Ekologia Arktyki

Zachód słońca w regionie arktycznym.

Ekologia Arktyki to naukowe badanie związków między czynnikami biotycznymi i abiotycznymi w Arktyce , regionie na północ od koła podbiegunowego (66 33'). Region ten charakteryzuje się stresującymi warunkami w wyniku ekstremalnie niskich temperatur, niskich opadów, ograniczonego sezonu wegetacyjnego (50–90 dni) i praktycznie braku światła słonecznego przez całą zimę. Arktyka składa się z biomów tajgi (lub lasów borealnych ) i tundry , które dominują również na bardzo dużych wysokościach, nawet w tropikach. W całym regionie arktycznym istnieją wrażliwe ekosystemy , na które globalne ocieplenie wywiera dramatyczny wpływ .

Najwcześniejszymi mieszkańcami Arktyki były podgatunki neandertalczyków . Od tego czasu wiele rdzennych populacji zamieszkiwało region, który trwa do dziś. Od początku XX wieku, kiedy Vilhjalmur Stefansson poprowadził pierwszą dużą kanadyjską ekspedycję arktyczną, Arktyka była cenionym obszarem badań ekologicznych.

W 1946 r. na zlecenie Biura Badań Marynarki Wojennej w Point Barrow na Alasce powstało Laboratorium Badań Arktycznych. To zapoczątkowało zainteresowanie eksploracją Arktyki, badaniem cykli zwierzęcych, wiecznej zmarzliny i interakcji między rdzenną ludnością a ekologią Arktyki . Podczas zimnej wojny Arktyka stała się miejscem, w którym Stany Zjednoczone, Kanada i Związek Radziecki prowadziły znaczące badania, które były niezbędne do badania zmian klimatu w ostatnich latach. Głównym powodem, dla którego badania w Arktyce są niezbędne do badania zmian klimatu, jest to, że skutki zmian klimatu będą odczuwalne szybciej i bardziej drastycznie na wyższych szerokościach geograficznych świata, ponieważ przewiduje się wyższe od średniej temperatury dla północno-zachodniej Kanady i Alaski. Z antropologicznego punktu widzenia badacze badają rdzennych Eskimosów z Alaski, ponieważ są oni niezwykle przyzwyczajeni do przystosowania się do zmienności ekologicznej i klimatycznej.

środowisko arktyczne

Aby zrozumieć ekologię Arktyki, należy wziąć pod uwagę zarówno lądowe, jak i oceaniczne aspekty tego regionu. Kilka ważnych części tego środowiska to lód morski i wieczna zmarzlina.

Lód morski to zamarznięta woda morska poruszająca się z prądami oceanicznymi. Zapewnia ważne siedlisko i miejsce odpoczynku dla zwierząt, szczególnie w miesiącach zimowych. Z biegiem czasu małe obszary wody morskiej zostają uwięzione w lodzie, a sól zostaje wyciśnięta. Powoduje to, że lód staje się coraz mniej słony. Lód morski utrzymuje się przez cały rok, ale w miesiącach letnich jest go mniej.

Duże części ziemi są również zamarznięte w ciągu roku. Wieczna zmarzlina to podłoże, które było zamrożone przez co najmniej 2 lata. Istnieją dwa rodzaje wiecznej zmarzliny: nieciągła i ciągła. Nieciągła wieczna zmarzlina występuje na obszarach, gdzie średnia roczna temperatura powietrza jest tylko nieznacznie poniżej zera (0 ° C lub 32 ° F); to tworzy się w osłoniętych miejscach. Na obszarach, na których średnia roczna temperatura powierzchni gleby wynosi poniżej -5 ° C (23 ° F), tworzy się ciągła wieczna zmarzlina. Nie ogranicza się to do obszarów osłoniętych i waha się od kilku cali pod powierzchnią do ponad 300 m (1000 stóp) głębokości. Górna warstwa nazywana jest warstwą aktywną . Topnieje latem i ma kluczowe znaczenie dla życia roślin.

Biomy

Wilgoć i temperatura są głównymi czynnikami fizycznymi naturalnych ekosystemów. Bardziej suche i zimniejsze warunki panujące na wyższych północnych szerokościach geograficznych (i gdzie indziej na dużych wysokościach) wspierają tundrę i lasy borealne . Woda w tym regionie jest na ogół zamarznięta, a parowania jest bardzo niska. Różnorodność gatunków, składników odżywczych , opady atmosferyczne i średnie temperatury rosną w miarę przemieszczania się z tundry do lasów borealnych, a następnie do ekosystemów strefy umiarkowanej , które znajdują się na południe od arktycznych biomów.

