Toundra

Introduction : Le mot « toundra » vient du finnois et signifie « terre stérile » ou « sans arbre ». La toundra est le biome le plus simple en termes de composition des espèces et de chaînes alimentaires.

Végétation : lichens, mousses, carex, herbes vivaces et arbustes nains (souvent des bruyères, mais aussi des bouleaux et des saules).

Formes de croissance : les formes typiques sont celles qui s'accrochent au sol et celles qui préservent la chaleur, notamment

• les graminées formant des touffes
• les tapis ou les plantes coussins, souvent des membres à feuilles persistantes de la famille des bruyères
• les rosettes
• des arbustes nains, dont certains sont à feuilles caduques.

Climat : Les conditions de haute latitude du type de climat ET de Köppen qui influencent la vie dans ce biome sont les suivantes

• une saison de croissance extrêmement courte (6 à 10 semaines)
• des hivers longs, froids et sombres (6 à 10 mois avec des températures mensuelles moyennes inférieures à 32°F ou 0° C.)
• de faibles précipitations (moins de 5 pouces par an) associées à des vents forts et desséchants. Les chutes de neige sont en fait bénéfiques pour la vie végétale et animale, car elles forment une couche isolante à la surface du sol.

Contrôles édaphiques : On pense généralement que c'est le pergélisol, et non les températures froides en tant que telles, qui empêche la croissance des arbres. En outre, l'activité de gel-dégel, une fine couche active et la solifluxion pendant les mois les plus chauds contribuent à contrôler fortement les schémas de végétation et à créer une mosaïque de microhabitats et de communautés végétales.

Sol : aucun sol véritable n'est développé dans ce biome en raison des facteurs édaphiques mentionnés ci-dessus.

Faune : les stratégies développées pour résister aux conditions difficiles de la toundra peuvent être divisées entre les espèces résidentes et les espèces migratrices.

Parmi le petit nombre d'espèces d'oiseaux (p. ex. lagopède) et de mammifères (p. ex. bœuf musqué, lièvre arctique, renard arctique, bœuf musqué) qui résident toute l'année dans la toundra, on trouve couramment :

Des adaptations morphologiques telles que

• des corps grands et compacts selon les règles de Bergmann et d'Allen
• une épaisse couverture isolante de plumes ou de fourrure
• un pelage et un plumage qui deviennent blancs en hiver et bruns en été

Adaptations physiologiques telles que la capacité à accumuler d'épais dépôts de graisse pendant la courte saison de croissance. La graisse sert d'isolant et de réserve d'énergie à utiliser pendant l'hiver, lorsque les espèces animales restent actives.

Adaptations démographiques : fluctuations cycliques de la taille de la population, dont le lemming, un petit rongeur qui est le principal herbivore de la simple chaîne alimentaire de la toundra, est peut-être le meilleur exemple. Les populations de prédateurs et de plantes réagissent de la même manière aux pics et aux chutes des populations d'herbivores.

Les espèces migratrices telles que les oiseaux aquatiques, les oiseaux de rivage et les caribous s'adaptent à la toundra en évitant les conditions les plus rigoureuses de l'hiver. Chaque année, à la fin de la courte période de végétation, ils se déplacent vers le sud, dans la forêt boréale ou au-delà, mais reviennent dans la toundra pour se reproduire.

Le harfang des neiges émigre périodiquement de la toundra les années où les populations de lemmings s'effondrent. Ces hivers-là, on observe des irruptions de harfangs des neiges jusqu'au sud de la Virginie. La plupart des harfangs sont retrouvés avec l'estomac vide et ne survivent pas pour retourner dans l'Arctique.

Répartition : Le biome de la toundra est limité aux hautes latitudes de l'hémisphère nord, dans une ceinture autour de l'océan Arctique. Nombre de ses espèces, tant végétales qu'animales, ont une aire de répartition circumpolaire.

[Dans l'hémisphère sud, il y a peu de terres aux latitudes où l'on pourrait s'attendre à trouver de la toundra. Dans l'hémisphère nord, le biome se trouve principalement au pôle 60° N sur les masses continentales d'Amérique du Nord et d'Eurasie et sur les îles de l'Arctique. Les continents méridionaux ne s'étendent pas jusqu'aux hautes latitudes. La pointe sud de l'Amérique du Sud n'atteint qu'environ 55° S. L'Antarctique continental, à l'exception de certaines parties de la péninsule antarctique et des îles situées au large, présente peu de zones libres de glace pour l'établissement de la vie végétale. Il existe cependant des endroits où l'on trouve une végétation semblable à celle de la toundra, notamment sur certaines îles subantarctiques telles que les Malouines et la Géorgie du Sud. Voir les analogues de la toundra de l'hémisphère sud et de l'Antarctique].

