Полярная экология - это отношения между растениями и животными в полярной среде. Полярная среда находится в арктических и антарктических регионах. Арктические регионы находятся в Северном полушарии и включают сушу и острова, которые ее окружают. Антарктида находится в Южном полушарии и также включает сушу, окружающие острова и океан. Полярные регионы также включают субантарктическую и субарктическую зоны, которые отделяют полярные регионы от умеренных . Антарктида и Арктика лежат за полярными кругами. Полярные круги не видны на Земле, но на картах показаны области, которые получают меньше солнечного света из-за меньшего излучения. Эти области либо получают солнечный свет ( полуночное солнце ), либо тень ( полярная ночь ) 24 часа в сутки из- за наклона Земли . Растения и животные в полярных регионах могут противостоять жизни в суровых погодных условиях, но сталкиваются с экологическими угрозами, ограничивающими их выживание.
Климат
Полярный климат холодный, ветреный и сухой. Из-за отсутствия осадков и низких температур Арктика и Антарктика считаются крупнейшими пустынями в мире или полярными пустынями . [1] [2] Большая часть получаемого солнечного излучения отражается от снега, делая полярные регионы холодными. [3] Когда излучение отражается, отражается и тепло. Полярные регионы отражают 89-90% солнечного излучения, которое получает Земля. [4] А поскольку Антарктида находится ближе к Солнцу в перигелии , она получает на 7% больше радиации, чем Арктика. [5] Также в полярном регионе атмосфера тонкая. Из-за этого УФ-излучение , попадающее в атмосферу, может вызвать быстрый загар и снежную слепоту .
Полярные регионы - это засушливые районы; из-за холодного воздуха выпадает очень мало осадков. Бывают случаи, когда влажность может быть высокой, но содержание водяного пара в воздухе может быть низким. Сильный ветер и в полярном регионе. Ветер несет снег, создавая условия, похожие на метель . Ветры также могут перемещать мелкие организмы или растительность, если они присутствуют. [6] Ветер дует снег, образуя сугробы или снежные дюны, которые могут существовать даже весной, когда снег тает. [6] Метеорологам сложно измерить количество осадков. Это связано с тем, что заботиться о станциях, которые собирают данные о погоде, дорого, и им трудно измерить количество снегопадов, потому что ветер слишком сильно дует снег, чтобы рассчитать точное количество.
Температуры в Арктике и Антарктике схожи. Температуры в Арктике различаются в зависимости от местоположения. Температуры в Арктике выше, чем в Антарктике. Температура может достигать 100 ° C (180 ° F). Вдоль побережья в Арктике в декабре, январе и феврале средняя температура составляет от -30 до -40 ° C (от -22 до -40 ° F). [7] Лед тает вдоль побережья в летние месяцы, то есть примерно в июне, июле и августе, и температура может подняться на несколько градусов выше нуля, что приведет к появлению некоторой растительности. В эти же месяцы в северных регионах световой день будет 24 часа. В арктических регионах также выпадает много снега. В Арктическом бассейне снег выпадает 320 дней в году, а в арктических морях - 260 дней в году. [8] Толщина снега составляет в среднем 30–40 см (12–16 дюймов). [8] В Гренландии средняя температура составляет -40 ° C (-40 ° F) зимой, а летом температура достигает -12 ° C (10 ° F). Исландия, с другой стороны, находится в субарктическом регионе, что означает, что она находится недалеко от зоны умеренного климата. Из-за этого большую часть года температура выше точки замерзания. В России очень низкие температуры. В Верхоянске , Сибирь, температура достигла самой низкой температуры в северном полушарии - -68,8 ° C (-91,8 ° F). [9] Летом температура в Сибири может достигать 36 ° C (97 ° F).
