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  • 苔原

    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。苔原生物对极地的恶劣环境有很多特殊的适应。苔原植物多为多年生的常绿植物,可以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。

    编辑摘要

    目录

    简介/苔原 编辑

    苔原 苔原是生长在寒冷的永久冻土上的生物群落

    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。

    气候/苔原 编辑

    冰雪中的柳科植物冰雪中的柳科植物

    苔原气候极地气候带的气候型之一。多分布在欧亚大陆和北美大陆北部。全年气候寒冷,最热月气温在0~10℃之间,全年都是冬季。年降水量都在250毫米以下,大部分降水是雪,部分冰雪夏季能短期溶解。相对温度大,蒸发量小,沿岸多雾。因为温度低,树木已经绝迹,只有苔藓、地衣类植物可以生长。

    全年受极地大陆气团与北极气团的支配。年平均温度低于0℃,最热月平均温度虽然高于0℃,但仍然低于10℃,这是它分别与永冻气候及冬寒常湿气候相区别的指标。这种气候条件下只能生长低等植物的苔原群落,故以它命名。夏季有时日最高气温可升至15--18℃,但每月都有霜冻。冬季漫长,白昼短,极端最低温度可达-40~-45℃。年降水量一般都不到350mm,主要为气旋性风暴。主要分布在北半球濒临北冰洋的大陆沿岸,其南部与冬寒常温气候相接。南半球因相应的纬度为大洋所围绕,除个别岛屿外,基本不存在苔原。 但是在一些高原上也存在苔原气候。

    分布/苔原 编辑

    分布分布

    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。

    北美驯鹿在夏季迁徙到北极苔原北美驯鹿在夏季迁徙到北极苔原

    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。

    分类/苔原 编辑

    横断山区垂直带谱完整 亚热带森林与雪山交相辉映横断山区垂直带谱完整 亚热带森林与雪山交相辉映

    高原边缘高山和高原本体都发育有苔原,是全球中度独特的大陆苔原带,在划分高山苔原与山原苔原的基础上,将山原苔原进一步划分为湿地苔原、草甸苔原、草原苔原和荒漠苔原等4类,丰富了全球苔原结构,阐明青藏高原既有区域环境的独特性,也有适应全球地带性规律的统一性,使高原自然地带的定位更为准确,也有益于高原环境垂直带理论的完善。

    高山苔原

    高山苔原处于海拔2000米以上的火山锥体中、上部。主要岩石为各颜色的粗面岩,地表覆盖着很厚的火山灰、火山砾、浮石等。地形多呈放射状分布的平缓岭脊及羊尾沟。该带气候严寒,湿度很大,几乎是天天降水,也是吉林省风力最强、风日最多的地区。由于气候严酷,土层瘠薄,植物分布由下而上逐渐稀疏,种类逐渐减少。高大的乔木已经绝迹,仅有矮小的灌木、多年生的草本、地衣、苔藓等,形成了广阔的地毯式的苔原。

    高山苔原带的植物具有特殊的生活型。植株低矮,以根系发达的匍匐状小灌木和垫状多年生的草本植物为主,生长期短,开花集中,适应强风的吹袭和高山的强光日照。该带植物具有大型花序和色彩鲜艳的大型花朵。每年六、七月,苔原上百花盛开,万紫千红,灿烂夺目,宛如美丽的天然花园。

    寒带苔原

    陆地自然带之一。分布于欧亚大陆和北美大陆的北部边缘、北冰洋沿岸地区和北冰洋一些岛屿。为森林地带以北的无林旷野。土壤为冰沼土,以泥炭质潜育土、泥炭沼泽土分布最广。因冰冻层接近地表,夏季水分不能下渗,土壤表层滞水,土温更低,加以全年风速很大等,限制了乔木的生长。植被属沼泽型,典型苔原植被由苔藓、地衣、多年生草本和矮小灌木组成。动物种类较少,但个体数量很多。有旅鼠、驯鹿、麝牛、北极狐、北极熊、狼等,池沼中有蚊蝇类,更有大量候鸟夏季迁来繁息,在沿岸许多地方形成“鸟市”。因各地坡度、坡向、土质与排水条件不同,苔原带内出现地衣苔原、斑状苔原、草甸苔原与灌木苔原等类型。