Dans le biome de la toundra, on observe une zonation latitudinale des communautés :

Toundra du Haut-Arctique : essentiellement confinée aux îles de l'océan Arctique et caractérisée par des lichens et des mousses épars sur les surfaces rocheuses nues et des plantes herbacées vivaces poussant dans des recoins protégés parmi les débris rocheux tranchants et fracturés par la glace. Voir aussi : Étude de cas : La toundra du Haut-Arctique du Svalbard.

Toundra du Moyen-Arctique : limitée à la plaine côtière de l'Arctique où le terrain plat, une fine couche active et le gel et le dégel produisent un sol structuré ou des polygones rocheux. Le tri des particules par l'activité du gel et du dégel donne aux polygones un centre gorgé d'eau, un microhabitat propice à la sphaigne et au carex, et un anneau extérieur plus sec qui fournit un microhabitat favorable aux plantes herbacées et à certaines bruyères naines.

Toundra du Bas-Arctique : la majorité de la toundra se trouve sur des pentes mieux drainées avec une plus grande profondeur de pergélisol que celle rencontrée dans la plaine côtière de l'Arctique. On y trouve une plus grande fréquence d'arbustes ligneux : saules, bouleaux et divers membres de la famille des bruyères qui portent des baies. Le long des cours d'eau, les saules et les aulnes peuvent atteindre trois mètres de haut. Sur les pentes orientées vers le sud, des arbres à feuilles persistantes (épicéa et sapin) sont établis et représentent les extensions les plus septentrionales de la grande forêt boréale au sud. (Ces zones où deux biomes s'interpénètrent sont appelées écotones).

La toundra alpine

De nombreuses espèces de toundra se trouvent à haute altitude dans les montagnes de l'hémisphère nord. La zone de vie arctique-alpine des hautes altitudes connaît un climat différent - en termes de durée du jour et de saisons - de celui de la véritable toundra de l'Arctique. Cependant, les sols minces et les températures froides créent un environnement que de nombreux arbres de latitude moyenne ne peuvent tolérer, ce qui permet aux espèces de la toundra d'envahir et de prospérer.

Dans le nord-est des États-Unis, dans la chaîne présidentielle des White Mountains, dans le New Hampshire, la limite des arbres se situe à environ 4 500 pieds d'altitude. Une bande de krummholz, des parcelles de sapins baumiers et d'épicéas noirs rabougris que le vent transforme en arbres drapeaux, marque les limites inférieures et s'étend jusqu'à des altitudes d'environ 4 000 pieds à 5 400 pieds. La végétation de la zone arctique-alpine est dominée par des landes naines, notamment le thé du Labrador, le laurier rose de Laponie, l'azalée alpine, l'airelle, la busserole alpine et le diaspensia. Des plantes herbacées vivaces, comme la sabline des montagnes, trouvent refuge dans les rochers du felsenmeer qui caractérise les régions sommitales. Outre la chaîne présidentielle, dans laquelle se trouve le plus haut sommet de Nouvelle-Angleterre, le mont Washington (6 288 pieds d'altitude), les monts Katahdin dans le Maine (5 267 pieds), Mansfield dans le Vermont (4 393 pieds) et Marcy dans l'État de New York (5 343 pieds) abritent également une toundra arctique-alpine.

La zone arctique-alpine est clairement visible sur le mont Washington (NH), où la station météorologique située au sommet a enregistré certaines des conditions les plus difficiles sur Terre, notamment des vitesses de vent supérieures à 200 mph. Habituellement enveloppé de nuages, le sommet de la montagne connaît en moyenne 44 jours d'ensoleillement par an.

Drapeaux du krummholz sur le Mont Washington

Plaques de krummholz sur le Mont Washington

Felsenmeer sur le mont Washington

Des cairns sont étroitement espacés dans les jardins alpins de Chandlers Ridge, sur le mont Washington, pour guider les randonneurs à travers un brouillard épais. Malgré cela, les alpinistes sont invités à faire demi-tour si les conditions se détériorent. Quelque 140 personnes sont mortes sur la montagne à la suite d'accidents ou d'expositions. La plupart des décès sont survenus pendant les mois d'été, lorsque les alpinistes sont soudainement confrontés à des températures inférieures au point de congélation et à des vents violents au-dessus des murs de tête des différents cirques.

La sabline des montagnes, une des nombreuses plantes vivaces herbacées. 

Sous les tropiques, le climat de très haute altitude est extrêmement différent de celui de l'Arctique. Le gel-dégel, au lieu de suivre un cycle saisonnier, suit un cycle diurne. De plus, les sommets sont isolés de la toundra arctique. Souvent, des espèces endémiques dérivées d'une flore tropicale ou d'une flore antarctique créent les communautés uniques des sommets des hautes montagnes tropicales. Plus d'informations sous Zones de vie.

Source originale https://php.radford.edu/~swoodwar/biomes/?page_id=89