Tundra

Tundra występuje od 55° do 80° szerokości geograficznej północnej w Ameryce Północnej, Eurazji i Grenlandii. Można go znaleźć na niższych szerokościach geograficznych na dużych wysokościach, jak również. Średnia temperatura wynosi -34 ° C (-29 ° F); latem jest mniej niż 10 ° C (50 ° F). Średnie opady wahają się od 10 do 50 cm (4 do 20 cali), a wieczna zmarzlina ma grubość 400–600 m (1300–2000 stóp). Gatunki roślin utrzymywane przez tundrę mają małe liście, są krótkie (74 mm do <5 m), wydają się być liściaste i mają wysoki stosunek korzeni do pędów. Składają się głównie z bylin, krzewinek, traw, porostów i mchów.

Północny

W porównaniu z tundrą lasy borealne mają dłuższy i cieplejszy okres wegetacji i sprzyjają większej różnorodności gatunkowej , wzrostowi wysokości koron, gęstości roślinności i biomasy . Warunki borealne można znaleźć w północnej Ameryce Północnej i Eurazji. Lasy borealne we wnętrzu kontynentów rosną na wierzchu wiecznej zmarzliny z powodu bardzo mroźnych zim (patrz pijane drzewa ), podczas gdy większość lasów borealnych ma niejednolitą wieczną zmarzlinę lub całkowicie jej nie ma. Krótki (3–4 miesiące) okres wegetacji w lasach borealnych jest podtrzymywany przez większe opady (od 30 do 85 cm lub 12 do 33 cali rocznie) niż w tundrze; Ten biom jest zdominowany przez zamknięte lasy baldachimowe z wiecznie zielonymi drzewami iglastymi, zwłaszcza świerkami, jodłami, sosnami i tamarakiem, z niektórymi rozproszonymi porowatymi twardymi gatunkami drewna. Ważnymi gatunkami są również krzewy, zioła, paprocie, mchy i porosty. Pożary koron zastępujące drzewostany są bardzo ważne dla tego biomu, występując w niektórych częściach nawet co 50–100 lat.

Adaptacje do warunków

ludzie

Ludzie żyjący w regionie arktycznym na ogół polegają na ciepłej odzieży i budynkach, które chronią ich przed żywiołami. Aklimatyzacja , czyli przystosowanie się do nowych warunków, wydaje się być najpowszechniejszą formą adaptacji do zimnych środowisk. Nie znaleziono żadnej przewagi genetycznej, gdy porównuje się różne grupy ludzi lub rasy. Nie ma dowodów na to, że tłuszcz rośnie w odpowiedzi na zimno, chociaż jego obecność jest korzystna. Co zadziwiające, większość ludzi mieszkających w regionie arktycznym prowadzi styl życia bardzo związany ze środowiskiem, spędzając dużo czasu na zewnątrz i w dużym stopniu polegając na polowaniu i rybołówstwie.

Inne zwierzęta

Zwierzęta aktywne zimą mają przystosowania do przetrwania intensywnego zimna. Typowym przykładem jest obecność uderzająco dużych stóp w stosunku do masy ciała. Działają one jak rakiety śnieżne i można je znaleźć na zwierzętach, takich jak zając w rakietach śnieżnych i karibu. Wiele zwierząt w Arktyce jest większych niż ich odpowiedniki z klimatu umiarkowanego ( reguła Bergmanna ), wykorzystując mniejszy stosunek powierzchni do objętości, który towarzyszy zwiększaniu się rozmiarów. Zwiększa to zdolność do oszczędzania ciepła. Warstwy tłuszczu, upierzenia i futra są również bardzo skutecznymi izolatorami pomagającymi zatrzymać ciepło i są powszechne u zwierząt arktycznych, w tym niedźwiedzi polarnych i ssaków morskich. Niektóre zwierzęta mają również przystosowania trawienne, aby poprawić ich zdolność do trawienia roślin drzewiastych z pomocą lub bez pomocy mikroorganizmów. Jest to bardzo korzystne w miesiącach zimowych, kiedy większość miękkiej roślinności znajduje się pod warstwą śniegu .

Nie wszystkie zwierzęta arktyczne są bezpośrednio narażone na rygory zimy. Wiele z nich migruje do cieplejszego klimatu na niższych szerokościach geograficznych, podczas gdy inne unikają trudności zimy, zapadając w stan hibernacji do wiosny. Chociaż te opcje mogą wydawać się łatwymi rozwiązaniami trudności związanych z przetrwaniem w ekstremalnym środowisku, obie są bardzo drogie pod względem energii i ryzyka drapieżnictwa.