В Антарктике колебаний температуры меньше. Диапазон температур составляет всего около 30 ° C (54 ° F). Зимние месяцы с мая по сентябрь, а летние - с октября по апрель. Солнце снова появляется в сентябре, после чего начинается дневной световой день. Температуры различны между плато в Антарктиде и между побережьями. Плато - самые холодные районы Антарктиды. [10] В летние месяцы наблюдается небольшое количество осадков с небольшими ветрами. Восток получил самую низкую температуру в мире, достигнув -88,3 ° C (-126,9 ° F) в 1960 году. На плато Западной Антарктиды уровень снежного покрова составляет около 30 см (12 дюймов). Здесь также теплее, но здесь выпадает самый сильный снегопад и больше ветра. Из-за холодных пустынных условий на плато очень мало растений и животных. Хотя были замечены некоторые виды птиц.
На побережье летом более сильный ветер и более облачно. Побережье с более высокими широтами имеет температуру -24 ° C (-11 ° F) в зимние месяцы, тогда как побережья более низких широт опускаются до -20 ° C (-4 ° F). Прибрежные районы могут получить 40 см (16 дюймов) или более снега.
Воды
Вода - важная часть выживания человека. Из-за низких температур большая часть воды на Земле поступает из полярных регионов. 90% воды в мире поступает из ледяной шапки Антарктики, хотя большая часть этой воды не используется. [11] Водная среда важна для многих видов во всем мире. Здесь процветают многие бактерии, а также водоросли и флора.
Многие пруды и озера в полярных регионах большую часть года покрыты льдом или покрыты снегом. Большие озера тают по краям в теплые месяцы, в то время как меньшие озера тают полностью. В полярных регионах мало рек. В Арктике больше рек, чем в Антарктиде. Также в регионах есть пруды. Пруды, привлекающие птиц, обычно богаты питательными веществами. Это из-за птичьего помета или птичьих перьев. [12] В полярных регионах есть два разных типа озер, включая арктические озера и антарктические озера. Из арктических озер к ним относятся ледниковые озера и озера вечной мерзлоты.
Полярные регионы включают Северный Ледовитый океан и Южный океан . Площадь Северного Ледовитого океана составляет 14 000 000 км 2 (5 400 000 квадратных миль). [13] Весной лед покрывает площадь 5 000 000–8 000 000 км 2 (1 900 000–3 100 000 квадратных миль), а зимой его площадь вдвое больше. В этом районе он никогда не бывает полностью покрытым льдом. Это связано с тем, что ветер разбивает лед. Из-за этих трещин во льду в океане повышается биологическая продуктивность.
Южный океан составляет 28000000 км 2 (11000000 квадратных миль). Этот океан содержит море Уэдделла и Росса море . Океан окружает Антарктиду большими слоями льда.
Земля
Из-за холодов растениям тяжело расти. Замерзшая земля покрывает большую часть полярных регионов большую часть года. Вечная мерзлота достигает толщины 600–1 000 м (2 000–3 300 футов) в глубину. Большое количество вечной мерзлоты может привести к плохому дренажу воды. Из-за вечной мерзлоты вода в почве остается замороженной большую часть года. Летом верхняя часть вечной мерзлоты может быть покрыта водой из-за таяния местности. [14] Выветривание также распространено в полярных регионах. Есть щебень от скал, которые разбросаны по суше из-за движения ледников . Также быстрое изменение температуры вызывает выветривание.
Основным типом почв в полярных регионах являются агуминовые почвы. [15] Это включает в себя холодную пустынную почву. Эта почва состоит из замороженного песка. Эти почвы, как правило, не имеют большого количества растительности, но бактерии были обнаружены.
Другой тип почвы - это органическая почва. Этот тип почвы встречается в более теплых и влажных районах. Здесь обитают водоросли , грибы и мхи . Один из видов органических почв - это бурые почвы с дренажем.
