Particularități ale Condițiilor de Mediu în Zona Montană și Adaptările Plantelor la Acestea

În zonele montane se observă o modificare gradată a anumitor factori de mediu, odată cu creşterea altitudinii. Acest fapt determină modificări profunde ale vegetaţiei, care prezintă variate adaptări la condiţiile de aici, atât în ansablu, sub aspectul structurii comunităţilor vegetale, cât şi adaptări morfofiziologice şi anatomice individuale ale plantelor.

Temperatura. Constituie principalul factor limitativ în zonele montane, înregistrând o modificare accentuată la creşterea altitudinii. Astfel, în condiţii normale se înregistrează scăderea temperaturii cu 0,6 C la creşterea cu 100 m a altitudinii. Acesta înseamnă că la o diferenţă de nivel de 2000 m temperaturile medii sunt cu 12 C mai scăzute la munte. În realitate însă, modificarea temperaturii este legată nu numai de variaţia altitudinii ci şi de relief, expoziţie, mişcările de aer etc. De asemenea, o influenţă considerabilă asupra regimului termic o are şi substratul geologic. De exemplu, solurile de pe calcare reţin mai multă căldură, astfel încât în masivele calcaroase climatul este puţin mai blând comparativ cu cel din masivele cristaline.

Pe lângă scăderea temperaturilor medii se înregistrează şi creşterea amplitudinilor termice diurne, mai accentuată în zonele însorite. Acest fenomen este mai accentuat în munţii din zonele tropicale şi ecuatoriale, unde ziua temperaturile ating valori foarte ridicate datorită unghiului mic sub care cad radiaţiile solare, iar noaptea acestea scad până sub punctul de îngheţ. O parte dintre plantele care trăiesc aici cresc sub formă de rozetede talie mare, care în timpul nopţii se închid pentru a feri mugurele central de îngheţ. Alte plante prezintă o tulpină înaltă şi compactă, cu scoarţă groasă, protejată de frunze moarte sau de frunze acoperite cu peri lungi şi deşi.

Urmarea scăderii temperaturilor medii anuale şi lunare este în zona temperată reducerea sezonului de vegetaţie pe verticală cu până la 3-4 luni, sau chiar mai mult în anumite habitate. Dată fiind scurta perioadă bioactivă, o parte a fazelor fenologice este puternic scurtată. Cel mai puternic efect se observă la creşterea vegetativă care se face brusc după topirea zăpezii, mugurii vegetativi fiind gata pregătiţi încă de sub zăpadă la toate speciile care trăiesc în aceste ecosisteme. Perioada de îmbobocire este de asemenea scurtată, în schimb perioada de înflorire este la fel de lungă la aceleaşi specii şi în pajiştile alpine şi în cele de altitudine mai redusă. Din această cauză, unele specii nu reuşesc să îşi ducă până la capăt ciclul de vegetaţie, maturizarea fructelor şi a seminţelor fiind incompletă. Este cazul unor graminee: păişul (Festuca supina), ţăpoşica (Nardus stricta), dar şi a unor subarbuşti: bujorul de munte (Rhododendron kotschyi), cimbrişorul alpin (Thymus pulcherrimus). În aceste cazuri, reproducerea vegetativă are un rol dominant faţă de cea sexuată (prin seminţe).

O adaptare a unor plante la scurtarea sezonului de vegetaţie o constituie formarea florilor toamna (Soldanella pusilla). Peste iarnă bobocii florali sunt protejaţi de stratul de zăpadă şi deschiderea florilor se face încă înainte de topirea zăpezii, moment în care plantele sunt deja apte pentru a fi polenizate.

Reducerea pierderilor de căldură la plantele montane şi alpine se realizează prin diferite mecanisme. Cele mai multe au înălţimi mici, având tulpini fie repente (ex. sălciile pitice – Salix retusa, S. herbacea, S. reticulata), fie erecte, dar scunde, de aceeaşi înălţime, grupate în perniţe care reduc pierderile de căldură şi în acelaşi timp măresc cantitatea de radiaţii absorbită (Saxifraga bryoides, Saxifraga aizoides, S. moschata, Sempervivum sp., Silene acaulis). În interiorul acestor perniţe temperatura poate fi cu până la 20°C mai ridicată decât în exterior. Tot pentru reducerea pierderilor de căldură multe dintre speciile alpine sunt acoperite cu un strat de perişori albi, denşi (ex. Leontopodium alpinum, Antennaria dioica, Helianthemum hirsutum) care captează un strat de aer în jurul plantei ce devine mai cald decât aerul din exterior.