Rośliny

Jednym z najpoważniejszych problemów, z jakimi borykają się rośliny, jest tworzenie się kryształków lodu w komórkach, co skutkuje obumieraniem tkanek. Rośliny mają dwa sposoby przeciwstawiania się zamarzaniu: unikaj go lub toleruj. Rośliny mają kilka mechanizmów unikania, aby zapobiec zamarzaniu. Może budować izolację, mieć łodygę blisko ziemi, wykorzystywać izolację z pokrywy śnieżnej i superchłodzić. Podczas przechłodzenia woda może pozostać w stanie ciekłym do -38 ° C lub -36 ° F (w porównaniu do jej zwykłej temperatury zamarzania 0 ° C lub 32 ° F). Gdy woda osiągnie -38 ° C (-36 ° F), spontanicznie zamarza, a tkanka roślinna ulega zniszczeniu. Nazywa się to punktem zarodkowania . Punkt zarodkowania można obniżyć, jeśli obecne są rozpuszczone substancje rozpuszczone.

Alternatywnie, rośliny mają kilka różnych sposobów tolerowania zamrażania. Niektóre rośliny umożliwiają zamrażanie, umożliwiając zewnątrzkomórkowe , ale nie wewnątrzkomórkowe zamrażanie. Rośliny pozwalają wodzie zamarzać w przestrzeniach pozakomórkowych, co powoduje wysoki deficyt pary, który wyciąga parę wodną z komórki. Proces ten odwadnia komórkę i pozwala jej przetrwać temperatury znacznie poniżej -38 ° C (-36 ° F).

Innym problemem związanym z ekstremalnym zimnem jest kawitacja. Drewno pierścieniowo-porowate jest podatne na kawitację , ponieważ duże pory używane do transportu wody łatwo zamarzają. Kawitacja jest znacznie mniejszym problemem w drzewach z drewnem pierścieniowo-dyfuzyjnym. W drewnie pierścieniowo-dyfuzyjnym ryzyko kawitacji jest mniejsze, ponieważ pory transportowe są mniejsze. Kompromis polega na tym, że gatunki te nie są w stanie transportować wody tak wydajnie.

Historia ekologii Arktyki

Wczesna historia

Do 1000 rne dzisiejszą Kanadę i Alaskę zamieszkiwało wiele różnych ludów. Większość z tych ludzi żyła z polowania, zbieractwa i rybołówstwa; rolnictwo nie było często uprawiane w regionie. Większość z tych ludów prowadziła koczowniczy tryb życia , a ich działalność była w dużej mierze sezonowa. Wczesna kultura archaiczna wpłynęła na kulturę Plano około 8000 pne. Ludy Plano i inne grupy kulturowe wywodzące się z kultury archaicznej były znane ze stosowania technologii rzucania włócznią, co prawdopodobnie umożliwiło im utrzymanie większej populacji i zwiększenie dostępu do różnych produktów spożywczych. Do 1000 r. rdzenni mieszkańcy Arktyki opracowali również inne narzędzia, które poprawiły ich standard życia , takie jak ogień , który podpalono w lasach, aby wykorzystać je do polowania na jelenie.

Pod koniec XVIII i na początku XIX wieku angielski naukowiec William Scoresby badał Arktykę i pisał raporty na temat jej meteorologii , zoologii i geofizyki . Mniej więcej w tym czasie region arktyczny stawał się głównym przedmiotem imperialnej nauki. Chociaż nie powstały jeszcze stałe obserwatoria, podróżujący naukowcy zaczęli gromadzić dane magnetyczne w Arktyce na początku XIX wieku. W czerwcu 1831 roku Sir James Ross i grupa Eskimosów zbadali półwysep Booth w celu ustalenia dokładnej lokalizacji magnetycznego bieguna północnego . Jednak w europejskiej Arktyce mocarstwa skandynawskie zebrały większość danych naukowych w wyniku wczesnych kolonii założonych przez Normanów na Islandii i Grenlandii. Wyprawy naukowe do Arktyki zaczęły pojawiać się coraz częściej w połowie XIX wieku. W latach 1338-1840 francuski La Recherche udał się na wyprawę na północny Atlantyk z zespołem francuskich, duńskich, norweskich i szwedzkich naukowców. W latach 1856-1914 Szwedzi odbyli około dwudziestu pięciu wypraw na arktyczną wyspę Spitsbergen w Norwegii . Gdy Szwedzi rozszerzali swoje wpływy na Spitsbergenie, wykorzystywali ten obszar do celów ekonomicznych i naukowych poprzez górnictwo i wydobycie surowców. W tym czasie Stany Zjednoczone , Rosja , Wielka Brytania , Austria , Szwajcaria , Norwegia i Niemcy również zaczęły być bardziej aktywne na Spitsbergenie.

