Table of Contents

Сибирская тундра представляет собой одну из самых экстремальных и увлекательных экосистем Земли, простирающуюся по обширным северным просторам России. Эта замороженная пустыня простирается по Северной Америке, в Европу и Сибирь в Азии, создавая уникальный биом, где жизнь развила замечательные стратегии выживания в условиях, которые были бы смертельными для большинства организмов. Несмотря на температуры, которые могут упасть до смертельных минимумов и вегетационный период, измеренный всего за несколько недель, сибирская тундра поддерживает сложную сеть жизни, которая адаптировалась на протяжении тысячелетий, чтобы процветать в этой суровой среде.

Понимание экосистемы сибирской тундры

Тундра — это вид биома, где росту деревьев мешают холодные температуры и короткие вегетационные периоды.Само слово «тундра» происходит от финского слова «тунтурия», означающего «безлесная равнина», которое прекрасно описывает этот суровый ландшафт.Тундра встречается в регионах чуть ниже ледяных шапок Арктики, простирающихся через Северную Америку, в Европу и Сибирь в Азии, что делает её одним из самых распространённых биомов в северном полушарии.

Сибирская тундра конкретно охватывает огромные территории по всей северной России, от Уральских гор на западе до тихоокеанского побережья на востоке.Тундра вечной мерзлоты включает обширные территории северной России и Канады, и эта постоянно замерзшая земля является, пожалуй, наиболее определяющей характеристикой экосистемы.

Климатические характеристики и экстремальные условия

Температурные крайности

Климат сибирской тундры характеризуется некоторыми из самых экстремальных температурных колебаний на планете. Средняя зимняя температура составляет -34 ° C (-30° F), но средняя летняя температура составляет 3-12 ° C (37-54 ° F), что позволяет этому биому поддерживать жизнь. Однако эти средние значения не рассказывают полной истории температурных крайностей, которые организмы должны терпеть.

Среднемесячные температуры колеблются от -34-9 ° C, а среднегодовые осадки колеблются в пределах 150-225 мм в северо-восточной сибирской прибрежной тундре. В самые суровые зимние месяцы температура может опускаться значительно ниже -50 ° C, создавая условия, при которых открытая кожа может замерзнуть за считанные минуты и где большая часть биологической активности прекращается полностью.

Растущий сезон и солнечный свет

Вегетационный период колеблется от 50 до 60 дней, невероятно короткое окно, в течение которого растения должны завершить весь свой годовой цикл роста, воспроизводить и хранить достаточно энергии, чтобы пережить долгую зиму.В среднем только шесть-десять недель года имеют достаточно теплые температуры и длинные дни для роста растений.

Крайняя широта сибирской тундры создает драматические сезонные колебания дневного света. Летом солнце едва заходит, обеспечивая почти 24 часа дневного света, который растения используют для быстрого роста. И наоборот, зима приносит месяцы почти полной темноты, заставляя животных и растения адаптироваться к длительным периодам без солнечного света.

Осадки и влажность

Тундра получает малое количество осадков, что делает тундру похожей на пустыню. Хотя осадки легкие при падении осадков всего около 150-250 мм (6-10 дюймов) в год, испарение также относительно минимально. Это создает парадоксальную ситуацию, когда тундра технически является пустыней с точки зрения осадков, но ландшафт часто заболочен в летние месяцы.

Арктическая тундра имеет тенденцию быть ветреной, с ветрами, часто дующими вверх на 50-100 км / ч (31-62 миль в час). Эти мощные ветры создают дополнительные проблемы для организмов, увеличивая потери тепла через озноб ветра и нанося физический ущерб любой растительности, которая растет слишком высоко над защитным слоем снега.

Вечная мерзлота: основание тундры

Что такое вечная мерзлота?

Вечная мерзлота — это слой постоянно замерзшей земли под поверхностью, и эта вечная мерзлота является определяющей характеристикой биома тундры. Существует слой постоянно замерзших недр, называемых вечной мерзлотой, состоящий в основном из гравия и более тонкого материала. Этот замороженный слой может простираться до замечательных глубин — вечная мерзлота может быть очень глубокой, достигая глубин 1450 м (4800 футов!) в Сибири.

