Boreaalinen vyöhyke
Boreaalinen vyöhyke eli pohjoinen havumetsävyöhyke eli taiga on kasvillisuusvyöhyke, jonka perustana on halki pohjoisen pallonpuoliskon ulottuva yhtenäinen havumetsäalue. Euraasiassa se kulkee Fennoskandiasta itäiseen Siperiaan ja Pohjois-Amerikassa Alaskan länsiosista Labradorin niemimaalle. Vyöhyke rajoittuu pohjoisessa tundraan ja etelässä lauhkean vyöhykkeen seka- ja lehtimetsiin ja aroihin.
Boreaalinen vyöhyke käsittää noin 15 prosenttia mantereiden pinta-alasta ja sen metsäalueet ovat maailman suurimmat – noin 15 miljoonaa neliökilometriä. Sen ohella havumetsiä kasvaa erityisesti eteläisemmillä vuoristoseuduilla, kuten Kalliovuorilla, Alpeilla, Karpaateilla ja Himalajalla, ja Kalifornian itäisillä ylängöillä kasvaa havumetsiksi luokiteltavia punapuumetsiä. Jopa trooppisilla vuorilla esimerkiksi Borneossa kasvaa trooppisiin vuoristo-oloihin sopeutuneita havupuita, ja Välimeren kasvillisuusalueella kasvavat havupuut pinja ja rannikkomänty ovat sopeutuneet sateiseen talveen ja kuumaan ja kuivaan kesään. Eteläisemmillä havumetsillä ja havupuilla ei kuitenkaan ole mitään tekemistä boreaalisten havumetsien kanssa.
Boreaalinen vyöhyke kuuluu pohjoiseen lauhkeaan vyöhykkeeseen ja tarkemmin ottaen viileään ilmastotyyppiin, jonka keskilämpötila on 10–22 celsiusastetta 1–3 kesäkuukauden aikana. Kylmimmän kuukauden lämpötila alittaa −3 °C.
Boreaalisella vyöhykkeellä lämpötila nousee 1–4 kk kestävän kesän aikana yli 10 °C, mutta laskee talvella alle +3 °C:n. Vuoden keskilämpötila on noin −5 – +5 °C tai −7 – +4,5 °C.
Havumetsävyöhykkeellä sataa yleensä noin 300–1500 mm, Suomessa noin 600–700 mm. Tällä sademäärällä havumetsä on yleensä humidi, kostea. Sademäärissä on yleensä vähempi sateinen aika talvella ja keväällä, ja runsassateisempi aika kesällä ja syksyllä. Vuotuinen sademäärä vaihtelee melko paljon alueittain, ja se on yleensä 200–2000 mm. Kosteimpia alueita ovat Norjan länsirannikko ja Alaskan etelärannikko, kuivinta on keskisessä Siperiassa. Kosteilla seuduilla on runsaasti kuusia, pihtoja ja koivuja. Kuivemmilla mantereisilla seuduilla metsä on lähinnä mäntyä ja lehtikuusta.
Merellisissä osissa, kuten Fennoskandiassa, talvet ovat melko leutoja suhteessa itäisen Siperian mantereiseen ilmastoon, jossa kesät ovat lämpimiä ja talvet erittäin ankaria.
Suomen ilmasto on kylmä- tai lauhkeatalvinen, ja kesän ja talven kuukausien lämpötilaero jopa 40 °C, alimman ja ylimmän kohdan (hyvin kylmä talviyö, kuuma kesäpäivä) jopa 70–80 °C. Sademäärä on meillä 700–800 mm.
Metsät ovat boreaalisella vyöhykkeellä voimakkaasti havupuuvaltaiset, ja tietyssä metsätyypissä esiintyy vain vähän eri puulajeja. Hallitsevia havupuusukuja ovat männyt ("Pinus"), kuuset ("Picea"), pihdat ("Abies") ja lehtikuuset ("Larix").
