Кіріспе
Өсімдіктер мен жануарлар арасындағы байланыс және полярлық орта. Полярлық экология – полярлық ортадағы өсімдіктер мен жануарлардың арақатынасы. Полярлық орталар Арктика және Антарктика аймақтарында орналасқан. Арктикалық аймақтар Солтүстік жарты шарға жатады, олар құрлықты және оны қоршаған аралдарды қамтиды. Антарктида Оңтүстік жарты шарға жатады, ол құрлық, аралдар мен мұхиттан тұрады. Полярлық аймақтарға сондай-ақ, полярлық аймақтарды қоңыржай аймақтардан бөлетін субантарктикалық және субарктикалық аймақтар да кіреді. Антарктида мен Арктика полярлық шеңберлердің ішінде жатыр. Полярлық шеңберлер – карталарда, радиацияның аздығынан күн сәулесінің жеткіліксіз түсуімен байланысты аймақтар ретінде белгіленген, көзге көрінбейтін сызықтар. Жердің еңістігінің арқасында, бұл аймақтарда күн сәулесі (полярлық күн) немесе қараңғылық (полярлық түн) тәулігіне 24 сағатқа созылады. Полярлық аймақтардағы өсімдіктер мен жануарлар қатал ауа-райы жағдайларына төтеп бере алады, бірақ олардың өмір сүруіне қаукел келтіретін қоршаған ортаға қатысты қауіптерге тап болады.
Polar ecology is the relationship between plants and animals in a polar environment. Polar environments are in the Arctic and Antarctic regions. Arctic regions are in the Northern Hemisphere, and it contains land and the islands that surrounds it. Antarctica is in the Southern Hemisphere and it also contains the land mass, surrounding islands and the ocean. Polar regions also contain the subantarctic and subarctic zone which separate the polar regions from the temperate regions. Antarctica and the Arctic lie in the polar circles. The polar circles are imaginary lines shown on maps to be the areas that receives less sunlight due to less radiation. These areas either receive sunlight (midnight sun) or shade (polar night) 24 hours a day because of the earth's tilt. Plants and animals in the polar regions are able to withstand living in harsh weather conditions but are facing environmental threats that limit their survival.
Климат
Полярлық климат суық, желді және құрғақ. Жауын-шашынның аз болуы мен төмен температураның арқасында Арктика мен Антарктика әлемдегі ең үлкен шөлдер немесе полярлық шөлдер болып саналады. Күн сәулесінің көп бөлігі қардан шағылып, полярлық аймақтарды суытады. Сәулелену қайтарылғанда, жылу да қайтарылады. Полярлық аймақтар Жерге түсетін Күн сәулесінің 89-90%-ын қайтарады. Антарктида Күнге перигелий кезінде жақын орналасқандықтан, Арктикаға қарағанда 7%-ға көп сәуле түседі. Сонымен қатар, полярлық аймақта атмосфера жұқа. Осыған байланысты атмосфераға жететін УФ-сәуле тез күн сәулесінің әсерінен теріге күйіп, қардан көз жасырады. Полярлық аймақтар құрғақ аймақтар; суық ауаның салдарынан жауын-шашын өте аз болады. Кейде ауаның ылғалдылығы жоғары болғанымен, ауадағы су буы аз болуы мүмкін. Полярлық аймақта жел де қатты соғады. Жел қарды тасып, бұрқасын сияқты жағдай туғызады. Егер жерде өсімдік болса, желдің әсерінен ұсақ организмдер немесе өсімдіктер де қозғалуы мүмкін. Жел қарды соғады, нәтижесінде қар үйінділері немесе қар құмдар пайда болады, олар тіпті қар еріген кезде көктемде де сақталуы мүмкін. Жаз айларында, яғни маусым, шілде және тамыз айларында жағалауда мұз ерігеннен кейін температура нөлден бірнеше градусқа жоғарылай бастайды, бұл жерде өсімдіктер өсуіне мүмкіндік береді. Сол айларда солтүстік аймақтарда 24 сағат күн сәулесі болады. Арктикалық аймақтарда да қар көп жауады. Арктикалық бассейнде жылына 320 күн қар жауады, ал Арктикалық теңіздерде жылына 260 күн қар жауады. Гренландияда температура қыста орташа температурасы -5°C, ал жазда температура Исландиядағыдай болады. Исландия субарктикалық