La unele specii se observă formarea unor ţesuturi de protecţie, izolatoare contra frigului, ţesuturi suberoase dezvoltate fie ca un înveliş al tulpinilor subterane (tuberculi), fie mai ales ca formaţiune la suprafaţa tulpinilor aeriene (la sălcile pitice – Salix retusa, S. herbacea, mesteacănul pitic – Betula nana şi la alţi arbuşti şi subarbuşti arcto-alpini). O altă adaptare este ocrotirea mugurilor acestor plante de către frunze transformate în solzi, adesea acoperiţi cu un strat de ceară.

Plantele criofile caracteristice etajului alpin prezintă şi o serie de adaptări fiziologice care le permit supravieţuirea în condiţiile temperaturilor scăzute de aici. Modificările fiziologice care survin în cazul dobândirii rezistenţei la îngheţul temporar sunt reunite sub denumirea de călire. Într-o primă fază are loc concentrarea sucului celular din celulele frunzelor şi a nodurilor de înfrăţire, prin acumularea de substanţe organice (glucide şi lipide), precum şi săruri minerale, care determină coborârea punctului de îngheţare. Se preîntâmpină astfel formarea acelor de gheaţă în celule şi distrugerea membranelor şi a altor organite celulare. Când temperatura scade lent sub 0º C au loc modificări caracteristice pentru cea de-a doua fază. Acum are loc deshidratarea treptată şi reversibilă a celulelor, prin trecerea unei mari cantităţi de apă intracelulare în spaţiul intercelular, unde se formează cristale de gheaţă. Dacă însă temperatura scade brusc, apa nu mai are timp să fie eliminată şi gheaţa se formează în interiorul celulei, având loc lezarea organitelor şi perturbarea sau chiar încetarea funcţiilor lor. După terminarea perioadei de călire se constată la aceste plante o reducere a activităţilor vitale până la suspendarea lor totală şi intrarea într-o stare de repaus total.

O situaţie particulară se înregistrează în cazul hidrofitelor din lacurile montane care în timpul nopţii îngheaţă odată cu apa iar ziua se dezgheaţă, fără a suferite vreo vătămare.

Rezistenţa plantelor la îngheţ este determinată genetic şi variază în funcţie de specie şi ecotip. În zona temperată plantele dezvoltă rezistenţa la îngheţ începând de toamna, şi se menţine până primăvara, când începe creşterea.

Întrucât seminţele formate toamna nu germinează decât primăvara următoare, ele prezintă o serie de adaptări morfo-fiziologice care permit supravieţuirea lor peste iarnă. Sucul lor celular este foarte concentrat, chiar până la stare solidă, celulele embrionului sunt meristematice, nu au vacuole şi protoplasma se găseşte într-o stare puternic deshidratată. Apa care mai există este legată coloidal şi nu se transformă în gheaţă.

În munţii înalţi, dincolo de limita zăpezilor eterne trăiesc numai talofite inferioare, şi mai ales alge unicelulare. Deşi sunt alge verzi, multe dintre ele sunt colorate în violet, roşu (Hematococcus), cafeniu, datorită unui pigment roşu care le protejează contra radiaţiilor ultroviolete. În timpul zilelor înnorate acest pigment este retras pentru a mări cantitatea de lumină absorbită pentru fotosinteză. Pentru ca alga zăpezilor (Chlamidomonas nivalis) să se poată dezvolta, ea are nevoie de multă lumină şi temperaturi negative, întrucât deja la 4ºC moare. Aceste alge trăiesc de obicei în colonii, care pe timp însorit se încălzesc iar zăpada din jurul lor se topeşte, fiecare colonie fiind astfel amplasată într-o gropiţă. Adesea apa de la suprafaţa coloniei îngheaţă şi cuva cu alge apare acoperită cu o pojghiţă subţire de gheaţă, ce constituie o adevărată seră în care temperatura se poate menţine mult timp în jurul valorii de 0ºC. Pe pereţii înclinaţi de stâncă lipsiţi de zăpadă trăiesc licheni. Unele specii pot să supravieţuiască în condiţiile în care se înregistrează şi numai două zile pe an temperaturi pozitive. În acest caz creşterea este însă foarte lentă, o creştere de 1 cm2 necesitând 50 ani.

Un fenomen destul de frecvent întâlnit pe văile montane este cel de inversiune termică, astfel încât pe unele văi sau în depresiuni etajarea normală a vegetaţiei nu se menţine.