Havumetsäalueen Euraasian puoleisessa osassa erotetaan neljä aluetta ilmaston mukaan. Pääosin puolimerellisen Fennoskandian alueen valtapuulajit ovat metsämänty ("Pinus sylvestris") ja metsäkuusi ("Picea abies"). Idempänä Pohjois-Venäjällä ja Länsi-Siperiassa Ob-jokea myöten valtalajeihin kuuluvat männyn lisäksi siperiankuusi ("Picea abies" subsp. "obovata"), siperianlehtikuusi ("Larix sibirica") Äänisen itäpuolelta, siperianpihta ("Abies sibirica") ja siperiansembra ("Pinus cembra" subsp. "sibirica"). Siperiassa havumetsäalueen ilmasto on hieman kuivempi ja kuukausittaiset lämpötilaerot suurempia kuin leudommalla Fennoskandian havumetsäalueella: talvet jäätävän kylmiä ja lyhyet kesät runsashelteisiä. Siperianlehtikuusi kasvaa lähes ainoana puulajina muun muassa Keski-Siperian tasangolla, jossa maa on monin paikoin ikiroudassa lämpimistä kesistä huolimatta, ja jossa ikivihreät havupuut eivät enää selviydy. Kolmas alue on Itä-Siperia, joka on ilmastoltaan mantereisin. Alueella siperianlehtikuusen korvaa vähitellen dahurianlehtikuusi ("Larix gmelinii"). Neljännen alueen muodostaa Tyynenmeren rannikkoalue, joka muistuttaa Fennoskandiaa mereisyydellään. Vallitsevia lajeja ovat ajaninkuusi ("Picea jezoensis"), ohotanpihta ("Abies nephrolepis") ja pensassembra ("Pinus pumila").
Pohjois-Amerikassa tyypillisiä lajeja ovat valkokuusi ("Picea glauca"), mustakuusi ("Picea mariana") karuilla ja metsänrajaseuduilla, kanadanlehtikuusi ("Larix laricina") erityisesti alueen mantereisissa osissa, palsamipihta ("Abies balsamea"), kanadantuija ("Thuja occidentalis") alueen koillisosissa, kanadanhemlokki ("Tsuga canadensis") sekä banksinmänty ("Pinus banksiana"). Lehtipuita esiintyy paikoin melko runsaasti, erityisesti koivuja ("Betula"), leppiä, pajuja ja haapoja.
Fennoskandian pohjoisosissa ja Islannissa on tundran ja havumetsän rajamailla subarktinen koivuvyöhyke, jossa kasvaa muun muassa tunturikoivua ("Betula pubescens" subsp. "czerepanovii") ja vaivaiskoivua ("Betula nana"). Fennoskandian pohjoisosissa kuten Pohjois-Norjassa ja Ruotsissa, sekä Suomen puolella Lapissa, Kainuussa ja Pohjanmaalla valtalaji on ylivoimaisesti mänty. Etelämpänä muun muassa Etelä-Suomessa metsäkuusi hallitsee metsiä, vaikka männynkin osuus puustosta on lähes yhtä suuri. Virossa ja muualla Baltiassa, sekä Ruotsissa Tukholman eteläpuolella lehtipuiden osuus alkaa pikkuhiljaa kasvaa ja varsinkin jalot lehtipuut yleistyvät. Niinpä Ruotsin eteläisimmissä osissa ja Baltian eteläpuolella lehtimetsävyöhykkeellä havupuut edustavat vain vähemmistöä puustosta.
Havumetsien aluskasvillisuus on melko vähälajista köyhästä ja happamasta maaperästä sekä viileästä ilmastosta johtuen. Tyypillisiä lajeja ovat ikivihreät kasvit – erilaiset varvut, kuten mustikka ("Vaccinium myrtillus") ja puolukka ("Vaccinium vitis-idaea") sekä sammalet ja jäkälät, jotka muodostavat usein tiheitä kasvustoja. Myös sieniä esiintyy runsaasti. Havumetsävyöhykkeen eteläosissa (Viro, Keski-Ruotsi, Lohjan seutu) on myös kalkkikiviseutuja, joissa esiintyy tavallista runsaammin eteläisempää kasvillisuutta.
