北極圏の生態系

北方生態系は、北半球のおよそ北緯50度から70度の間に位置する亜北極気候の生態系です。これらの生態系は一般にタイガとして知られ、北米、ヨーロッパ、アジアの一部に位置しています。^{[1]北方地帯のすぐ南に位置する生態系は、しばしば半}北方生態系と呼ばれます。これらの地域でも、さまざまなプロセスや種が発生します。

北方生態系のケッペンの記号は、Dfc 、 Dwc 、 Dfd 、およびDwdです。

北極圏の生態系は気候変動に対して最も脆弱な生態系の一つです。永久凍土の消失、寒さの減少、夏の暑さの増加はいずれも生態系に大きな変化をもたらし、寒さに適応した種を駆逐し、森林火災を増加させ、生態系を他の生態系タイプへの変化に対して脆弱にします。これらの変化は気候変動のフィードバックサイクルを引き起こす可能性があり、永久凍土の融解と生態系の変化により大気中に放出される温室効果ガスが増加し、さらなる気候変動を引き起こします。 ^{[2] [3]}

北方生態系は陸上と水生の生息地の両方から成り、種は多様です。種の構成には、多くの一般的な摂食者とそれほど特殊ではない摂食者が含まれています。^[4]赤道から極地にかけて種の豊富さは減少しており、気候変動と種の豊富さの変化には負の相関関係があります。 ^{[5] [4]}

しかし、熱帯システムほど生物多様性に富んでいないにもかかわらず、この地域にはさまざまな種が生息しています。北方生態系は、クロトウヒやシロトウヒからヤナギ、野生の花、ハンノキまで、多数の植物種で満たされています。 ^[6] カリブーは一年中そこにいるわけではありませんが、冬の間に地衣類を採るためにこの地域に降りてきます。[ 7 ^]魚類には、サケ科魚類、ワカサギ、トゲウオ、ヤツメウナギ、カジカが含まれます。[8] サケにとって、これらのシステムは不可欠です。ライフサイクル^の初めと終わりの両方で複数のライフステージで北方生態系内の河岸システムに依存しているのに対し、ベニザケは卵、稚魚、成魚の段階で提供された淡水環境に依存しています。^[9]

北方林では、成功と遷移が同時に起こります。一次遷移は、元々の景観形成の一部ではありますが、二次遷移ほど重要ではありません。^[10]二次遷移は、山火事、洪水、土砂崩れ、さらには過度の昆虫採餌など、さまざまな出来事から成り、北方林のこの進行とサイクルに影響を与えます。^[10]

北方生態系大気研究（BOREAS）は、カナダの北方林における主要な国際研究フィールド調査でした。主な研究は1994年から1996年にかけて完了し、このプログラムはNASAの支援を受けていました。主な目的は、北方林が大気とどのように相互作用するか、気候変動が森林にどのような影響を与えるか、森林の変化が天候と気候にどのような影響を与えるかを明らかにすることでした。^[1]

北方生態系は、自然および人為的な気候変動の両方に対して高い感受性を示します。温室効果ガスの排出により、大気の温暖化は最終的に気候および生態系への影響の連鎖反応につながります。 ^{[11] [12]}気候変動が北方生態系に及ぼす初期の影響には、気温、降雨量、生育期の変化が含まれますが、これらに限定されません。^{[13]カナダ北西部の準州である}ユーコン準州の北方生態系の研究に基づくと、気候変動はこれらの非生物的要因に影響を及ぼしています。^[13]結果として、これらの影響により、北方生態系の森林移行帯だけでなく、湿地や湖沼も変化します。^{[14]これは植物の生産性と}捕食者と被食者の相互作用にも関係し、最終的には生息地の喪失、断片化につながり、生物多様性を脅かします。^[13]

北方樹木に関しては、特定の種の極方向の限界はおそらく気温によって定義されるのに対し、赤道方向の限界は一般的に競争排除によって定義される。^[15]気候の変化が起こると、対応する気象変数も変化し、^[15]移動、交尾、植物の開花のタイミングを含む生態系の変化が起こる可能性がある。植物や動物種の北方への移動がすでに観察されているため、これは異なるタイプの生態系への移行につながる可能性がある。^[2]樹木はツンドラに向かって拡大する可能性があるが、さまざまな気温や降水量のストレス要因により生き残れない可能性がある。^[16]その速度は、成長と繁殖率、および植生の適応能力に依存する。^[16]さらに、植物の移動は数十年から1世紀ほど温暖化に遅れをとる可能性があり、ほとんどの場合、温暖化は植物が追いつくよりも速く起こる。^{[2] [16]}

永久凍土の融解や火災や昆虫の大発生などの撹乱により、北方林は炭素吸収源ではなく炭素排出源に発展したと示唆するモデルもある。^[2]北方林の樹木は老齢化しているが、バイオマスに炭素を蓄積し続けている。しかし、撹乱されると、通常よりも多くの量の炭素が大気中に失われることになる。^[2]

一部の地域では、北方生態系は永久凍土層（永久に凍った土壌の層）の上に位置している。北方樹木の地下根系は永久凍土によって安定化され、その過程で土壌のより深いところに炭素が閉じ込められ、水文学の調節に役立つ。^{[17] [16]永久凍土は、温暖化の}気候フィードバックによって解凍されたときに移動され、温室効果ガスとして大気中に放出される現在の大気中の炭素の2倍の量を貯蔵することができる。^{[18]北方生態系の}土壌には約338ペタグラムの炭素が含まれており、これは熱帯生態系のバイオマスに貯蔵されている量に匹敵する。^[19]

北方生態系では、炭素循環は、特に木材生産と気候調節などの生態系サービスの主要な生産者です。カナダの北方生態系は、世界最大の炭素貯蔵庫の1つです。^[20]さらに、カナダのこれらの北方生態系は高い水力発電のポテンシャルを秘めており、資源ベースの経済に貢献することができます。^[21]生態系の評価、インベントリデータ、モデリングを通じて、科学者は生態系サービスと生物多様性および人間の影響との関係を決定することができます。^[22]

森林自体は木材製品の生産者であり、水、土壌、空気の質を調節しています。^[23]過去10年間で、生態系サービス間の関係性に焦点を当てた研究の数が増加しています。 [ ^24]これは、1つの生態系サービスを操作してその生産性を最大限に引き出すことによる、生態系の人間による管理の増加によるものです。最終的には、他の生態系サービスの供給が減少することになります。^[24]

• タイガ
• 亜寒帯気候、別名「北方気候」
• カナダの北方林