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凍原
來源:互聯網

凍原又叫做苔原,主要指北極圈內以及溫帶、寒溫帶的高山樹木線以上的一種以苔蘚植物地衣、多年生草類和耐寒小灌木構成的植被帶。為典型的寒帶生態系統,分布于歐亞大陸和北美大陸的北部邊緣地帶,形成一條大致連續的凍原地帶。

凍原地帶的冬季寒冷漫長,夏季涼爽短促,降水量200—300毫米,風力強勁,土壤下面常有永凍層存在。這種冷濕的環境常造成植物的生理性干旱。

生態定義

凍原(Tundra)語出薩米語tū?ndra,tundar的屬格,意思是“無樹的平原”。在自然地理學指的是由于氣溫低、生長季節短,而無法長出樹木的環境;在地質學是指0攝氏度以下,并含有冰的各種巖石和土壤。

凍原是由耐寒的北極和北極-高山成分的蘚類地衣、小灌木及多年生草本植物為主組成的植物群落。凍原是寒帶地區的地帶生物群區,在以前被譯為“苔原”,因為典型的凍原植被以蘚類和地衣占優勢。實際上這類凍原只是凍原植被的一部分。整個凍原的普遍特點是地下有永凍層,所以稱為“凍原”比較合適。

生態起源

根據植物化石資料,北半球高緯度地區,在第三紀以前仍然屬于喜暖性森林,只是在第三紀末由于氣候變冷和變干,這種森林漸漸被亞寒帶針葉林所替代。第四紀初氣候進一步變冷,才為凍原形成創造了條件。

凍原最先出現在俄羅斯東西伯利亞經濟區北部,因為在冰期,歐洲大陸、西西伯利亞和北美大部分地區為冰川所覆蓋,只有東西伯利亞北部,冰川影響較小,乃存在古老的凍原核心(即托爾馬喬夫所謂的“原始北極植被”),它們從山區逐漸向平原擴散。動物學Н.И.庫茲涅佐夫根據動物群的特征,也認為東西伯利亞是北極動物群的發源地。

在第四紀初,古老的凍原分成東西二支,環繞北極伸展,形成帶狀分布,隨著冰期與間冰期的交替,北極大陸冰蓋周期性地向南擴張和收縮。與此同時,凍原生物也不斷向南遷移,在這過程中,有的種類大批死亡直到消失;有的種類幸存下來,并與從高山遷移下來的種類相會合。當冰川退卻時,這些種類中的一部分北移;一部分退縮到山上,在那里保存下來,成為山地凍原組成部分,如動物中的黑緣豆粉蝶、雪兔雷鳥等;植物中的矮樺、多瓣木、珠牙蓼、山蓼等。

氣候條件

凍原是北方針葉林(泰加林)帶以北的一個自然植被帶。所在地環境條件嚴酷,夏季短而寒冷。盡管年降水少,但因寒冷故很濕潤,風大,土壤的永凍層可達1米以上。凍原地區的氣候和土壤條件具有以下特點:

(1)冬季漫長而嚴寒,夏季短促而涼爽。最暖月的平均溫度一般不超過10℃,最低溫度可達-55℃。植物的生長季僅2-3個月。

(2)年降水量200-300mm,主要集中在夏半年。由于蒸發量小,氣候本身并不干旱。

(3)夏季白晝很長,黑夜很短。

(4)風大,冬季的風速可達15-30m/s。

(5)土壤在一定深度有永凍層。即使在夏季,土壤僅僅表層的15-500px溶解,且易引起土壤的沼澤化。植物在這樣的土壤上生長常常由于低溫而導致生理干旱。

生態特征

1.種類組成貧乏

植物種的數目通常為100-200種,較南部地區可達400-500種。代表性的科為石南科、楊柳科、莎草科禾本科毛茛科十字花科和薔薇科。

2.群落結構簡單

凍原群落層次少且不明顯,在一般情況下可分出1-2層,最多不超過3層,即小灌木和矮灌木層、草本層、蘚類地衣層。其中蘚類和地衣在群落中起著特殊的作用,灌木和草本植物的根、根狀莖、莖的基部以及更新芽都隱藏在蘚類、地衣層中,并受到保護。

3.發育了適應寒帶氣候的特征

(1)通常為多年生,極少為一年生植物。因為生長期很短,植物來不及完成整個發育周期;

(2)多數為常綠植物,這些植物在春季可以很快地進行光合作用,不必耗時形成新葉;

(3)適應低溫、風大的特點,多數植物矮生,許多植物貼地面生長;

(4)在大多數情況下,植物的根分布在比較不寒冷的土壤表層;

(5)以長日照植物為主;

(6)為了克服夏季短暫的現象,一些植物在夏季(暖季)到來以前就形成花芽,暖季一開始就進入開花期。盡管冬季溫度低到-30℃,芽和葉子在雪被下可以安全過冬;