В самых северных районах сибирской тундры вечная мерзлота является непрерывной, то есть большая часть территории региона остается замороженной. Эта непрерывная вечная мерзлота создает уникальные проблемы и возможности для экосистемы, которая развивается над ней.

Активный слой

Над вечной мерзлотой лежит то, что ученые называют «активным слоем» — тонкий поверхностный слой почвы, который оттаивает летом. Над многими районами вечной мерзлоты лежит тонкий активный слой, который оттаивает сезонно, позволяя растениям и деревьям расти. Активный слой почвы свободен ото льда всего на 50-90 дней, обеспечивая узкое окно для биологической активности.

Почва в Арктике в основном является вечной мерзлотой или почвой, которая остается замороженной круглый год, оставляя только тонкий поверхностный слой оттаившейся почвы летом для роста корней растений. Этот мелкий активный слой имеет глубокие последствия для типов растений, которые могут выжить, поскольку глубокие корневые системы невозможны.

Экологические последствия вечной мерзлоты

Вечная мерзлота ограничивает проникновение корней в глубокие слои почвы, эффективно изолируя нижние слои почвы от биологической активности, а материалы в слоях вечной мерзлоты задерживаются и остаются в хранении, в основном инертными, на протяжении эонов. Это создает уникальную ситуацию, когда органическое вещество накапливается в течение тысяч лет без разложения.

Почва также содержит большое количество биомассы и разложившейся биомассы, которая хранилась в виде метана и углекислого газа в вечной мерзлоте, что делает почву тундры поглотителем углерода.В северном приполярном регионе вечная мерзлота содержит органическое вещество, эквивалентное 1400—1650 млрд тонн чистого углерода, который накапливался на протяжении тысячелетий, и это количество составляет почти половину всего органического материала во всех почвах.

Когда вода насыщает верхнюю поверхность, могут образовываться болота и пруды, обеспечивающие влагу растениям.В течение лета вечная мерзлота оттаивает как раз настолько, чтобы растения могли расти и размножаться, но поскольку земля под ней замерзла, вода не может опускаться ниже, поэтому вода образует озера и болота, найденные в летние месяцы.

Характеристики почв и доступность питательных веществ

Почвы тундры представляют собой уникальные проблемы для жизни растений. В то время как почва тундры богата азотом и фосфором, почва тундры также дефицитна во многих питательных веществах, которые растения должны расти. Это очевидное противоречие существует, потому что питательные вещества часто заперты в замороженной почве или в органическом веществе, которое разлагается чрезвычайно медленно.

Разложение литтеров, как и производительность, также очень медленное, и органическое вещество распадается только немного каждый год, причем большая часть мусора встраивается в почву и остается неразрушенным веществом, что ограничивает доступность питательных веществ, делая нехватку питательных веществ одной из характеристик тундры.

В растительности арктической тундры нет глубоких корневых систем, однако все еще существует большое разнообразие растений, способных противостоять холодному климату.Это ограничение заставляет растения развиваться мелководными, распространяющимися корневыми системами, которые могут максимизировать поглощение питательных веществ из тонкого активного слоя.

Адаптация растений к экстремальному холоду

Низкоразвивающиеся формы роста

Одной из важнейших адаптаций, разработанных тундровыми растениями, является способность низко расти до земли, что помогает защитить их от суровых ветров, которые могут пересечь тундру, что может легко выкорчевывать более высокие растения. Короткие растения могут лучше избегать сушки и абразивных ветров и оставаться теплее в околоземном микроклимате.

Растения тундры растут в непосредственной близости друг от друга и вблизи земли, что защищает их от суровых ветров, льда и метелей.Многие тундровые растения, такие как моховый кампеон, растут в низких плоских ковриках или подушках, чтобы воспользоваться этими более мягкими условиями.

Быстрый рост и размножение

При таком коротком вегетационном периоде тундровые растения должны быстро расти и размножаться. Когда летний сезон короткий, эти арктические виды развиваются гораздо быстрее, чем другие на планете. Из-за низких температур и коротких вегетационных периодов цветущие растения адаптировались к использованию 24-часового солнечного света летом, чтобы быстро производить и цветить цветы.

Цветущие растения производят цветы быстро, как только начинается лето, с фиолетовым саксифражем, растущим в низком сгустке, производя крошечные звездообразные фиолетовые цветы так рано, что их часто можно увидеть над снежным покровом.

