冻原 - 简捷百科

冻原又叫做苔原，主要指北极圈内以及温带、寒温带的高山树木线以上的一种以苔藓植物、地衣、多年生草类和耐寒小灌木构成的植被带。为典型的寒带生态系统，分布于欧亚大陆和北美大陆的北部边缘地带，形成一条大致连续的冻原地带。

冻原地带的冬季寒冷漫长，夏季凉爽短促，降水量200—300毫米，风力强劲，土壤下面常有永冻层存在。这种冷湿的环境常造成植物的生理性干旱。

生态定义

冻原（Tundra）语出萨米语tū̄ndra，tundar的属格，意思是“无树的平原”。在自然地理学指的是由于气温低、生长季节短，而无法长出树木的环境；在地质学是指0 摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。

冻原是由耐寒的北极和北极-高山成分的藓类、地衣、小灌木及多年生草本植物为主组成的植物群落。冻原是寒带地区的地带生物群区，在以前被译为“苔原”，因为典型的冻原植被以藓类和地衣占优势。实际上这类冻原只是冻原植被的一部分。整个冻原的普遍特点是地下有永冻层，所以称为“冻原”比较合适。

生态起源

根据植物化石资料，北半球高纬度地区，在第三纪以前仍然属于喜暖性森林，只是在第三纪末由于气候变冷和变干，这种森林渐渐被亚寒带针叶林所替代。第四纪初气候进一步变冷，才为冻原形成创造了条件。

冻原最先出现在俄罗斯东西伯利亚经济区北部，因为在冰期，欧洲大陆、西西伯利亚和北美大部分地区为冰川所覆盖，只有东西伯利亚北部，冰川影响较小，乃存在古老的冻原核心（即托尔马乔夫所谓的“原始北极植被 ”），它们从山区逐渐向平原扩散。动物学 Н．И．库兹涅佐夫根据动物群的特征，也认为东西伯利亚是北极动物群的发源地。

在第四纪初，古老的冻原分成东西二支，环绕北极伸展，形成带状分布，随着冰期与间冰期的交替，北极大陆冰盖周期性地向南扩张和收缩。与此同时，冻原生物也不断向南迁移，在这过程中，有的种类大批死亡直到消失；有的种类幸存下来，并与从高山迁移下来的种类相会合。当冰川退却时，这些种类中的一部分北移；一部分退缩到山上，在那里保存下来，成为山地冻原组成部分，如动物中的黑缘豆粉蝶、雪兔和雷鸟等；植物中的矮桦、多瓣木、珠牙蓼、山蓼等。

气候条件

冻原是北方针叶林（泰加林）带以北的一个自然植被带。所在地环境条件严酷，夏季短而寒冷。尽管年降水少，但因寒冷故很湿润，风大，土壤的永冻层可达1米以上。冻原地区的气候和土壤条件具有以下特点：

（1）冬季漫长而严寒，夏季短促而凉爽。最暖月的平均温度一般不超过10℃，最低温度可达-55℃。植物的生长季仅2-3个月。

（2）年降水量200-300mm，主要集中在夏半年。由于蒸发量小，气候本身并不干旱。

（3）夏季白昼很长，黑夜很短。

（4）风大，冬季的风速可达15-30m/s。

（5）土壤在一定深度有永冻层。即使在夏季，土壤仅仅表层的15-500px溶解，且易引起土壤的沼泽化。植物在这样的土壤上生长常常由于低温而导致生理干旱。

生态特征

1.种类组成贫乏

植物种的数目通常为100-200种，较南部地区可达400-500种。代表性的科为石南科、杨柳科、莎草科、禾本科、毛茛科、十字花科和蔷薇科。

2.群落结构简单

冻原群落层次少且不明显，在一般情况下可分出1-2层，最多不超过3层，即小灌木和矮灌木层、草本层、藓类和地衣层。其中藓类和地衣在群落中起着特殊的作用，灌木和草本植物的根、根状茎、茎的基部以及更新芽都隐藏在藓类、地衣层中，并受到保护。

3.发育了适应寒带气候的特征

(1)通常为多年生，极少为一年生植物。因为生长期很短，植物来不及完成整个发育周期；

(2)多数为常绿植物，这些植物在春季可以很快地进行光合作用，不必耗时形成新叶；

(3)适应低温、风大的特点，多数植物矮生，许多植物贴地面生长；

(4)在大多数情况下，植物的根分布在比较不寒冷的土壤表层；

(5)以长日照植物为主；

(6)为了克服夏季短暂的现象，一些植物在夏季（暖季）到来以前就形成花芽，暖季一开始就进入开花期。尽管冬季温度低到-30℃，芽和叶子在雪被下可以安全过冬；

(7)由于土壤中氮素缺乏，一些植物具有固氮功能，如仙女木（ Dryas ）可以使土壤中氮素的含量提高10倍以上。

主要分类

冻原分三类：北极冻原、南极洲冻原和高山冻原。

无论哪一类冻原，占优势的植物都是草、青苔和地衣。

在森林和冻原之间的过渡地带称为树木线。

分布范围

分布于极地附近或高山的无林沼泽型景观。冻原分北极冻原和高山冻原。前者发育在欧亚大陆和北美北部边缘地区，后者发育在寒温带和温带山地和高原。一般分布地区冬季漫长而严寒，夏季温凉短暂，最暖月平均气温不超过14℃。

年降水少（200—300毫米），风力强劲，土壤下常有永冻层，夏季表层解融，地面排水不良而处于饱和状态。只能生长苔藓、地衣、耐寒灌木和多年生草本植物，称冻原植被。植物矮小症，多呈垫状，群落结构简单。植物的抗旱耐寒能力极强，有的甚至可在雪下生长开花。

地球上多年冻原、季节冻原和短时冻原区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%，苏联和加拿大近一半的领土都是冻原，阿拉斯加州有85%的土地都是冻原，赤道附近的乞力马扎罗山峰顶也发现有多年冻原。

中国的山地冻原

中国只存在山地冻原，分布在长白山 2100m以上和阿尔泰共和国山3000m以上的高山地带。由于全年气温很低，植物生长期很短，风力大，因而一年生植物很少。

植物大多呈匍匐状、垫状或莲座状，株高一般不超过10-500px。在区系组成上都属于北极- 高山成分。

长白山以小灌木、藓类冻原为主，主要以仙女木、越橘、牛皮杜鹃 ( Rhododendronxanthostephanum )、圆叶柳等矮小症灌木为主，并混生有大量草本植物。阿尔泰山的冻原属于干旱型的山地冻原，种类较少，以镰刀藓 ( Drepanocladus )、真藓 ( Bryum )、冰岛衣( Cetraria )等藓类和地衣为主。

生物组成

植被

植被的种类组成很贫乏，总共只有约100—200种植物。主要是苔藓植物、地衣和莎草科、禾本科、毛茛科、十字花科的多年生草本植物，以及杨柳科、石楠科与桦木科的矮小灌木。它们多数紧贴地面生长，避免风寒。严寒和在生长期较长的日照，使这里的植物多为常绿的多年生植物，并常具有大型和鲜艳的花朵，所以冻原的外貌不像荒漠那样单调和缺乏生气。群落结构简单，通常仅1－2层。青苔地衣层特别繁茂，许多灌木、草本植物的根、根状茎和更新芽隐藏其中受到保护。