カナダ北極圏ツンドラ

ツンドラの主要な自然現象である永久凍土は、ツンドラの気候、野生生物、生態系、排水、土壌を左右するため、この独特な生態系にとって極めて重要な意味を持つ。定義：「永久凍土とは、2年以上連続して凍結している土壌、岩石、または堆積物のことである。」

永久凍土が存在する北半球の地域に対する認識された分類であり、陸地面積の約25%（23,000,000 km ² （8,900,000 sq mi））を占める。   

• 連続永久凍土（景観の90～100％を覆う）
• 不連続永久凍土（50～90％）
• 散在性永久凍土（0～50％）

不連続で散在する永久凍土帯では、永久凍土の分布は複雑で斑状であり、永久凍土のない地形がよく見られます。永久凍土の深さは、1メートル未満から1,500メートル（4,900フィート）以上まで変化します。^{[ 23 ]}パターン化された地面- 長期間の霜によって生じた大きな多角形の地面のパターンと氷のくさびは、固い岩盤の地域を除いて、この地域全体でよく見られます。^{[ 22 ]}  

北極山脈は標高2,000メートル（6,600フィート）を超える山々が連なり、広大な氷河に覆われています。ヌナタク（氷河から突き出た岩山）、氷原、深く刻まれた谷、長く曲がりくねったフィヨルドが続く険しい海岸線、そして岩盤が露出した広大な地域が広がっています。低地の土壌は、緩い岩石質、砂質、崩積土、モレーンで構成されています。  

北極圏西部大陸の低地平野は、更新世の堆積物と古生代および中生代の堆積物の露頭で覆われている。プリンス・オブ・ウェールズ島とサマセット島の東には、先カンブリア時代の花崗岩の基盤岩面が見られる。

南北極圏は先カンブリア時代の花崗岩の岩盤露頭の上にあり、西にはグレートベア湖からユーコン準州のファース川まで白亜紀の頁岩が広がっている。起伏に富んだ地形には無数の湖、池、湿地があり、最大100 km (62マイル)の長さの層状堆積物が存在する。季節的に凍結する表層は、水分量の違いによって深さが異なり、さまざまな地形や生息地が生み出されている。^{[ 24 ]}  

南部および中央部の土壌断面のほとんどの活性表層は季節的にのみ凍結し、水、ガス、栄養分を含み、その深さは物質、植生被覆、および局所的な温度によって変化する。永久凍土は「熱勾配および水文学的勾配として作用する表層における物理的および化学的プロセスを通じて」作用する。^{[ 25 ]}南部の地形の土壌はさまざまな氷河堆積物で構成されている。沿岸地域の土壌はきめ細かい海洋堆積物が優勢である。

厳しい環境と気象条件、遅い成長と分解、貧弱な土壌、乏しい資源と栄養分、地形の多様性の低さは、高度に適応した移動性の生物を優遇します。種の多様性は季節的なもので、生息地の持続可能性は通常、適切な条件の短い期間に限られます。数百種の顕花植物が記録されています。しかし、これらは昆虫との相互作用ではなく、出芽と分裂によって繁殖する短いライフサイクルの生物です。^{[ 26 ] [ 27 ]}最大24時間の日照時間がある真夏の生育期は50～60日間続きます。平均降水量は1シーズンあたり4.5インチ（110 mm）です。ツンドラは降水量が少ないため砂漠に分類されますが、永久凍土は排水と蒸発をさらに低下させ、その結果、地面、湖、氷河には大量の淡水が蓄えられています。^{[ 28 ]}  

長期間日光が当たらないこと、地面が凍っていること、強風も、樹木の著しい成長を妨げます。^{[ 29 ]}地衣類は、独特な適応能力を持ち、成長に根や土壌を必要としないため、ツンドラで最も注目すべき、広く分布し、永続的な生物の 1 つです。光合成共生体(藻類またはシアノバクテリア) と共生する生命体で、菌類の糸状体の間に生息し、水分、基本的な栄養素の恩恵を受け、環境から保護されています。光合成共生体の光合成プロセスは、今度は菌類の栄養となる有機炭素糖を生成します。^{[ 30 ]}

北極圏以北の大陸では、真夏の陰部の気温は最高で30 ℃（86 °F）に達し、冬には気温が-50 ℃（-58 °F）を下回ります。北極諸島では、真夏の平均気温は10 ℃（50 °F）を下回ります。地表面温度と気温の差は大きく、直射日光と風速に大きく影響されます。^{[ 22 ]}      

