Введение

Взаимосвязь между растениями и животными в полярной среде. Полярная экология – это взаимосвязь растений и животных в полярной среде. Полярные среды находятся в Арктике и Антарктике. Арктические регионы расположены в Северном полушарии и включают в себя сушу и окружающие её острова. Антарктида находится в Южном полушарии и также включает в себя материк, окружающие острова и океан. Полярные регионы также включают субантарктическую и субарктическую зоны, которые отделяют полярные регионы от умеренных. Антарктида и Арктика расположены в пределах полярных кругов. Полярные круги – это воображаемые линии на картах, обозначающие области, получающие меньше солнечного света из-за угла падения солнечных лучей. Из-за наклона Земли в этих областях 24 часа в сутки либо светит солнце (полуночное солнце), либо царит темнота (полярная ночь). Растения и животные в полярных регионах способны выдерживать суровые погодные условия, но сталкиваются с экологическими угрозами, ограничивающими их выживание.

Климат

Полярный климат холодный, ветреный и сухой. Из-за недостатка осадков и низких температур Арктика и Антарктика считаются крупнейшими в мире пустынями, или полярными пустынями. Большая часть солнечного излучения отражается от снега, что и делает полярные регионы холодными. Когда излучение отражается, отражается и тепло. Полярные области отражают 89–90% солнечного излучения, получаемого Землей. Поскольку Антарктида ближе к Солнцу в перигелии, она получает на 7% больше радиации, чем Арктика. Атмосфера в полярных регионах также разрежена. Из-за этого ультрафиолетовое излучение, достигающее атмосферы, может вызывать быстрый загар и снежную слепоту. Полярные регионы – сухие области, где из-за холодного воздуха выпадает очень мало осадков. Иногда влажность может быть высокой, но содержание водяного пара в воздухе – низким. В полярных регионах также сильные ветры. Ветер поднимает снег, создавая условия, подобные метели. Ветер может перемещать небольшие организмы или растительность, если она присутствует. Ветер сдувает снег, образуя снежные заносы и дюны, которые могут сохраняться даже весной, когда снег тает. Лед тает вдоль побережья летом – примерно в июне, июле и августе – и температура может подниматься на несколько градусов выше нуля, что способствует появлению растительности. В эти же месяцы в северных регионах наблюдается 24 часа дневного света. В арктических регионах выпадает много снега. В Арктическом бассейне снег лежит 320 дней в году, а в Арктических морях – 260 дней в году. В Гренландии средняя температура зимой составляет около -2 °C, а летом – около +2 °C. Исландия, напротив, находится в субарктическом регионе, то есть недалеко от умеренной зоны. Поэтому температура здесь большую часть года выше нуля. В России очень холодно. В Верхоянске, Сибирь, была зафиксирована самая низкая температура в Северном полушарии. Летом температура в Сибири может достигать . В Антарктиде температурные колебания незначительны. Температура меняется всего примерно на 30 °C (54 °F). Зимние месяцы – с мая по сентябрь, летние – с октября по апрель. Солнце вновь появляется в сентябре, после чего начинается период 24-часового дня. Температура отличается на плато Антарктиды и на побережье. Плато – самые холодные регионы Антарктиды. Летом здесь мало осадков и слабый ветер. На станции Восток была зафиксирована самая низкая температура на Земле – около -89,2 °C в 1960 году. Высота снежного покрова на плато Западной Антарктиды достигает около . Этот район теплее, но здесь выпадает больше всего снега и дуют сильные ветры. Из-за холодных, пустынных условий на плато здесь очень мало растений и животных, хотя иногда можно увидеть некоторые виды птиц. На побережье летом ветренее и облачно. На побережьях с более высокими широтами зимой температура составляет , а на побережьях с более низкими широтами она может опускаться до . Прибрежные районы могут получать или больше снега.

Вода

Вода – важная часть выживания человека. Из-за низкой температуры большая часть воды на Земле поступает из полярных регионов. 90% мировых запасов воды приходится на антарктическую ледяную шапку, хотя значительная часть этой воды не используется. Водная среда имеет важное значение для многих видов животных по всему миру. Там процветают многочисленные бактерии, а также водоросли и флора. Многие пруды и озера в полярных регионах большую часть года замерзают или покрываются снегом. Крупные озера оттаивают по краям в более теплые месяцы, а небольшие озера оттаивают полностью. В полярных регионах немного рек. В Арктике рек больше, чем в Антарктиде. В этих регионах также есть пруды. Пруды, привлекающие птиц, как правило, богаты питательными веществами из-за птичьего помета или перьев. В полярных регионах существуют два различных типа озер, включая арктические и антарктические озера. Арктические озера включают в себя ледниковые озера и озера вечной мерзлоты. Полярные регионы включают в себя Северный Ледовитый и Южный океаны. Северный Ледовитый океан весной покрывает площадь в и зимой она удваивается. В этой области никогда не бывает полного ледяного покрова из-за ветров, которые разбивают лед. Эти трещины во льду способствуют увеличению биологической продуктивности океана. Южный океан включает в себя моря Уэдделла и Росса. В океане содержатся обширные ледяные поля, окружающие Антарктиду.