Maaperä on melko vähäravinteinen, hapan ja podsoloitunut. Happamuus johtuu havupuiden pudottamien neulasten maatuessaan erittämästä haposta, joka estää useimpien muiden kasvien viihtymisen maaperässä. Pintakerros on turvemainen pintahumus, jossa on sienihyyfejä.
Tyypillisin maalaji on moreeni, joka on peruja viime jääkaudelta.
Metsien jälkeen boreaalisen vyöhykkeen tärkein kasvillisuustyyppi on suo, joita alueella on runsaasti johtuen laakeasta maastosta ja tasaisen kosteasta ilmastosta. Soita on runsaasti Suomessa, mutta laajimmat suoalueet ovat Länsi-Siperiassa Ob- ja Irtyš-jokien seuduilla. Suot ovat pääasiassa aapasoita jotka koostuvat nevoista, rämeistä ja korvista. Pohjoisessa tundran tuntumassa on palsasoita ja Fennoskandian eteläosissa sekä Kanadan länsiosissa keidassoita.
Boreaalisen vyöhykkeen eläimistö on vähälajinen, mutta monet sen lajeista esiintyvät ainoastaan kyseisellä alueella. Hirvi on niistä suurikokoisin, ja sen pienemmät sukulaiset peurat esiintyvät myös tundraseuduilla. Petoeläimistä tyypillisimpiä ovat karhu, susi, ilves, ahma ja näätä. Jyrsijöistä sopulit ja myyrät ovat tavallisempia kuin rotat ja hiiret, joita esiintyy lähinnä asutuksen läheisyydessä. Muita yleisiä nisäkkäitä ovat metsäjänis, kärppä, lumikko, saukko, orava, liito-orava ja pohjanlepakko.
Tavallista suurempi osa linnustosta koostuu pikkulinnuista. Tyypillisiä edustajia ovat muun muassa tiaiset, kertut ja tikat. Petolinnuista tavallisia ovat esimerkiksi kanahaukka ja pöllöt. Soilla viihtyvät teeri sekä useat viklot ja sorsat.
Havupuumetsien arvo puu- ja paperiteollisuudessa on hyvin merkittävä, ja etenkin Fennoskandiassa metsien hyväksikäyttö on intensiivistä. Luonnontilaisia aarnimetsiä on suhteellisen vähän. Hoidetuista metsistä puuttuvat kelot ja lahopuut, jotka luonnontilaisessa metsässä muodostavat merkittävän osan koko metsän biomassasta ja jotka ovat muun muassa useiden hyönteisten elinympäristöä. Myös osissa Siperiaa, Alaskaa ja Kanadaa metsien hyötykäyttö on lisääntymässä.
Hakkuiden ohella boreaalisten metsien uhkia ovat muun muassa metsäautoteiden sekä muun infrastruktuurin rakentaminen, lisääntyvä kaivostoiminta ja kaasukenttien rakentaminen sekä ilmastonmuutos, joka aiheuttaa havumetsien vetäytymisen pohjoisemmaksi. Toistaiseksi havumetsät eivät kuitenkaan ole vaarassa hävitä.
Mantereisuuden mukaan määritellyt havumetsän pääalueet Euraasiassa ovat:Boreaalinen vyöhyke voidaan jakaa edelleen pohjoisboreaaliseen (Lappi ja Peräpohjola), jossa ei enää kasva tervaleppää, keskiboreaaliseen (Pohjanmaa ja Kainuu), jossa ei kasva metsälehmusta ja eteläboreaaliseen (Etelä-Pohjanmaa, Lounais-Suomi ja Järvi-Suomi), jossa ei kasva tammea.
