Metsapiir ehk puuliin: määratlus, tüübid ja põhjused

Puude piir või puuliin on elupaiga piir, kus puud võivad kasvada. Üle puuliini ei saa nad kasvada, sest tingimused (näiteks temperatuur, niiskus, pinnasetingimused või tugevad tuuled) muutuvad liiga ebasoodsaks. Puuliin ei tähenda alati lõplikku ja sirget joont: sageli moodustub laias üleminekualas segavöönd, kus puud on harvemad ja madalamad.

Tüübid

Ökoloogias ja geoloogias on määratletud mitmeid puuliini tüüpe:

Arktiline puude piir Põhjapoolkeral kõige kaugemal põhjas, kus puud võivad kasvada; kaugemal põhjas on liiga külm. Tavaliselt märgitakse seda ringikujulise taimestiku muutusega: metsa asendavad madalad põõsad ja tundra. Arktiline puuliin on tundlik nii kliima kui ka pinnase tingimuste muutustele.
Antarktika puuliin Kõige kaugemal lõunapoolkeral, kus puud saavad kasvada; kaugemal lõunas on samuti liiga külm. Antarktika puhul on puude kasv väga piiratud ja esineb peamiselt subantarktika saartel või õrnemates lahetes; mandril endal puud praktiliselt puuduvad.
Alpi puuliin Kõrgeim kõrgus, kus puud kasvavad: kõrgemal on liiga külm või lumi katab maapinda liiga suure osa aastast. Kliimat üle puuliini nimetatakse alpikliimaks. Alpi puuliini kõrgus sõltub laiuskraadist, kohalikust kliimast ja kivimite omadustest ning võib piirkonniti väga erineda.
Ekspositsiooniline puuliin Rannikul ja üksikutes mägedes on puuliin sageli palju madalam kui vastavatel kõrgustel sisemaal ja suuremates, keerukamates mäesüsteemides, sest tugevad tuuled vähendavad puude kasvu. Avatud ekspositsioonid, soolane õhk ja pidev tuul võivad viia ka krummholzi ja teiste vastupidavate vormide domineerimiseni.
Kõrbepuupiir Kohad, kus puud ei saa kasvada, sest sademete hulk on liiga väike. Sellistes piirkondades piirab puude levikut vee kättesaadavus; oaasid ja põhjavee lähedal asuvad kohad võivad siiski võimaldada puude kasvamist väljaspool üldist puupiiri.
Mürgine puuliin Keskkond on puude kasvamiseks liiga äärmuslik. Selle põhjuseks võib olla sulanud laava või kuum kivi (infrapunakiirgus), mis tahes fumarool (aur, väävel, hape), pinnase pH, madala hapnikusisalduse tingimused, soolakontsentratsioon (nagu Surnumere või Suure Soolajärve lähedal), sulfaatide tase, muud looduslikud põhjused või inimtekkeline reostus. Näiteks vulkaanilise tegevuse või tööstusreostuse tõttu võib tekkida piirkond, kus taimestik on tugevalt piiratud või hävinud.
Märgalade puuliini Kõige niiskem pinnas mõhnade ja soode äärealadel, kus puud võivad kasvada ja millest allpool on pinnas veega liiga küllastunud, mistõttu mullast on puude juurte kasvuks vajalik hapnik välja jäetud. Sellist joont ei ole aga soode puhul, kus puud, näiteks kaljuküpressid ja paljud mangrooviliigid, on kohanenud kasvama püsivalt niiskes pinnases. Märgaladel võib puude piir sõltuda veetaseme kõikumistest, soostumise faasist ja inimese tehtud veemajandusest.

Põhjused ja mõjutajad

Peamised tegurid, mis määravad puuliini asukoha, on:

Temperatuur — alampiirid kasvuperioodi keskmistele ja maksimaalsele külmakindlusele; nt öise ja päevase temperatuuri suhe mõjutab kasvutingimusi.
Niiskus ja sademed — vajalik veevarustus puude kasvuks; nii vähene kui liigne niiskus võivad piirata puude levikut.
Pinnas — toitainete sisaldus, pH, drenaaž ja jäätumine (nt permafrost) mõjutavad juurte arengut.
Tuuled ja mikroklima — tugevad tuuled võivad kahjustada võrseid ja kuivatada puid, viies madalama puupiiri tekkeni.
Bioloogilised mõjud — taimekaitsjad, haigused, herbivooride kahjustused ning liikidevahelised konkurentsi ja koostöö suhted.
Inimtegevus — raiumine, põllumajandus, tulekahjud ja kliimamuutused võivad puupiiri nihutada või häirida.

