凍原生態(tài)系統(tǒng)

蔣高明

凍原生態(tài)系統(tǒng)又稱為苔原。這一名詞來源于芬蘭語tunturi，意思是沒有樹木的丘陵地帶，是寒帶植被的代表。凍原生態(tài)系統(tǒng)是由極地、高緯度高山、或高原成分的蘚類、地衣、小灌木、矮灌木等多年生草本，組成的生物群落及其周邊環(huán)境組成的綜合體。

凍原的分布

全球凍原主要分布于歐亞大陸北部和北美洲北部，形成一個大致連續(xù)的地帶，位于最北的森林植被帶和常年冰雪覆蓋的北極地區(qū)之間。在南半球僅分布在?？颂m群島、南喬治亞群島和南奧克尼群島，我國也有少量分布。

凍原有兩大類：位于廣大平原地區(qū)上的稱平地凍原；位于山頂和山地高原上的稱山地凍原。前者環(huán)繞北冰洋構(gòu)成一個凍原地帶；后者不僅分布于極地，還向南分布到較低緯度的一些山地和高原。在歐亞大陸，隨著從南到北氣候條件變化，凍原又可分為4個亞帶：森林凍原，灌木凍原，蘚類、地衣凍原和北極凍原。

我國凍原僅分布在長白山海拔2100m以上和阿爾泰山3000m以上的高山地帶。長白山高山凍原生態(tài)系統(tǒng)以小灌木、蘚類為主，植物組成為多瓣木占優(yōu)勢，其次為越橘、牛皮杜鵑和松毛翠等。此外，還伴生許多高山特有的矮小草本植物，如北方蒿草、高山龍膽等。阿爾泰山西北部凍原生態(tài)系統(tǒng)主要以蘚類、地衣為優(yōu)勢種，這些蘚類在高寒地帶密集叢生，形成墊狀群落。這種蘚叢與多種多樣的地衣群落構(gòu)成高山苔原特有景色。

凍原生態(tài)系統(tǒng)特征

生境特點：凍原土壤的永凍層是凍原生態(tài)系統(tǒng)最為獨特的一個現(xiàn)象。冬季漫長且寒冷，夏季短暫，氣溫不超過10℃。永凍層是指土壤下面永久處于凍結(jié)狀態(tài)的巖土層，深度從幾十米到幾百米不等，甚至達(dá)1000米。它的存在阻礙了地表水的滲透，易引起土壤沼澤化。凍土層上部是冬凍夏融的活動層，其厚度在0.7～1.6米。活動層對生物的活動和土壤的形成具有重要意義：植物根系得到伸展，吸取營養(yǎng)物質(zhì)；動物在此挖掘洞穴；有機(jī)物得到積累和分解，供給分解者營養(yǎng)。

物種組成特點：凍原生態(tài)系統(tǒng)生物種類組成貧乏，群落結(jié)構(gòu)簡單。在長期對不利生態(tài)條件的適應(yīng)過程中，形成了多種多樣的生活型，它們的植物殘體在土壤中炭化或泥炭化。凍原生物群落表現(xiàn)有如下特點：

植物組成和群落結(jié)構(gòu)簡單。凍原植物種類的數(shù)目通常為100-200種。多是灌木和草本，無喬木。苔蘚和地衣很發(fā)達(dá)，在某些地區(qū)為優(yōu)勢種。蘚類和地衣具有保護(hù)灌木和草本植物越冬芽的作用。

具有抗寒和抗干旱的生理生態(tài)習(xí)性。許多植物的營養(yǎng)器官在嚴(yán)寒中不受損傷，甚至在雪上生長和開花。北極辣根菜的花和果實在冬季可被凍結(jié)，春季氣溫上升，解凍后又繼續(xù)發(fā)育。

凍原植物通常為多年生植物。凍原沒有一年生植物，如矮檜、酸果蔓、喇叭茶等均為多年生植物，這些常綠植物在春季能夠很快進(jìn)行光合作用，而不必花很多時間形成新葉。為適應(yīng)大風(fēng)，有些植物矮生，緊貼地面，匍匐生長，如北極柳、網(wǎng)狀柳等。有些是墊狀型，如高山葶藶。這些是抵抗凍原大風(fēng)，適應(yīng)環(huán)境的重要特征。

北極凍原生態(tài)系統(tǒng)的動物很少。北極地區(qū)的動物絕大部分是環(huán)極地分布的，主要有馴鹿、麝牛、北極熊、旅鼠等。植食性鳥類比較少，幾乎沒有爬行類和兩棲類動物，昆蟲種類少，但數(shù)量很多。

凍原生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)

生態(tài)環(huán)境條件的嚴(yán)酷性，使得凍原植物種類稀少，但分布面積大。凍原結(jié)構(gòu)簡單，對外界抗干擾能力差，植物根系或根莖是相互交織在一起的，起著涵養(yǎng)水源和保土作用。除此之外，氣候寒冷，限制了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，使得高山凍原形成和保存了一些特別適應(yīng)于高山苔原環(huán)境和具有特殊經(jīng)濟(jì)價值的植物資源。有些還具有藥用價值，如牛皮杜鵑、臧黃蓮和雪蓮花等。從凍原資源保護(hù)與利用的角度出發(fā)，建立苔原植物實驗基地和培育原始材料圃很有必要。

近年來，受全球氣候變暖的影響，永凍層以及高山地區(qū)融化加劇，對凍原生態(tài)系統(tǒng)造成了較大破壞。凍原生態(tài)系統(tǒng)對氣候變暖非常敏感，加強(qiáng)凍原生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)研究迫在眉睫。