Тундра -Tundra

Тундра
Рейтинг Гренландииby-sydkapp2 hg.jpg
Тундра в Гренландии
800px-Карта-Тундра.png
Карта с изображением арктической тундры
География
Область 11 563 300 км 2 (4 464 600 квадратных миль)
Тип климата ET

В физической географии тундра ( / t ʌ n d r ə , ˈ t ʊ n - / ) является типом биома , где рост деревьев препятствуют низкие температуры и короткие вегетационные периоды . Термин тундра происходит от русского тундра ( тундра ) от кильдинского саамского слова тӯндар ( tūndâr ), означающего «возвышенность», «безлесный горный массив». Есть три региона и связанные с ними типы тундры: арктическая тундра, альпийская тундра .и антарктическая тундра.

Растительность тундр представлена ​​кустарничками , осоками , злаками , мхами , лишайниками . В некоторых районах тундры растут отдельные деревья. Экотон ( или экологический пограничный регион) между тундрой и лесом известен как линия деревьев или граница леса. Почва тундры богата азотом и фосфором . Почва также содержит большое количество биомассы и разложившейся биомассы, которая хранится в виде метана и двуокиси углерода в вечной мерзлоте , что делает почву тундры поглотителем углерода . Поскольку глобальное потепление нагревает экосистему и вызывает оттаивание почвы, углеродный цикл вечной мерзлоты ускоряется и выбрасывает большую часть этих содержащихся в почве парниковых газов в атмосферу, создавая цикл обратной связи , который усиливает изменение климата.

Арктический

Арктическая тундра встречается в крайнем Северном полушарии , к северу от таежного пояса. Слово «тундра» обычно относится только к районам, где недрами является вечная мерзлота или вечномерзлый грунт. (Это может также относиться к безлесной равнине в целом, так что север Сапми будет включен.) Вечная мерзлота тундра включает обширные территории северной России и Канады. Полярная тундра является домом для нескольких народов, в основном кочевых оленеводов, таких как нганасаны и ненцы в районе вечной мерзлоты (и саамы в Сапми ).

Тундра в Сибири.

Арктическая тундра содержит участки с суровым ландшафтом и покрыта льдом большую часть года. Почва там промерзла на глубину от 25 до 90 см (от 10 до 35 дюймов), что делает невозможным рост деревьев. Вместо этого голая и иногда каменистая земля может поддерживать только определенные виды арктической растительности , низкорослые растения, такие как мох, вереск ( разновидности вересковых, такие как водяника и черная толокнянка ) и лишайник .

В полярных тундрах есть два основных сезона, зима и лето. Зимой очень холодно, темно и ветрено, средняя температура составляет около -28 ° C (-18 ° F), иногда опускается до -50 ° C (-58 ° F). Однако экстремально низкие температуры в тундре не опускаются так низко, как в таежных районах южнее (например, самые низкие температуры в России и Канаде были зарегистрированы в местах к югу от границы леса). Летом температура несколько повышается, и верхний слой сезонно промерзшей почвы тает, оставляя землю очень сырой. Тундра покрыта болотами, озерами, трясинами и ручьями в теплое время года. Обычно дневные температуры летом поднимаются примерно до 12 ° C (54 ° F), но часто могут опускаться до 3 ° C (37 ° F) или даже ниже нуля. Арктические тундры иногда являются предметом программ сохранения среды обитания . В Канаде и России многие из этих территорий находятся под защитой национального плана действий по сохранению биоразнообразия .

В тундре обычно бывает ветрено, скорость ветра часто достигает 50–100 км / ч (30–60 миль в час). Однако он похож на пустыню, и в год выпадает всего около 150–250 мм (6–10 дюймов) осадков (лето обычно является сезоном максимального количества осадков). Хотя осадки небольшие, испарение также относительно минимально. Летом вечная мерзлота оттаивает ровно настолько, чтобы растения могли расти и размножаться, но поскольку земля под ней промерзла, вода не может опускаться ниже, поэтому вода образует озера и болота, которые можно найти в летние месяцы. Существует естественная схема накопления топлива и лесных пожаров, которая варьируется в зависимости от характера растительности и рельефа местности. Исследования на Аляске показали, что интервалы повторения пожаров (FRI) обычно варьируются от 150 до 200 лет, при этом более засушливые низменные районы горят чаще, чем более влажные высокогорные районы.