更新世の間、アラスカとシベリアの間にはベーリンジアと呼ばれる陸橋が存在していました（7万年前から6万年前、および3万年前から1万1千年前）。この回廊は、アジアとアメリカ大陸の間で動物相の交流の機会を提供しました。同時に、これらの陸塊は哺乳類が定住して繁殖できる氷のない地形を提供しました。ここはウィスコンシン避難地と呼ばれています。^{[ 31 ]}

ベーリンジアは、アラスカ、グリーンランド、カナダ北極圏の古エスキモー集団を含む、古人類が北アメリカ大陸へ移住した主要なルートの一つでもある。

カナダ北極圏の植物相は、シベリアのツンドラなどの他の北極圏地域と比較して、種の多様性が低く、固有種が少なく、外来種に対する抵抗力が高いという特徴があり、これは氷河期が比較的最近であったことに起因する。カナダ北極圏ツンドラの南端は、樹木限界線、すなわち北極圏森林ツンドラ移行帯に接している。

北極の極限環境に適応するために、植物は次のような特徴を持っています。

• 風による水分損失を最小限に抑えるため、葉のサイズを小さくした。
• ふわふわした毛のような構造、あるいは雪や風による損傷から身を守るためにマット状に生える。
• 多くの場合、長く厳しい冬の間栄養分を蓄えるために広範囲に根系を形成する。^{[ 32 ]}

カナダ北極ツンドラの最北端地域である北極山脈では、高地や内陸部では極地砂漠の特徴が支配的で、氷と雪に覆われているか、むき出しの岩盤が露出しているだけで、植生はほとんど見られません。一般的には、コケ、地衣類、北極ケシ（Papaver radicatum ）、スゲやワタスゲなどの耐寒性維管束植物の群落が見られるだけです。^{[ 22 ]}

最近の記録では、この地域には約 400 種の維管束植物が確認されており、42科141属の植物に属しています。^{[ 33 ]}この地域固有の維管束植物は約 106 種あり、そのうち 34 種がカナダ北部中央部で、20 種がハドソン湾 - ラブラドール地域で、28 種がエルズミア島で確認されています。ユーコン・ウィットロー・グラス( Draba yukonensis ) やロングズ・ノーザン・ロッククレス( Braya longyi ) などの固有植物は、産業活動により絶滅の危機に瀕しています。^{[ 34 ]} 2008 年にビクトリア島南西部で行われた調査では、204 種の維管束植物が記録され、この地域では 800 種以上が確認されました。^{[ 35 ]}

北極諸島の南部の島々では、北極圏の落葉樹や常緑樹の低木や矮性種が群生しているのが確認されている。ヌナブト準州、バフィン高地、ランカスター高原などの特定の地域では、北極ヤナギ( Salix arctica )、ムラサキユキノシタ( Saxifraga oppositifolia )、Kobresia simpliciusculaもよく見られる。その他に見られる種としては、北ラブラドールティー、Vaccinium ssp.、フォックステールグラス、Luzula multifloraなどがある。南極ツンドラでは、矮性カバノキ、北極ヤナギ、北ラブラドールティー、Dryas spp.、Vaccinium ssp. などの低木がより規則的に分布している。水浸しの地域では、コケ、ヤナギ、スゲがかなり覆っている。^{[ 22 ]}

ケンタッキーブルーグラス、ラン、レッドフェスク、アマなどの侵入種は成功しなかった。例外として、この地域に導入されて以来、バフィン島の海岸や海岸、新しく開通した道路付近で繁殖しているセイヨウタンポポ（Taraxacum officinale ） 、オオムギ（Hordeum vulgare）、ナズナ（Capsella bursa-pastoris）、ケシ（Papaver somniferum）などがある。^{[ 36 ] [ a ]}

北極の短い夏の間、渡り鳥（カモ、ガン、海岸鳥、トウゾクカモメ、カモメ、アジサシ、鳴禽類、フクロウなど）は、ツンドラが提供するモザイク状の生息地で営巣します。^{[ 38 ]}シロフクロウ（Nyctea scandiaca）とワタリガラス（Corvus corax ）は、北極のツンドラに一年中生息しています。^{[ 39 ] [ 40 ]}