Животные
Из-за суровой погоды в полярных регионах животных не так много. Животные, которые действительно существуют в полярном регионе, похожи между антарктическими и арктическими регионами. Животные действительно различаются по температуре. В Арктике некоторые беспозвоночные включают пауков, клещей, комаров и мух. В более теплых районах полярных регионов водятся мотыльки, бабочки и жуки. Некоторые из наиболее крупных существующих животных - это лисы, волки, кролики, зайцы, белые медведи, северные олени / карибу . В Арктике были замечены различные виды птиц. Восемь видов птиц обитают в полярной тундре круглый год, а 150 - в Арктике. [16] Размножающиеся птицы отправляются в Арктику с мая по июль. Одна из известных птиц - полярная сова , у которой достаточно жира, чтобы выжить при низких температурах.
В Антарктике существуют некоторые беспозвоночные: клещи, блохи и клещи. Антарктида - единственный континент, на котором нет наземных млекопитающих. [17] В Антарктиде также нет птиц. Хотя известно, что в Антарктиде были замечены разные птицы из Южной Америки. Два исследования оценили вклад почвенных беспозвоночных в полярную экосистему Антарктики, предполагая, что биотические взаимодействия играют решающую роль в такой, казалось бы, простой экосистеме. [18] [19]
Чтобы животные могли жить в полярном регионе, они должны иметь приспособления, позволяющие им жить в холодной и ветреной среде. Эти животные произошли с этими адаптациями, и животные, которые живут в этих регионах, накапливают адаптации, чтобы жить в такой среде. Некоторые из этих приспособлений могут быть большими и солнечными, иметь много шерсти и быть более темными. Кроме того, многие животные живут группами, чтобы защитить себя от холода. Животные также склонны быть домашними животными, то есть животные, поддерживающие высокую температуру. [20] Более мелкие беспозвоночные также имеют тенденцию быть меньше в полярных регионах, что помогает им экономить энергию.
Также есть много разных животных, которые живут в морской воде недалеко от полярных регионов. Кальмары - одно животное, обитающее как в Антарктиде, так и в Арктике. Они являются источником пищи для других крупных животных, таких как самец кашалота . [21] В полярных регионах также есть большое разнообразие рыб. Арктическая треска - один из основных видов Арктики. Палтус , треска , сельдь и минтай (минтай) - это некоторые другие виды рыб. В Антарктиде нет большого разнообразия среди рыб; много однотипных. Антарктическая серебрянка и фонарь - некоторые примеры рыб, обитающих в Антарктиде. [22]
Тюлени также встречаются в полярных регионах, их насчитывается около 2,5 миллионов. [23] Они, как известно, размножаются на суше в полярных регионах. Киты также обитают в полярных регионах, их можно найти у поверхности воды, где они молятся.
Есть также птицы, которые размножаются в полярных регионах. В Арктике 95% гнездящихся здесь птиц составляют всего четыре разных вида. К ним относятся северный гульмар , мультик , гагарка и толстоклювый кайр . Эти птицы размножаются здесь, когда лед начинает таять и когда во льду появляются трещины, чтобы птицы могли кормиться. В Антарктике обитают две разные птицы, в том числе пингвин и волчонок .
Растительность
В полярном регионе есть обширный источник растительности, но в южных и северных полярных регионах мало общих видов. Арктика состоит из пустынной и тундровой растительности. Растительность пустыни состоит из водорослей, лишайников и мхов. Лишайники - самые доминирующие растения. Земля голая, покрытая пятнами лишайников и мхов. [24] Цветущие растения тоже встречаются, но не так часто. В нем всего 60 видов цветковых растений. Растительность арктической тундры также состоит из лишайников и мхов, но также включает кустарники, травы и разнотравье . Количество растительности в тундре зависит от количества солнечного или снежного покрова в данной местности. Растительность в этой области может достигать 50 см (20 дюймов). В южной части Арктики кустарников больше, а в северных - меньше растительного покрова. На влажных участках тундры встречаются кочковидные и хлопковые злаки. Во влажных местах встречаются невысокие травы, мхи, ивы и березы .