аймақта орналасқан, яғни ол қоңыржай аймаққа жақын. Сондықтан жыл бойы ауа температурасы мұздықтан жоғары болады. Ресейде ауа температурасы өте суық. Верхоянск қаласында, Сібірде, ауа температурасы солтүстік жарты шардағы ең суық температураға жеткен. Жаздағы температуралар Сібірде төмендейді. Антарктидада температураның өзгеруі аз. Температуралар шамамен 30°C (54°F) шамасында ғана өзгереді. Қысқы айлар мамыр мен қыркүйек аралығында, ал жазғы айлар қазан мен сәуір аралығында болады. Күн қыркүйекте қайта шығады, содан кейін 24 сағаттық күн сәулесі басталады. Антарктиданың платолары мен жағалаулары арасында температура әр түрлі. Платолар Антарктиданың ең суық аймағы. Жаз айларында жауын-шашын аз түседі, жел де жеңіл соғады. Восток станциясында әлемдегі ең төменгі температура тіркелді. Батыс Антарктиданың жотасы қар деңгейіне жетеді. Бұл аймақ да жылырақ, бірақ ең көп қар түседі және жел күшті болады. Шөл даладағыдай суық жағдайлардан өсімдіктер мен жануарлар өте аз. Алайда, құстардың кейбір түрлері байқалады. Жазғысын жағалауда жел көп, бұлтты болады. Жоғары ендіктердегі жағалауларда қысқы айларда температура төмендейді, ал төменгі ендіктердегі жағалауларда қар жауады.
In the Antarctic, there are fewer temperature variations. Temperatures only range by around 30 °C (54 °F). The winter months are May till September while the summer months will be October till April. The sun reappears in September which then starts the 24 hours of daylight. The temperatures are different between the plateaus in Antarctica and between the coasts. The plateaus are the coldest regions of Antarctica. In the summer months there is low precipitation with light winds. Vostok has received the lowest temperature worldwide getting as low as in 1960. The West Antarctica plateau reaches snow levels of around This area is also warmer but it receives the heaviest snow and receives more wind. Because of the cold desert like conditions on the plateaus, there are very little plants and animals. Some species of birds though have been seen. On the coasts, in the summer there is more wind, and it is cloudier. Coasts with higher latitudes have a temperature of in the winter months whereas lower latitude coasts get down to Coastal areas may receive or more of snow.
Су
Су адам өмірі үшін маңызды жағдай. Жердің суық болуына байланысты, Жер бетіндегі судың көп бөлігі полярлық аймақтардан келеді. Әлемдегі судың 90%-ы Антарктика мұз қабатынан құралады, бірақ осы судың көп бөлігі қолданылмайды. Су ортасы әлемдегі көптеген түрлер үшін маңызды. Онда көптеген бактериялар, балдырлар және флора гүлдейді. Полярлық аймақтардағы көптеген көлдер жылдың көп бөлігінде қатып жатады немесе қармен жабылады. Ірі көлдер жылы айларда жиектерінен мұздан арылады, ал кіші көлдер толығымен еріп кетеді. Полярлық аймақтарда өзендер аз. Арктикада Антарктикаға қарағанда көбірек өзендер бар. Бұл аймақтарда сонымен қатар тоғандар да кездеседі. Құстарды тартатын тоғандар көбінесе қоректік заттарға бай болады. Бұл құстардың нәжісі мен қауырсындарының әсерінен туындайды. Полярлық аймақтарда Арктикалық және Антарктикалық көлдер сияқты екі түрлі көл бар. Арктикалық көлдерге мұздық көлдер мен мәңгі тоң көлдері жатады. Полярлық аймақтарға Солтүстік Мұзды мұхиты және Оңтүстік мұхиты кіреді. Солтүстік Мұзды мұхиты көктемде шамамен 2 км² аумақты мұзбен жабады, ал қыста бұл көрсеткіш екі есеге артады. Бұл аймақта мұз толығымен жабылмайды, себебі жел мұзды үзіп жібереді. Мұздың жарықтары мұхиттың биологиялық өнімділігін арттырады. Оңтүстік мұхиты Ведделл және Росс теңіздерін қамтиды. Бұл мұхит Антарктиканы қоршап тұрған үлкен мұз жамылғыларын қамтиды.