(7)由于土壤中氮素缺乏,一些植物具有固氮功能,如仙女木(Dryas)可以使土壤中氮素的含量提高10倍以上。

主要分類

凍原分三類:北極凍原、南極洲凍原和高山凍原。

無論哪一類凍原,占優勢的植物都是草、青苔地衣

在森林和凍原之間的過渡地帶稱為樹木線。

分布范圍

分布于極地附近或高山的無林沼澤型景觀。凍原分北極凍原和高山凍原。前者發育在歐亞大陸和北美北部邊緣地區,后者發育在寒溫帶和溫帶山地和高原。一般分布地區冬季漫長而嚴寒,夏季溫涼短暫,最暖月平均氣溫不超過14℃。

降水少(200—300毫米),風力強勁,土壤下常有永凍層,夏季表層解融,地面排水不良而處于飽和狀態。只能生長苔蘚、地衣、耐寒灌木和多年生草本植物,稱凍原植被。植物矮小癥,多呈墊狀,群落結構簡單。植物的抗旱耐寒能力極強,有的甚至可在雪下生長開花。

地球上多年凍原、季節凍原和短時凍原區的面積約占陸地面積的50%,其中,多年凍土面積占陸地面積的25%,蘇聯加拿大近一半的領土都是凍原,阿拉斯加州有85%的土地都是凍原,赤道附近的乞力馬扎羅山峰頂也發現有多年凍原。

中國的山地凍原

中國只存在山地凍原,分布在長白山2100m以上和阿爾泰共和國山3000m以上的高山地帶。由于全年氣溫很低,植物生長期很短,風力大,因而一年生植物很少。

植物大多呈匍匐狀、墊狀或蓮座狀,株高一般不超過10-500px。在區系組成上都屬于北極-高山成分。

長白山以小灌木、蘚類凍原為主,主要以仙女木越橘牛皮杜鵑(Rhododendronxanthostephanum)、圓葉柳矮小癥灌木為主,并混生有大量草本植物。阿爾泰山的凍原屬于干旱型的山地凍原,種類較少,以鐮刀蘚(Drepanocladus)、真蘚(Bryum)、冰島衣(Cetraria)等蘚類和地衣為主。

生物組成

植被

植被的種類組成很貧乏,總共只有約100—200種植物。主要是苔蘚植物、地衣和莎草科禾本科毛茛科十字花科多年生草本植物,以及楊柳科、石楠科與樺木科的矮小灌木。它們多數緊貼地面生長,避免風寒。嚴寒和在生長期較長的日照,使這里的植物多為常綠的多年生植物,并常具有大型和鮮艷的花朵,所以凍原的外貌不像荒漠那樣單調和缺乏生氣。群落結構簡單,通常僅1-2層。青苔地衣層特別繁茂,許多灌木、草本植物的根、根狀莖和更新芽隱藏其中受到保護。

凍原中植物多具有下列特點:墊狀或匍匐伏地型、營養繁殖、生長緩慢、地下部分生物量超過地上部分。凍原有灌木凍原、蘚類地衣凍原和北極凍原之分。

動物

動物種類貧乏,主要有馴鹿麝牛北極狐北極熊、狼和旅鼠等。夏季多有候鳥遷來繁息。凍原生態系統的生產力很低,平均不到1克/米2·天。主要受低溫限制,生長緩慢所致。中國沒有位于廣大平坦地區的平地凍原,僅于長白山和阿爾泰共和國山頂部有面積很小的山地凍原分布。

生物群系

陸地生物群系:

凍原/苔原

泰加林/北方針葉林

山地草地和疏灌叢

溫帶針葉林

熱帶亞熱帶針葉林

溫帶闊葉林和混交林

地中海森林、疏林和灌木叢

熱帶亞熱帶濕潤闊葉林

熱帶亞熱帶干旱闊葉林

溫帶草原、稀樹草原和疏灌叢

熱帶亞熱帶草地、稀樹草原和疏灌叢

荒漠和干燥疏灌叢

泛濫草地和稀樹草原

沿岸

濕地

水生生物群系:

池塘

潮汐/潮間帶

紅樹林

海藻林

珊瑚礁

淺海帶

大陸架

遠洋帶

底棲帶

熱液噴口

冷滲口

浮冰群

其他生物群系

巖生帶

參考資料 >

綠會研究室提出四項整體修改意見 |《全國生態狀況調查評估技術規范》系列國家環境保護標準征求意見稿.微信公眾平臺.2024-01-22

關于《全國生態狀況調查評估技術規范》系列國家環境保護標準征求意見稿的修改建議.www.cbcgdf.org.2024-01-22

生態保護效果如何?建議增加公眾參與度指標和信息公開度指標|生態紅線保護成效五建議.澎湃新聞.2024-01-22

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