凍原生態系統

蔣高明

凍原生態系統又稱為苔原。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。凍原生態系統是由極地、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之間。在南半球僅分布在福克蘭群島、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。前者環繞北冰洋構成一個凍原地帶；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系統以小灌木、蘚類為主，植物組成為多瓣木占優勢，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系統主要以蘚類、地衣為優勢種，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成高山苔原特有景色。

凍原生態系統特征

生境特點：凍原土壤的永凍層是凍原生態系統最為獨特的一個現象。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狀態的巖土層，深度從幾十米到幾百米不等，甚至達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，吸取營養物質；動物在此挖掘洞穴；有機物得到積累和分解，供給分解者營養。

物種組成特點：凍原生態系統生物種類組成貧乏，群落結構簡單。在長期對不利生態條件的適應過程中，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。凍原生物群落表現有如下特點：

植物組成和群落結構簡單。凍原植物種類的數目通常為100-200種。多是灌木和草本，無喬木。苔蘚和地衣很發達，在某些地區為優勢種。蘚類和地衣具有保護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習性。許多植物的營養器官在嚴寒中不受損傷，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，春季氣溫上升，解凍后又繼續發育。

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行光合作用，而不必花很多時間形成新葉。為適應大風，有些植物矮生，緊貼地面，匍匐生長，如北極柳、網狀柳等。有些是墊狀型，如高山葶藶。這些是抵抗凍原大風，適應環境的重要特征。

北極凍原生態系統的動物很少。北極地區的動物絕大部分是環極地分布的，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，但數量很多。

凍原生態系統保護

生態環境條件的嚴酷性，使得凍原植物種類稀少，但分布面積大。凍原結構簡單，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，起著涵養水源和保土作用。除此之外，氣候寒冷，限制了農業的發展，使得高山凍原形成和保存了一些特別適應于高山苔原環境和具有特殊經濟價值的植物資源。有些還具有藥用價值，如牛皮杜鵑、臧黃蓮和雪蓮花等。從凍原資源保護與利用的角度出發，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融化加劇，對凍原生態系統造成了較大破壞。凍原生態系統對氣候變暖非常敏感，加強凍原生態系統保護研究迫在眉睫。