Жер
Суық ауа райының салдарынан өсімдіктер өсуге қиналады. Жылдың көп бөлігінде полярлық аймақтардың көп бөлігі мұзбен жабылады. Аймақтық мәңгі муздақ қалыңдығы тереңдей түседі. Көп мөлшердегі мәңгі муздақ судың нашар ағып кетуіне алып келуі мүмкін. Мәңгі муздақ болғандықтан, топырақтағы су жылдың көп бөлігінде қатып қалады. Жазда мәңгі муздақтың беті еріген сумен жабылуы мүмкін. Полярлық аймақтарда да ыдырау процесі жиі кездеседі. Мұздықтардың қозғалысынан тау жыныстарының қиыршықтары жерге шашырап жатыр. Сонымен қатар, температураның күрт өзгеруі ыдырауға себеп болады. Полярлық аймақтардағы топырақтың негізгі түрі – ахумикалық топырақ. Оған суық шөл топырағы да жатады. Бұл топырақ мұздаған құмнан тұрады. Мұндай топырақтарда өсімдіктер көптеп өспейді, бірақ бактериялар табылған. Топырақтың тағы бір түрі – органикалық топырақ. Бұл топырақтар жылырақ және ылғалды жерлерде кездеседі. Мұнда балдырлар, саңырауқұлақтар және мүк сияқты өсімдіктер өседі. Органикалық топырақтың бір түрі – дренажға ие қоңыр топырақ.
Жануарлар
Полярлық аймақтардағы қатал ауа райының салдарынан жануарлар көп емес. Полярлық аймақта тіршілік ететін жануарлар Антарктика мен Арктика аймақтарында ұқсас, бірақ температураға байланысты айырмашылықтар бар. Арктикадағы омыртқасыз жануарларға кенелер, масалар, шыбықтар және құрттар жатады. Полярлық аймақтардың жылы аймақтарында көбелектер, қоңыздар кездеседі. Ірі жануарлардың арасында түлкі, қасқыр, қоян, ақ аю, карибу/солтүстік бұғысы бар. Арктикада әртүрлі құс түрлері байқалады. Полярлық тундрада жыл бойы сегіз құс түрі мекендейді, ал 150 түрі Арктикада көбейеді. Көбейтін құстар мамыр және шілде айлары аралығында Арктикаға ұшып келеді. Белгілі құстардың бірі - қарлы баз, оның денесінде суыққа төзуге жеткілікті май жиналған. Антарктидада кенелер, биттер және тасқындықтар сияқты омыртқасыз жануарлар бар. Антарктида құрлықта сүтқоректілердің болмауымен ерекшеленеді, және онда тұрақты түрде мекендейтін құстар да жоқ. Дегенмен, Оңтүстік Америкадан келген құстар Антарктидада байқалған. Екі зерттеу Антарктидадағы топырақ омыртқасыздардың полярлық экожүйеге тигізетін үлесін бағалап, мұндай қарапайым экожүйеде де тірі организмдердің өзара әрекеттесуі маңызды екенін көрсетті. Жануарлардың полярлық аймақта тіршілік етуі үшін олардың суық және желді ортаға бейімделуі қажет. Олар осы бейімделулермен дүниеге келеді және осы аймақтарда тіршілік ететін жануарлар осы ортада өмір сүру үшін қажетті бейімделулерді жинақтап жатыр. Бейімделулердің мысалдары: үлкен дене және изоляция, көп мөлшерде жүн және қара түс. Көптеген жануарлар суықтан қорғану үшін топтасып тіршілік етеді. Жануарлар гомеотермдік қасиетке ие, яғни тұрақты дене температурасын сақтайды. Кішкентай омыртқасыздар полярлық аймақтарда кішірек болады, бұл оларға энергияны сақтауға көмектеседі. Полярлық аймақтарға жақын теңіз суларында да көптеген жануарлар тіршілік етеді. Кальмарлар Антарктида мен Арктикада да кездеседі және еркек кашалот сияқты ірі жануарлар үшін тамақ көзі болып табылады. Полярлық аймақтарда балықтардың алуан түрлі түрлері бар. Арктикалық треска Арктикадағы маңызды түр. Флибут, балық, сельдь және Аляскалық минтай (полок) басқа да балық түрлерінің мысалдары. Антарктидада балықтардың түрлері аз, көбінесе бір түрдің көптеген өкілдері кездеседі. Антарктидада тіршілік ететін балықтардың мысалдары - антарктикалық күміс балық және фонарь балық. Полярлық аймақтарда шамамен 2,5 миллион мөр тіршілік етеді. Олар полярлық аймақтарда құрлықта көбейеді. Киттер де полярлық аймақтарда кездеседі және су бетіне жақын жүзеді. Арктикада көбейтін құстардың 95%-ы төрт түрлі құстан тұрады: солтүстік фулмар, киттиуэйк, кішкентай гагара және қалың мүңкірт. Бұл құстар мұз еріген кезде және мұзда жарықтар пайда болғанда көбейеді, бұл оларға тамақ табуға мүмкіндік береді. Антарктидада пингвиндер мен процеллариоидтар сияқты екі түрлі құс тіршілік етеді.