Группа овцебыков на Аляске

Биоразнообразие тундры невелико: можно встретить 1700 видов сосудистых растений и только 48 видов наземных млекопитающих, хотя каждый год миллионы птиц мигрируют туда на болота . Есть также несколько видов рыб. Есть несколько видов с большой популяцией. Известные растения арктической тундры включают чернику ( Vaccinium uliginosum ), водянику ( Empetrum nigrum ), лишайник северного оленя ( Cladonia rangiferina ), бруснику ( Vaccinium vitis-idaea ) и багульник ( Rhododendron groenlandicum ). Известные животные включают северного оленя (карибу), овцебыка , полярного зайца , песца , полярную сову , куропатку , красную полевку , лемминга , комара и даже белого медведя у океана. Тундра в основном лишена пойкилотермных , таких как лягушки или ящерицы.

Из-за сурового климата арктической тундры в таких регионах мало активности человека, хотя иногда они богаты природными ресурсами, такими как нефть , природный газ и уран . В последнее время это начало меняться на Аляске , в России и некоторых других частях мира: например, Ямало-Ненецкий автономный округ производит 90% российского природного газа.

Связь с глобальным потеплением

Серьезную угрозу для тундры представляет глобальное потепление , вызывающее таяние вечной мерзлоты . Таяние вечной мерзлоты в данном районе в масштабах человеческого времени (десятилетия или столетия) может радикально изменить то, какие виды могут там выжить. Это также представляет значительный риск для инфраструктуры, построенной поверх вечной мерзлоты, такой как дороги и трубопроводы.

В местах, где скопились мертвая растительность и торф, существует риск лесных пожаров, таких как 1039 км 2 (401 квадратных миль) тундры, которая сгорела в 2007 году на северном склоне хребта Брукс на Аляске. Такие события могут быть результатом глобального потепления и способствовать ему.

Выбросы парниковых газов

Выбросы углерода в результате таяния вечной мерзлоты способствуют тому же потеплению, которое способствует таянию, что делает его положительной обратной связью по изменению климата . Потепление также усиливает круговорот воды в Арктике, а увеличение количества более теплых дождей является еще одним фактором, увеличивающим глубину оттаивания вечной мерзлоты. Количество углерода, которое будет высвобождаться в результате потепления, зависит от глубины оттаивания, содержания углерода в оттаявшей почве, физических изменений в окружающей среде и микробной и растительной активности в почве. Микробное дыхание является первичным процессом, посредством которого старый углерод вечной мерзлоты реактивируется и попадает в атмосферу. Скорость микробного разложения в органических почвах, включая талую вечную мерзлоту, зависит от контроля окружающей среды, такого как температура почвы, доступность влаги, доступность питательных веществ и доступность кислорода. В частности, достаточные концентрации оксидов железа в некоторых вечномерзлых почвах могут ингибировать микробное дыхание и препятствовать мобилизации углерода: однако эта защита действует только до тех пор, пока углерод не отделится от оксидов железа железоредуцирующими бактериями, что является лишь вопросом времени при типичные условия. В зависимости от типа почвы оксид железа (III) может усиливать окисление метана до углекислого газа в почве, но он также может усиливать выработку метана метанотрофами: эти почвенные процессы еще полностью не изучены.

В целом вероятность того, что весь углеродный пул мобилизуется и попадет в атмосферу, невелика, несмотря на большие объемы, хранящиеся в почве. Хотя температуры будут повышаться, это не означает полной утраты вечной мерзлоты и мобилизации всего запаса углерода. Большая часть почвы под вечной мерзлотой останется мерзлой, даже если потепление увеличит глубину протаивания или усилит термокарстование и деградацию вечной мерзлоты. Кроме того, другие элементы, такие как железо и алюминий , могут поглощать часть подвижного почвенного углерода до того, как он достигнет атмосферы, и они особенно заметны в слоях минерального песка, которые часто покрывают вечную мерзлоту. С другой стороны, когда область вечной мерзлоты оттает, она не станет вечной мерзлотой на века, даже если повышение температуры обратится вспять, что делает ее одним из самых известных примеров переломных моментов в климатической системе .

В 2011 году предварительный компьютерный анализ показал, что выбросы вечной мерзлоты могут быть эквивалентны примерно 15% антропогенных выбросов.