Многолетние жизненные стратегии

Из-за короткого вегетационного периода большинство тундровых растений являются многолетниками - они проводят несколько лет, собирая и храня питательные вещества между каждым эпизодом производства семян. Арктические растения, такие как чай лабрадора и кусты клюквы, в основном многолетние (живут в течение нескольких лет), что позволяет им хранить энергию от предыдущих вегетационных периодов, что делает их лучше оснащенными, чтобы пережить суровые зимы и быстро расти в течение короткого лета.

Многие могут размножаться, отправляя бегунов через почву, прорастая новые растения на узлах, что дешевле, чем цветение и производство семян и фруктов.

Структурные адаптации

Поскольку вечная мерзлота подавляет глубокий рост корней, растения, такие как мхи, осадки и карликовые кустарники, имеют неглубокие корневые системы, которые распространяются боком, и эти растения часто растут в кластерах, чтобы помочь противостоять холодным температурам и уменьшить воздействие ветра.

Большинство из них имеют небольшую структуру листьев, которая позволяет им удерживать запасенную воду, а не терять ее через поверхность листьев, а все или часть стеблей, листьев и даже цветов растения покрыты крошечными волосками, приспособление, которое защищает их от высыхания ветром.Листья арктической ивы покрыты тонким слоем волос, что помогает удерживать влагу и обеспечивать изоляцию от холода, в то время как черника имеет жесткие, кожаные листья с восковым покрытием, чтобы уменьшить испарение воды и выдержать холод.

Стратегии тепловой абсорбции

Некоторые растения тундры имеют темные листья или цветы, которые поглощают больше тепла от солнечного света, чтобы сохранить тепло своего тела, адаптация, которая особенно полезна в течение коротких летних месяцев, когда температура немного повышается.Цветы арктической сухой и арктического мака медленно вращаются в течение долгих дней, ловя солнечные лучи, как крошечные спутниковые тарелки.

Механизмы холодной толерантности

Многие тундровые растения (например, арктические вечнозеленые) могут начать свою фотосинтезную деятельность уже под весенним снежным покровом, а снег фактически защищает их от экстремальных холодных температур. Помимо выращивания низко и близко друг к другу, у них развилась способность расти под слоем снега, а так как земля часто покрыта снегом до июня, это позволяет им продолжать жить в холодные сезоны.

Лед, образующийся в растительной клетке, часто смертелен, и поэтому некоторые растения могут потерять часть своей внутренней воды, чтобы сформировать лед, окружающий их, что не только несколько защищает их от другого льда, но означает, что растворенные вещества в клетках более концентрированы и поэтому у них более низкая температура замерзания, что делает растение гораздо более долговечным при низких температурах.

Некоторые растения тундры, такие как чай лабрадор и арктическая сухая, сохраняют старые листья, а не сбрасывают их, что сохраняет питательные вещества и помогает защитить растение от холода, ветровой вязки и высыхания.

Общие виды растений сибирской тундры

Тундровая растительность состоит из карликовых кустарников, осадков, трав, мхов и лишайников. Арктическая растительность включает в себя низкорослые растения, такие как мх, хет (разновидности эрикацеи, такие как клюква и черная медвежья ягода) и лишайник.

Арктические тундровые горбуны и полигональные хребты имеют полярную иву, осадок Бигелоу, арктическую траву, северную древесную лихорадку, вермикулярный лишайник, скрученный снежный лишай, обыкновенный лишайник из веснушчатой шкуры и мхи (виды политрихума и сфагнума). Эти виды образуют основу экосистемы тундры, обеспечивая пищу и среду обитания для животных, которые зависят от этой суровой окружающей среды.

Лишайники

Организмы, такие как лишайники, не нуждаются в почве для процветания — для них достаточно голой породы! Лишайники — это симбиотическая связь между грибком и водорослями, и они невероятно устойчивы, выживают в экстремальных холодных и сухих условиях и могут расти на камнях и почве, играя решающую роль в формировании почвы.

Лишайники особенно важны в качестве источника пищи для многих тундровых животных, особенно оленей в зимние месяцы, когда другая растительность зарыта под снегом.

