Полярная экология - Polar ecology

Полярная экология это отношения между растениями и животными в полярной среде. Полярная среда находится в Арктический и Антарктика регионы. Арктические регионы находятся в Северное полушарие, и он содержит землю и острова, которые ее окружают. Антарктида находится в Южное полушарие а также включает сушу, окружающие острова и океан. Полярные регионы также содержат субантарктические и субарктический зоны, которые отделяют полярные регионы от умеренные регионы. Антарктида и Арктика лежат в полярные круги. 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 (полуденное солнце ) или тени (полярная ночь ) 24 часа в сутки из-за наклон земли. Растения и животные в полярных регионах могут противостоять жизни в суровых погодных условиях, но сталкиваются с экологическими угрозами, ограничивающими их выживание.

Климат

Смотрите также: Полярная метеорология

Полярный климат холодные, ветреные и сухие. Из-за отсутствия осадки и низкие температуры Арктика и Антарктика считаются крупнейшими в мире пустыни или же Полярные пустыни.[1][2] Большая часть радиация полученное солнце 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 ближе к солнцу на перигелий, он получает на 7% больше радиации, чем Арктика.[5] Также в полярном регионе атмосфера тонкая. Из-за этого УФ-излучение попадание в атмосферу может вызвать быстрое Солнечный загар и снежная слепота.

Полярные регионы - это засушливые районы; из-за холодного воздуха выпадает очень мало осадков. Бывают случаи, когда влажность может быть высоким, но водяной пар присутствие в воздухе может быть низким. Ветер также сильный в полярном регионе. Ветер несет снег, создавая Снежная буря подобные условия. Ветры также могут перемещать мелкие организмы или растительность, если они присутствуют.[6] Ветер дует, делая снег сугробы или снежные дюны, которые могут существовать даже весной, когда тает снег.[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 дует слишком сильно, 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 температура в среднем 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 будет 24 часа светового дня. В Арктике также выпадает много снега. В Арктический бассейн Снег бывает 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 Гренландия, температуры имеют среднюю температуру -40 ° C (-40 ° F) зимой, а летом температуры достигают -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 Верхоянск В Сибири он достиг самой холодной температуры -68,8 ° C (-91,8 ° F) в северном полушарии.[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. Плато Западной Антарктиды достигает уровня снежного покрова 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.

Вода

Вода является важной частью человеческого выживания. Из-за низких температур большая часть воды на Земле поступает из полярных регионов. 90% воды в мире поступает из Антарктическая ледяная шапка хотя много 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 Арктический океан и Южный океан. Площадь Северного Ледовитого океана составляет 14 000 000 км.2 (5 400 000 кв. Миль).[13] Весной лед покрывает 5 000–8 000 000 км2.2 (1 900 000–3 100 000 квадратных миль), а зимой это 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 - 28000000 км.2 (11,000,000 квадратных миль). Этот океан содержит Море Уэдделла и Море Росса. Океан окружает Антарктиду большими слоями льда.

Земельные участки

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 камней, которые разбросаны по земле из-за движения ледники. Также быстрое изменение температуры вызывает выветривание.

Основной тип почвы в полярных регионах - агуминовая почва.[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 был найден.

Другой тип почвы - это органическая почва. Этот тип почвы встречается в более теплых и влажных местах. Здесь обитает какая-то растительность. водоросли, грибы и мхи. Один тип органических почв - это коричневые 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 областей водятся мотыльки, бабочки и жуки. Некоторые из наиболее крупных существующих животных - это лисы, волки, кролики, зайцы, белые медведи, северный олень / карибу. В Арктике были замечены различные виды птиц. На полярном берегу обитают восемь видов птиц. тундра круглый год, пока 150 гнездятся в Арктике.[16] Размножающиеся птицы улетают в Арктику с мая по июль. Одна из известных птиц - Снежная Сова, на котором 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, живущие 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 тоже склонны к теплокровные которые являются животными, поддерживающими 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 самцы. кашалот.[21] В полярных регионах также встречается большое разнообразие рыб. Арктическая треска является основным видом в Арктике. Палтус, треска, сельдь, и Минтай аляскинский (минтай) - некоторые другие виды рыб. В Антарктиде нет большого разнообразия среди рыб; много однотипных. Антарктическая серебрянка и рыба-фонарь Вот несколько примеров рыб, обитающих в Антарктиде.[22]

Уплотнения также встречаются в полярных регионах и насчитывают около 2,5 миллионов.[23] Известно, что они размножаются на суше в полярных регионах. Киты также находятся в полярных регионах и могут быть найдены 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, котенок, то маленький гадюк и толстоклювый кайр. Эти птицы размножаются здесь, когда лед начинает таять и когда во льду появляются трещины, чтобы птицы могли кормиться. В Антарктике живут две разные птицы, в том числе пингвин и процедурнообразные.

