问题

为什么许多高山会缺失苔原带?

回答
您提出的这个问题很有意思,也很切中要害。高山气候确实与低地有天壤之别,人们很容易联想到那里的植被也应该像北极那样被苔原覆盖。然而,现实情况是,很多高山,尤其是一些比较“孤立”或者“孤傲”的山峰,你会发现,它们并没有出现我们通常概念中的那种大片的苔原带。这背后是有着复杂且精妙的地理和气候原因的。

咱们得先说说,什么是苔原带。通常我们说的苔原,是指那种极度寒冷、几乎没有树木生长、主要被苔藓、地衣、矮小的灌木和一些草本植物覆盖的区域。它最典型的代表就是北极圈内的地区。这种植被类型的出现,主要是因为那里有极端漫长的冬季,温度极低,降水又少,土壤也常常处于冻结状态(冻土)。

那么,回到高山上,为什么有些山脉就没有这条“必经之路”般的苔原带呢?这主要有几个关键因素在起作用:

1. 山峰的高度不够“标杆”:

这个听起来有点残酷,但却是事实。苔原带的形成,首先需要足够低的温度。而温度是随着海拔升高而降低的。这个规律我们称之为“温度递减率”。通常情况下,每升高100米,温度会下降大约0.65摄氏度。

但是,这个递减率并非一成不变,它会受到很多因素的影响。关键在于,要达到那种让树木无法生存、只能长矮小植物的极低温度,山峰需要达到一定的高度门槛。如果一座山的高度,即使加上了地形对温度的影响,依然无法长时间维持低于零度的温度,或者无法达到让树木无法生长所需的“生命极限线”,那么自然也就不会有苔原带的出现。

想象一下,一座海拔只有2000米的山峰,即便是在冬季,它的山顶可能也只是非常寒冷,但未必能达到常年冻结、极端恶劣到连灌木都难以存活的程度。而一些大范围的苔原带,往往出现在海拔四五千米甚至更高的山脉上。所以,一个最直接的原因,就是有些山的高度,真的还没“够到”形成苔原的那个门槛。

2. 山体的“倾斜度”和“面积”:

有些山虽然很高,但它的山体本身非常陡峭,坡度很大。这意味着,即使在较高海拔,可供植物生长的土壤层也可能非常薄,甚至没有。而且,如果山体过于狭窄,就意味着能够形成一个相对平缓、能够积聚土壤和水分的区域非常有限。

苔原带的形成,需要一定的空间来让那些矮小的植物群落得以“安营扎寨”,并且形成一个相对连续的覆盖面。如果山体过于险峻,哪怕温度条件允许,也缺乏“承载力”。而那些有明显苔原带的山脉,往往在一定高度之上,会出现相对开阔、坡度缓和的区域,这为苔原植被的生长提供了必要的“地盘”。

3. 气候的“特异性”:

尽管我们常说高山气候寒冷,但“寒冷”也是有多种表现形式的。有些高山可能处于一个相对湿润的区域,即使温度较低,但充足的水分反而会改变植被的格局。在一些地区,如果湿度较高,即使温度不至于低到常年冻土,也可能出现一种叫做“高山草甸”或者“高山灌丛”的植被类型,它们虽然也比低地植被矮小,但与我们想象中的“苔原”还是有所区别。

反之,如果一座山位于一个非常干旱的区域,即使海拔很高,温度也可能较低,但由于缺水,植物的生长也会受到极大的限制。在这种情况下,可能出现的是稀疏的草本植物或者岩石裸露,而不是那种被苔藓和地衣覆盖的苔原。

举个例子,一些沙漠边缘的极高山,其顶部可能会非常寒冷,但由于极其干燥,形成的可能是一种高山荒漠,而不是我们概念中的苔原。

4. 山脉的“孤立性”或“集中性”:

这一点稍微复杂一些。一些著名的拥有苔原带的山脉,例如天山、祁连山、青藏高原上的山脉,它们往往不是孤立的山峰,而是庞大山系的一部分。这意味着,它们拥有足够广阔的区域,在不同的海拔上形成不同的气候和植被垂直带。

然而,有些山脉可能相对孤立,或者位于一些特殊的地理位置。比如,一些“孤峰”,或者在山脉的走向、连接上与其他山体差异较大,这可能会导致它们的气候特征与周围区域有显著不同,并且可能无法形成一个完整的、连续的植被垂直分布带。

打个比方,如果一个山脉是一个庞大的乐团,那么苔原带就像是里面的铜管乐,需要特定的高度和空间才能完美演奏。而一座孤零零的山峰,就算它的“温度音调”到了,如果没有合适的“乐器空间”(土壤和地形),也难以奏出“苔原”的乐章。

5. 降水和风的影响:

降水和风也是不可忽视的因素。在一些高山地区,虽然温度低,但如果降水集中在夏季,并且以雨水的形式出现,可能会支持不同于苔原的植被。相反,如果降水主要以积雪或冰川的形式存在,并且长期不融化,那么即使温度不是极低,也会对植物生长造成限制。