Współczesna historia

W 1946 r. na zlecenie Biura Badań Marynarki Wojennej w Point Barrow na Alasce utworzono Laboratorium Badawcze Arktyki w celu badania zjawisk fizycznych i biologicznych charakterystycznych dla Arktyki. W 1948 roku dr Laurence Irving został mianowany dyrektorem naukowym Arktycznego Laboratorium Badawczego i powierzono mu koordynację różnych projektów. Naukowcy przeprowadzili prace terenowe w celu zebrania danych, które powiązały nowe obserwacje z wcześniejszą powszechnie akceptowaną wiedzą. Poprzez procesy pobierania próbek gleby, pomiarów i fotografowania krajobrazów oraz dystrybucji znaczników łososi naukowcy wykazali znaczenie historycznych studiów przypadków w badaniach nauk o środowisku. Możliwość porównania przeszłych i obecnych danych pozwoliła naukowcom zrozumieć przyczyny i skutki zmian ekologicznych. Mniej więcej w tym czasie geografowie z McGill University opracowywali nowe metody studiowania geografii na północy. Gdy badania laboratoryjne zaczęły przeważać nad badaniami terenowymi, geografowie McGill wdrożyli wykorzystanie lotnictwa w badaniach, pomagając w wytwarzaniu wiedzy w laboratorium, a nie w terenie. Lotnictwo pozwoliło naukowcom zmienić sposób, w jaki badali północny krajobraz i rdzenną ludność. Szybkie i łatwe podróżowanie samolotem sprzyjało również integracji nauki północnej z nauką opartą na społeczności południowej, zmieniając jednocześnie skalę badanej ekologii. Możliwość fotografowania i obserwowania Arktyki z samolotu zapewniła naukowcom większy zakres, który pozwolił im zobaczyć ogromną ilość przestrzeni w jednym czasie, jednocześnie zapewniając obiektywizm. Fotografia dostarcza dowodów, podobnie jak dane laboratoryjne, ale może być rozumiana, rozpowszechniana i akceptowana przez zwykłych ludzi ze względu na jej wartość estetyczną.

Podczas zimnej wojny rząd kanadyjski zaczął podejmować inicjatywy mające na celu zabezpieczenie kontynentu i zapewnienie władzy terytorialnej nad północną Kanadą, w tym nad Arktyką, która w tamtym czasie miała dominującą obecność amerykańską. Rząd Kanady zademonstrował swoje pragnienie narodowej dominacji i bezpieczeństwa, żądając pozwolenia od innych narodów na wykorzystanie ich ziemi do inicjatyw wojskowych. Wspierali również i wdrażali inicjatywy cywilne, w tym rozwój zasobów, ochronę dzikiej przyrody oraz rozwój społeczny i gospodarczy ludów tubylczych. W latach pięćdziesiątych ekolog Charles Elton został przyciągnięty do Arktyki w celu zbadania istnienia, przyczyn i skutków cykli w populacjach zwierząt, podczas gdy ekolodzy Frank Banfield i John Kelsal badali czynniki, zwłaszcza wpływ człowieka, wpływające na polowania i populacje zwierzyny łownej na zwierzęta, takie jak karibu . Lata 60. i 70. XX wieku przyniosły spadek chęci ochrony Arktyki, ponieważ uznano, że brakuje jej znacznej różnorodności biologicznej. Umożliwiło to naukowcom rozszerzenie dalszych badań w tej dziedzinie. W czerwcu 1960 r. Zbudowano Laboratorium Badań i Inżynierii Regionów Zimnych (CRREL), kierowane przez generała Duncana Hallocka i Korpus Inżynierów Armii Stanów Zjednoczonych. Dwie poprzednie organizacje, które tworzyły CRREL, to Arctic Construction and Frost Effects Laboratory (ACFEL) oraz Snow, Ice and Permafrost Research Establishment (SIPRE). Celem laboratorium CREEL było połączenie ACFEL i SIPRE w celu zwiększenia rozmiaru i reputacji naukowej tych organizacji, rozwiązania problemów w zimnych regionach i zbadania podstawowych cech środowiskowych zimnych regionów. W rezultacie badania i zarządzanie Arktyką zostały przejęte przez firmy konsultingowe wynajęte i kontrolowane przez rząd.

