, mas Abouguendia e Baschak (1987) encontraram uma redução significativa no abeto branco em pH 2,6, enquanto o teor de enxofre foliar foi significativamente maior em pH 2,6. do que qualquer outro tratamento.

Proteção

A taiga armazena enormes quantidades de carbono, mais do que as florestas temperadas e tropicais do mundo juntas, grande parte dele em zonas húmidas e turfeiras. Na verdade, as estimativas actuais indicam que as florestas boreais armazenam duas vezes mais carbono por unidade de área do que as florestas tropicais. Os incêndios florestais poderiam consumir uma parte significativa do orçamento global de carbono, pelo que a gestão do fogo a cerca de 12 dólares por tonelada de carbono não libertada é muito barata em comparação com o custo social do carbono.

Algumas nações estão discutindo a proteção de áreas da taiga proibindo a exploração madeireira, a mineração, a produção de petróleo e gás e outras formas de desenvolvimento. Respondendo a uma carta assinada por 1.500 cientistas apelando aos líderes políticos para protegerem pelo menos metade da floresta boreal, dois governos provinciais canadianos, Ontário e Quebec, ofereceram promessas eleitorais para discutir medidas em 2008 que poderiam eventualmente classificar pelo menos metade da sua floresta boreal do norte. floresta como "protegida". Embora ambas as províncias admitissem que levaria décadas para planear, trabalhar com as comunidades aborígenes e locais e, em última análise, traçar limites precisos das áreas fora dos limites do desenvolvimento, as medidas foram elogiadas para criar algumas das maiores redes de áreas protegidas do mundo, uma vez concluídas.. Desde então, porém, muito pouca ação foi tomada.

Por exemplo, em fevereiro de 2010, o governo canadense estabeleceu proteção limitada para 13.000 quilômetros quadrados de floresta boreal, criando uma nova reserva de parque de 10.700 quilômetros quadrados na área das Montanhas Mealy, no leste do Canadá, e uma hidrovia provincial de 3.000 quilômetros quadrados. parque que segue ao longo do rio Eagle, desde a cabeceira até o mar.

Perturbação natural

Uma das maiores áreas de investigação e um tema ainda cheio de questões por resolver é a perturbação recorrente do fogo e o papel que desempenha na propagação da floresta de líquenes. O fenómeno dos incêndios florestais causados por raios é o principal determinante da vegetação do sub-bosque e, por isso, é considerado a força predominante por detrás das propriedades da comunidade e do ecossistema na floresta de líquenes. A importância do fogo é claramente evidente quando se considera que a vegetação do sub-bosque influencia a germinação das plântulas de árvores a curto prazo e a decomposição da biomassa e da disponibilidade de nutrientes a longo prazo.

O ciclo recorrente de incêndios grandes e prejudiciais ocorre aproximadamente a cada 70 a 100 anos. Compreender a dinâmica deste ecossistema envolve descobrir os caminhos sucessionais que a vegetação apresenta após um incêndio. Árvores, arbustos e líquenes recuperam dos danos induzidos pelo fogo através da reprodução vegetativa, bem como da invasão por propágulos. As sementes que caíram e foram enterradas pouco ajudam no restabelecimento de uma espécie. Acredita-se que o reaparecimento de líquenes ocorra devido às condições variáveis e à disponibilidade de luz/nutrientes em cada microestado diferente. Vários estudos diferentes foram realizados que levaram à formação da teoria de que o desenvolvimento pós-fogo pode ser propagado por qualquer um dos quatro caminhos: auto-substituição, retransmissão de dominância de espécies, substituição de espécies ou auto-substituição em fase de hiato.

A auto-substituição é simplesmente o restabelecimento das espécies dominantes antes do fogo. O revezamento de dominância de espécies é uma tentativa sequencial de espécies arbóreas de estabelecer dominância na copa. A substituição de espécies ocorre quando os incêndios ocorrem com frequência suficiente para interromper a transmissão da dominância das espécies. A auto-substituição de fase lacuna é a menos comum e até agora só foi documentada no oeste do Canadá. É uma auto-substituição das espécies sobreviventes nas brechas da copa após um incêndio matar outra espécie. O caminho específico seguido após a perturbação do fogo depende da forma como a paisagem é capaz de suportar as árvores, bem como da frequência do fogo. A frequência dos incêndios tem um grande papel na formação do início original da linha florestal inferior da taiga florestal de líquen.

Serge Payette levantou a hipótese de que o ecossistema da floresta de abetos foi transformado no bioma florestal de líquenes devido ao início de dois fortes distúrbios compostos: um grande incêndio e o aparecimento e ataque da lagarta dos botões dos abetos. A lagarta do botão do abeto é um inseto mortal para as populações de abetos nas regiões do sul da taiga. JP Jasinski confirmou esta teoria cinco anos depois, afirmando: “Sua persistência [florestas de líquen], juntamente com suas histórias anteriores de florestas de musgo e ocorrência atual adjacente a florestas fechadas de musgo, indicam que elas são um estado alternativo estável para o musgo-abeto florestas".

Ecorregiões da Taiga