В статье о перспективах 2018 года, в которой обсуждаются переломные моменты в климатической системе, активизированной примерно на 2 градуса Цельсия глобального потепления, предполагается, что при этом пороге оттаивание вечной мерзлоты добавит к глобальным температурам еще 0,09 ° C к 2100 году в диапазоне от 0,04 ° C до 0,16 °. C В 2021 году другое исследование показало, что в будущем, когда нулевые выбросы будут достигнуты после выброса еще 1000 Пг C в атмосферу (сценарий, при котором температуры обычно остаются стабильными после последнего выброса или начинают медленно снижаться), углерод вечной мерзлоты будет добавить 0,06°C (в диапазоне от 0,02°C до 0,14°C) через 50 лет после последней антропогенной эмиссии, 0,09°C (в диапазоне от 0,04°C до 0,21°C) через 100 лет и 0,27°C (в диапазоне от 0,12 до 0,49°C) 500 лет спустя. Однако ни одно из исследований не могло принять во внимание резкое оттаивание.

В 2020 г. исследование северных вечномерзлых торфяников (меньшая часть всей площади вечной мерзлоты, охватывающая 3,7 млн ​​км 2 из предполагаемых 18 млн км 2 ) к 2100 г. составит ~1% антропогенного радиационного воздействия , и что это пропорция остается неизменной во всех рассмотренных сценариях потепления, от 1,5°C до 6°C. Кроме того, предполагалось, что еще через 200 лет эти торфяники поглотят больше углерода, чем они выбросили в атмосферу.

По оценкам Шестого оценочного доклада МГЭИК , выбросы двуокиси углерода и метана из вечной мерзлоты могут составлять эквивалент 14–175 миллиардов тонн двуокиси углерода на 1 o C потепления. Для сравнения, к 2019 году антропогенный выброс всего углекислого газа в атмосферу составил около 40 млрд тонн.

В 2021 году группа видных исследователей вечной мерзлоты, таких как Мерритт Турецкий , представила свою коллективную оценку выбросов вечной мерзлоты, включая процессы резкого таяния, в рамках усилий по защите 50-процентного сокращения антропогенных выбросов к 2030 году в качестве необходимой вехи, чтобы помочь достичь чистого нуля к 2050 году. Их показатели совокупных выбросов вечной мерзлоты к 2100 году составили 150–200 миллиардов тонн эквивалента углекислого газа при 1,5 градусах потепления, 220–300 миллиардов тонн при 2 градусах и 400–500 миллиардов тонн, если потепление будет разрешено. превышать 4 градуса. Они сравнили эти цифры с экстраполированными современными выбросами Канады , Европейского Союза и США или Китая соответственно. Цифра в 400–500 миллиардов тонн также будет эквивалентна сегодняшнему оставшемуся бюджету, чтобы оставаться в пределах целевого показателя в 1,5 градуса. Одна из ученых, участвовавших в этих усилиях, Сьюзан М. Натали из Исследовательского центра Вудс-Хоул , в том же году руководила публикацией дополнительной оценки в статье PNAS , в которой предполагалось, что когда усиление выбросов вечной мерзлоты из-за внезапных оттепелей и лесных пожаров в сочетании с обозримым диапазоном антропогенных выбросов в ближайшем будущем предотвращение превышения (или «выброса») 1,5-градусного потепления уже маловероятно, и усилия по его достижению, возможно, должны будут опираться на отрицательные выбросы , чтобы вызвать снижение температуры.

Обновленная оценка переломных моментов климата 2022 года пришла к выводу, что резкое оттаивание вечной мерзлоты добавит 50% к скорости постепенного оттаивания и добавит 14 миллиардов тонн выбросов в эквиваленте углекислого газа к 2100 году и 35 к 2300 году на каждый градус потепления. Это будет иметь воздействие на потепление в размере 0,04 °C на каждый полный градус потепления к 2100 году и 0,11 °C на каждый полный градус потепления к 2300 году. около 4 градусов) крупномасштабное обрушение участков вечной мерзлоты может стать необратимым, добавляя от 175 до 350 миллиардов тонн выбросов эквивалента CO 2 , или 0,2-0,4 градуса, в течение примерно 50 лет (с диапазоном от 10 до 300 лет).

Антарктика

Тундра на островах Кергелен.

