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北极苔原的消失可能使北极地区出现为期数百年甚至数千年的剧变

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北极苔原的消失可能使北极地区出现为期数百年甚至数千年的剧变
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北极苔原是北冰洋海岸与泰加林之间广阔的冻土沼泽带,总面积1300万平方公里。它最大特点是有一层很厚的永久性冻土,厚达488米,最厚可超过600米。所以北极苔原也可称为冻土带。

北极苔原的消失可能使北极地区出现为期数百年甚至数千年的剧变

{ 0 m c I ] D 1极苔原的大部分处于w , Z ] $ 5 7 a北极圈内,苔原气候属荒漠气候,N s ] X ,年降水量仅200毫米,夏季苔原地带水网交 u u H @ {错,密布湖泊与沼泽,水面上水鸟嬉戏,土地上百花盛开,一片8 ^ w水乡泽国景观。这主要是由于气温低,水分蒸发慢。且地表以下几厘米就是永久冻土层,阻止了正常的渗漏排水。等到冬季,整个苔原都被冰雪覆盖,一片荒凉。

在长期的演化过程中,北极的生命与南极的生命一样学会了与白色环境x D 3 @ S e协调适应的本领f b G。麝牛在-40℃气温下悠然自得地寻找埋在薄雪下的植物残茎。北美驯鹿群则在泰加林带北侧躲过严冬,春天再重返苔原。

北极苔原的消失可能使北极地区出现为期数百年甚至数千年的剧变

科学研究发现,与全球变暖有关的主要事件,包括永久冻土带不断消融引发的火灾以及塌坡,正是北极苔原消失的”幕后推手”。

2007年夏季,雷电天气在阿拉斯加北坡引发了5场苔原火灾,这在北极圈以北极为罕见。北坡起火面积之大创下了纪录,科学家们也因此开始重新思考北极苔原是如何”响应”全球变暖并帮助改变地球气候的。

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过去半个世纪以来,北极大部分地区的温度上升了3到5华氏度;到2100年,气温可能飙升至高出工业革命前10华氏度的水平。P , 0 J K参与阿拉斯加苔原( 8 1 y q长期研究的美F k 4 X 3国佛蒙特大学教授布雷克鲍登说,这样迅速的升温意味着”如今的苔原将大量地在整个北极地区消失。这个过程可能需要超过50年甚至100年的更长时间,但朝着北方森林或类似生态体系(转变)的趋势不可避免”。

一个研究小组对曾在1977年遭遇过火灾的一处苔原景观进行了系统的调查。对比火灾前后的植物群落后他们发现,时隔33年之后,在这片原本拥有大量苔藓(占20%)和灌木状地衣(7%)的地方,这些物种几乎已经踪迹全无;与此同时,灌木柳覆W m ) i p Q $ 4盖面积却从5%增加到了40%。

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其他科学家则在研究一个有所不同但却与之相关的极端北极事件:在遭遇火灾的苔原和北坡的其他地方出现了热喀斯特(热融沉陷)现象,热喀斯特是由于永久冻土带融化形成的崎岖地貌。由美国国家科学基金会北极系统科学项目资助的”热喀斯特计划”集合了近20个机构参与,其最近的研究发现了许多v b M热喀斯特特征,这超出了任何人的预期。

在平坦的地面,热喀斯特可能只表现为土坷和洼地,但在X @ ( X , E w –有坡度的地方,却可以让数吨重的土壤下陷。这会导致大量二氧化碳和甲烷从裸露在外并且逐渐解w E L &冻的土壤中释放出来,进而加剧大气变暖。

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热喀斯特地貌为新的植物和灌木提供了特定生存, I 6 F g环境,增加了苔原的绿植,促进了土壤升温,而这反过来又更有利于灌木生长。此外,热喀斯特现象使大量沉积物和营养物移动,会对苔原溪流和湖泊产生”巨大影响

同火灾一样,热喀斯特现象也产生了一X H ( . !个”正反馈”的循环效应:温室气体的释放,北极A Z M [ z M F土壤升温,以及苔原的灌木化都会加剧气候变暖,这反过来又更易导致热喀D y & p c a N l斯特现象,释放更多温室气体。其结果不仅是北极景观迅速改变m I ( F ~,同时也使变暖加速。即便在未受火灾和热喀斯特现象影响的地区,有证据表明苔原本身也正在变暖。

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加拿大不! O m v Z列颠哥伦比亚大学的格雷格?亨利(GregHenry)报告说,在他所研究的努纳武特地区,自1[ P d 5 P T970年以来,苔原的温度平均每10年升高1摄氏度。他认为原因主要是苔原变得杂草丛生了。

正如研究人员所指出的,苔原生态的变迁将产生巨大的连锁效应,不仅影响到植物群落,而且还会影响景观、昆虫种群、野生物和人类社会。除非有意想不到的戏剧性转折,北极地区可能将出 X Q . @ # g p ~现为期数百年甚至数千年的剧变。

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