Растительность Антарктики состоит из водорослей или лишайников, а также некоторых бактерий и грибов. Однако преобладают мхи и лишайники. Водоросли и лишайники растут там, где есть влага, и прячутся в трещинах, чтобы защитить их от ветра. Преобладающим пастбищем является кочка. Эти травы достигают высоты 2 м (6 футов 7 дюймов), поэтому они обеспечивают среду обитания для многих млекопитающих . [25] Из 14 000 000 км 2 (5 400 000 квадратных миль) земли, составляющей Антарктику, менее 2% ее территории не имеют снега или льда. [26]
Одним из примеров типа растительности является корковый лишайник. Эти лишайники находятся во влажных местах, скрытых от ветра. Они прячутся на поверхности скал в трещинах. Они выживают за счет воды, которая тает сверху. Эти лишайники встречаются в Канаде и на Аляске , а также в Гренландии и Исландии. Эти лишайники могут быть красного или оранжевого цвета и, как известно, дефолируют горные породы. [27]
Угрозы
Существует множество угроз полярным регионам. Одна угроза - китобойный промысел. Китобойный промысел начался в 16 веке. Люди охотились на китов, чтобы продать мясо. К 1925 году количество убитых китов выросло с 14 000 до 40 000 [ требуется пояснение ] [ необходима цитата ] . Международная китобойная комиссия пыталась остановить охоту на китов в 20 - м веке, [28] , но безуспешно.
Перелов рыбы - еще одна угроза полярным регионам. В Беринговом море много рыбной ловли из-за высокой популяции палтуса и аляскинского минтая. Примерно в 1970-х годах криль стал популярным объектом для ловли ракообразных . Советский Союз начал рекламную пищу с крилем в нем , и они начали перелов криля. Было подсчитано, что за это время было выловлено 40 тонн криля в час. [29] В 1982 году была создана исключительная экономическая зона . В нем говорится, что определенная страна может ловить рыбу в 200 морских миль (370 км; 230 миль) от берега. Страна теперь может контролировать, кто ловит рыбу в своей ИЭЗ. Но ИЭЗ оказалась неудачной.
Еще одна угроза - это загрязнение . В полярных регионах есть много загрязненных земель и акваторий. Это может быть связано с транспортировкой нефти большими судами. Сибирь - один из примеров места, где реки сильно загрязнены. [30]
Еще одна угроза - истощение озонового слоя . Озоновая дыра была обнаружена над Антарктидой. Причина истощения озонового слоя связана с хлорфторуглеродами и другими парниковыми газами . Другая основная причина связана с тем, что в атмосферу выбрасываются искусственные газы. Из-за этого существует множество экологических последствий, поскольку газы выделяются в пять раз быстрее, чем разрушаются. [31]
Глобальное потепление также сказывается на арктических и антарктических регионах. Глобальное потепление вызывает повышение температуры на Земле. В Плане B 2.0 Лестер Р. Браун говорит о том, что Арктика нагревается вдвое быстрее, чем остальной мир. [32] Далее он говорит, что температура в арктическом регионе повысилась на 3–4 ° C (5–7 ° F) за последние полвека. А с повышением температуры некоторые опасаются, что это вызовет повышение уровня моря. Ученые считают, что если ледниковый покров Гренландии тает, то уровень моря может подняться на 23 фута (7,0 м) [33] . Таяние этого или других ледяных покровов может повлиять на океанические течения . Это может вызвать более низкие температуры в северной части Северной Америки. Повышение уровня моря затронет и прибрежные районы. Один из примеров - Бангладеш . Если бы уровень моря увеличился на 1 м (3 фута 3 дюйма), тогда миллионам людей пришлось бы мигрировать с побережья. Глобальное потепление также влияет на Антарктиду. Ларсен лед Полк или Ларсен А представляет собой ледяной покров на Антарктическом полуострове . В 1995 году лист треснул, а затем в 2000 году айсберг площадью 11 000 км 2 оторвался от шельфового ледника Росса в Антарктиде. [34] В 2002 году произошел обрыв Ларсена Б, который составлял 5 500 км 2 (2100 квадратных миль).
