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苔原

今日读书,看到一句话:”据科学家与研究者预测, 如不尽快控制破坏自然的趋势, 某些生物群落(如苔原、草原、森林、沙漠)有可能突破不可逆转的临界点,产生深远的经济和社会影响,甚至触发局部乃至全球性(如气候变化)的灾难性事件 “,其中“苔原”一词比较陌生。于是在网上查了一下“究竟”,简简单单了解一下。

苔原也叫冻原,是生长在寒冷的永久冻土上的生物群落,是一种极端环境下的生物群落。苔原冬季的温度不见得非常寒冷,最低气温比东西伯利亚的针叶林还要高一些,但夏季却寒冷而短促,没有针叶林那样可以使树木生长的温暖湿润的夏季。

苔原多处于极圈内的极地东风带内,风速极大,且有明显的极昼和极夜现象。苔原降雨量虽然不是很大,但蒸发量极小,气候仍是非常湿润的,植物既要适应湿润的气候,又要忍受由寒冷造成的生理性干旱。苔原到了夏季也只有表层土壤融化,其下就是厚厚的永久冻土,降水被永久冻土阻拦而难以渗入地下,形成大面积积水,使苔原普遍有沼泽化现象,一系列沼泽池塘点缀在苔原之上。

     

分布情况

分布

苔原绝大部分都围绕北冰洋分布。在欧亚大陆和北美,自泰加林以北直到北冰洋沿岸形成连续的苔原带,并进入北冰洋中的岛屿。欧洲和北美西部受暖流影响,苔原带比较狭窄,分布得很靠北。苔原带在亚洲和北美东部要宽阔很多,而且可以向南延伸很远,达到相应于北欧夏绿阔叶林的纬度。在与泰加林交界的地方,苔原中点缀着低矮稀疏的针叶树,形成森林苔原。森林苔原带非常狭窄,往北就是灌木苔原,这里是真正苔原的开始,森林已完全消失,植物可以分成灌木、草本小灌木和苔藓地衣三个层次,一丛丛的匍匐状或垫状灌木是这里的特征。最北部的是北极苔原,灌木也已经完全消失,植被稀疏而不连续,呈斑状分布,显得非常荒凉。

灌木苔原和北极苔原之间的广大地区生长的是苔藓地衣苔原,这是最典型的苔原,苔藓多生长在低湿地中,地衣多生于较干的砂质土上,在北美洲,地衣苔原的分布最广泛。苔藓地衣苔原间点缀着小灌木,灌木从南向被逐渐稀疏,苔藓地衣苔原中沼泽池塘面积也很大。北极周围的很多山地上还有山地苔原,山地苔原是北极苔原带沿山地向南方的延伸,可以到达温带的高山上。在多山的亚洲东北部和北美西北部都有较大面积的山地苔原,在阿拉斯加等地,山地苔原直接和北极苔原带相连接,亚洲东北部的一些山地苔原则与北极相距遥远,我国长白山和阿尔泰山上的山地苔原是亚洲最靠南的苔原,也是我国仅有的两片苔原。相比之下,南半球没有大面积的苔原带,只有南美洲最南端的福克兰群岛、南极洲的最北部少数无冰区和南大洋的一些岛屿有类似苔原的植被。南极地区最普遍存在的是在厚厚的冰盖覆盖下的冰原。南极冰原没有植被和土壤,不存在大型的植物和陆地动物,算不上是真正的陆地生物群落,但多种海鸟和海兽都到南极来繁殖后代。

地球上其余的冰多集中在北极附近的格陵兰岛,格陵兰岛的大陆冰盖面积约180万平方公里,平均厚1600米,最厚处达3400米,在北部与北冰洋的永久浮冰相连,这里的环境与南极相似,但由于与北极广阔的苔原带相邻,出现少量大型陆地动物,北极熊等动物也会到浮冰上活动。陆地冰总共集中了世界上淡水的85%,对地球上的环境有巨大影响,但同时这里也是地球上生物资源最贫乏的地方。除大陆冰盖外,地球上高山和高原上的各种冰川汇集了剩下陆地冰,面积共约50万平方公里。山岳上的冰川形成于高山雪线以上,这里积雪的速度超过了融化的速度,冰川的末端冲到雪线以下逐渐消融,有时冰舌可以冲过树线,直达森林之中,在阿拉斯加,冰川的末端则已经冲到了海里。在雪线之上并不总是覆盖着冰雪,还有不少裸岩或石山,这里同样是荒凉而无植被的不毛之地。

折叠

           

特征形态

北极蜘蛛虎耳草,伸展的根像触须似的,一碰到土壤立刻就会扎下根去

苔原植被在长期演化过程中形成了能够适应北极特殊环境的生活特征。

苔原多数的种为常绿植物。包括可贴地的针叶灌木,坚硬扁平的小灌木和灌木,石南型叶、叶缘卷曲的灌木。这些常绿植物在春季可以很快地进行光合作用,不必耗时形成新叶。北极多数值物矮小,许多植物紧贴地面匍匐生长,这是抗风、保温及减少植物蒸腾的适应手段。

