Kehidupan tumbuhan tumbuh pada ketinggian yang mengesankan – ada lumut yang berfotosintesis dengan bahagia di atas ketinggian 21.000 kaki di bahu Gunung Everest, gunung tertinggi di dunia. Tetapi ketinggian yang lebih tinggi menantang vegetasi dengan kondisi yang ketat, menghasilkan adaptasi khusus dan efek yang terlihat pada bentuk pertumbuhan. Dari angin yang menderu-deru dan salju yang bertahan lama hingga suhu yang dingin dan radiasi matahari yang intens, tumbuhan di dataran tinggi harus kuat menghadapi unsur-unsur yang menuntut lingkungan fisik mereka.
Ketinggian Tinggi dan Tanaman: Suhu dan Musim Tumbuh
Suhu negara yang tinggi memang bisa sangat dingin, terutama selama musim dingin di garis lintang tengah dan tinggi. Di atmosfer yang lebih rendah, suhu menurun dengan ketinggian pada apa yang disebut “laju selang”, bergetar secara kasar hingga penurunan 3,5 derajat Fahrenheit untuk setiap kenaikan ketinggian 1.000 kaki.
Ini berarti bahwa dalam kondisi normal, tanaman yang tumbuh di dataran tinggi menghadapi kondisi yang lebih dingin – udara yang lebih dingin, tanah yang lebih dingin – sepanjang tahun dibandingkan tanaman di dataran rendah. Namun dingin yang parah itu sendiri belum tentu menjadi pemecah masalah ketika menyangkut vegetasi – tanaman keras seperti tumbuhan runjung subalpine dapat bertahan dari suhu yang melumpuhkan jauh di bawah nol.
Faktor pembatas tanaman yang lebih penting pada ketinggian yang lebih tinggi adalah lamanya musim tanam. Meskipun mereka dapat bertahan pada suhu yang sangat rendah, misalnya, tumbuhan runjung gunung itu masih membutuhkan beberapa bulan hanya dengan sedikit embun beku untuk tumbuh kembali. Tunas segar itu, lebih rentan dingin, perlu waktu untuk “mengeras” sebelum merkuri turun lagi.
Proses pengerasan ini bergantung pada fotosintesis yang memadai , proses di mana tumbuhan menggunakan energi matahari untuk mengubah karbon dioksida (CO 2 ) dan air menjadi energi yang dapat digunakan dalam bentuk glukosa. Tumbuhan tidak dapat berfotosintesis di bawah ambang suhu tertentu, tetapi ini bervariasi antar spesies. Banyak tanaman dataran tinggi mampu melakukan fotosintesis pada suhu yang lebih dingin daripada tanaman dataran rendah.
Curah Hujan, Tanaman dan Ketinggian
Sebagai aturan umum, dataran tinggi menerima lebih banyak curah hujan daripada dataran rendah. Di dataran tinggi yang luas, ini mungkin hanya karena udara yang umumnya lebih dingin memiliki kapasitas yang lebih kecil untuk menahan kelembapan, menghasilkan awan dan presipitasi dengan lebih mudah. Namun perbukitan dan pegunungan juga secara aktif menginduksi presipitasi melalui apa yang disebut efek orografis : Udara didorong ke atas oleh medan mendingin hingga titik kondensasi, menghasilkan pembentukan awan dan presipitasi.
Ini berarti bahwa negara yang lebih tinggi di daerah yang umumnya gersang seringkali dapat mendukung vegetasi yang lebih subur, lebih padat, dan lebih tinggi daripada lembah dan cekungan kering di kaki mereka. Barisan pegunungan gurun dapat menjulang cukup tinggi untuk memungkinkan pertumbuhan hutan, membentuk habitat “pulau langit” yang terisolasi.
Di daerah tropis dan subtropis, curah hujan tinggi dikombinasikan dengan kabut kronis dari efek orografis membantu memelihara hutan awan , seringkali lebih kerdil daripada hutan dengan ketinggian lebih rendah tetapi dengan subur diselimuti lumut, lumut kerak, pakis, dan epifit lainnya.