Ludność rdzenna i badania

Ponieważ badania w regionie arktycznym północnej części Ameryki Północnej stały się częstsze, zaczęły pojawiać się konflikty między naukowcami a rdzenną ludnością. Ostatnio rdzenne społeczności północnoamerykańskiej Arktyki odegrały bezpośrednią rolę w ustalaniu standardów etycznych dla badań w regionie. Naukowcy połączyli wykorzystanie badań laboratoryjnych i terenowych w regionach polarnych , aby uzyskać pełniejsze zrozumienie jego właściwości. Dzięki badaniom naukowym na północy życie w Arktyce i podróżowanie do niej stało się znacznie bezpieczniejsze. Jednak ludy tubylcze postrzegały efekty badań i rozwoju na tym obszarze inaczej niż naukowcy. Od lat 60. ludność tubylcza była bardziej aktywna politycznie i zaczęła zabiegać o uznanie swoich praw dotyczących roszczeń do ziemi i instytucji samorządowych. Społeczności tubylcze wyraziły zaniepokojenie, że badania te mogą doprowadzić do niepożądanych zmian w krajobrazie i gospodarce regionu. Urzędnicy kanadyjscy odpowiedzieli na ich obawy, odnosząc się do odpowiedzialności naukowców za konsultowanie się ze społecznościami tubylczymi przed rozpoczęciem badań. W 1977 roku w Churchill w Manitobie założono Stowarzyszenie Kanadyjskich Uniwersytetów Studiów Północnych (ACUNS) w celu poprawy działalności naukowej w regionie. ACUNS opublikował dokument mający na celu promowanie współpracy między rdzenną ludnością północy a naukowcami, zatytułowany Zasady etyczne prowadzenia badań na północy (1982) . Dokument został opublikowany w języku angielskim, francuskim i inuktitut, aby był zrozumiały dla różnych grup. Relacje między nauką a społeczeństwem w Arktyce wciąż się zmieniają i dostosowują w zależności od polityki regionu.

Ekologia człowieka w Arktyce

Znaleziono dowody na to, że pierwsi ludzie we wczesnym okresie Würm-Weichsel polowali na duże ssaki arktyczne na stepach epoki lodowcowej w północnej Europie. Jednak nadal nie jest jasne, czy ci ludzie byli tylko tymczasowymi migrantami, czy też mieszkańcami kolonii arktycznych w tamtym czasie.

Inuit are among the indigenous inhabitants of the Arctic.
Inuici należą do rdzennych mieszkańców Arktyki.

Najwcześniejszymi mieszkańcami regionów polarnych byli neandertalczycy , czyli Homo neanderthalensis , których uważa się za stadia pośrednie między Homo erectus a Homo sapiens sapiens . Neandertalczycy poczynili postępy w podstawowej produkcji narzędzi z kamienia, kościanego poroża i krzemienia, które archeolodzy nazywają przemysłem mousterskim . Około 40 000 lat temu neandertalczycy szybko zniknęli i zostali zastąpieni przez współczesnych ludzi, Homo sapiens sapiens . Zaledwie kilka tysięcy lat po nagłym zniknięciu neandertalczyków współcześni ludzie zajęli całą ziemię zajmowaną przez ich poprzedników. Niektórzy naukowcy uważają, że neandertalczycy zostali pokonani przez nadchodzącą współczesną rasę, powszechnie zwaną Cro-Magnon , podczas gdy inni uważają, że rasa ta zniknęła, integrując się z nową populacją.

Gwałtowne ochłodzenie, które odczuwali najwcześniejsi mieszkańcy, sygnalizowało wczesny początek małej epoki lodowcowej w XIII wieku. Spowodowało to rozszerzenie się lodu morskiego, co uniemożliwiło podróżowanie przez Grenlandię i Islandię. To uwięziło ludzi w ich domach i osadach, co spowodowało zatrzymanie handlu (National Snow and Ice Data Center, 2020). Z tego powodu ludzie bardzo dobrze przystosowali się do tych warunków. Widać to po wykorzystywaniu przez nich skór zwierzęcych w ich ubraniach, gałęzi drzew używanych do budowy schronień tipi oraz wykorzystywaniu bloków lodowych do budowy igloo zatrzymujących ciepło (Reference, 2020). na niektórych obszarach Arktyki wiele zwierząt wielkostopych pozostawia ślady i szlaki, które prowadzą do roślin i drzew wypełnionych korzeniami, jagodami, orzechami i innymi pokarmami potrzebnymi do przetrwania. Dzięki temu myśliwi mogą łatwo znaleźć źródło pożywienia (Scholastic, 1961). Niezwykle ważne jest, aby myśliwy był sprytny i naprawdę obserwował otoczenie. Muszą obserwować, jak poruszają się zwierzęta i gdzie może znajdować się ich ofiara. Muszą również mieć oczy szeroko otwarte na ruch morza i pogodę, jeśli planują łowić ryby lub polować w pobliżu wody (Vitebsky 2000). Ponieważ temperatura może być bardzo ekstremalna, bardzo ważne jest, aby przyzwyczaić się do klimatu. Temperatury mogą spaść nawet poniżej 50 stopni i mogą wzrosnąć tylko do około 50 stopni podczas lata (Business Insider, 2015).

