苔原生態(tài)系統的結構與功能

   群落層次少而不明顯。代表性的科是石南科、楊柳科、禾本科、莎草科、毛茛科、十字花科和薔薇科。典型的灌木有矮樺（Berula nana）、匍匐柳（Salix repens）、網(wǎng)狀柳、北極果（Arctous alpinus）、多瓣木（Dryas octopetala），草本植物主要有苔草屬(Carex sp.)、高山早熟禾(Poa alpina)、發(fā)草屬(Deschampsia)、馬先蒿屬(Pedicularis)、苔蘚和地衣主要代表有金發(fā)蘚屬(Polytrichum)、冰島衣屬(Cetraria)、石蕊屬(Cladonia)等。

   北極苔原典型植被是羊胡子草(Eriophorum)-苔-矮小石南的復合體；坡地上可生長(cháng)著(zhù)地衣、柳樹(shù)、烏飯樹(shù)和拉布拉多茶樹(shù)；洼地覆蓋著(zhù)苔屬-沼澤植被，其余地方生長(cháng)著(zhù)羊胡子草叢，在草叢間的空地可能長(cháng)滿(mǎn)泥炭蘚，其上部生長(cháng)著(zhù)矮小灌木，在一些地方的苔草和羊胡子草上可能長(cháng)滿(mǎn)泥炭蘚。
   中國長(cháng)白山高山苔原生態(tài)系統以小灌木、蘚類(lèi)為優(yōu)勢植被，分布面積大，植物組成為多瓣木最占優(yōu)勢，其次為越橘、牛皮杜鵑(Rhododendron xanthostephanum)和松毛翠(Phyllodoce caerulea)等。還伴生著(zhù)種類(lèi)繁多的高山特有的矮小草本植物，如矮羊茅(Festuca supina)、北方嵩草(Kobresia bellardi)和高山龍膽(gentiana algida)等，其間混生有密織的各種蘚類(lèi)和地衣。阿爾泰山西北部苔原生態(tài)系統以蘚類(lèi)、地衣為優(yōu)勢植被。在較低處沼地有積水，土壤為泥炭土，植物主要是鐮刀蘚(Drepanocladus)、長(cháng)葉牛角蘚(Cratoneurum commutatum)等，在海拔較高處有多種真蘚(Bryum)、銀蘚(Anomobryum filiforme)、北方美姿蘚(Timmia oavarica)等。這些蘚類(lèi)在高寒地帶常密集叢生，形成墊狀群落。這種蘚叢與多種多樣的地衣群落構成高山苔原特有景色。
   北極苔原生態(tài)系統內動(dòng)物的種類(lèi)也很少。北極地區的動(dòng)物絕大部分是環(huán)極地分布的。有趣的是，北美苔原動(dòng)物和歐洲苔原動(dòng)物之間有非常密切的親緣關(guān)系。北美的美洲馴鹿(Rangifer arcticus)和歐洲馴鹿(R. tarandus)有人認為它們是一個(gè)種。麝牛(Ovibos moschatus)和馴鹿是主要的大型食草動(dòng)物，夏天它們以谷地和平原上的禾草、苔屬和矮柳為食；冬天它們向南遷移到針葉林地帶。北極兔(Lepus articus)以矮柳為食，冬季分散在各處；夏季集中在較小的地區。褐色的旅鼠(Lemmus trimucronatus)是最小的、占優(yōu)勢的食草動(dòng)物，遍布于北極苔原，它以鮮綠的植物為食，旅鼠整年都在雪下繁殖，高密度時(shí)每公頃可達125_~250只；少時(shí)，每公頃有3_~5只。植食性島類(lèi)比較少，主要是雷鳥(niǎo)和遷移性的雁類(lèi)。幾乎沒(méi)有爬行類(lèi)和兩柄類(lèi)動(dòng)物，昆蟲(chóng)種類(lèi)雖少，但數量很多。冬季大地封凍，只有一些動(dòng)物在此挖洞冬眠或儲存食物。北極熊是海洋中捕食者，雌熊在雪里做窩產(chǎn)仔。長(cháng)尾黃鼠(Citellus undulatus)在5_~9月間活動(dòng)，到9月末和10月初就準備好冬眠。北極苔原的動(dòng)物生活的格局與短促的夏季和漫長(cháng)的冬季相一致，它們利用多種生態(tài)上、生理上的適應性渡過(guò)嚴寒。