Адаптация животных к сибирской тундре

Изоляция и удержание тепла

Животные накапливают запасы жира, чтобы поддерживать и изолировать их в течение зимы, а также имеют толстые шерсти для дальнейшей изоляции. Животные здесь, как правило, имеют более толстые и теплые перья и мех, и многие из них имеют более крупные тела и более короткие руки, ноги и хвосты, что помогает им лучше удерживать тепло и предотвращать потерю тепла.

У многих птиц тундры есть два слоя перьев, чтобы помочь сохранить их в тепле, и у многих животных тундры есть ноги, которые выложены мехом, чтобы помочь сохранить их в тепле. Большинство тундровых организмов имеют изоляцию, чтобы помочь им оставаться в тепле, и захваченный воздух обеспечивает отличную изоляцию.

Поведенческие адаптации

Некоторые экономят энергию, зимуя в спячку, в то время как другие мигрируют в более теплые климатические условия в суровые зимние месяцы, в то время как некоторые животные тундры (медведи, сурки, арктические белки) зимуют, а другие норы (лемминги, горностаи).

Многие птицы также мигрируют в тундру в течение вегетационного периода, чтобы кормить, спариваться и гнездиться.Этот сезонный приток птиц использует в своих интересах короткую, но интенсивную продуктивность тундрового лета, когда в изобилии взрываются насекомые и растительная жизнь.

Камуфляж и сезонные изменения цвета

Многие животные в арктической тундре приспособили перья или мех, чтобы замаскировать их как защиту от хищников или даже скрыть их от добычи, на которую они охотятся, и летом у многих животных есть более темный оттенок пера или меха, а зимой их мех чисто белый, чтобы слиться со снегом.

Многие виды, как арктическая лиса и птармиган, выращивают белые зимние пальто для маскировки в снегу и переходят на коричневый летом.Это сезонное изменение цвета обеспечивает решающую защиту в среде, где мало покрова от хищников.

Ключевые виды животных Сибирской тундры

Олени (Карибу)

Олени являются коренными жителями Северной Европы, Сибири и Северной Америки в Арктике, субарктике, тундре, бореальном и горном регионах, и они являются теми же видами, что и карибу, Rangifer tarandus — в Северной Америке их называют карибу, если они дикие, и оленей, если они одомашнены, в то время как в Европе их просто называют оленями.

Эта отдаленная, первозданная среда является пристанищем для диких оленей. Экорегион является домом для самой большой дикой популяции тундровых оленей, питающихся различными травами, травами, осадками и лишайниками в зависимости от сезонного содержания питательных веществ.

Физические адаптации:] Олени имеют ультратонкий и плотный подшерсток с мохнатым верхним слоем, а наружные волоски полые, как мех белого медведя, и обеспечивают изоляцию, в то время как нос оленей не только пушистый, но и имеет уникальный процесс потепления, происходящий внутри.У карибу есть полые волосы, которые улавливают тепло близко к их телам, а мускусные настолько хорошо изолированы подшерстком, что у них мало проблем с холодом, даже в самых жестоких метелях.

Назотурбинные кости в носу поддерживают тонкие ткани, которые богато снабжаются кровеносными сосудами для нагрева ледяного воздуха при вдыхании до того, как он достигнет легких, а поступающий холодный и, следовательно, очень сухой воздух также увлажняется до того, как он достигнет легких, в то время как назотурбинные препараты помогают восстановить эту влагу снова на выходе.

Специализированный взгляд:] Считается, что эта способность помогает им выживать в Арктике, потому что многие объекты, которые сливаются с ландшафтом в видимом для человека свете, таком как моча и мех, производят резкие контрасты в ультрафиолетовом свете. Видение оленей выходит за пределы нормальной видимой части спектра в ультрафиолетовом, а снег и лед очень УФ-отражающие, в то время как моча, хищники и лишайники сильно поглощают УФ-свет, поэтому на ярком фоне снега / льда темная моча может указывать на присутствие хищников или партнеров, хищники, такие как волки, очень сильно проявляются в виде темных силуэтов, несмотря на их замаскированный цвет меха, особенно в условиях низкой освещенности, и лишайники являются основным источником пищи.

Глаза северных оленей меняют цвет от золотого летом до синего зимой, чтобы улучшить свое зрение во время непрерывной темноты и, возможно, дать им возможность лучше выявлять хищников.

