NộI Dung
- Địa lý vùng lãnh nguyên
- Lãnh nguyên khí hậu
- Bảo tồn năng lượng trong thảm thực vật vùng lãnh nguyên
- Bảo tồn năng lượng ở động vật vùng lãnh nguyên
Ở những nơi khan hiếm năng lượng và tài nguyên, các sinh vật phải tìm cách cạnh tranh hoặc bảo tồn năng lượng để tồn tại. Năng lượng trong một hệ sinh thái tồn tại dưới nhiều hình thức, bao gồm năng lượng nhiệt và ánh sáng từ mặt trời; năng lượng hóa học trong các phân tử, như đường, chất béo, protein và carbohydrate; nhiệt tỏa ra bởi các sinh vật trong quá trình trao đổi chất và mất đi môi trường; và động năng hoặc năng lượng chuyển động. Bảo tồn năng lượng trong một hệ sinh thái có thể bao gồm nhiều chiến lược khác nhau về phía các sinh vật, bao gồm giảm thiểu sự mất nhiệt, lưu trữ năng lượng hóa học, tối đa hóa việc thu thập năng lượng mặt trời và hạn chế chuyển động.
Địa lý vùng lãnh nguyên
Lãnh nguyên Bắc cực nằm ở các khu vực phía nam cực bắc và phía bắc của rừng taiga hoặc boreal, chủ yếu nằm giữa các vĩ độ 55 đến 70 độ bắc. Một số nơi giống như lãnh nguyên cũng tồn tại gần Nam Cực, mặc dù chúng luôn có tuyết hoặc băng và không phải là lãnh nguyên thực sự. Do độ nghiêng của Trái đất, mặt trời nằm thấp trên đường chân trời và các tia của nó phải đi qua nhiều bầu khí quyển hơn trước khi đến vùng lãnh nguyên, làm giảm tổng năng lượng mặt trời. Mùa hè ở vùng lãnh nguyên Bắc Cực rất ngắn - chỉ từ 50 đến 60 ngày - nhưng xung quanh ngày hạ chí, mặt trời chiếu sáng 24 giờ hoặc gần 24 giờ mỗi ngày. Vào thời điểm đó, lãnh nguyên có thể nhận được nhiều năng lượng mặt trời như một số khu vực nhiệt đới. Mùa đông kéo dài và tối, tuy nhiên, và ngày trôi qua gần như không có mặt trời, hoặc mặt trời mọc ngay phía trên đường chân trời trong vài giờ.
Lãnh nguyên khí hậu
Do bức xạ mặt trời và địa lý thấp, lãnh nguyên cực kỳ lạnh vào mùa đông (trung bình -30 độ F) và có xu hướng tương đối mát mẻ (37 đến 54 độ F) vào mùa hè. Lượng mưa thấp - chỉ 4 đến 10 inch mỗi năm - và thường rơi như tuyết hoặc băng. Một lớp đất đóng băng vĩnh viễn của đất được gọi là permafrost làm cho hệ thống thoát nước kém, và nhiệt độ lạnh làm chậm quá trình bay hơi và phân hủy, do đó, rất nhiều năng lượng và chất dinh dưỡng có sẵn trong lãnh nguyên tồn tại trong chất hữu cơ chết. Trong thời gian tan băng mùa hè, các đầm lầy xuất hiện và một loạt các loài thực vật nở hoa, bầy côn trùng và hàng triệu con chim tận dụng thời gian ấm áp thoáng qua để dự trữ thức ăn. Trước khi mùa đông trở lại, một số loài chim và động vật có vú di cư về phía nam, nhưng một số khác ở lại để chịu đựng bóng tối và nhiệt độ lạnh lẽo.
Bảo tồn năng lượng trong thảm thực vật vùng lãnh nguyên
Cây Tundra và thảm thực vật khác có một số thích nghi với năng lượng lạnh, gió và năng lượng mặt trời thấp. Chúng có xu hướng nhỏ và phát triển thấp để có được hơi ấm từ mặt đất, như địa y và rêu; chúng có màu tối - đôi khi là màu đỏ - để hấp thụ ánh sáng mặt trời tốt hơn; họ tập trung phần lớn sinh khối và lưu trữ thực phẩm trong rễ dưới đất, nơi ấm hơn; chúng có thể quang hợp, hoặc khai thác năng lượng mặt trời, ở nhiệt độ thấp và ánh sáng thấp; một số, bao gồm cả cây liễu Bắc cực, có những chiếc lá được che phủ bằng "tóc" để giữ nhiệt; và chúng có thể phát triển thành từng đám hoặc thảm để bảo vệ bản thân khỏi gió và lạnh, chẳng hạn như saxifrage chần. Hầu hết các nhà máy vùng lãnh nguyên là cây lâu năm thay vì hàng năm, giữ lá của chúng trong mùa đông để tiết kiệm năng lượng; và một số có hoa hình món ăn theo con đường của mặt trời, tập trung năng lượng mặt trời. Cây Tundra cũng tăng tốc quá trình sinh sản bằng cách nảy chồi hoặc phân chia thay vì sinh sản hữu tính, điều này sẽ liên quan đến việc sản xuất hạt giống tốn nhiều thời gian và năng lượng hơn. Ngoài ra, tuyết vùng lãnh nguyên giúp cách nhiệt thực vật khỏi lạnh và gió.
Bảo tồn năng lượng ở động vật vùng lãnh nguyên
Nhiều động vật lãnh nguyên bảo tồn năng lượng nhiệt thông qua hình dạng cơ thể của chúng. Lemmings và gấu, ví dụ, ngắn và đầy đủ với đuôi, tai và tay chân ngắn; tỷ lệ diện tích trên bề mặt thấp có nghĩa là nhiệt thoát ra khỏi cơ thể ít hơn. Động vật có vú Tundra và một số loài chim cũng có lông hoặc lông dày, nhiều lớp lông, áo khoác không thấm nước hoặc lông và / hoặc lông hoặc lông ở mặt dưới chân để giữ ấm. Con cáo Bắc cực quấn cái đuôi rậm rạp của nó quanh mình như một tấm chăn khi nó ngủ, và gấu xám và gấu Bắc cực có một lớp mỡ hoặc mỡ dày dưới da, chúng làm việc chăm chỉ để tích tụ bằng cách gặm nhấm trong mùa hè ngắn. Nhiều động vật vùng lãnh nguyên có màu tối để hấp thụ năng lượng mặt trời, mặc dù một số loài chuyển sang màu trắng vào mùa đông để tránh những kẻ săn mồi tốt hơn. Thật thú vị, lông gấu Bắc cực và da không thực sự trắng. Bộ lông - rỗng và cách nhiệt tốt - rõ ràng, phản chiếu ánh sáng trắng nhưng cho phép trong hầu hết ánh sáng mặt trời, được hấp thụ bởi làn da đen. Vào mùa đông, gấu xám và sóc Bắc cực bảo tồn năng lượng bằng cách ngủ đông trong sáu đến tám tháng, caribou hạ thấp quá trình trao đổi chất, xạ hương hạn chế hoạt động của chúng và muỗi thay thế chất lỏng trong cơ thể bằng một loại chất chống đông tự nhiên gọi là glycerol để tránh bị đóng băng