风力也同样关键。强烈的山地风会加速土壤的干燥,吹走植物的种子和幼苗,甚至直接破坏植物体。一些风力极大的高山区域,即使温度和土壤条件勉强允许,也可能因为风的侵蚀作用而难以形成大片的苔原。想象一下,风就像一把巨大的“刷子”,不断地清除掉那些试图生长的脆弱生命。

总结一下, 并非所有的“高山”都注定要拥有“苔原带”。这更像是一个“天时地利人和”的组合。温度需要达到那个临界点,海拔需要足够高,山体要有一定的缓坡和面积来承载植被,土壤和水分条件要适宜,同时还要避开过于极端的风力或其他不利因素的影响。

所以,当您看到一座高山似乎“缺失”了苔原带时,不妨想想它所处的具体环境:它有多高?山体有多陡峭?它位于什么样的气候带?周围的山脉是什么样的?这些因素共同决定了,它最终能以什么样的“面貌”展现在我们面前,是贫瘠的岩石,是稀疏的草甸,还是我们期待中的那片低矮、坚韧的苔原。

网友意见

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这其实是地理学和生态学上一个重要的学术问题。

中国境内最早发现苔原(Tundra)植被类型是1959年,中科院东北地理与农业所的黄锡畴先生提出长白山2100 m的无林地带属于苔原。著名植物学家吴征镒院士在其1980年编辑出版的《中国植被》专著中评价:“1959年首次在长白山顶(海拔2100米以上)记录的高山冻原……属于新发现。”高山冻原,等于高山苔原。



(图片来自中国国家地理)

欧亚大陆包括中国的温带山地的高山上有高山草甸、高山草原、高山灌丛、高山苔原(=高山冻原)、高山流石滩、高山荒漠(如新疆阿尔金山)等植被类型(再往下还有亚高山针叶林,这里采取的是“亚高山”“高山”的概念也是一家之言)。以中国为例,去过青藏高原的朋友应该都见识过并熟悉高山草甸、高山草原、高山流石滩这些生态系统吧,“那里的山太高了,是雪域,是天空之镜”。但在中国西南地区,是缺失高山苔原这一植被类型的,因为高山苔原的形成并不是像题主所想的“高度足够即可”,如西南的珠穆朗玛峰海拔世界首屈一指,号称“第三极”寒冷也不必说,但是也是没有高山苔原的。

所以,高山苔原不是你想的高度足够高、气温足够低、水分恰到好处(以上几条可简单合称“生态气候条件”)就能形成了,它还与地质历史、气候变迁、土壤形成等过程密切相关,是综合因子作用的结果。中国高山那么多,西南的青藏高原还是“世界屋脊”,但并没有高山苔原,中国的高山苔原只有两处,那就是东北长白山和新疆西北角的阿尔泰山,其中,长白山是湿润高山苔原,阿尔泰山是干燥高山苔原,干燥到纯粹的苔藓地衣了。

苔原是在高纬或高山地区的以苔藓和地衣植物为优势的生态系统,地下有很厚的永冻层。湿润的高山苔原如长白山高山苔原除了苔藓和地衣,还有很多垫状的种子植物,这样它与高山草甸怎么区分呢?

如果仅仅看植物种类,或许不好区分,因为共有种较多,共同形成空中花园;看生活型更不好分,因为就种子植物而言,都是以多年生草本植物或地面芽植物占绝对优势;看区系来源,帮助相对大一点,如北极-高山区系中的仙女木的指示。

下面组图为长白山高山苔原带优势种子植物

↑东亚仙女木 Dryas octopetala var. asiatica

↑牛皮杜鹃、叶状苞杜鹃、笃斯越橘和松毛翠(叶状苞杜鹃在杜鹃花属自成一亚属,在系统进化上非常特别,可不是苞叶杜鹃)

↑倒根蓼、珠芽蓼、长白岩菖蒲和高山红景天

↑北极花、长白山罂粟、米努草、小山菊、轮叶马先蒿、山飞蓬、长白棘豆、五台金腰和长白虎耳草

(图片来自中国国家地理和豆瓣用户haifenger)

但最重要的区分不在于植物本身,而在于植物所处的环境,包括现生环境和历史环境。

长白山高山苔原不是高山草甸的理由有:

①有多种冰缘地貌类型,形成苔原地貌综合体。如古冰川遗迹的研究表明曾经长白山雪线在现今其高山苔原之下,为日后高山苔原形成奠定了基础

②存在多年冻土(永冻土)

③成土过程不同。高山草甸是生草化成土,而高山苔原是泥炭潜育化成土,成土过程以物理过程为主,生、化过程极其微弱。土壤剖面形态、结构、理化性质、成土年龄、发育特点等自成一体,形成山地苔原土。

④生态环境也远不同于高山草甸。


(图片来源:周鹞、中国国家地理)

参考文献:

黄锡畴. 长白山高山苔原研究的进展. 地理科学[J]. 1999,第19卷第1期.

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