Летом они просматривают и пасутся, как другие поедатели растений, но зимой они едят лишайник — карибу может пахнуть лишайником под глубоким снегом и использовать свои копыта в форме совка, чтобы копать его, и они также разработали специальные бактерии в своем кишечнике, которые помогают им переваривать лишайник, и их способность использовать эту обильную, но малопитательную пищу помогает им выжить, когда больше нечего есть.

У ног у карибу также есть копыта, как у коровы, они ходят по средним двум пальцам каждой ноги, которые покрыты копытами, и поскольку есть два копыта вместо одного, как у лошади, они могут расползаться, чтобы выдержать больший вес, не погружаясь в снег или влажную землю, а также действовать как весла при плавании.

Арктический лис

Арктическая лиса, также известная как белая лиса, полярная лиса или снежная лиса, является небольшим видом лисы, родом из арктических регионов Северного полушария и распространена по всей арктической тундре, и она хорошо приспособлена к жизни в холодных условиях и известна своим толстым теплым мехом, который можно использовать в качестве маскировки против снега зимой.

Шерсть арктической лисы обеспечивает лучшую изоляцию любого млекопитающего, а среди ее приспособлений для выживания в холоде — плотная многослойная зимняя шерсть, из которой 70% — мелкая подшерстка, обеспечивающая отличную изоляцию. Длина тела колеблется от 46 до 68 см (18 до 27 дюймов), с обычно округлой формой тела, чтобы минимизировать выход тепла тела.

Арктическая лиса охотится на многих мелких существ, таких как лемминги, полевки, кольчатые щенки тюленей, рыбы, водоплавающие птицы и морские птицы, а также ест падаль, ягоды, морские водоросли и насекомых и других мелких беспозвоночных, в то время как арктические лисы образуют моногамные пары в течение сезона размножения, и они остаются вместе, чтобы вырастить своих молодых в сложных подземных логовах.

Арктические лисы и снежные совы питаются лемминго, и три вида леммингов распространены и в некоторые годы изобилуют, обеспечивая пищу для арктической лисы, грубоногих канюков и снежных сов.

Снежная сова

Снежная сова является одним из самых знаковых хищников сибирской тундры. На вершине пищевой цепи находятся тундровые плотоядные, такие как арктические лисы (Vulpes lagopus), арктические волки (Canis lupus), снежные совы (Bubo scandiaca) и белые медведи (Ursus maritimus), которые передвигаются в тундру летом, когда добыча обильна.

Эти великолепные птицы прекрасно маскируются под снег своим белым оперением, и обладают исключительными охотничьими способностями, позволяющими обнаруживать и захватывать мелких млекопитающих даже под снегом, а их способность охотиться при непрерывном дневном свете арктического лета и мраке зимы делает их в высшей степени приспособленными хищниками.

Лемминги

Три вида леммингов распространены и в некоторые годы изобилуют, и они обеспечивают пищу для арктической лисы, грубоногих канюков и снежных сов.В некоторых местах лемминги являются их наиболее распространенной добычей, а семейство лисиц может есть десятки леммингов каждый день.

Мелкие млекопитающие, такие как тундровые полевки, лемминги, горностаи и землеройки не могут впадать в спячку, поэтому вместо этого они полагаются на снежный слой для изоляции своих туннелей и гнезд, а в некоторых местах изоляция от снега настолько хороша, что живущие в тундре лемминги способны размножаться зимой.

Другие известные виды

Полярные медведи охотятся на кольчатых тюленей, когда присутствует лед, обитая в тундре летом, и живут за счёт своих жировых запасов, питаясь гнездящимися птицами, рыбой и ягодами, когда могут, это основной ареал размножения для Звездных, очковых и королевских эйдеров, наряду с меньшими белолицыми гусями, северными пинтейлами и длиннохвостыми утками, в то время как критически исчезающие сибирские журавли гнездятся в полигональном болоте и тундре возле прибрежных лугов.

Коренные народы и оленеводство

Сибирская тундра была домом для коренных народов в течение тысяч лет, которые разработали сложные способы жизни, идеально адаптированные к этой экстремальной среде. Полярная тундра является домом для нескольких народов, которые в основном кочевые оленеводы, такие как Нганасан и Ненец в области вечной мерзлоты (и саамы в Сапми).

