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根據(jù)美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的一位水文學(xué)者，北極和南極的冰層和凍土受到了氣候變化引起的全球變暖的影響，但是由于地形和地質(zhì)狀況，南北極冰雪消融的結(jié)果卻不盡相同。
“極地，尤其是北極地區(qū)，升溫的速度快于其他地區(qū)?！辟e夕法尼亞州立大學(xué)土木與環(huán)境工程副教授邁克爾·古瑟夫于8月11日在得克薩斯州奧斯丁市召開(kāi)的第96屆美國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)的年會(huì)上對(duì)與會(huì)者說(shuō)?！敖Y(jié)果，極地地球系統(tǒng)的變化直接引起生態(tài)系統(tǒng)的變化?！?/p>
盡管這些變化在南極和北極有所不同，但是在其對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和全球環(huán)境產(chǎn)生的影響方面可能具有重要意義。雖然北極中部是由水面之上的冰層構(gòu)成的，不過(guò)北極圈內(nèi)的加拿大北部、阿拉斯加、西伯利亞和格林蘭島都有陸地。相關(guān)的陸地和海洋生態(tài)系統(tǒng)受到了冰蓋消融和土壤解凍的影響，但是在整個(gè)大陸幾乎被大面積冰蓋覆蓋的南極洲，氣溫升高改變了水流、湖泊和生活在那里的微生物。
“我們對(duì)北極的重點(diǎn)關(guān)注在某種程度上是因?yàn)槟抢镉腥司幼?，但同時(shí)也因?yàn)槟抢锏谋资艿接绊??！惫派蛘f(shuō)，“整個(gè)凍土地帶的氣溫、雪和雨隨年和季節(jié)發(fā)生改變。我們知道，秋季到來(lái)的時(shí)間比過(guò)去晚了。”
在對(duì)氣溫升高的反饋更加快速的北極，氣候變暖正在剝蝕永久凍土層，即在每年的解凍時(shí)期通常仍然保持冰凍的地層。這會(huì)引起含有沼澤地的、不規(guī)則的地貌出現(xiàn)。隨后出現(xiàn)的降雨或雪融水會(huì)侵蝕地表，攜帶泥沙和沉積物進(jìn)入水體，改變河流和溪流的路徑。泥石流也是遭到剝蝕的永久凍土地區(qū)的一種常見(jiàn)現(xiàn)象?！霸孱悺⒗ハx(chóng)和魚(yú)類都需要應(yīng)對(duì)這一沉積物含量提高的情況?！惫派蛘f(shuō)。
當(dāng)微生物可使?fàn)I養(yǎng)物礦化時(shí)，延長(zhǎng)的解凍期會(huì)導(dǎo)致每年解凍的土壤具有更長(zhǎng)的活躍期。而在解凍期較長(zhǎng)的情況下，植物會(huì)繼續(xù)其受日光的時(shí)間長(zhǎng)短和強(qiáng)度支配的正常循環(huán)，因?yàn)槿展獾臅r(shí)間長(zhǎng)短和強(qiáng)度并沒(méi)有改變。微生物可能會(huì)繼續(xù)生成營(yíng)養(yǎng)物，但植物不再使用它們，這樣一來(lái)，當(dāng)雨水或冰雪融水出現(xiàn)后，營(yíng)養(yǎng)物經(jīng)過(guò)濾進(jìn)入河流和溪澗。
“這就是目前我們所看到的情況，”古瑟夫說(shuō)，“9月和10月，我們看到水中的營(yíng)養(yǎng)物出現(xiàn)了顯著的增加。像硝酸鹽和銨這樣的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量增加了很多倍?！?/p>
永久凍土退化的另一個(gè)問(wèn)題是長(zhǎng)期儲(chǔ)存于凍土中冰凍的有機(jī)物質(zhì)里的碳的釋放。氣溫升高最終會(huì)將二氧化碳和甲烷釋放到大氣中?！皳?jù)估計(jì)，永久凍土層含有的碳是目前大氣中碳含量的兩倍?！惫派蛘f(shuō)。
我們以為南極洲是一片巨大的空曠之地，但是在一些極地沙漠綠洲中有湖泊和溪流，其中包括麥克默多干燥谷。這些水體中有各種各樣的生物，包括微生物、浮游生物和絲狀藻類。
“盡管在這些水域中沒(méi)有蟲(chóng)子和魚(yú)，但是有形形色色的微生物群落。”古瑟夫說(shuō)，“干燥谷的一些藻類休眠時(shí)間長(zhǎng)達(dá)9個(gè)月或者9個(gè)月以上，然后遇到冰雪融水后才開(kāi)始生長(zhǎng)?！?/p>
由于在南極洲有很多永久性的冰川，所以氣溫升高對(duì)環(huán)境的全年影響比北極慢一些。巨大而廣闊的白色冰層將一些熱能反射到大氣中。古瑟夫說(shuō)，“我們估計(jì)在未來(lái)的幾十年中，我們將會(huì)看到南極開(kāi)始變暖?！痹谀蠘O的一些地方，永久凍土非常干燥，且氮含量高。當(dāng)水流到達(dá)部分干燥的土壤后，會(huì)使?fàn)I養(yǎng)物處于活動(dòng)狀態(tài)，增加南極洲淡水水生生物群落的潛在生存環(huán)境。這樣的氣候變化會(huì)改變水循環(huán)的模式，擴(kuò)大水流分布，進(jìn)而改變棲息地的位置和生命周期。
“除了我們能夠獲得有關(guān)地球氣候變化的信息外，認(rèn)識(shí)南極洲發(fā)生的情況對(duì)于認(rèn)識(shí)火星上發(fā)生的事件是很重要的?！惫派蛘f(shuō)，“火星上有可能存在著微生物群落，如果它們存在，它們可能會(huì)和麥克默多干燥谷群落相似?！敝袊?guó)氣象報(bào)社
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