Tradycja współczesnego ludu Aurignacoid (wytwarzanie narzędzi z górnego paleolitu) jest najbardziej związana z cechą zwaną technologią ostrza i rdzenia. Według naukowca z czwartorzędu, CV Haynesa, arktyczna sztuka jaskiniowa sięga również fazy Aurignacoid i osiąga punkt kulminacyjny pod koniec plejstocenu , który obejmuje takie tematy, jak łowiectwo i duchowość. Ludzie wywodzący się z kultury Clovis zaludnili północne regiony Kanady i uformowali to, co doprowadziło do północnych tradycji archaicznych i morskich archaicznych pod koniec okresu późnego zlodowacenia . Niedawno odkryto małe narzędzia krzemienne i artefakty sprzed około 5000 lat, które należały do ​​kultury zwanej obecnie tradycją Arctic Small Tool . Uważa się, że lud ASTt jest fizycznym i kulturowym przodkiem współczesnych arktycznych Eskimosów .

Pod koniec XVIII i na początku XIX wieku, gdy europejskie interesy handlowe między Kompanią Północno-Zachodnią i Kompanią Zatoki Hudsona rozszerzyły się na północną Kanadę, rdzenna ludność Arktyki zaczęła bardziej angażować się w proces handlowy. Coraz więcej towarów europejskich, w tym czajniki, żelazne narzędzia, tytoń, alkohol i broń, było kupowanych i sprzedawanych przez rdzenną ludność w ich społecznościach. Import z Europy w zamian za bardziej prymitywne, rodzime zasoby i narzędzia sprawił, że życie tubylców stało się bardziej wydajne i wygodne. Społeczeństwa tubylcze na początku XVIII wieku również zaczęły kupować broń od europejskich handlarzy, a broń ta ułatwiała polowanie. Były również czasami używane w rodzimej etykiecie, praktykach leczniczych i religijnych. Ze względu na zwiększoną skuteczność polowań tubylców, niedobór zasobów stał się problemem w regionie, wersją tego, co amerykański ekolog Garrett Hardin nazwał „tragedią wspólnego pastwiska”.

Ludy Arktyki cenią duchowe związki ze swoim środowiskiem, co prowadzi do duchowego zrozumienia wraz z ich naukowym zrozumieniem. Ich styl życia odzwierciedla zatem nie tylko działalność efektywną ekonomicznie, ale także zgodną z ich duchowymi przekonaniami i wartościami. Na przykład mieszkańcy Alaski, Atabaski, cenią duchowo łosia . Prawo stanowe uznaje to duchowe przekonanie i pozwala ludziom zabierać łosia na potlacz poza zwykłym sezonem łowieckim. Rdzenni mieszkańcy Arktyki czerpali z naukowych, emocjonalnych i duchowych źródeł informacji, które często nie zgadzają się z nie-rdzennymi obserwacjami naukowymi.

Ochrona i kwestie środowiskowe

Podejrzewana ogólnoświatowa antropogeniczna zmiana klimatu była szczególnie widoczna w Arktyce. Jest to widoczne w wyższych temperaturach, topnieniu lodowców, krótszym czasie trwania lodu morskiego oraz zmieniających się warunkach pogodowych i burzowych. Naukowcy są szczególnie zaniepokojeni czterema aspektami przewidywanego dalszego ocieplenia Arktyki.

Po pierwsze, cyrkulacja termohalinowa to seria podwodnych prądów oceanicznych napędzanych przez zasolenie i temperaturę wody morskiej. Topniejące pokrywy lodowe wprowadziłyby ogromne ilości słodkiej wody do Północnego Atlantyku, powodując zmianę gęstości, która mogłaby zakłócić prądy. Gdyby ten obieg zwolnił lub zatrzymał się, klimaty północnej Europy i Ameryki Północnej zostałyby silnie dotknięte.

Po drugie, topnienie lodowców i lodu morskiego zakłóca styl życia wielu gatunków. Niedźwiedzie polarne żyją na lodzie morskim przez większą część roku i znajdują pożywienie w okolicznych wodach oceanicznych. Ostatnie prognozy sugerują, że globalne ocieplenie doprowadzi do zniknięcia większości letniego lodu morskiego w ciągu 40 lat.