Ненецкий народ

Ненцы живут в основном в тундре, лесной тундре и Северном тайге европейской и западно-сибирской части Российской Федерации, от полуострова Канин на западе, вдоль берегов Белого моря до Гыданска-Пенинсулы дельты Енисея, и они образуют крупнейшую коренную группу Русского Севера и являются одним из великих в мире оленеводческих народов, которые пришли, чтобы олицетворять крупномасштабное оленеводство тундры.

Ямал на языке коренных ненцев означает конец света; это отдаленное, проветренное место вечной мерзлоты, змеиных рек и карликовых кустарников, и является домом для оленеводов-ненцев более тысячи лет.Основная часть оленеводства ненцев расположена на полуострове Ямал, который является крупнейшей в мире областью оленеводства, а ненецкие пастухи и их семьи практикуют кочевое стадо и мигрируют на большие расстояния (до 1000 км в год) между летними и зимними пастбищами.

Люди эвенки

К тому времени, когда русские открыли и начали завоевывать Сибирь, эвенки уже были самой широко рассеянной этнической группой региона, и они также являются самой густонаселенной из всех коренных малочисленных народов Сибири — различные группы эвенков, на общую сумму около 30 000 квадратных километров в 1989 году, распространены на площади около 7 миллионов квадратных километров, начиная от побережья Охотского моря на Дальнем Востоке России, по всей юго-восточной Сибири и по всей длине реки Енисей до тундровых районов полуострова Таймыр.

Эвенки, ранее известные как тунгусы, практикуют оленеводство тайгообразного типа, также известное как оленеводство эвенкийского или тунгусского типа, в горных районах Южной Сибири, и хотя ученые провели тонкие различия между эвенкийским типом оленеводства и саянским типом, практикуемым тожу, тофа и духой, эти два типа более похожи, чем разные, поскольку оба характеризуются использованием оленей для транспортных целей - в качестве стаи и верховых животных - и для их молочных продуктов.

Как и саяны, оленеводство эвенкийцев опирается на небольшие стада с оптимальным размером стада от 20 до 30 оленей на семью, в то время как для сравнения, у крупных оленеводов тундры, которые выращивают животных в основном для мяса, в одном стаде до 1000 оленей или более — стадо тундрового типа более обширно, с меньшим контактом между пастухами и домашним скотом, тогда как оленеводство эвенков и саянов основано на более тесной связи между оленем и оленем.

Традиционные знания и устойчивость

Традиционные методы оленеводства коренных общин предлагают устойчивые альтернативы более экологически вредным методам землепользования, способствуя гармоничному сосуществованию между деятельностью человека и хрупкой арктической экосистемой.Коренные народы, такие как инуиты в Северной Америке, саамы в Скандинавии и ненцы в Сибири, разработали устойчивый образ жизни, глубоко связанный с ритмами тундры, и они полагаются на стадо, рыболовство и сезонную охоту на животных, таких как карибу, олени и рыбы, используя традиционные знания для выживания в этих суровых ландшафтах.

Оленеводы в этом регионе поддерживают тесные связи со своими оленями на круглогодичной основе, а олени используются для производства мяса, традиционного ремесленного производства и транспортировки, в то время как олени занимают центральное место в социальной, культурной, духовной и экономической жизни ненцев.

Tundra Food Webs и динамика экосистем

Животные в тундре также приспособлены к экстремальным условиям, и они пользуются временным взрывом растительной и насекомой жизни в короткий вегетационный период. Этот короткий период интенсивной продуктивности движет всей тундровой пищевой сетью.

Экосистема тундры работает на относительно простой пищевой сети по сравнению с более умеренными экосистемами, но отношения между видами не менее сложны. Первичные производители — мхи, лишайники, травы и карликовые кустарники — составляют основу пищевой сети. Они потребляются травоядными животными, такими как лемминги, полевки и олени, которые, в свою очередь, поддерживают хищников, включая арктических лисиц, снежных сов и волков.

Тундра имеет одну из самых низких чистых первичных продуктивностей среди всех экосистем, в основном из-за холодного и короткого вегетационного периода, а также бесплодных почв со средней продуктивностью в пределах 10-400 г м-2 г-1, со средней производительностью 140 г м-2 г-1. Эта низкая производительность означает, что тундровые экосистемы не могут поддерживать ту же плотность жизни животных, что и более продуктивные биомы.