Suomi kuuluu ainoana maana lähes kokonaan havumetsävyöhykkeeseen. Lounaisrannikko- ja osa etelärannikosta kuuluvat lehtimetsävyöhykkeeseen luettavaan hemiboreaaliseen vyöhykkeeseen, joka edustaa boreaalisen ja temperaattisen vyöhykkeen vaihettumisaluetta, lauhkean vyöhykkeen sekametsää, jossa kasvaa jo tammeakin. Toisaalta Suomen puolella synkät havumetsät ovat hemiboreaalissa vallitsevia, ja keskieurooppalaisten lehtimetsien piirteitä esiintyy vain hajanaisesti ja harvassa. Pohjoisimman Lapin tuntureilla vallitsee alpiininen tundramainen kasvillisuus, jossa kasvaa puustona vain pienikokoista tunturikoivua ja pensaskerroksessa pajua. Tätä vyöhykettä sanotaan myös hemiarktiseksi.
Eteläboreaalisen vyöhykkeen kasvukausi on 160–175 vrk, haihtuminen PE 465–510 mm. Metsät ovat tiheitä, korkeita ja nopeakasvuisia. Tyypillinen metsänkorkeus 15−17 m. Metsät uudistuvat voimakkaasti ja vaikuttavat voimakkaasti alueen ilmastoon. Valtalajeina havupuut, kuten kuusi ja mänty. Vanhan eteläboreaalisen metsän biodiversiteetti on suuri. Kuusi hieman mäntyä runsaampi, mänty kasvaa lähinnä siellä missä kuusi ei viihdy, eli karuilla paikoilla. Kuusen optimein kasvuvyöhyke, pohjoisemmaksi mentäessä se hiljalleen vähenee ja etelämmäksi mennessä se antaa hiljalleen tilaa lehtipuille, vaikka se onkin valtalajina suurimmassa osassa eteläisempää hemiboreaalia. Eteläboreaalissa, havupuiden seassa kasvaa myös lehtipuita, kuten haapaa, leppää, ja koivua. Ne saavat valoa jopa tiheissä kuusimetsissä, kasvamalla harvoina ja toisinaan kärsivinä kuusien väleissä. Ne esiintyvät kuitenkin alueella useammin pioneeripuina, esimerkiksi metsäpalojen jälkeen. Havupuut eivät myöskään kasva Etelä-Suomen savikoiden tulvatasangoilla, ja niillä mm. lepät, haapa ja koivut ovat runsaita. Erityisesti kosteikkoja suosiva tervaleppä kasvaa eteläboreaalissa yleisenä, kun taas pohjoisemmilla boreaalivyöhykkeillä se on harvinaisuus. Kenttäkerroksen lajisto vaihtelee voimakkaasti metsätyypin mukaan. Kuusimetsissä valtalajit ovat yleensä sammalet ja mustikka, mäntymetsissä jäkälät, kanerva ja puolukka ja lehdoissa esimerkiksi kielo, sananjalka ja käenkaali. Soita on runsaasti, mutta täällä ne muodostuvat vain laaksoihin ja painanteisiin. Suurin osa alueen eteläosan soista on kuivatettu maanviljelyn tieltä. Kesä on sen verran pitkä ja lämmin, että maa ehtii lämmetä hyvin. Ikiroutaa maaperässä ei ole lainkaan. Suotuisimmilla paikoilla reheviä lehtoja, pienilmastoltaan optimeilla paikoilla joskus jopa jalopuulehtoja. Tuore kangasmetsä on kuivaa kangasta tavallisempi metsätyyppi, ja lehtomainen kangasmetsä on erityisesti alueen eteläosissa tyypillinen metsätyyppi. Jalot lehtipuut kuitenkin harvinaisia, vaikkakin eteläboreaalissa kasvaa vielä jalavaa ja lehmusta, kuitenkin lähinnä paikallisluontoisina relikteinä. Eteläosissa vaahteraa ja pähkinäpensasta, mutta tammi ei alueella luonnostaan kasva lainkaan. Eteläboreaalisia metsiä kasvaa Suomessa Uudenmaan ja Varsinais-Suomen pohjoisosissa, Satakunnassa, Pirkanmaalla, Kanta- ja Päijät-Hämeessä, Kymenlaaksossa, Etelä- ja Pohjois-Karjalassa, Etelä- ja Pohjois-Savossa, Keski-Suomessa sekä Pohjanmaan rannikolla.