Глобальное потепление влияет на растения и животных. Для растений более высокие температуры вызывают стресс у растений. [35] Что касается животных, численность белых медведей в районе Гудзонова залива сократилась . [36] С 1981 года популяция белых медведей сокращается. Это связано с тем, что глобальное потепление приводит к более быстрому разрушению льда, поэтому белые медведи уходят к побережью в плохие условия. [36]
Усилия по сохранению
Тот, кто владеет землей, несет ответственность или управляет ею. И владельцы земли различаются между Антарктикой и Арктикой, а также в полярных регионах. В Арктике есть шесть стран, владеющих землей примерно в 60 ° северной широты. К этим странам относятся: Канада, Россия , Финляндия , США , Дания , Исландия и Норвегия . [37] Были заключены международные договоры , поэтому споров нет. Эти страны также установили свое правительство, чтобы управлять землей должным образом. Они создали национальные парки , земли для дикой природы , а также земли для исследований. В полярных регионах были приняты законы, регулирующие количество посетителей. Были установлены правила, позволяющие производить только определенный объем добычи и другие меры для защиты окружающей среды от повреждений.
В Антарктике владельцы земли менее ясны. Некоторые районы Антарктиды контролируются французами, а другие - Южной Африкой , Австралией , Новой Зеландией и Великобританией . [38] Кто владеет Антарктикой, до сих пор неясно, поэтому многие другие страны построили научные станции. Система Договора об Антарктике 1961 года была создана для того, чтобы разрешить все конфликты по поводу того, кому принадлежит земля. Этот и другие договоры продемонстрировали заинтересованность в содействии сохранению антарктического региона. Во всех этих странах действуют законы об охране природы. Эти законы регулируют объем охоты в этом районе, отслеживают инвазивные виды, а также контролируют сжигание и поселение.
Все еще не изучен
В метаанализе опубликованных работ по водным экосистемам с момента появления в библиографии термина « биоразнообразие» выяснилось, что полярные регионы Арктики и Антарктики все еще остаются неизученными. Кроме того, северная часть Тихого океана (Тихоокеанский северо-восток и Тихоокеанский северо-запад ) по-прежнему мало цитируется по сравнению с его большими размерами. Это ограничивает наше восприятие водного биоразнообразия мира . Следовательно, у нас нет достаточной информации о биоразнообразии в большинстве мест на Земле. Несмотря на то, что в наземных экосистемах биоразнообразие сокращается от экватора к полюсам , это все еще остается гипотезой, которую необходимо проверить в водных и особенно морских экосистемах, где причины этого явления неясны. Кроме того, особенно в морских экосистемах, есть несколько четко установленных случаев, когда разнообразие в более высоких широтах действительно увеличивается. [39] Таким образом, отсутствие информации о биоразнообразии полярных регионов не позволяет сделать научные выводы о распределении мирового водного биоразнообразия.
Смотрите также
- Арктическая экология
Рекомендации
- ^ Самые большие пустыни мира
- ^ Виды сесертов
- ^ Стоунхауз, 23
- ^ Стоунхауз, 24
- ^ Факторы, влияющие на уровни поверхностного ультрафиолетового излучения в Арктике
- ^ a b Stonehouse, 44 года.