Изменение климата и будущее сибирской тундры

Оттепель вечной мерзлоты

Возможно, наибольшая опасность исходит от изменения климата, поскольку потепление температуры может нарушить биом холодной тундры и жизнь в ней, а также оттаять ее основную вечную мерзлоту, выпуская парниковые газы, которые будут способствовать дальнейшему ускорению глобального потепления.Самой значительной и далеко идущей угрозой является изменение климата, которое вызывает потепление температуры, сокращение вечной мерзлоты и изменение структуры осадков, а арктические регионы нагреваются в три раза быстрее, чем в среднем по миру, что приводит к более ранним весенним оттепелям, более длительным вегетационным периодам и миграции кустарников и деревьев на север, что изменяет традиционную экосистему тундры.

Серьезной угрозой тундре является изменение климата, которое приводит к оттаиванию вечной мерзлоты, и оттаивание вечной мерзлоты в данной области в масштабах времени человека (десятилетия или столетия) может радикально изменить то, какие виды могут там выжить. Если Арктика продолжит нагреваться так быстро, как предсказывают климатологи, примерно 2,5 миллиона квадратных миль вечной мерзлоты - 40 процентов от общего числа в мире - могут исчезнуть к концу века, с огромными последствиями, и наиболее тревожным, как ожидается, будет выброс огромных запасов парниковых газов, включая метан, двуокись углерода и закись азота, которые оставались запертыми в вечной мерзлоте на протяжении веков.

Вегетационные изменения

Расширение кустарниковой растительности, безусловно, является наиболее наблюдаемым изменением растительности в арктической тундре, что способствует озеленению Арктики, наблюдаемому на местах и спутниками. По мере того, как изменение климата нагревает воздух и почву, регион становится более гостеприимным для растений, включая большие кустарники и деревья, которые не могли там раньше выжить, и, таким образом, Арктика теряет все больше и больше своих биомов тундры, но она получает больше растений, которые продолжают поглощать больше углерода.

Оттаивание вечной мерзлоты нарушает тундровый ландшафт, образуя болота и мелкие озера, а кустарники и ель, которые ранее не могли расти в тундре из-за вечной мерзлоты, способны процветать в оттаивающей тундровой почве.

Обратная связь углеродного цикла

Одним из наиболее тревожных последствий является таяние вечной мерзлоты, которая выделяет большое количество углекислого газа (CO2) и метана (CH4), как мощных парниковых газов, в атмосферу, создавая петлю обратной связи, где потепление приводит к увеличению выбросов, ускоряя изменение климата.

Новые измерения потока углекислого газа в экосистемах в течение регионального и зимнего сезона независимо друг от друга показывают, что экосистемы вечных мерзлотных регионов выделяют чистый углерод (потенциально от 0,3 до 0,6 пг С в год) в атмосферу, и эти наблюдения означают, что обратная связь с ускоряющимся изменением климата уже может быть запущена.

Воздействие на дикую природу и коренные народы

Менее ценятся радикальные изменения ландшафта, которые изменят экосистемы тундры, что делает все более трудным для пропитания коренных народов, таких как инуиты, и арктических животных, чтобы найти пищу. Что касается глобального потепления, истории душераздирающие - некоторые из женщин, которых я встретил, потеряли все оленеводство - единственный источник пищи и средств к существованию - из-за экстремальной холодной погоды, а изменение климата и высокие температуры создали более толстый слой льда на земле, что сделало его более трудным для оленей, чтобы добраться до их пищи, и многие просто умирают от голода, с огромными стадами, исчезнувшими за одну ночь.

Усилия по сохранению и защите

Для защиты сибирской тундры необходим многогранный подход, который учитывает как изменение климата, так и непосредственное воздействие человека. В настоящее время предпринимаются различные усилия по сохранению, включая строгое регулирование охоты и рыболовства для обеспечения устойчивой практики, определение охраняемых районов, где не допускается добыча ресурсов или развитие инфраструктуры, изучение последствий человеческой деятельности для информирования о более эффективных методах управления, глобальные усилия по сокращению выбросов парниковых газов и смягчению последствий изменения климата, а также расширение прав и возможностей коренных общин в плане управления экосистемами тундры посредством традиционных знаний и практики - эти усилия по сохранению имеют жизненно важное значение для сохранения уникального биоразнообразия и экологических услуг, предоставляемых тундрой.