苔原植物常具大型鲜艳的花,而且北极植物花的特点是大部分花向着太阳开放,并呈杯型,以便尽可能多地采集太阳光,这对于开白色花的植物尤其重要。有些植物则能在开花期忍受冬季的寒冷,如北极辣根菜的花和幼小的果实在冬季有时被冻结了,但到春季解冻后则继续发育。

由于苔原地区地下形成永久冻土,仅在夏季,上面浅浅的土壤层才融化,植物的根便只好在此扎根。而且由于土壤的垂直排水能力很差,所以植物的根几乎是淹在水中,缺乏足够的氧气营养,致使北极植物生长极其缓慢,如极柳一年中枝条仅增长1~5毫米。因此在钦佩北极植物生命顽强之余,也应知道一旦我们破坏了北极的生态环境,环境的恢复将是多么的困难和漫长。

折叠

               

  

生物生存

苔原生物对极地的恶劣环境有很多特殊的适应。

折叠苔原植物

苔原植物多为多年生的常绿植物,可以

在其他植物无法生存之处,苔藓仍然生机勃勃充分利用短暂的营养期,而不必费时生长新叶和完成整个生命周期,但短暂的营养期使苔原植物生长非常缓慢。永久冻土组挡了植物土壤深处扎根,浅的根系也使植物不可能在狂风下向高处生长。苔原植物非常矮小,常匍匐生长或长成垫状,既可以防风又可以保持温度。很多苔原植物有华丽的花朵,并可以在开花期忍受寒冷,花和果实甚至可以忍受被冻结而在解冻后继续发育。

折叠苔原动物

苔原动物一般具有较高繁殖力,如鸟类产卵的数目较其他地区多,并且在长昼无夜的夏季,可昼夜不停地寻食和育雏;旅鼠在雪下也能繁殖。苔原动物生命活动的季相变化显著,冬季由于白昼短暂,气温寒冷,绝大多数鸟类迁往温暖地方过冬,较大型兽类如驯鹿迁到针叶林带。有些动物冬季体毛变白,例如北极狐、白鼬、雪兔、雷鸟等。由于苔原生态系统及气候条件的变化,许多种类数量变动常具有周期性,如雷鸟、雪兔、旅鼠以及以它们为食的北极狐等,每隔3~4年或9~10年数量波动一次。苔原在第四纪冰期分布较广,现在处于明显衰退阶段,动物群落对人类干扰异常敏感。

藏羚羊现在已经濒临灭绝

代表性动物:哺乳类有驯鹿北极狐、白鼬、雪兔和北极兔、旅鼠以及生活在冰原的麝牛(现仅生存于格陵兰和加拿大)、北极熊。鸟类有滨鹬、雷鸟、白额雁等。昆虫种类很少,但在苔原大片的洼地和沼泽中,蠓虫(双翅目)数量惊人,雌虫可依赖植物汁为生。高山苔原动物多数与苔原及北方针叶林带动物相似,称“北方-高山种”。西藏高原及附近高山有一些特有种,如兽类中的牦牛、藏羚、雪豹和鸟类中的雪鸡、雪鸽、雪雀等。

              

正在消失

高山上的冰川

加拿大北部的一些地方,云杉林和灌丛正在迅速取代原来的苔原景观。阿尔伯特大学最近的一项研究指出,这种改变的速度远远大于科学家们原来的预料,这也为气候变化的影响提供了进一步的证据。

森林和苔原生态系统之间的界限也称树线,是北极圈以及山地环境的一个显著景观特征。因为全球气温的持续升高,树线所分布的海拔也将上升。但是,最新研究显示,气候变化所导致的树线升高不是缓慢的过程,而很可能在极短的时间内发生。

从人们的习惯认识来说,因为高纬度和高海拔地带的自然条件苛刻,树线上升的速度应该非常缓慢。阿尔伯特大学生物科学系的端安·丹伯博士说,但是,我们的数据显示,由于气候变暖,加拿大北部的树线上升非常快,就好像它一直在等待,一旦条件适合,便突然一跃而起。

丹伯博士和同事大卫·赫克博士模拟了300多年来育空西南部树线地带的森林密度和海拔变化情况。根据树木的年轮变化,他们确定了云杉建群的年份和死亡的年份,并构建了树线植物变化模型。根据研究模型他们发现,在20世纪中叶早期,所有地区都能观察到随着气候变暖树线迅速上升的现象。在温暖的南坡,树线上升迅速,上升高度达85厘米之多;在温度较低的阴坡,树木密度明显增加,大约增加了65%。

树线发生变化的规律与高温、干旱的夏季明显相关,高温、干旱使树木产生大量种子,而来年温暖的气候有利于种苗生长和存活。丹伯博士说。树线的普遍变化可能产生明显的负面影响。因为苔原生境的丧失和片断化,物种和苔原生境将被迫上移。而在山地,山的高度是固定的,当苔原生境及其物种上移时,苔原生境所占的面积将越来越小。

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