Keskiboreaalisen vyöhykkeen kasvukausi on 140–160 vrk, PE 430–465 mm. Melko tiheitä, eteläboreaalisia vain hieman matalampia ja kohtalaisen nopeaa vauhtia kasvavia metsiä. Tyypillinen metsänkorkeus noin 13 m. Metsien uudistuminen parempaa kuin pohjoisboreaalissa, jopa vuosittaista. Valtalajeina havupuut, kuten kuusi ja mänty. Mänty kuusta runsaampi ja esiintyy toisinaan jopa sekapuuna kuusen kanssa. Seassa kasvaa myös harvakseltaan koivua, haapaa ja leppää, kuitenkin yleisimmin pioneeripuina. Alueella ei kasva luontaisesti lainkaan jaloja lehtipuita, kuten tammea, vaahteraa, jalavaa ja pähkinäpensasta. Metsien pensaskerros niukka ja se muodostuu lähinnä havupuiden taimista. Kenttäkerroksen lajisto vaihtelee metsätyyppien mukaan. Kuivalla kankaalla vallitsevina lajeina ovat jäkälät, variksenmarja ja puolukka; tuoreilla kankailla mustikka ja eteläboreaalista poiketen myös paikoitellen puolukka sekä jotkin suokasvit, kuten suopursu. Lehtoalueita muodostuu yleensä purolaaksoihin, ja niissä aluskasvillisuutena on tyypillisesti saniaisia ja puusto on yleensä kuusivaltaisia. Tervaleppä on keskiboreaalissa harvinainen. Runsaasti soita, joita muodostuu myös alaville, tasaisille paikoille. Paikoin esiintyy jopa lettoja, joilla tavataan harvinaisia kämmekkäkasveja. Syvällä maaperässä esiintyy laikuttaisesti ikiroutaa. Yöhalloja voi esiintyä jopa pitkin kesää. Viljan viljelyn pohjoisraja, mutta kannattavaa metsätalousaluetta. Kuivakangasmetsä yleisin metsätyyppi, vaikka tuoreita kankaitakin on melko paljon. Keskiboreaalisia metsiä kasvaa Suomessa lähinnä Etelä-, Keski- ja Pohjois-Pohjanmaalla, Kainuussa ja Etelä-Lapissa, mutta myös Satakunnan, Pirkanmaan, Keski-Suomen, Pohjois-Savon ja Pohjois-Karjalan pohjoisissa osissa.