Растительность

В полярном регионе имеется 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, лишайники, и мхи. 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 включает кустарники, травы и форбс также. 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 кочковатые и хлопковые злаки. На влажных участках 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. млекопитающие.[25] Из 14000000 км2 (5 400 000 квадратных миль) суши, составляющей Антарктику, менее 2% ее не имеют снега или льда.[26]

Одним из примеров типа растительности является корка 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 Канада и Аляска, а также Гренландия и Исландия. Эти лишайники могут быть красного или оранжевого цвета и, как известно, дефолируют камни.[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 разъяснение ][нужна цитата ]. В Международная китобойная комиссия пытался остановить китобойный промысел в 20 веке,[28] но безуспешно.

Перелов еще одна угроза полярным регионам. в Берингово море здесь много рыбной ловли из-за высокой популяции палтуса и аляскинского минтая. Примерно в 1970-е годы криль стал популярным ракообразный ловить. В Советский союз начали рекламировать корм с крилем и начали перелов криля. Было подсчитано, что за это время было выловлено 40 тонн криля в час.[29] В 1982 г. исключительная экономическая зона был основан. 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.

Другая угроза загрязнение. В полярных регионах много загрязненных территорий и водоемов. Это может быть связано с транспортировкой нефти большими судами. Сибирь это один из примеров места, где реки сильно загрязнены.[30]

Истощение на озоновый слой еще одна угроза. An озоновая дыра был обнаружен над Антарктидой. Причина истощения озонового слоя связана с хлорфторуглероды и другие парниковые газы. Другая основная причина связана с выбросами в атмосферу искусственных газов. Из-за этого существует множество экологических последствий, поскольку газы выделяются в пять раз быстрее, чем разрушаются.[31]

Глобальное потепление также оказывает влияние на арктические и антарктические регионы. Глобальное потепление вызывает повышение температуры на Земле. В План Б 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 Ледяной покров Гренландии тает, тогда уровень моря может подняться на 23 фута (7,0 м)[33] Таяние этого ледяной покров или другие могут повлиять на Океанские течения. Это может вызвать снижение температуры в северной части Северной Америки. Повышение уровня моря затронет и прибрежные районы. Один пример находится в Бангладеш. Если бы уровень моря увеличился на 1 м (3 фута 3 дюйма), миллионы людей должны были бы мигрировать с побережья. Глобальное потепление также влияет на Антарктиду. В Шельфовый ледник Ларсена или Ларсен А - ледяной покров на Антарктический полуостров. Лист сломался в 1995 г., а затем в 2000 г. айсберг это 4250 квадратных миль (11000 км2) оборвал Шельфовый ледник Росс в Антарктиде.[34] В 2002 году Larsen B, который прошел 5500 км.2 (2100 квадратных миль), оборвалась.

Глобальное потепление влияет на растения и животных. Для растений более высокие температуры вызывают стресс у растений.[35] Что касается животных, то количество белые медведи в Гудзонов залив площадь.[36] С 1981 года популяция белых медведей сокращается. Это связано с тем, что глобальное потепление вызывает более быстрое разрушение льда, поэтому белые медведи отправляются к побережью в плохие условия.[36]

Усилия по сохранению

Тот, кто владеет землей, несет ответственность или управляет ею. Причем владельцы земли различаются между Антарктикой и Арктикой, а также в полярных регионах. В Арктике шесть стран владеют землей примерно в 60 ° с. К этим странам относятся: Канада, Россия, Финляндия, Соединенные Штаты Америки, Дания, Исландия и Норвегия.[37] Там были международные договоры настроил чтоб не было споров. Эти страны также установили свое правительство для правильного управления землей. Они создали национальные парки, земля для дикой природы, а также земельные участки для исследований. В полярных регионах были приняты законы, регулирующие количество посетителей. Были установлены правила, позволяющие проводить только определенное количество добычи и другие меры для защиты окружающей среды от повреждений.