Mõõtmine, variatsioon ja muutused

Puuliini täpne määratlemine võib olla keeruline. Ehkki eemalt näib puuliin teravana, paikneb kohapeal sageli lai ecotone ehk üleminekuala, kus puud harvenevad ja lühengevad. Puude piiril viimased üksikud isendid võivad olla põõsastunud või krummholz'i kujul — lühikesed, tuulte ja lume poolt vormitud puud. Krummholz'iks, mis tuleneb saksa keelest ja tähendab "väändunud puitu".

Puuliinide muutuste uurimiseks kasutatakse erinevaid meetodeid: dendrokroonoloogia (puidu aastarõngad), kaugtuvastus (satelliidipildid), maauuringud ja pikaajalised vaatlusjaamad. Kliimamuutuse tõttu on paljudes piirkondades täheldatud puuliini nihkumist põhja- ja kõrgussuunas, kuid nihked sõltuvad kohalikest tingimustest ning võivad olla aeglased.

Tähtsus ja kaitse

Puuliinid on ökoloogiliselt olulised mitmel põhjusel:

nad toimivad baromeetritena kliimamuutusele — puuliini nihkumine annab märku temperatuuri ja niiskuse pikaajalisest muutusest;
nad on oluline elupaik mitmesugustele liikidele, sealhulgas paljudele haruldastele ja kohaspetsiifilistele taime- ning loomaliikidele;
nad mõjutavad kohalikke veeringe, albedo (peegeldus) ning süsiniku sidumist metsa ja maapinna vahel;
kaitse ja jätkusuutlik majandamine aitavad säilitada bioloogilist mitmekesisust ning vähendada inimtekkelist häiringut puupiiride tundlikes alades.

Puude piir, nagu ka paljud teised looduslikud jooned (näiteks järvede piirid), paistab eemalt hästi määratletud, kuid lähemal vaatlusel ei ole see nii selge. Puud kasvavad lühemaks ja hõredamaks, kuni nad lihtsalt lõpetavad kasvamise — moodustades laia ja dünaamilise ülemineku vööndi, mis reageerib nii looduslikele kui inimtekkelistele muutustele.

Rasked talvised kliimatingimused alpipuude joonel põhjustavad krummholzi kasvu pidurdumist. Karkonosze, Poola.

Selles vaates alpide puuliinist paistab kaugemal olev joon eriti terav. Esiplaanil on näha üleminekut puudelt puude puude puudumisele. Need puud on külma ja tuule tõttu võsastunud ja ühekülgsed.

Tüüpilised puuliigid

Mõned tüüpilised puuliigid (pange tähele okaspuude ülekaalu):

Dahuri lehis (Larix gmelinii)
Liblikapuu (Pinus balfouriana)
Great Basin Bristlecone Pine (Pinus longaeva)
Rocky Mountains Bristlecone Pine (Pinus aristata)
Potosi Pinyon (Pinus culminicola)
Makedoonia mänd (Pinus peuce)
Valgepõdrakasvuline mänd (Pinus albicaulis)
Sveitsi mänd (Pinus cembra)
Mägimänd (Pinus mugo)
Hartwegi mänd (Pinus hartwegii)
Subalpine Larch (Larix lyallii)
Arktiline valge kask (Betula pubescens subsp. tortuosa)
Lumekumm (Eucalyptus pauciflora)
Antarktika pöök (Nothofagus Antarctica)

Dahuuri lehis, mis kasvab Arktika puuliini lähedal Kolüma piirkonnas, Arktika Kirde-Siberis.

Küsimused ja vastused

K: Mis on puuliin?

V: Puude piir on elupaiga piir, kus puud saavad kasvada ja millest kaugemale nad ei saa kasvada ebasoodsate tingimuste, näiteks külmade temperatuuride või veepuuduse tõttu.

K: Millised on erinevad puuliini tüübid?

V: Peamised puuliinide tüübid on arktiline, antarktiline, alpine, ekspositsiooniline, kõrbe, mürgine ja märgala.

K: Milline kliima valitseb puuliini kohal?

V: Puuliini kohal valitseb alpine kliima, mida iseloomustavad külmad temperatuurid ja lumekate suure osa aastast.

K: Kuidas mõjutab tuul mõnede puuliinide alumist kõrgust?

V: Rannikualadel ja isoleeritud mägedes võivad tugevad tuuled vähendada puude kasvu, nii et puud kasvavad ainult madalamal kui suuremates mägisüsteemides, kus on rohkem kaitset tuule eest.