Земля

Из-за холодной погоды растениям трудно расти. Замерзшая земля покрывает большую часть полярных регионов на протяжении большей части года. Вечная мерзлота достигает значительной глубины. Большое количество вечной мерзлоты может приводить к плохому дренажу. Из-за вечной мерзлоты вода в почве остается в замерзшем состоянии большую часть года. Летом верхний слой вечной мерзлоты может покрываться водой из-за таяния. Выветривание также часто встречается в полярных регионах. На земле разбросан каменный мусор, образовавшийся в результате движения ледников. Резкие перепады температуры также вызывают выветривание. Основным типом почвы в полярных регионах является тундровая почва. К ней относятся и почвы холодных пустынь. Эта почва состоит из замерзшего песка. В этих почвах обычно не наблюдается обильной растительности, но обнаружены бактерии. Другой тип почвы – органическая. Этот тип почвы встречается в более теплых и влажных районах. Некоторые растения, произрастающие здесь, – это водоросли, грибы и мхи. Один из видов органической почвы – это бурые почвы, обладающие дренажными свойствами.

Животные

Из-за суровых погодных условий в полярных регионах количество животных невелико. Животные, обитающие в полярных регионах, в целом схожи как в Антарктике, так и в Арктике, хотя и различаются в зависимости от температуры. В Арктике к беспозвоночным относятся пауки, клещи, комары и мухи. В более теплых районах полярных регионов можно встретить мотыльков, бабочек и жуков. Крупные животные, обитающие здесь, включают лис, волков, кроликов, зайцев, белых медведей, северных оленей/карибу. В Арктике наблюдается разнообразие видов птиц. Восемь видов птиц постоянно обитают в полярной тундре, а 150 видов размножаются в Арктике. Размножающиеся птицы прибывают в Арктику с мая по июль. Хорошо известна снежная сова, которая накапливает достаточно жира, чтобы выжить в холодных температурах. В Антарктике к беспозвоночным относятся клещи, блохи и иксовые клещи. Антарктида – единственный континент, на котором нет популяции наземных млекопитающих. В Антарктиде также не обитает птиц постоянно, хотя известно, что различные виды птиц из Южной Америки наблюдались в Антарктиде. Два исследования оценили вклад почвенных беспозвоночных в полярную экосистему Антарктиды, что позволяет предположить, что биотические взаимодействия играют важную роль в этой, казалось бы, простой экосистеме. Для того чтобы животные могли жить в полярных регионах, им необходимы адаптации, позволяющие выживать в холодной и ветреной среде. Эти животные приобрели эти адаптации, и животные, обитающие в этих регионах, продолжают их накапливать для выживания в таких условиях. Некоторые из этих адаптаций включают большой размер и изоляцию, густой мех и темную окраску. Многие животные также живут группами, чтобы защититься от холода. Кроме того, животные, как правило, являются теплокровными, то есть поддерживают высокую температуру тела. Мелкие беспозвоночные в полярных регионах, как правило, меньше по размеру, что помогает им экономить энергию. В морских водах вблизи полярных регионов обитает множество различных животных. Кальмары встречаются как в Антарктике, так и в Арктике и служат пищей для крупных животных, таких как самцы кашалотов. В полярных регионах также представлено большое разнообразие рыб. Арктическая треска является основным видом в Арктике. Другие виды рыб включают палтуса, треску, сельдь и минтая (аляскинскую поллока). В Антарктике видовое разнообразие рыб ограничено, преобладают отдельные виды. Примеры рыб, обитающих в Антарктике, – антарктическая серебристая рыба и рыбка-фонарик. В полярных регионах также обитают тюлени, численность которых составляет около 2,5 миллионов особей. Известно, что они размножаются на суше в полярных регионах. Киты также встречаются в полярных регионах, обычно у поверхности воды, где они охотятся. В полярных регионах также размножаются птицы. В Арктике 95% размножающихся птиц принадлежат всего к четырем видам: северный фулмар, очковый кайра, малый чистик и толстоклювый кайра. Эти птицы размножаются, когда лед начинает таять и образуются трещины, что позволяет им добывать пищу. В Антарктике обитают два вида птиц: пингвины и буревестникообразные.

Растительность

В полярных регионах наблюдается обильная растительность, однако между южными и северными полярными регионами немного общих видов. Арктика состоит из пустынной и тундровой растительности. Пустынная растительность представлена водорослями, лишайниками и мхами. Лишайники – преобладающие растения. Почва голая, с пятнистым покровом из лишайников и мхов. Цветущие растения также встречаются, но не так часто – всего около 60 видов. Растительность арктической тундры также состоит из лишайников и мхов, но включает в себя кустарники, травы и травянистые растения. Количество растительности в тундре зависит от количества солнечного света или снежного покрова в данной местности. В южной части Арктики обычно больше кустарников, а в северной – меньше растительного покрова. Во влажных районах тундры произрастают дерновинные и пушистые травы. Во влажных местах можно встретить короткую траву, мхи, ивы и березы. Растительность Антарктиды состоит из водорослей или лишайников, а также некоторых бактерий и грибков, хотя доминируют мхи и лишайники. Водоросли и лишайники растут там, где есть влага, и прячутся в трещинах, чтобы защититься от ветра. Преобладающей травянистой растительностью является дерновина. Эти травы вырастают довольно высокими и служат средой обитания для многих млекопитающих. Из всей площади суши Антарктиды менее 2% не покрыто снегом или льдом. Одним из примеров растительности является накипной лишайник. Эти лишайники встречаются во влажных местах, защищенных от ветра. Они прячутся на поверхности скал в трещинах, выживая за счет талой воды. Эти лишайники можно встретить в Канаде, на Аляске, в Гренландии и Исландии. Они могут быть красного или оранжевого цвета и известны тем, что разрушают поверхность камней.