Чтобы выжить как народ, ненцы нуждаются в беспрепятственном доступе к своим пастбищам и окружающей среде, не затронутой промышленными отходами, а ненцы жили и управляли хрупкой экологией тундры в течение сотен лет - никакие события не должны происходить на их земле без их согласия, и они должны получать справедливую компенсацию за любой ущерб, причиненный.

Взаимосвязанная природа жизни тундры

Взаимозависимость климата, вечной мерзлоты, почв, растений, животных и людей глубока, и растения, животные и люди, которые живут в этих средах, невероятно взаимозависимы друг от друга и на тонком балансе для жизни, предлагаемом суровым климатом, вечной мерзлотой и почвами.

Растительность и вечная мерзлота могут быть взаимозависимыми или симбиотическими в некоторых случаях, например, в арктической тундре и бореальных водно-болотных угодьях, торфяниках или лесах, а низкая температура почвы и неглубокий активный слой ограничивают рост растений, но в противном случае могут помочь обогатить влагу почвы и органическое вещество в активном слое из-за низких темпов разложения.

Эта взаимосвязанность означает, что изменения в любом компоненте экосистемы тундры могут иметь каскадные эффекты по всей системе. Потепление климата влияет не только на температуру - оно изменяет стабильность вечной мерзлоты, которая влияет на влажность почвы, которая влияет на растительные сообщества, которая влияет на популяции травоядных, которая влияет на хищников, и в конечном итоге влияет на коренные народы, которые зависят от этих животных для их средств к существованию.

Вывод: Хрупкая экосистема под давлением

Сибирская тундра стоит как одна из самых замечательных экосистем Земли, где жизнь эволюционировала в экстраординарные адаптации, чтобы выжить в условиях, которые кажутся почти несовместимыми с биологическим существованием. От растений, которые могут фотосинтезироваться под снегом, до оленей с ультрафиолетовым зрением и полым мехом, от арктических лисиц с лучшей изоляцией любого млекопитающего до коренных народов, которые процветали в течение тысячелетий в этом замороженном ландшафте, тундра демонстрирует невероятную устойчивость и адаптивность жизни.

Хрупкая среда легко нарушается и трудно восстанавливается, если она нарушена, а растительные сообщества в хрупких районах развивались очень специализированными способами для решения сложных условий, что означает, что они не могут терпеть изменения окружающей среды - тундра и другие холодные среды являются невероятно хрупкими средами дикой природы, где люди обычно могут жить только в низких плотностях.

Ускоряющиеся темпы изменения климата представляют беспрецедентную угрозу для сибирской тундры. Поскольку таяние вечной мерзлоты, сдвиги растительности и традиционные модели миграции животных и землепользования коренных народов нарушаются, мы рискуем потерять не только уникальную экосистему, но и бесценные традиционные знания и критически важный компонент глобальной климатической системы. Судьба тундры тесно связана с нашей собственной - углерод, хранящийся в ее замерзших почвах, эффект альбедо ее покрытой снегом поверхности и поддерживаемые ею культуры коренных народов, играют решающую роль в более широкой системе Земли.

Понимание и защита сибирской тундры требует признания сложной сети адаптаций, отношений и зависимостей, которые заставляют эту экосистему функционировать. От микроскопических бактерий в оленьих кишках, которые переваривают лишайник, до огромных стад, которые мигрируют через тысячи километров, от вечной мерзлоты, которая оставалась замороженной в течение тысячелетий, до местных систем знаний, которые поддерживали человеческие сообщества в этой экстремальной среде, каждый компонент играет жизненно важную роль. Поскольку мы сталкиваемся с неопределенным будущим, уроки адаптации и устойчивости, предлагаемые сибирской тундрой, никогда не были более актуальными.

Для получения дополнительной информации об арктических экосистемах и усилиях по сохранению, посетите Арктический совет или узнайте о перспективах сохранения тундры на местах Культурное выживание. Для изучения последних исследований вечной мерзлоты и изменения климата журнал Природа предоставляет рецензируемые научные статьи по экологии тундры и изменениям окружающей среды.