Өсімдіктер
Полярлық аймақта өсімдіктер кеңінен таралған, бірақ оңтүстік және солтүстік полярлық аймақтарда ортақ түрлері аздау. Арктика шөл және тундра өсімдіктерінен тұрады. Шөлдегі өсімдіктер балдырлардан, лишайлардан және мүктерден құралған. Лишайлар – ең басым өсімдіктер. Жер беті жалаңаш, лишайлар мен мүктердің сирек жамылғысымен жабылып жатыр. Гүлді өсімдіктер де кездеседі, бірақ олар көп емес. Онда 60 түрлі гүлді өсімдік бар. Арктика тундрасының өсімдіктері лишайлар мен мүктерден тұрады, сонымен қатар бұталар, шөптер және көп жылдық шөптер де кездеседі. Тундрадағы өсімдік мөлшері аймақтағы күннің мөлшеріне немесе қар жамылғысының қалыңдығына байланысты. Осы аймақтағы өсімдіктердің биіктігі Арктиканың оңтүстік бөлігінде бұталар көп, ал солтүстік бөлігінде өсімдік жамылғысы азырақ. Тундраның ылғалды жерлерінде шөптекті шөптер мен мақта шөптері өседі. Ылғалды жерлерде қысқа шөптер, мүктер, егіздер мен қайыңдар кездеседі. Антарктика өсімдіктері балдырлардан немесе лишайлардан, сондай-ақ кейбір бактериялар мен саңырауқұлақтардан тұрады, бірақ мүктер мен лишайлар басым. Балдырлар мен лишайлар ылғалды жерлерде өседі және желден қорғану үшін жарықтарға тығылады. Басым жайылым – шұбар шөп. Бұл шөптер биік өседі, сондықтан көптеген сүтқоректілерге қоректену ортасын ұсынады. Антарктиканың жерінің 2% азында ғана қар мен мұз жоқ. Өсімдік түрінің бір мысалы – қабықшалы лишай. Бұл лишайлар желден қорғалған ылғалды жерлерде өседі. Олар жартастардың жарықтарында жасырынып, жоғарыдан еріген судан қоректенеді. Бұл лишайлар Канада мен Аляскада, сондай-ақ Гренландия мен Исландияда кездеседі. Бұл лишайлар қызыл немесе қызғылт сары түсті болуы мүмкін және жартастарды жапырақтарынан айырады.