    特征/苔原 编辑

    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。

    分层/苔原 编辑

    贴地生长的绿色植物贴地生长的绿色植物

    高山和高原雪线和树线之间的环境与苔原带相似,但除了北方的山地外,并没有形成真正的山地苔原而生长着多种不同的高山植被和高原植被。高山灌丛、高山垫状植被、高山草甸、高寒草原和高寒荒漠等都是高山和高原上的主要植被。有“世界第三极”之称的我国青藏高原拥有面积最大的高山植被和高原植被。高寒草原是高寒地区的旱生植被,是青藏高原最主要的植被,面积最大,与典型的温带草原不同,草原中有大量的小半灌木,草原植物也比较低矮。高寒荒漠是超旱生植被,主要分布在阿里地区西北部,可分为小半灌木荒漠和垫状半灌木荒漠。高山灌丛主要是中生植被,在青藏高原分布广泛,在藏东和藏南地区数量最多。高山草甸也是中生植被,同样在青藏高原分布广泛,而东部较湿润的地区最集中。高山垫状植被在青藏高原很少独立成带,主要出现在山坡和山顶一带。高山和高原上动物种类不是太丰富,但可以结成规模仅次于非洲的萨王纳地区的大型兽群,而且其中有不少大型的有蹄动物。高山动物主要有各种山羊和棉羊、野牦牛、雪豹和南美洲特有的各种羊驼等,高原动物主要有藏野驴藏原羚藏羚羊等,其中藏羚羊原来可以组成非常壮观的兽群,但经过严重的偷猎,现在数量已经很少了。

    树线以上的高山植被和高原植被与极地的苔原相对应,在树线以下的各种不同类型的山地植被也都与地球上不同纬度的地带性植被相对应,呈现规律性变化,形成山地的垂直带谱。一般来说山上出现的植被与较高纬度的地带性植被相类似,迎风山坡出现比背风山坡湿润的植被,也有例外的情况如所谓逆温现象,这时候山上会出现比山下更温暖地区的植被。不同地区的山地垂直带谱随当地的而变化,以热带高山地区的垂直带谱最为完整,极地如阿拉斯加北部等地则几乎没有垂直带谱。地带性植被相同的不同地区垂直带谱也可能有区别,如我国喜马拉雅山脉和同处于热带的非洲和南美洲等地的高山上的垂直带谱就有很大区别。这些山地植被同时又与其相对应地带性植被有一定的差别,这一方面是由于山地的气候与较高纬度地区有所不同,另一方面是由于植物区系的历史不同。高纬度地区年温差大而日温差小,高山上正好相反年温差小而日温差大,高纬度地区冬季有长夜,夏季有长昼,而高山上昼夜的长短与山下相同,山上空气稀薄,空气湿度也通常较大。动物在高山上的分布与植物略有不同,动物有可能出现在比相应的平地动物的生存环境更寒冷的地方,如长臂猿和长尾叶猴可出现在山地苔藓常绿阔叶林中,鬣羚和金丝猴可出现在暗针叶林带,獾、麝和豺可出现在高山灌丛草甸带。山地生活的动物还常有垂直迁徙的习惯,在夏季向山上迁徙,冬天则在较低处过冬。

    生物/苔原 编辑

    在其他植物无法生存之处,苔藓仍然生机勃勃在其他植物无法生存之处,苔藓仍然生机勃勃

    苔原生物对极地的恶劣环境有很多特殊的适应。

    苔原植物

    苔原植物多为多年生的常绿植物,可以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。

    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。

    典型/苔原 编辑

    喜马拉雅山脉喜马拉雅山脉

    喜马拉雅山脉横断山区的垂直带谱尤其典型,几乎包括了与北半球湿润地区的大多数地带性植被相类似的各种山地植被,也是世界上山地植物最丰富的地方。由于处于来自印度洋的湿润季风的迎风坡,喜马拉雅山脉东南部低海拔的山麓和河谷比同纬度的其它地区更加温暖湿润,生长着茂密的热带雨林,这里是世界上最靠北的热带雨林,不如赤道地区的热带雨林典型。

    热带雨林上是半常绿雨林,这种森林与我国云南等地热带和亚热带交界处的热带季节雨林是同一类型。再向上是山地雨林,相当于亚热带地区的植被,较低处与南亚热带的季风常绿阔叶林对应,但环境要更加湿润,高处与亚热带常绿阔叶林对应,属山地苔藓常绿阔叶林。在东南亚等热带地区的很多山区,山地苔藓常绿阔叶林一直分布到山顶或树线附近,而在高大的喜马拉雅山脉,山地苔藓常绿阔叶林上还有温凉性的铁杉林,这里约相当于温带地区的植被,与北美洲西北部的“温带雨林”略有相似。铁杉林上直到树线是寒温性的云、冷杉林,相当于北方泰加林,但要更加茂盛。树线上是相当于苔原的高山灌丛和高山草甸,环境恶劣。高山草甸之上就是无植被的高山冰雪带了,很少有动物出现在这里。

    正在消失/苔原 编辑

    高山上的冰川高山上的冰川
    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。

    相关文献

    扩展阅读
    1冰雪馆 ,北极苔原
    2维普信息,论青藏高原苔原——成因、分布与分类的研究
    3新浪,长白山自然景观带景点:高山苔原,2008年08月09日
    4生物天地,陆地生物群落——苔原

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