冻原生态系统

蒋高明

冻原生态系统又称为苔原。这一名词来源于芬兰语tunturi，意思是没有树木的丘陵地带，是寒带植被的代表。冻原生态系统是由极地、高纬度高山、或高原成分的藓类、地衣、小灌木、矮灌木等多年生草本，组成的生物群落及其周边环境组成的综合体。

冻原的分布

全球冻原主要分布于欧亚大陆北部和北美洲北部，形成一个大致连续的地带，位于最北的森林植被带和常年冰雪覆盖的北极地区之间。在南半球仅分布在福克兰群岛、南乔治亚群岛和南奥克尼群岛，我国也有少量分布。

冻原有两大类：位于广大平原地区上的称平地冻原；位于山顶和山地高原上的称山地冻原。前者环绕北冰洋构成一个冻原地带；后者不仅分布于极地，还向南分布到较低纬度的一些山地和高原。在欧亚大陆，随着从南到北气候条件变化，冻原又可分为4个亚带：森林冻原，灌木冻原，藓类、地衣冻原和北极冻原。

我国冻原仅分布在长白山海拔2100m以上和阿尔泰山3000m以上的高山地带。长白山高山冻原生态系统以小灌木、藓类为主，植物组成为多瓣木占优势，其次为越橘、牛皮杜鹃和松毛翠等。此外，还伴生许多高山特有的矮小草本植物，如北方蒿草、高山龙胆等。阿尔泰山西北部冻原生态系统主要以藓类、地衣为优势种，这些藓类在高寒地带密集丛生，形成垫状群落。这种藓丛与多种多样的地衣群落构成高山苔原特有景色。

冻原生态系统特征

生境特点：冻原土壤的永冻层是冻原生态系统最为独特的一个现象。冬季漫长且寒冷，夏季短暂，气温不超过10℃。永冻层是指土壤下面永久处于冻结状态的岩土层，深度从几十米到几百米不等，甚至达1000米。它的存在阻碍了地表水的渗透，易引起土壤沼泽化。冻土层上部是冬冻夏融的活动层，其厚度在0.7～1.6米。活动层对生物的活动和土壤的形成具有重要意义：植物根系得到伸展，吸取营养物质；动物在此挖掘洞穴；有机物得到积累和分解，供给分解者营养。

物种组成特点：冻原生态系统生物种类组成贫乏，群落结构简单。在长期对不利生态条件的适应过程中，形成了多种多样的生活型，它们的植物残体在土壤中炭化或泥炭化。冻原生物群落表现有如下特点：

植物组成和群落结构简单。冻原植物种类的数目通常为100-200种。多是灌木和草本，无乔木。苔藓和地衣很发达，在某些地区为优势种。藓类和地衣具有保护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态习性。许多植物的营养器官在严寒中不受损伤，甚至在雪上生长和开花。北极辣根菜的花和果实在冬季可被冻结，春季气温上升，解冻后又继续发育。

冻原植物通常为多年生植物。冻原没有一年生植物，如矮桧、酸果蔓、喇叭茶等均为多年生植物，这些常绿植物在春季能够很快进行光合作用，而不必花很多时间形成新叶。为适应大风，有些植物矮生，紧贴地面，匍匐生长，如北极柳、网状柳等。有些是垫状型，如高山葶苈。这些是抵抗冻原大风，适应环境的重要特征。

北极冻原生态系统的动物很少。北极地区的动物绝大部分是环极地分布的，主要有驯鹿、麝牛、北极熊、旅鼠等。植食性鸟类比较少，几乎没有爬行類和两栖类动物，昆虫种类少，但数量很多。

冻原生态系统保护

生态环境条件的严酷性，使得冻原植物种类稀少，但分布面积大。冻原结构简单，对外界抗干扰能力差，植物根系或根茎是相互交织在一起的，起着涵养水源和保土作用。除此之外，气候寒冷，限制了农业的发展，使得高山冻原形成和保存了一些特别适应于高山苔原环境和具有特殊经济价值的植物资源。有些还具有药用价值，如牛皮杜鹃、臧黄莲和雪莲花等。从冻原资源保护与利用的角度出发，建立苔原植物实验基地和培育原始材料圃很有必要。

近年来，受全球气候变暖的影响，永冻层以及高山地区融化加剧，对冻原生态系统造成了较大破坏。冻原生态系统对气候变暖非常敏感，加强冻原生态系统保护研究迫在眉睫。