   山地苔原面積較小，動(dòng)物種類(lèi)也就更少了。只有少數特有的物種，在北美高山地區有駝鹿、盤(pán)羊，它們在高山草甸度過(guò)夏天，冬天則在低山坡上生活；囊鼠是這里很重要的動(dòng)物，它挖掘地洞啃食根系，并將土壤堆積在地面壓傷植物，它的活動(dòng)對高山植物類(lèi)型有影響。高山苔原有不少昆蟲(chóng)，跳蟲(chóng)、甲蟲(chóng)、蝴蝶很普遍。昆蟲(chóng)發(fā)育緩慢，蚱蜢要經(jīng)3年才成熟。北極苔原食肉動(dòng)物為狼(Canis lupus)、北極狐(Aloper lagopus)和雪鸮、毛腳鵟等。
   苔原生態(tài)系統的食物鏈一般有三個(gè)營(yíng)養階層，往往是由生產(chǎn)者、初級消費者和次級消費者所組成。如草本植物-嚙齒類(lèi)-北極狐；草本植物-馴鹿-狼；草本植物-雷鳥(niǎo)-北極狐。
   由于苔原冬季氣候嚴寒，大部分動(dòng)物都采取季節性的遷徙。又由于許多動(dòng)物種群不同年份間數量變化大，引起種間聯(lián)系的不穩定。適應這種生態(tài)環(huán)境，許多動(dòng)物是廣食性和雜食性。它們不但食肉，也吃草。北極狐既捕食旅鼠和鳥(niǎo)類(lèi)，也食漿果。因此，食物鏈彼此交叉，形成了較為復雜的食物網(wǎng)。
   苔原生態(tài)系統生物生產(chǎn)力很低，苔草、羊胡子草、石南和灌木-石南群落地上部分凈生產(chǎn)量為40_~110g/ (m^2.年)；苔屬和苔屬-禾草草地的地下凈生產(chǎn)量為130_~360g/(m^2.年)?；畹闹参锏厣喜糠脂F存量與其地下部分現存量之比為1:5_~1:11，活的根系占總根量的60%，苔原初級生產(chǎn)量的一個(gè)特點(diǎn)是，植物生長(cháng)大部分是在地下進(jìn)行。
   在矮小灌叢和灌叢苔原植物的地上部分、莖干與根的比率幅度為1:4_~1:10。有資料報告，植被的地上部分初級生產(chǎn)量每天的生長(cháng)速率為0.9_~1.9g/m²，其效率在生長(cháng)季節為0.20%_~0.5%。這種生產(chǎn)速率幾乎與溫帶生態(tài)系統的生長(cháng)速率相當。但這里的生長(cháng)季節太短，只有50_~75天。這樣，一年中總的生產(chǎn)量就不會(huì )太高了。
   中國長(cháng)白山高山苔原初級生產(chǎn)量平均每年每公頃1.34t，其中地上部分為每年每公頃1.07t，地下部分為每年每公頃0.27t；生物量平均為每公頃8.78t，其中地上部分為每公頃2.07t，地下部分為每公頃7.11t (李文華等 1981)。

   Whittaker，R. H.等(1970)估計，苔原生態(tài)系統生物量為5×10⁹t，占世界陸地生態(tài)系統總生物量的0.27%；苔原生態(tài)系統每年提供的初級生產(chǎn)量為1.1×10⁹t，占世界陸地每年提供的總數的1.01%。
   動(dòng)物生物量較低，通常不到植物生物量的1%。加拿大阿拉斯加苔原以麝牛和北美馴鹿為代表的食草動(dòng)物的平均現存量是0.17kg/km²，夏天麝牛每公斤體重須消耗30_~34g左右植物，同化率為56%。成年旅鼠每克體重要消耗大約0.32g的干物質(zhì)，幼鼠則為0.53g；成年旅鼠在夏季消耗它們體重的170%，幼鼠為200%，同化率為37%。
   食肉動(dòng)物北極狐在夏季一天消耗的熱量為1100_~1870J/kg，冬季則為228_~302J/kg。北極狐是高效率的同化者，它排出的糞便很少超過(guò)攝取總能的5%。雪鸮是以旅鼠為食，冬季一天中需4_~7只旅鼠作為食物。

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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著(zhù)·《生態(tài)系統生態(tài)學(xué)》·第三篇 自然生態(tài)系統·第十六章 第六節