В Антарктике владельцы земли менее ясны. Некоторые районы Антарктиды контролируются французами, в то время как другие районы контролируются Южная Африка, Австралия, Новая Зеландия, а Великобритания.[38] Кто владеет Антарктикой, до сих пор неясно, поэтому многие другие страны построили научные станции. В Система Договора об Антарктике 1961 г. была создана для того, чтобы разрешить все конфликты по поводу того, кому принадлежит земля. Этот и другие договоры продемонстрировали заинтересованность в сохранении 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 метаанализ опубликованных работ в водные экосистемы так как срок биоразнообразие появились в библиографии, арктические и антарктические полярные регионы оказались неизученными. Кроме того, северная часть Тихого океана (Тихоокеанский северо-восток и Тихоокеанский Северо-Запад ), по-прежнему имеет мало цитирований по сравнению с его большим размером. Это ограничивает наше восприятие мира водное биоразнообразие. Следовательно, у нас нет достаточной информации о биоразнообразии в большинстве мест на Земле. Хотя биоразнообразие сокращается от экватора к полюсам в наземные экосистемы, эта гипотеза еще предстоит проверить в водных и особенно морские экосистемы где причины этого явления неясны. Кроме того, особенно в морских экосистемах, есть несколько хорошо известных 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

Рекомендации

  1. ^ Самые большие пустыни мира
  2. ^ Виды сесертов
  3. ^ Каменный дом, 23
  4. ^ Каменный дом, 24
  5. ^ Факторы, влияющие на уровень приземного ультрафиолетового излучения в Арктике
  6. ^ а б Каменный дом, 44
  7. ^ Каменный дом, 48
  8. ^ а б Мельникова, 14
  9. ^ Каменный дом, 51
  10. ^ Каменный дом, 52
  11. ^ Каменный дом, 106
  12. ^ Каменный дом, 109
  13. ^ Каменный дом, 127
  14. ^ Каменный дом, 69
  15. ^ Антарктические почвы и процессы почвообразования: Дж. К. Ф. Тедроу, редактор
  16. ^ Каменный дом, 96
  17. ^ Каменный дом, 105
  18. ^ 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. Дои:10.1038 / с42003-018-0274-5. ISSN  2399-3642. ЧВК  6377621. PMID  30793041.
  19. ^ 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. (15.02.2019). «Нематоды в полярной пустыне показывают относительную роль биотических взаимодействий в сосуществовании почвенных животных». Биология коммуникации. 2 (1): 63. Дои:10.1038 / с42003-018-0260-у. ISSN  2399-3642. ЧВК  6377602. PMID  30793042.
  20. ^ 177[требуется разъяснение ]
  21. ^ Фогг, 202
  22. ^ Фогг, 204
  23. ^ Фогг, 206
  24. ^ Каменный дом, 83
  25. ^ Фогг, 96
  26. ^ Бергстрем, 161
  27. ^ 72[требуется разъяснение ]
  28. ^ Каменный дом, 192
  29. ^ Фогг, 221
  30. ^ Наттолл, 529
  31. ^ Коричневый, 31
  32. ^ Коричневый, 70
  33. ^ Коричневая, 71
  34. ^ Коричневая, 72
  35. ^ Маршан
  36. ^ а б Стирлинг, 294
  37. ^ Каменный дом, 193
  38. ^ Каменный дом, 194
  39. ^ Moustakas et al. 2005 г.

Цитируемая работа

  • Арнц, W.E., Clarke., 2002. Экологические исследования в зоне морского льда Антарктики. Спрингер, Нью-Йорк.
  • Бергстром, Д.М., Конвей, П., Хейскес, А.Х.Л., 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.
  • Туман, Г.Э., 1998. Биология полярных местообитаний. Издательство Оксфордского университета, Нью-Йорк.
  • Марчанд, Ф.Л., Кокельберг, Ф., Виджвер, Б.В.Д., Бейенс, Л., и Джиджс, И., 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. П.П. Институт океанологии им. П.П. Ширшова, Россия.
  • Мустакас, А. и И. Каракассис. Насколько разнообразны исследования водного биоразнообразия ?, Водная экология, 39, 367-375
  • Наттолл М., Каллахан Т.В., 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.
  • Стоунхаус, Б., 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.