Қауіптер
Полярлық аймақтарға көптеген қауіптер төніп тұр. Бір қауіп – кит аулау. Кит аулау 16 ғасырда басталды. Адамдар кит етін сату үшін аулаған. 1925 жылға қарай ауланған киттердің саны 14 000-нан 40 000-ға дейін өсті. Халықаралық кит аулау комиссиясы 20 ғасырда кит аулауды тоқтатуға тырысты, бірақ сәттілікке жете алмады. Артық балық аулау да полярлық аймақтарға қауіп төндіреді. Беринг теңізінде палтус пен аляскалық минтайдың көптігіне байланысты балық аулау өте кең таралған. 1970 жылдар шамасында крильді аулау танымал болды. Кеңес Одағы криль қосылған тағамдарды жарнамалай бастады және крильді артық аулауды бастады. Сол кезде сағатына 40 тонна криль ауланған деп есептеледі. 1982 жылы эксклюзивтік экономикалық аймақ құрылды. Бұл елдің белгілі бір жағалаудан балық аулай алатынын білдірді. Ел енді өзінің ЭЭА аймағында балық аулауды бақылай алады. Бірақ ЭЭА тиімді болған жоқ. Тағы бір қауіп – ластану. Полярлық аймақтарда ластанған көптеген жерлер мен сулар бар. Бұл ірі кемелермен мұнай тасымалдаудың салдары болуы мүмкін. Сибирь өзендерінің ластануына бір мысал. Озон қабатының жұқаруы да бір қауіп. Антарктида үстінде озон тесігі анықталды. Озон қабатының жұқаруы хлорфтор көмірсутектері мен басқа да парниктік газдарға байланысты. Басқа себебі – атмосфераға шығарылатын адам жасаған газдар. Газдар жойылғаннан бес есе жылдам шығарылып жатқандықтан, осыған байланысты көптеген экологиялық әсерлер бар. Жердің жылынуы Арктика мен Антарктика аймақтарына да әсер етеді. Жердің жылынуы жер бетіндегі температураның көтерілуіне себеп болады. "Жоспар B 2.0" кітабында Лестер Р. Браун Арктиканың қалған әлемнен екі есе жылдам жылынатынын айтады. Ол соңғы жарты ғасырда Арктика аймағындағы температураның көтерілгенін айтады. Температураның көтерілуі теңіз деңгейінің көтерілуіне алып келуі мүмкін деп алаңдайды. Ғалымдар Гренландия мұз қабатының еруі теңіз деңгейінің 7 метрге (23 фут) дейін көтерілуіне әкелуі мүмкін деп санайды. Бұл мұз қабатының немесе басқа мұз қабаттарының еруі мұхит ағыстарына әсер етуі мүмкін. Солтүстік Американың солтүстігінде температураның төмендеуіне себеп болуы мүмкін. Теңіз деңгейінің көтерілуі жағалау аймақтарына да әсер етеді. Мысалы, Бангладеш. Теңіз деңгейі көтерілсе, миллиондаған адам жағалаудан көшуге мәжбүр болады. Жердің жылынуы Антарктидаға да әсер етеді. Ларсен мұздық жағалауы немесе Ларсен А – Антарктида түбегіндегі мұздық. 1995 жылы мұздық жарылып, 2000 жылы Антарктидадағы Росс мұздық жағалауынан 11 007 шаршы километрлік мұздық жарылып шықты. 2002 жылы Ларсен Б жарылып шықты. Жердің жылынуы өсімдіктер мен жануарларға әсер етеді. Өсімдіктер үшін жоғары температуралар стресс тудырады. Жануарлар үшін Гудзон шығанағында ақ аюлардың саны азайды.
Қорғау жұмыстары
Жерді кім иеленсе, сол оны басқаруға жауапты. Жердің иелері Антарктида мен Арктикада, сондай-ақ полярлық аймақтардың ішінде де әртүрлі. Арктикада 60° солтүстік ендігіне дейінгі жерді иеленетін алты мемлекет бар. Бұл елдерге Канада, Ресей, Финляндия, АҚШ, Дания, Исландия және Норвегия кіреді. Халықаралық шарттар жасалған, сондықтан дау-жанжалдар болмайды. Бұл мемлекеттер жерді тиімді басқару үшін үкіметтерін де белгіледі. Олар ұлттық парктері мен жабайы табиғатқа арналған жерлерді, сондай-ақ ғылыми зерттеулер үшін жерлерді құрды. Полярлық аймақтарда келушілердің санын реттеу үшін заңдар қабылданды. Қоршаған ортаны қорғау мақсатында белгілі бір көлемде кен өндіруге рұқсат беретін ережелер мен басқа да шаралар бар. Антарктидада жер иесі туралы мәселе нақтырақ емес. Антарктиданың кейбір аймақтары Францияның, ал басқалары Оңтүстік Африка, Австралия, Жаңа Зеландия және Ұлыбританияның бақылауында. Антарктика кімге тиесілі екені әлі анық емес, сондықтан көптеген елдер ғылыми станциялар құрды. 1961 жылғы Антарктика шарты жүйесі жерге кім иелік ететіні туралы барлық дауларды шешуді қамтамасыз ету үшін құрылды. Бұл және басқа да шарттар Антарктика аймағын сақтауға қызығушылық танытты. Бұл елдердің барлығында табиғатты қорғау заңдары бар. Бұл заңдар аймақтағы аң аулаудың мөлшерін реттейді, жат түрлерді бақылайды және өртеу мен қоныстануды қадағалайды.