Intensitas Cahaya di Ketinggian
Kepadatan udara dan partikel yang lebih rendah pada ketinggian yang lebih tinggi berarti radiasi matahari yang lebih besar. Radiasi ultraviolet (UV) pada tingkat tinggi – dan khususnya UV-B – dapat menyebabkan kerusakan jaringan dan masalah lain pada tanaman. Radiasi UV-B yang lebih besar dengan ketinggian diimbangi oleh hamburan atmosfer yang lebih sedikit dan umumnya peningkatan kekeruhan di tempat yang lebih tinggi. Beberapa paparan UV-B yang paling intens yang dialami tanaman kayu dan alpen mungkin terjadi pada musim semi dengan kombinasi sinar matahari langsung dan banyak salju yang memantulkan sinar matahari sehingga meningkatkan penyinaran.
Studi menunjukkan tanaman dataran tinggi telah mengembangkan beberapa resistensi terhadap radiasi UV-B lingkungan mereka yang lebih besar melalui adaptasi seperti daun yang lebih tebal dan lebih kecil dan peningkatan konsentrasi pigmen penyerap ultraviolet seperti flavonoid di jaringan mereka.
Kurang Karbon Dioksida
Pada dasarnya karbon dioksida yang tersedia untuk tumbuhan alpen lebih sedikit karena kepadatan udara yang lebih rendah dan tekanan atmosfer di ketinggian. Namun bukti menunjukkan bahwa pengurangan karbon dioksida bukanlah faktor pembatas yang penting bagi tumbuhan di dataran tinggi. Salah satu alasannya mungkin karena laju difusi gas meningkat dengan tekanan atmosfer yang lebih rendah, memungkinkan penyerapan yang lebih mudah oleh tanaman dan mungkin mengimbangi tekanan parsial dan ketersediaan karbon dioksida yang lebih rendah.
Pengaruh Snowpack
Di daerah pegunungan dengan garis lintang tengah dan tinggi, salju sering bertahan lebih lama di dataran tinggi yang lebih sejuk dan lembap daripada di dataran rendah. Snowpack adalah berkah sekaligus kutukan bagi tanaman. Ini melindungi penutup tanah, semak rendah dan pohon muda, dan cabang pohon yang lebih rendah dari suhu musim dingin yang parah dan angin yang mengering. Khususnya di iklim laut sedang, salju dapat menyelimuti pohon-pohon di dataran tinggi, dengan cara yang sama melindungi mereka dari cuaca dingin yang sangat dingin.
Salju dataran tinggi tahan lama yang mencair perlahan juga memasok kelembapan kritis untuk tanaman pegunungan selama musim panas, mendukung vegetasi yang lebih rimbun di tempat yang tidak terlalu bersalju menghasilkan kondisi yang lebih kering.
Tetapi tumpukan salju dan ladang salju yang bertahan hingga akhir musim semi atau awal musim panas – atau lebih lama – juga dapat membatasi musim tanam di lokasi tertentu, mencegah sebagian besar tanaman mendapatkan pijakan.
High-Country Howlers: Pengaruh Angin
Banyak daerah elevasi tinggi, khususnya pegunungan, mengalami kecepatan angin yang jauh lebih tinggi daripada elevasi yang lebih rendah. Angin di ketinggian yang lebih tinggi yang tidak diperlambat oleh tarikan gesekan dari permukaan tanah yang lebih rendah dapat menghantam bukit dan pegunungan tinggi yang naik ke aliran udaranya. Lebih jauh lagi, pada ketinggian atas, vegetasi yang tumbuh rendah seperti semak belukar kerdil dan tundra tidak mengganggu hembusan angin pada tingkat yang sama dengan vegetasi yang lebih tinggi di bawah.
Ini berarti tanaman di dataran tinggi sering berurusan dengan hembusan angin besar. Angin memahat pertumbuhan tanaman dengan mematahkan batang dan cabang secara mekanis, mengikis tanaman dengan pasir yang terbawa angin dan meningkatkan penguapan, sehingga meningkatkan tekanan kelembapan (terutama di musim dingin di pegunungan dengan garis lintang lebih tinggi, ketika tanah beku membatasi kemampuan pohon untuk menggantikan air melalui akar). Pohon di lereng berangin mungkin menunjukkan efek “kelemahan”, dengan pertumbuhan yang jarang dan pendek di sisi angin dan dahan bawah angin yang lebih panjang dan lebih padat.
Gambar Thinkstock / Comstock / Getty