Trzecim praktycznym problemem jest topnienie wiecznej zmarzliny w wyniku zmian klimatu. Degradacja tej wiecznej zmarzliny prowadzi do znacznego osiadania i walenia powierzchni gruntu. Ziemia dosłownie topnieje w wielu regionach Arktyki. Zagrożone są lokalizacje miast i gmin zamieszkałych od wieków. To topnienie powoduje stan znany jako syndrom pijanego drzewa. Negatywny wpływ mają również wody gruntowe i spływy rzeczne. CO2
Chociaż ocieplenie może w niektórych miejscach zwiększyć pobieranie przez organizmy fotosyntetyzujące, naukowcy obawiają się, że topnienie wiecznej zmarzliny spowoduje również uwolnienie dużych ilości węgla uwięzionego w wiecznej zmarzlinie. Wyższe temperatury zwiększają rozkład gleby, a jeśli rozkład gleby stanie się wyższy niż produkcja pierwotna netto, globalny poziom dwutlenku węgla w atmosferze z kolei wzrośnie. W miarę topnienia wiecznej zmarzliny i obniżania się poziomu wód gruntowych w Arktyce zmniejszają się również opadanie atmosfery w zwierciadle wód gruntowych.

Wreszcie, wpływ uwalniania węgla z wiecznej zmarzliny może zostać wzmocniony przez wysoki poziom wylesiania w lasach borealnych w Eurazji i Kanadzie. Ten biom służy obecnie jako duży pochłaniacz dwutlenku węgla , sekwestrujący duże ilości dwutlenku węgla. Jednak ponad połowa pierwotnych lasów była lub jest zagrożona wyrębem, głównie na eksport. Dwutlenek węgla jest gazem cieplarnianym, który sprzyja zwiększonemu ociepleniu się Ziemi.

Różnorodność biologiczna Arktyki i zmiany klimatu

Zmiany klimatu drastycznie zmieniły wiele części planety, zwłaszcza na biegunach, w tym w Arktyce. Wpłynął bezpośrednio i pośrednio na wiele gatunków, które są częścią morskiego ekosystemu Arktyki. Ze względu na zmiany temperatury i innych warunków ekologicznych do ekosystemu wprowadzane są również nowe gatunki (Chan 2018).

Zmiana klimatu doprowadziła do wzrostu liczby gatunków nierodzimych (NIS) wprowadzanych do Arktyki. W latach 1960-2015 każdego roku odkrywano od 0 do 4 NIS. Jednak w niektórych częściach Arktyki, takich jak szelf islandzki, dochodzi do większej liczby introdukcji i odkryć rocznie przy około 14 NIS (Chan 2018). Wprowadzone gatunki wodne stanowiły 39% gatunków NIS wprowadzonych do regionu Arktyki. Ta migracja gatunków NIS została przypisana zmianom klimatu wywołującym działalność człowieka, taką jak żegluga, akwakultura, zarybianie i budowa kanałów (Chan 2018). Te wprowadzenia NIS zostały oznaczone jako główne zagrożenie dla globalnej różnorodności biologicznej (Rotter 2020). Zmiana klimatu bezpośrednio i pośrednio zmniejszyła ogólną produktywność gatunków rodzimych, takich jak kulik eskimoski, jednocześnie zwiększając liczbę wprowadzonych gatunków nieinwazyjnych, co dodatkowo zmienia dynamikę ekosystemu (Chan 2018).

Zmiany klimatyczne są również odpowiedzialne za podnoszenie się poziomu mórz, zmiany prądów oceanicznych, wahania temperatury i ilość istniejącego lodu morskiego (Barber 2008). Te zmiany siedlisk i warunków w Arktyce, a także na obszarach poza nią, zagroziły wielu różnym gatunkom, zwłaszcza ptakom wędrownym wzdłuż trasy przelotu w Azji Wschodniej, która jest trasą często wykorzystywaną przez wiele gatunków ptaków i jest chroniona przez różne kraje (Yong 2021) . Kulik eskimoski, który jest rodzajem ptaka, prawie wyginął z powodu nadmiernych zbiorów poza Arktyką. Wraz ze wzrostem poziomu mórz i zwiększonym tempem rozwoju obszarów przybrzeżnych, siedliska przybrzeżne i międzypływowe zmniejszają się, zmniejszając zagęszczenie gatunków, których przetrwanie zależy od tych warunków (Yong 2021).

Ekosystemy morskie Arktyki mają kluczowe znaczenie dla globalnej różnorodności biologicznej, a siedliska składają się z gatunków, ponad 2000 gatunków glonów i dziesiątek tysięcy gatunków drobnoustrojów (Michel 2018). Ta różnorodna gama gatunków wykorzystała różne warunki arktyczne, w tym szelfy lodowe, pokrywy lodowe, zimne wycieki i gorące otwory wentylacyjne, aby przetrwać. Główne i szybkie zmiany w tych ekosystemach spowodowane zmianami klimatycznymi spowodowały zwiększony odpływ rzeczny, deszcz, wieczną zmarzlinę i topnienie lodowców. Te szybkie zmiany w połączeniu z zagospodarowaniem terenu wywarły presję na ekosystemy Arktyki, prowadząc do ogromnych strat w różnorodności biologicznej (Michel 2018). Ma to bezpośredni i szkodliwy wpływ na ekosystemy morskie.

