近期和长远时段内北极生态系统结构受到的影响

生物在物种水平上对全球气候变暖和紫外线B(UV-B)辐射增强的反应受到其群落内其他物种以及生态系统内养分循环的调节,所有的这些反应将会导致生态系统结构的变化.根据高纬度地区坏境因子的可能变化而做的控制试验表明,由夏季变暖而引起苔原植被的变化要小于增加施肥而引起的变化,试验涉及的某些环境因子对北极生态系统的结构有非常强烈地影响,但是这些影响因地区而异,观测结果表明,处于最寒冷地区的植物群落和无脊椎动物群落对全球气候变暖和紫外线B辐射的增强反应最为强烈.尽管微生物量和养分储存量相对稳定,北极无脊椎动物群落还是很可能会对全球变暖产生迅速的反应.试验结果显示,加强紫外线B辐射会改变革兰氏阴性细菌和真菌的群落组成结构,但不会对植物群落的组成产生影响.由夏季气温升高而提高的植物生产力将会控制食物网的动态变化,以苔原植被和亚极地森林植物为基础的食物网中的营养流动会明显地影响到几种优势动物种群数量的周期性波动,在某些年分这些动物的种群数量会达到峰值.小型啮齿动物和食叶昆虫如秋毛虫种群数量的周期性变化则会影响苔原和森林苔原植物的组成结构和多样性,同时也会影响到一些专性捕食者和寄生虫的变化.在暖冬,雪表形成冰壳可能会减少旅鼠的植物食物来源,然而较深的雪也可以使它们免受雪地表面上捕食者对它们的捕食.在芬诺斯堪的亚地区,已有证据表明小型啮齿类动物群落结构和种群动态的显著变化会导致专门以小型啮齿类动物为食物的捕食者的数量减少.气候还可能改变昆虫在白桦森林生态系统中的作用,因为暖冬可以增加这些昆虫卵的成活率,并且扩大其分布范围.此外,在夏季困扰驯鹿的昆虫会由于夏季气候的变暖而扩大其分布范围、增加种群数量并且种群更为活跃;同时在另一方面也会对驯鹿不利,即那些昔日驯鹿/北美驯鹿的避难场所--冰川和未融的成片的雪--在这样温暖的夏季则可能会消失.     

Zur Freisetzung gentechnisch veränderter Mikroorganismen

Microorganisms have been being released into the environment for a long time, e.g., in agriculture or for biotechnological processes. Amongst these microorganisms were some that had been labeled genetically, or improved by selection. In recent years, efforts have been directed towards alteration or optimization of appropriate bacteria and viruses by methods of recombinant DNA technology. In some cases, first releases of such organisms have been undertaken in experimental plots. There is public concern about the environmental risks of such releases, and about possible adverse effects. The present status of research in this controversial field, the regulations available in Germany and the United States, as well as the prospects of such work for the future are presented.     

近期和长远时段内北极生态系统功能受到的影响

长期以来,就营养物质和碳循环而言,北极生态系统降低了初级生产力；能量,水和温室气体交换的水平已引起了局部和区域性的小幅度降温.大气CO2中的碳沉积在广袤而寒冷的有机土壤中,冰雪覆盖的低矮植被产生高的反射率,都影响了局部气候.然而,北极生态系统功能的许多方面都对气候变化及其产生的生物多样性影响敏感.当前的北极气候导致了低的有机物质分解速率,因此,尽管有机物和元素输入量较低,但北极生态系统还是趋向于积累有机物和元素,土壤中氮和磷等可利用元素结果成为促进碳固定以及生物量和有机物进一步积累的关键性限制因素.气候变暖可能增加特别是土壤中的碳和元素的周转,起初可能导致元素的丢失,但最后会慢慢的恢复.在北极生态系统中,单个物种和物种多样性已经明显地影响了元素的输入和滞留,另一方面,从长远来看,尽管CO2和紫外线增加对植物组织化学、分解和氮固定的影响可能变得重要,但对整个生态系统来说,影响可能很小.碳循环的示踪气体主要形式是CO2和CH4,大多数碳以CO2的形式损失,这些CO2是由植物和土壤生物产生.来自潮湿苔原生态系统以CH4形式释放的碳大约是CO2形式的5％,而且在没有任何其他变化的情况下,对变暖作出响应.冬天过程和植物类型也影响CH4释放和能量在生物圈和大气之间的交换,因为反射率从冬末到夏天存在很大的变化,在冬末,雪反射了入射的大部分光线,在夏天,生态系统吸收了入射的大部分光线,所以在所有的陆地生态系统中,北极生态系统在能量交换方面表现出巨大的季节性变化.植被深刻地影响北极生态系统水和能量交换.在冰雪覆盖期间,反射率从苔原、森林苔原、落叶林、常绿林依次降低.灌木和树增加了雪的深度,反过来又使冬天的土壤温度增加,因此,由气候变化而引起的未来植被方面的变化很可能深远地改变区域的气候.