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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

 你在我在观自在 2019-10-13

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。

北极苔原的大部分处于北极圈内,苔原气候属荒漠气候,年降水量仅200毫米,夏季苔原地带水网交错,密布湖泊与沼泽,水面上水鸟嬉戏,土地上百花盛开,一片水乡泽国景观。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协调适应的本领。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。

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。

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。参与阿拉斯加苔原长期研究的美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,灌木柳覆盖面积却从5%增加到了40%。

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冻的土壤中释放出来,进而加剧大气变暖。

热喀斯特地貌为新的植物和灌木提供了特定生存环境,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个''正反馈''的循环效应:温室气体的释放,北极土壤升温,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,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。

加拿大不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1970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,北极地区可能将出现为期数百年甚至数千年的剧变。

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