最近の哺乳類種は、非常に多様な進化の歴史を持っています。^{[ 41 ]}

• 北カナダの陸塊に生息し、極地の砂漠でも生き残ることができる哺乳類は、ホッキョクグマ（Ursus maritimus）とホッキョクギツネ（Vulpes lagopus）である。最近の統計によると、世界には26,000頭のホッキョクグマが生息しており、そのうち3つの最大の亜集団のうち2つはカナダ北極圏に生息している。ホッキョクギツネは現在、カナダ北極圏全体に豊富に生息しており、個体数は約10万頭である。エルズミア島などの北部地域のホッキョクギツネは、主にレミングを餌としている。^{[ 42 ]}
• ベーリンジア陸橋ができる以前にツンドラに生息していた哺乳類は、ホッキョクウサギ（Lepus arcticus）、様々なレミング（Dicrostonyx spp.）、ジャコウウシ（Ovibus moschatus）などである。
• ベーリンジア陸橋以前のツンドラには生息していなかったが、カナダ北部の他の地域では広く分布している哺乳類としては、北方林に生息するカリブー（Rangifer tarandus）、ホッキョクオオカミ（Canis lupus arctos）、オコジョ（Mustela ermine）などが挙げられる。カナダ北極圏には約300万頭のカリブーが生息している。カリブーはオオカミにとって主要な、そして事実上唯一の食料源であるため、カリブーとオオカミの間には動的な関係がある。^{[ 43 ]}
• 森林のある開けた生息地に生息し、ベーリンジア陸橋時代にも繁殖を続けていた哺乳類には、マスクドトガリネズミ（Sorex cinereus）とキタアカハタネズミ（Myodes rut​​ilus）が含まれる。
• 森林のある開けた生息地に生息していた哺乳類。アカギツネ（Vulpes vulpes）とクズリ（Gulo gulo）は森林を起源とし、現在もカナダ北部で生息域を拡大している。
• 現在ツンドラ地帯に多く生息する哺乳類は、ベーリンジア陸橋が形成される以前には存在していなかった。これらの哺乳類は、ホッキョクジリス（Spermophilus parryii）と北米産ブラウンレミング（Lemmus trimucronatus）である。
• ユーラシア大陸からベーリング陸橋を渡って移動し、ツンドラの気候と環境に適応した哺乳類。これらの哺乳類には、ヒグマ（Ursus arctos）、グリズリーベア（Ursus arctos horribilis）を含むヒグマ（Ursus arctos）、およびツンドラハタネズミ（Microtus oeconomus）が含まれる。

注目すべき海洋生物としては、イッカク（Monodon monoceros）、グリーンランドザメ（Somniosus microcephalus）、セイウチ（Odobenus rosmarus）、ワモンアザラシ（Pusa hispida）などが挙げられる。^{[ 44 ]}

昆虫種には、マルハナバチ（Bombus polaris ）とマルハナバチ（Bombus hyperboreus）、蚊、ハナアブ、ブユなどが含まれる。^{[ 45 ]}

侵入種には、モンシロチョウ（Pieris rapae）、ムクドリ（Sturnus vulgaris）、イエスズメ（Passer domesticus）などがある。^{[ 36 ]}

北極圏は現在、地球上で最も急速かつ深刻な気候変動を経験している。今後100年間で気候変動は加速すると予想され、物理的、生態学的、社会的、経済的に大きな変化をもたらし、その多くはすでに始まっている。北極圏の気候の変化は、地球温暖化の進行と海面上昇を通じて世界の他の地域にも影響を与える。気候変動は、北極圏で進行中の他の多くの変化、すなわち他の地域から北極圏に流入する化学汚染物質の増加、乱獲、生息地の破壊と分断をもたらす土地利用の変化、人口の急速な増加、文化、ガバナンス、経済の変化といった状況の中で起こっている。^{[ 48 ]}

カナダ北極圏では、過去数十年にわたり、積雪量、氷河形成、永久凍土、氷帽の減少、気温の上昇、降水量の増加、湖沼や湿地の縮小が見られます。さらに、北方林とツンドラの移行帯が徐々に北へ移動しており、今後も続くと予想されます。^{[ 49 ]}

過去20年から50年の間に、カナダ北極圏では10年あたり最大1 ℃（1.8 °F）の気温上昇が見られました。気温上昇は、特にカナダ西部とアラスカの冬季に顕著で、過去半世紀の間に3～4 ℃（5.4～7.2 °F）上昇しています。エルズミア島北部地域では、6月から8月までの平均気温は0 ℃（32 °F）をわずかに上回る程度ですが、2008年8月には日最高気温が19.8 ℃（67.6 °F）に達しました。この地域では、 20.5 ℃（68.9 °F）という記録的な気温も観測されています。^{[ 50 ] [ 51 ]}地元住民は、カナダ北極圏の気候変動、例えば「海氷と淡水氷の著しい減少、冬の氷期の短縮、積雪量の減少、野生生物と植物種の分布の変化、永久凍土の融解、一部の海岸線の海岸侵食の増加」などを観測している^{[ 52 ]。}          