- ^ Стоунхауз, 48
- ^ а б Мельникова, 14
- ^ Стоунхауз, 51
- ^ Стоунхауз, 52
- ^ Стоунхауз, 106
- ^ Стоунхауз, 109
- ^ Стоунхауз, 127
- ^ Стоунхауз, 69
- ^ Антарктические почвы и процессы почвообразования: JCF Tedrow, редактор
- ^ Стоунхауз, 96
- ^ Стоунхауз, 105
- ^ Кэри, С. Крейг; Грин, Т. Г. Аллан; Стори, Брайан Ч .; Воробей, Эшли Д .; Хогг, Ян Д.; Катурджи, Марван; Завар-Реза, Пейман; Джонс, Ирфон; Стичбери, Глен А. (15 февраля 2019 г.). «Биотические взаимодействия - неожиданный, но важный элемент контроля над сложностью полярной экосистемы, управляемой абиотами» . Биология коммуникации . 2 (1): 62. DOI : 10.1038 / s42003-018-0274-5 . ISSN 2399-3642 . PMC 6377621 . PMID 30793041 .
- ^ Адамс, Байрон Дж .; Wall, Diana H .; Стори, Брайан Ч .; Грин, Т. Г. Аллан; Барретт, Джон Э .; С. Крейг Кэри; Хопкинс, Дэвид В .; Ли, Чарльз К .; Боттос, Эрик М. (15 февраля 2019 г.). «Нематоды в полярной пустыне показывают относительную роль биотических взаимодействий в сосуществовании почвенных животных» . Биология коммуникации . 2 (1): 63. DOI : 10.1038 / s42003-018-0260-у . ISSN 2399-3642 . PMC 6377602 . PMID 30793042 .
- ^ 177 [ требуется пояснение ]
- ↑ Фогг, 202
- ↑ Фогг, 204
- ↑ Фогг, 206
- ^ Стоунхауз, 83
- ↑ Фогг, 96
- ^ Бергстром, 161
- ^ 72 [ требуется пояснение ]
- ^ Стоунхауз, 192
- ↑ Фогг, 221
- ↑ Наттолл, 529
- ↑ Браун, 31 год.
- ↑ Браун, 70
- ↑ Браун, 71 год.
- ^ Браун, 72
- ^ Маршан
- ^ a b Стирлинг, 294 г.
- ^ Стоунхауз, 193
- ^ Стоунхауз, 194
- ^ Moustakas et al. 2005 г.
Цитируемая работа
- Арнц В.Е., Кларк., 2002. Экологические исследования в зоне морского льда Антарктики. Спрингер, Нью-Йорк.
- Бергстром, Д.М., Конвей, П., Хейскес, AHL, 2006. Тенденции развития наземных и лимнетических экосистем Антарктики . Спрингер, Нидерланды.
- Браун, Л.Р., 2006. План Б 2.0: Спасение планеты от стресса и цивилизации в беде. Институт политики Земли, Нью-Йорк.
- Fog, GE, 1998. Биология полярных местообитаний. Издательство Оксфордского университета, Нью-Йорк.
- Marchand, FL, Kockelbergh, F., Vijver, BVD, Beyens, L., and Jijs, I., 2005. «Влияют ли на устойчивость арктических видов к жаре и холоду последовательные экстремальные температурные явления?» Новый фитолог. Т. 170, стр. 291–300.
- Мельников И.А., 1997. Экосистема морского льда Арктики. Институт океанологии им. П.П. Ширшова, Россия.
- Мустакас, А. и И. Каракассис. Насколько разнообразны исследования водного биоразнообразия?, Aquatic Ecology , 39, 367-375.
- Наттолл М., Каллахан ТВ, 2000. Арктика: окружающая среда, люди, политика. Harwood Academic, Великобритания.
- Стирлинг, И., Ланн, Нью-Джерси, Якозза, Дж., 1999. Долгосрочные тенденции популяционной экологии белых медведей в западной части Гудзонова залива в связи с изменением климата. Арктический институт Северной Америки. Т. 52 № 3, с. 294-306.
- Stonehouse, B., 1998. Полярная биология. Чепмен и Холл, Нью-Йорк.
- Вейн Р.В., Маклин Д.А., Роль пожаров в северных циркумполярных экосистемах. Научный комитет по проблемам окружающей среды, Нью-Йорк.