Антарктическая тундра встречается в Антарктиде и на нескольких антарктических и субантарктических островах, включая Южную Георгию, Южные Сандвичевы острова и острова Кергелен . Большая часть Антарктиды слишком холодная и сухая, чтобы поддерживать растительность, а большая часть континента покрыта ледяными полями. Однако в некоторых частях континента, особенно на Антарктическом полуострове , есть участки с каменистой почвой, которые поддерживают жизнь растений. В настоящее время флора насчитывает около 300–400 видов лишайников, 100 мхов, 25 видов печеночников и около 700 видов наземных и водных водорослей, обитающих на участках обнаженных скал и почвы вокруг побережья континента. Два вида цветковых растений Антарктиды, антарктическая трава ( Deschampsia antarctica ) и антарктическая мшанка ( Colobanthus quitnsis ), встречаются в северной и западной частях Антарктического полуострова. В отличие от арктической тундры, в антарктической тундре отсутствует крупная фауна млекопитающих, в основном из-за ее физической изоляции от других континентов. Морские млекопитающие и морские птицы, в том числе тюлени и пингвины, населяют прибрежные районы, а некоторые мелкие млекопитающие, такие как кролики и кошки, были завезены людьми на некоторые субантарктические острова. Экорегион тундры Субантарктических островов Антиподов включает острова Баунти , Оклендские острова , острова Антиподов , группу островов Кэмпбелл и остров Маккуори . Виды, эндемичные для этого экорегиона, включают Corybas dienemus и Corybas sulcatus , единственные субантарктические орхидеи; королевский пингвин ; и антиподовый альбатрос .

Существует некоторая двусмысленность в отношении того, следует ли считать Магелланову вересковую пустошь на западном побережье Патагонии тундрой или нет. Фитогеограф Эдмундо Пизано назвал это тундрой ( исп . tundra Magallánica ), так как считал, что низкие температуры являются ключом к ограничению роста растений.

Флора и фауна Антарктиды и антарктических островов (к югу от 60° южной широты) охраняются Договором об Антарктике .

Альпийский

Альпийская тундра в северных каскадах Вашингтона , США

В альпийской тундре нет деревьев, потому что климат и почвы на большой высоте препятствуют росту деревьев. Холодный климат альпийской тундры, обусловленный низкими температурами воздуха, подобен полярному климату . Альпийская тундра обычно лучше дренирована, чем арктические почвы. Переход альпийской тундры в субальпийские леса ниже линии деревьев; низкорослые леса, встречающиеся в экотоне лесотундры (линии леса ), известны как Круммгольц .

Альпийская тундра встречается в горах по всему миру. Флора альпийских тундр характеризуется растениями, произрастающими близко к земле, в том числе многолетними травами , осоками , разнотравьем , подушковидными растениями , мхами , лишайниками . Флора приспособлена к суровым условиям альпийской среды, к которым относятся низкие температуры, сухость, ультрафиолетовое излучение и короткий вегетационный период.

Климатическая классификация

Район тундры с фьордами, ледниками и горами. Конгсфьорд, Шпицберген .

Климат тундры обычно соответствует классификации климата Кеппена ET , что означает местный климат, в котором по крайней мере один месяц имеет среднюю температуру, достаточно высокую для таяния снега (0 ° C (32 ° F)), но ни один месяц со средней температурой не превышает 10 ° С (50 ° F). Предел холода обычно соответствует климату EF вечного льда и снега ; предел теплого лета обычно соответствует полярному или высотному пределу деревьев, где они относятся к субарктическому климату , обозначенному Dfd , Dwd и Dsd (экстремальные зимы, как в некоторых частях Сибири ), Dfc типичен для Аляски, Канады, горных районов Скандинавии , Европейская часть России и Западная Сибирь (холодные зимы с многомесячными морозами).

Несмотря на потенциальное разнообразие климата в категории ET , включая осадки, экстремальные температуры и относительные влажные и засушливые сезоны, эта категория редко подразделяется. Осадки и снегопады, как правило, незначительны из-за низкого давления паров воды в прохладной атмосфере, но, как правило, потенциал эвапотранспирации чрезвычайно низок, что допускает заболоченную местность болот и топей даже в местах, где выпадают осадки, типичные для пустынь нижних и средних широт. . Количество естественной биомассы тундры больше зависит от местной температуры, чем от количества осадков.

Места с тундровым климатом

Альпийская тундра

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки