脆弱的北极生态系统

2004-11-04 13:39:39 来源: 中国科普博览
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  那么北极的环境系统究竟有些什么特点呢?首先是北极脆弱生态系统的脆弱的自修复能力。所谓生态系统是指在生物圈范围内相互作用、彼此进行物质交换和能量流动的生物群落与非生物环境的综合体。

  而任何一个生态系统都由四个方面构成:生产者、消费者、分解者、非生命物质以及能量。判断一个生态系统是否脆弱,它的自修复或自净化能力是否脆弱,应当从这四个方面的数量大小、种类多少、运行条件难易,以及这四个方面相互之间的关系来分析。而要分析它们之间的相互关系,还必须了解生态系统的能量流动概念与食物链结构。实际上,每一个完整的生态系统都是一个能量流动的固定和转换系统,生态系统中能量转换的全过程叫做能量流动。能量沿着太阳——生产者——消费者(还原者)的途径流动,并遵循两个基本规律:第一,生态系统中的能量流动逐级递减,传递效率一般为10%,其余被呼吸和尸体等消耗。第二,能量的流动是单向的,不是循环的,最终将递减,从生态系统中消失到宇宙中去。

  现在让我们把北极地区作为一个统一的区域性生态系统,来看一看它的各个构成部分。按照定义,一个生态系统的生产者是指可以利用太阳能把无机物合成为有机物的绿色植物,以及某些藻类和根瘤菌等。

  那么在北极地区生产者们的“健康状况”如何呢?前面已经说过,即使在北极地区最南界,绿色植物每年的生长期也只有150天;而到北冰洋腹地的岛屿上,绿色植物每年的生长期就更短,可能只有几天,甚至连一天也没有,那里的生产者们长期“冬眠”,直到某一个特别暖和的“好年头”到来。显然,北极生产者们的生产力是相当弱小的。

  那么消费者们又如何呢?与中、低纬度相比,北极消费者的最大特点是种类太少。无论是一级消费者,亦或高级消费者的种类,都比温暖地区少一到两个数量级。尽管有些种类(如北极旅鼠)的数量非常大,但是单兵种作战,遇到某些特殊情况,就靠不住了。这好比一场战争,如果一方只有坦克部队,虽然非常强大,可万一遇到缺少燃油的情况,又无其他兵种可依靠,便毫无办法,只得坐以待毙。北极生态系统消费者的命运和生产者的差不多。由于天气寒冷,北极微生物(细菌、真菌等)及微型动物(鞭毛虫、土壤线虫等)本来就在生死线上挣扎,所以它们没有多大的工作能力。

  至于北极非生命物质及能量方面,除了太阳能显著匮乏外,状况倒是比前三者好得多。但究竟好多少,科学家们目前还说不清楚。从北极生态系统四个构成部分的综合状态来看,说它是一个脆弱的生态系统一点也不过分。

  为什么说北极生态系统的自修复或自净化能力也是脆弱的呢?首先因为北极生态系统本身是脆弱的,所以它的自修复或自净化能力就不可能很强。这好像一个病弱的人,总不如强壮的人更容易恢复健康一样。另外,自修复或自净化能力的强弱还主要看生态系统的能量流动和食物网链。生态系统中的能量流动,是从一种生物转移到另一种生物的,具体说就是通过食物网链来进行的。而食物网链是否“结实”,关键要看生产者和各级消费者的种类多少。由于北极生物种类相当少,因此食物网链不可能“结实”,脆弱的自修复或自净化能力也就不言而喻的了。综观全局,可以说北极自然生态系统的稳定性较低,可塑性不强,多样性单薄,系统惯性很小,因此它的生态平衡的恢复和重建是相当困难的。

  研究“温室效应”的科学家一直警告,北极气候变暖的趋势比在中纬度地区更明显。这是因为北极地区对于全球其他地区的气候变化具有一种放大作用。1993年夏季,阿拉斯加最北端的小城巴罗(71oN)曾出现气温高达34℃的炎热天气,连百岁老人也不知所措。爱斯基摩人抱怨在永冻土层中挖掘的贮存冻鲸肉的地窖在不断融化,他们不得不向更深层去挖掘。

靳潇 本文来源:中国科普博览 作者:0 责任编辑:王晓易_NE0011
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