Arktyka była historycznie uznawana za region niskiego ryzyka inwazji NIS ze względu na trudne warunki, ograniczone źródła pożywienia i ograniczony dostęp, co z kolei skutkowało niskimi szansami na przetrwanie i wzrost NIS (Chan 2018). Ze względu na niedawny wzrost rozwoju człowieka w połączeniu z topnieniem lodu w wyniku zmian klimatycznych, Arktyka doświadcza bardziej umiarkowanego klimatu. Doprowadziło to do wyższego wskaźnika przeżywalności gatunków południowych lub NIS, ponieważ warunki stały się dla tych gatunków łatwiejsze do przeżycia. Może się to wydawać pozytywnym wynikiem, ponieważ następuje wzrost różnorodności biologicznej w krótkim okresie. Ale w dłuższej perspektywie naturalny ekosystem i sieci pokarmowe są zdewastowane, ponieważ pojawiają się nowe źródła wyczerpywania zasobów i gruntów (Solan 2020).

Należy wdrożyć długoterminowe strategie łagodzenia zmiany klimatu, aby pomóc w monitorowaniu bogactwa gatunków na obszarach takich jak Arktyka, aby zrozumieć trendy w różnorodności biologicznej i zrozumieć, w jaki sposób różne lokalne strategie, które zostały wdrożone, przynoszą korzyści lub szkodzą ekosystemowi (Gill 2011). Strategia łagodzenia, która może być korzystna w ochronie lokalnej różnorodności biologicznej i ograniczaniu wprowadzania NIS, sprawia, że ​​działania takie jak transport, które sprowadzają NIS do Arktyki, są bardziej wydajne. (Dafforn 2011). Technologie przeciwporostowe obejmują nakładanie specjalistycznych farb na kadłub statku w celu spowolnienia rozwoju mórz na obszarze podwodnym (Tripathi 2016). Technologia ta w ostatnich latach stała się bardziej popularna. Farby te zawierają różne biocydy, takie jak ołów i miedź, i mogą pomóc w zapobieganiu osadzania się różnych NIS na pojazdach przewożących towary do regionów arktycznych (Dafford 2011). Proces ten pośrednio zmniejsza ilość NIS przenoszonych do Arktyki przez ludzi. To jednak wprowadza chemikalia do środowiska morskiego, powodując różne problemy, dlatego użycie, ilość i lokalizacja biocydów musi być dokładnie przemyślana i złagodzona.

Utraty różnorodności biologicznej i sposobów jej łagodzenia nie można jednak nadmiernie uogólniać, ponieważ każdy region Arktyki i gatunki w tych regionach wchodzą w interakcje z różnymi regionalnymi warunkami fizykochemicznymi, które silnie wpływają na ich reakcję na zmiany klimatu (Michel 2018). Utrata różnorodności biologicznej jest jednak oczywista i ma ogromny wpływ na ogólne ekosystemy wodne Arktyki i arktyczną sieć pokarmową.

Dalsza eksploracja

W metaanalizie opublikowanych prac dotyczących ekosystemów wodnych od czasu pojawienia się terminu różnorodność biologiczna w bibliografii stwierdzono, że regiony polarne Arktyki i Antarktydy są nadal niezbadane. Ponadto północny Pacyfik (Pacyfik północno-wschodni i północno-zachodni Pacyfik) nadal ma niewiele cytowań w porównaniu z jego dużymi rozmiarami. Ogranicza to nasze postrzeganie światowej różnorodności biologicznej wód. W rezultacie nie mamy wystarczających informacji na temat różnorodności biologicznej w większości miejsc na ziemi. Mimo że różnorodność biologiczna w ekosystemach lądowych spada od równika do biegunów, jest to nadal hipoteza do sprawdzenia w ekosystemach wodnych, a zwłaszcza morskich, gdzie przyczyny tego zjawiska są niejasne. Ponadto, szczególnie w ekosystemach morskich, istnieje kilka dobrze udokumentowanych przypadków, w których różnorodność na wyższych szerokościach geograficznych faktycznie wzrasta (Moustakas i Karakassis 2005). Dlatego brak informacji o różnorodności biologicznej regionów arktycznych uniemożliwia naukowym wyciąganie wniosków na temat rozmieszczenia światowej różnorodności biologicznej wód.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Życie na zimno
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Arctic_ecology&oldid=1139430978 ”