北極圏の地形では、雨と雪の組み合わせが植物に被害を与えています。水は植物を覆う雪の保護層を浸透するため、水が凍結して植物内で結晶を形成する可能性が高くなります。ユーコン準州のオールドクロウでは、水位の大幅な低下と、特にヤナギ属に属する低木被覆の著しい増加が観測されました。研究者らは、北極圏北部の矮性低木、コケ類、地衣類の年間緑化率のピークが年間0.49～0.79%であることを報告しました。南極圏南部では、年間緑化率のピークが0.46～0.67%記録され、これは主にスゲ類と直立矮性低木の増加によるものと考えられています。^{[ 53 ]}

衛星画像による春の積雪期間（2月から7月までの積雪深が2センチメートルを超える日数）の記録によると、1971年から2008年の期間に、カナダ北極圏では10年あたり平均3.3日から2.8日の積雪日数の減少が見られました。この雪解けの早まりにより、カナダ北極圏の積雪面積は14%から46%減少しました。これらの減少は、1967年から2008年の5月から6月の期間に相当します。さらに、ユーコンの氷河は過去50年間で表面積の22%（合計2,541 ± 189  km ^{2 ）を失い、これは合計406 ± 177ギガトン（世界の}海面上昇1.13 ± 0.49ミリメートルに相当）の質量損失に相当します。

カナダ北極圏の降雨量は過去数十年間で20%以上増加している。ただし、降雨量の増加率は場所によって異なる。例えば、ヌナブト準州レゾリュートでは、 1948年から2007年の間に降雨量が48%増加し、 10年あたり平均13.6mm （0.54インチ）の降雨が記録された。 ^{[ 13 ] [ 54 ]}  

「カナダ政府は、科学に基づき、世界を低炭素で気候変動に強い経済へと導く、意欲的な国際協定の締結に向けて、国際的なパートナーと協力していくことに尽力しています。」

• 州および準州との連携
• クリーンエネルギーとクリーンテクノロジーへの投資
• 若者の参加
• パリ協定^{[ 55 ]}

米国国立公園局の出版物によると、カナダ北極圏の在来種のカリブーは気候変動の進行によって影響を受けると結論付けられています。気温の上昇は、カリブーが冬に収穫する主な食料源である地衣類へのアクセス機会の減少につながります。密集した低木は増加するものの、カリブーはオオカミによる捕食の脅威のため、そのような植物を避ける傾向があります。カリブーはこれらの低木を食べることを選択しない可能性が高いと予想されます。さらに、風速の増加は雪を固めるため、すでにカリブーの個体数に影響を与えています。雪が固まると、カリブーが通常の移動パターンに沿って移動することが難しくなり、雪に埋もれた地衣類へのアクセスがより困難になります。^{[ 56 ]}

ホッキョクギツネ（学名： Vulpes lagopus）は、高度に環境に適応した種であり、北極圏に生息する陸生捕食動物の一つです。その体色は、ツンドラや山岳地帯の灰白色の背景模様によく馴染んでいます。厚い毛皮、足にある特殊な「保温」循環器系、そして代謝率を低下させる能力は、温暖な非極地環境ではむしろ不利な特徴です。他の生物群系で生き残り、繁殖に成功することはまず不可能でしょう。

この種はツンドラの全体的な健全性を示す主要な指標種とみなされており、その感受性の高さから指標種（存在、不在、個体数などが、特定の生息地の健全性、環境条件、および完全性を反映する生物）とされています。IUCNの調査によると、地球温暖化の継続は、この種の将来に深刻な影響を与えるだろうとされています。

• 生息地の喪失

南部から新たな植物種がこの地域に侵入するにつれて、かつてのツンドラ地帯の広大な範囲が樹林に置き換わっていくでしょう。

• 競争

優れたハンターであり、ホッキョクギツネを捕食することで知られる、生命力の強いアカギツネ（Vulpes vulpes）との競争。

• 被食種個体群の崩壊。

気候変動は、レミング、ハタネズミ、その他の重要な獲物種の個体数の不安定性につながるだろう。^{[ 57 ]}