大雪過后,大地白茫茫一片,似乎所有動物都停止了活動。但是,在雪下卻藏著一個秘密的世界。在那里,小動物們正過著紅紅火火的日子呢。
這個鮮為人知的世界就在雪和下面的土壤之間,被稱為“雪下溫層”。這里無風,濕潤,相對暖和,是小動物們躲避嚴寒的樂土。
這樣的雪下生態系統是怎么形成的?當前的氣候變暖又會給它們帶來什么影響呢?
生機勃勃的雪下避難所
每年冬天,大雪都要覆蓋北半球多達4000萬平方千米的土地,只要哪里條件合適,雪下溫層就會形成。“條件合適”是指需要有大約20厘米以上的雪,而且不能太密實。蓬松的小雪是最好的。當雪在地上堆積起來,一時不會化掉,來自土壤的溫暖空氣就會上升,將靠近土壤的部分雪變成水蒸氣。水蒸氣遇到上面的冷雪重新凍結,于是在土壤上方就形成一個通常幾厘米高、擁有一個冰凍“天花板”的空間。
在這個淺淺的角落里,即使外面的氣溫降至-20℃,這里的溫度也徘徊在冰點附近,而且沒有風。這種相對溫暖的環境使居住在土壤中的昆蟲,如跳蟲和甲蟲,以及一些蜘蛛和蒼蠅,在冬季保持著活躍。青蛙在有落葉的雪下冬眠。太陽光透過上面蓬松的雪照射進來,通常亮度足以讓苔蘚和常綠灌木進行光合作用。有些植物甚至可以在雪下開花。
雪下溫層還保護鼩鼱、田鼠等小型哺乳動物免受嚴寒的侵襲,躲避外面游蕩的捕食者。更大的哺乳動物,如狐貍和狼獾,偶爾也會在特別寒冷的日子或夜晚鉆進雪下溫層,甚至空中的燕鷗也會俯沖下來,躲進雪下溫層避寒。
雪下溫層正在縮小
那么對于一些小動物的生存如此重要的雪下溫層,隨著冬季的變暖會發生什么變化呢?
對北美地區的研究表明,自1980年代以來,這里雪季每10年縮短約5天,雪覆蓋面積每10年減少80萬平方千米。即便在仍然下雪的地方,雪量往往也更少了,更多的雨水將其壓成更薄、更冷的冰凌。總的來說,有可能出現雪下溫層的地區,以及它能持續的時間,正在縮小。不過全球也有例外:斯堪的納維亞半島和東歐的部分地區近年來出現了更深的積雪。
雪下溫層本身也在變化。矛盾的是,更溫和的冬天往往使雪下溫層更冷。這是因為溫和的冬天,保護雪下溫層的雪的厚度可能會減少,而已存在的雪可能會被雨水或雨夾雪壓實,更密實的雪隔熱效果更差。
雖然一些物種將從更溫和的冬天中受益,但研究人員已經看到,那些依靠雪下溫層保護的動植物將受到影響。例如,生長在北美沿海溫帶雨林中的黃杉樹,可以活1000多年。但是最近,它們的數量減少了。研究表明,在積雪減少的地區,這些樹木正在死亡。沒有雪下溫層的保護,這些樹的淺根暴露在霜凍之下就會枯萎。
耐冬的兩棲動物也將受到打擊。例如,林蛙通過讓身體結冰來度過寒冷,因為它們的血液中有特殊的物質,可以保護它們的細胞在結冰時不受損害。在雪下溫層的穩定小氣候中,林蛙保持冰凍狀態,直到來春解凍。但是,如果沒有這個緩沖,任何暖冬天氣都會使林蛙解凍,新陳代謝加快,當溫度下降時,又重新凍結。這樣反反復復的解凍和凍結,將消耗它們更多的能量,導致它們大批死亡。
保護雪下溫層
2021年發表的一篇論文為我們帶來了好消息。為了測試未來的氣候變化將如何影響雪下溫層,氣候學家在北美大湖地區建立了27個溫室。這些溫室有的位于森林,有的位于空曠的田野。它們有可打開或關閉的屋頂,里面的氣溫通常比外面高3℃或5℃。換句話說,這些溫室可以讓天然的雪降下來,同時又可以人為控制溫度。
他們驚奇地發現,當溫室里的氣溫只比外面高3℃時,雪下溫層的覆蓋范圍僅僅縮小了大約4%,但保持的時間幾乎沒有減少。然而,當溫室氣溫比外面高5℃時,情況就發生了巨大的變化。雪下溫層的范圍下降了45%,其持續時間減少了一個多月。如此看來,對于雪下溫層的保護,有一個臨界點,一旦跨越了這個臨界點,情況就會發生劇烈變化。
除了阻止氣候變化之外,還有其他方法可保護雪下溫層,例如種植林下灌木,這些矮小的灌木被雪覆蓋之后,把雪撐起來,有利于雪下通風。還有科學家呼吁,應盡量減少用于雪地摩托和滑雪的區域,以免更多的雪下溫層被踩實。
通過這篇小文章,我想你對雪下溫層應該有了一點印象。如果你住在一個多雪的地方,下次到雪地里散步時,不妨留心觀察一下這個雪下世界。
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