Pohjoisboreaalisen vyöhykkeen kasvukausi on 100–140 vrk, haihtuminen PE 320–420 mm. Tyypillinen metsänkorkeus 5−12 m riippuen alueen pohjoisuudesta. Metsä kasvaa hitaasti tai erittäin hitaasti valtalajeina mänty ja koivu; Siperiassa mänty ja lehtikuusi. Suomessa pohjoisboreaalin eteläosissa kasvaa myös kuusta, mutta jo Rovaniemen pohjoispuolella se on harvinaisempi. Toisaalta kuusimetsiä on runsaasti erityisesti Kittilän, Sodankylän, Savukosken ja Sallan alueilla. Pohjoisimmat pohjoisboreaaliset metsät ovat Skandinaviassa männyn ja tunturikoivun matalia sekametsiä. Pohjoisimmissa osissa vyöhykettä havupuut saattavat tuottaa itävää siementä vain muutaman kerran vuosisadassa. Vain poikkeuksellisen leutoina vuosina, aivan pohjoisimmilla rajoilla havupuut eivät välttämättä edes siemennä itse koko elämänsä aikana, ja ovat itsekin levinneet alueelle mahdollisesti siemenenä tuulen mukana eteläisemmistä puista ja selvinneet aikuisiksi kuin sattuman kaupalla. Moni puulaji kasvaa siellä äärimmillään, puusto on matalampaa ja harvempaa kuin etelämpänä. Kenttäkerros on rikas ja vaihtelee metsätyypin mukaan. Siellä missä Etelä-Suomen eteläboreaalisella vyöhykkeellä kasvaa kuusivaltaisia mustikkakankaita, kasvaa pohjoisboreaalin eteläosissa paksusammalkuusikoita, joissa suokasvit, kuten suopursu ja mustikka ovat tyypillisiä kenttäkerroksen kasveja. Pohjoisempana paksusammalkuusikon korvaavat erilaiset mäntyvaltaiset suometsät. Karummilla paikoilla mäntyvaltaisilla seuduilla kasvaa laajoja jäkäläkankaita, joilla tyypillisiä aluskasveja ovat riekonmarja, juolukka ja puolukka. Pohjoisboreaalinen vyöhyke on hyvin erilainen sen etelä- ja pohjoisosissa, ja se voidaan jakaa Suomessa kahteen alavyöhykkeeseen: eteläiseen tiheämmän havumetsän vyöhykkeeseen ja suojametsävyöhykkeeseen. Suojametsien pohjoispuolella sijaitsee hemiarktinen tunturikoivuvyöhyke, joka on tundra- ja havumetsäbiomien vaihettumisaluetta. Myös suojametsissä kasvaa tunturikoivua matalien havupuiden seassa. Pohjoisboreaali on pohjoisosistaan maa- ja metsätaloudelle hyödytön vyöhyke, mutta alueella harjoitetaan paljon porotaloutta. Suojametsien eteläpuolella harjoitetaan metsätaloutta, mutta se ei ole yhtä kannattavaa kuin etelämpänä. Alueen kesät ovat melko leutoja ja vähähelteisiä, halloja esiintyy pitkin kesää. Soita on lähes kaikkialla, paitsi korkeilla paikoilla. Alueen pohjoisosissa maa on syvältä kauttaaltaan ikiroudassa, eteläosissa ikirouta on laikuttaista. Pohjoisboreaalisia metsiä on Suomessa lähes koko Lapissa (Pello−Rovaniemi−Ranua -linjan pohjoispuolella) sekä Koillismaalla ja Kainuun pohjoisimmissa osissa. Uhanalaistarkastelussa Pohjoisboreaalinen vyöhyke on jaettu neljään osaan: Koillismaahan, Peräpohjolaan, Metsä-Lappiin ja Tunturi-Lappiin.
Alppimetsissä on tietyillä korkeuksilla havaittavissa havumetsävyöhyke, jonka puuston muodostavat kuusi, saksanpihta, lehtikuusi, alppisembra ja mänty. Alempana kasvaa myös pyökkiä ja ylempänä ovat alppiniityt, joilla kasvaa myös pihlajaa.
Kaledonian ylänkö Skotlannissa on ainutlaatuinen havumetsäalue Euroopassa. Kaledoniassa kasvaa havumetsiä, sillä alue sijaitsee suhteellisen korkealla merenpinnasta. Kaledonian metsiä hallitsevat mänty, koivu ja haapa, kenttäkerroksessa kanervat. Kuusta ei kasva lainkaan. Ilmasto on mereinen, talvet ovat leutoja ja kesät viileitä. Talvien leutoudesta johtuen männyt voivat kasvaa leveästi, sillä talvella ei aina tule oksille painoksi raskasta lumipeitettä. Alueella elää monia boreaaliselle vyöhykkeelle tyypillisiä lajeja, esimerkiksi metso, joka ei muuten ole tyypillinen laji Isossa-Britanniassa. Lisäksi Kaledoniassa elää alueelle endeeminen skotlanninkäpylintu.