極地氣候變化可能導致生態變化

2020-12-04 中國氣象局

　　美國賓夕法尼亞州立大學的一位水文學者日前聲稱，北極和南極的冰層和凍土受到了全球氣候變暖的影響，但是由於地形和地質狀況不同，南北極冰雪消融的結果也不盡相同。

　　「極地，尤其是北極地區升溫的速度快於其他地區。 」賓夕法尼亞州立大學的副教授麥可·古瑟夫於8月11日在德克薩斯州奧斯丁市召開的第96屆美國生態學會的年會上對與會者說，「極地地球系統的變化會直接引起生態系統的變化。 」

　　儘管這些變化在南極和北極有所不同，但是對當地環境和全球環境產生的影響可能具有重要意義。雖然北極中部是由水面之上的冰層構成的，但北極圈內的加拿大北部、阿拉斯加、西伯利亞和格陵蘭島都有陸地，相關的陸地和海洋生態系統受到了冰蓋消融和土壤解凍的影響。而南極洲的整個大陸被大面積冰蓋覆蓋，氣溫升高影響了水流、湖泊和生活在那裡的微生物。

　　「我們重點關注北極，在某種程度上是因為那裡有人居住，但同時也因為那裡的冰更易受到影響。 」古瑟夫說，「整個凍土地帶的氣溫、雨雪隨年份和季節發生改變。現在秋季到來的時間比過去晚了。 」

　　北極地區氣候變暖正在融解永久凍土層，這會引起沼澤和不規則地貌的出現。雨雪融水會侵蝕地表，其攜帶的泥沙和沉積物將改變河流和溪流的路徑。泥石流也是永久凍土融解後產生的一種常見現象。 「藻類、昆蟲和魚類都需要應對水流中沉積物含量提高的情況。 」古瑟夫說。

　　當微生物使營養物礦化時，延長的解凍期會導致每年解凍的土壤具有更長的活躍期。而在解凍期較長的情況下，植物會繼續受日光的時間長短和強度支配，進行正常循環，因為日光的時間長短和強度並沒有改變。微生物可能會繼續生成營養物，但植物不再使用它們，這樣一來，當雨水或冰雪融水出現後，營養物經過濾進入河流和溪澗。

　　古瑟夫說：「9月和10月，我們看到水中的營養物出現了顯著的增加。像硝酸鹽和銨這樣的營養物質增加了很多。 」

　　永久凍土融化引發的另一個問題是儲存在冰凍的有機物質裡的碳的釋放。氣溫升高最終會將二氧化碳和甲烷釋放到大氣中。「據估計，永久凍土層含有的碳是目前大氣中碳含量的兩倍。 」古瑟夫說。

　　在地球另一端——南極洲的湖泊和溪流中，含有各種各樣的生物，包括微生物、浮遊生物和絲狀藻類。

　　「儘管在這些水域中沒有蟲子和魚類，但是有形形色色的微生物群落。 」古瑟夫說，「一些藻類休眠時間長達9個月甚至更多，直到遇到冰雪融水後才開始生長。 」

　　由於在南極洲有很多永久性冰川，所以氣溫升高對南極洲環境的影響比北極小一些。巨大而廣闊的白色冰層會將部分熱能反射到大氣中。古瑟夫說，「估計在未來幾十年中，我們會看到南極開始變暖。 」在南極的一些地方，永久凍土非常乾燥，且含氮量高。當水流到達乾燥的土壤時，會使營養物處於活動狀態，有利於南極洲淡水水生生物群落的生存。這樣的氣候變化會改變水循環的模式，擴大水流分布，進而改變棲息地的位置和生命周期。

　　「除了能夠獲得有關地球氣候變化的信息外，認識南極洲對於認識火星上發生的情況是很重要的。 」古瑟夫說，「火星上有可能存在著微生物群落，如果它們存在，可能會和南極洲的麥克默多乾燥谷群落相似。 」  （來源於2011年8月22日《中國氣象報》  何晨譯自《每日科學》網站）

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