Угрозы

Полярным регионам угрожает множество опасностей. Одна из них — китобойный промысел. Китобойни начались в 16 веке. Люди охотились на китов, чтобы продавать мясо. К 1925 году число убитых китов возросло с 14 000 до 40 000. Международная комиссия по китобойному промыслу пыталась остановить китобойный промысел в 20 веке, но безуспешно. Перелов рыбы — еще одна угроза для полярных регионов. В Беринговом море ведется интенсивный рыбный промысел из-за высокой популяции палтуса и аляскинской поллоки. Около 1970-х годов криль стал популярным объектом промысла среди ракообразных. Советский Союз начал рекламировать продукты питания с крилем в составе и начал перелов криля. По оценкам, в течение этого периода вылавливалось до 40 тонн криля в час. В 1982 году была установлена исключительная экономическая зона (ИЭЗ). Это означало, что определенная страна имеет право на рыболовство у своих берегов. Теперь страна может контролировать, кто осуществляет промысел в ее ИЭЗ. Однако ИЭЗ оказалась неэффективной. Еще одна угроза — загрязнение. Многие сухопутные и водные территории в полярных регионах загрязнены. Это может быть связано с транспортировкой нефти крупными судами. Сибирь — один из примеров региона, где реки сильно загрязнены. Разрушение озонового слоя — еще одна опасность. Над Антарктидой обнаружена озоновая дыра. Разрушение озонового слоя вызвано хлорфторуглеродами и другими парниковыми газами, а также антропогенными газами, выбрасываемыми в атмосферу. Это приводит к многочисленным экологическим последствиям, поскольку выбросы газов происходят в пять раз быстрее, чем их распад. Глобальное потепление также оказывает влияние на Арктику и Антарктику. Глобальное потепление вызывает повышение температуры на Земле. В книге «План Б 2.0» Лестер Р. Браун отмечает, что Арктика нагревается в два раза быстрее, чем остальной мир. Он также сообщает, что температура в Арктике повысилась за последние полвека. И с повышением температуры некоторые опасаются, что это приведет к повышению уровня моря. Ученые полагают, что если ледяной щит Гренландии растает, уровень моря может подняться на 7 метров. Таяние этого или других ледяных щитов может повлиять на океанические течения и вызвать понижение температуры в северной части Северной Америки. Повышение уровня моря также окажет влияние на прибрежные районы, например, в Бангладеш. Если уровень моря повысится, миллионы людей будут вынуждены мигрировать из прибрежных районов. Глобальное потепление также влияет на Антарктику. Шельфовый ледник Ларсена (Ларсен А) — это ледяной щит на Антарктическом полуострове. В 1995 году щит раскололся, а в 2000 году от шельфового ледника Росса в Антарктиде откололся айсберг площадью 11 007 квадратных километров. В 2002 году откололся Ларсен Б. Глобальное потепление влияет на растения и животных. Для растений более высокие температуры вызывают стресс. Что касается животных, то в районе залива Гудзон наблюдается сокращение популяции белых медведей.

Усилия по сохранению

Тот, кто владеет землей, несет ответственность за ее управление. Владельцы земли различаются в Антарктике и Арктике, а также внутри полярных регионов. В Арктике шесть стран владеют землей в районе 60° северной широты. Это: Канада, Россия, Финляндия, США, Дания, Исландия и Норвегия. Были заключены международные договоры, чтобы избежать споров. Эти страны также учредили органы управления для надлежащего управления землей. Они создали национальные парки, территории, предназначенные для дикой природы, и земли для проведения исследований. В полярных регионах действуют законы, регулирующие количество посетителей. Установлены правила, разрешающие ограниченную добычу полезных ископаемых, и другие меры по защите окружающей среды от ущерба. В Антарктике вопрос о владельцах земли менее определен. Некоторые районы Антарктиды контролируются Францией, другие – Южной Африкой, Австралией, Новой Зеландией и Великобританией. Из-за неопределенности в отношении того, кому принадлежит Антарктида, многие другие страны разместили там научные станции. Система Антарктического договора 1961 года была разработана для разрешения всех конфликтов, связанных с правом собственности на землю. Этот и другие договоры демонстрируют заинтересованность в сохранении антарктического региона. Все эти страны имеют природоохранное законодательство. Эти законы регулируют объемы охоты, контролируют инвазивные виды и ограничивают выжигание и заселение территорий.