南极的地理位置与气候条件
图1: 南极地图
生活在南极的常见海洋哺乳动物
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南极海豹
丨 朗读者:上海市南洋模范中学 张锦儿
全球共有34种海豹,约3500万头,南极地区有5种,它们是南象海豹、豹形海豹、食蟹海豹、威德尔海豹、罗斯海豹,总共约3200万头,占全球海豹总量的90%。它们分布于南极大陆沿岸、浮冰区和某些岛屿周围海域,主要在海冰上或者冰缘线附近繁衍后代,都是南极海豹保护公约适用的保护对象。
南象海豹
南象海豹是海豹中个体最大的物种,雄性体长可达6米,重4吨,雌性体长达3米,重1吨,总数约60万只,寿命可达20年。雄性南象海豹不仅是最大的鳍脚动物,更是地球上最大的食肉目动物,在南极近岸海域主食南极鱼类。
图2: 南极戴维斯站近岸生活的南象海豹
豹形海豹
豹形海豹体型仅次于南象海豹,体长可达4米,重300-500千克,全身布有或明或暗的斑点,主要栖息于南极附近的海洋或粗糙的冰面及岛屿上。它拥有巨大的犬牙,喜欢捕食小海豹、企鹅和其他鸟类,捕获猎物后用力前后摇晃将皮剥落,最快纪录70分钟内吃6只企鹅,所以它们在南极处于食物链的顶端,胆大且好奇心强,虎鲸是它唯一的天敌。
图3: 豹形海豹和其犬牙
食蟹海豹
食蟹海豹是世界上数量最多的海豹,也是除了人类之外世界上数量最多的大型哺乳动物,数量约700-1400万只。体长2-3米,重200-300千克,虽然名字叫作“食蟹海豹”,但它们其实以食用磷虾为主。食蟹海豹主要栖息在南极海洋中大块的浮冰上,呈环南极分布,它们不需要在开阔的水域里与鲸类争夺磷虾资源,只需在数不清的浮冰周围捕食磷虾就行了。食蟹海豹在浮冰上休息还可以避免其他掠食动物的捕杀,也能节省体能,以便在永远接近冰点的海水里不至于被冻坏。
图4: 食蟹海豹
威德尔海豹
威德尔海豹是性格温顺,最容易接近的海豹,体长3米左右,重约300千克,总数约为75万只,分布于环南极的近岸海域。威德尔海豹是优秀的潜水者,它可以潜入600米的深海,历时1小时之久,主要以南极鱼类、磷虾、乌贼等为食。中国长城站附近生活着数百只威德尔海豹,每年9月下旬开始产仔,小海豹体长约120厘米,体重25千克左右。
图5: 威德尔海豹
罗斯海豹
罗斯海豹主要生活于环南极的浮冰区,是人类了解最少的南极海豹,体长约2米,重约200千克,因眼睛比较大,眼径达7厘米,又名“大眼海豹”。它喜欢单独活动与栖息,少见成群现象,以南极磷虾和鱼类为食。
图6: 罗斯海豹(照片来源于网络)
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南极鲸类
丨 朗读者:徐汇区求知小学 王浩森
鲸,俗名鲸鱼,但实际上它不是鱼,而是海洋里的哺乳动物。鲸虽然是庞然大物,但并不是都吃鱼类,除少数齿鲸外,其他鲸却连小鱼也不吃,而主要以磷虾为食。除少数鲸性情凶猛,有伤人行为之外,多数鲸性情比较温和。鲸是南大洋的重要生物资源之一,根据有关国际条约规定,南大洋的鲸正在受到人们的保护,但也有个别国家不顾禁令,偷偷在南大洋捕杀鲸鱼。南极海洋的鲸有12种之多,近几年中国南极考察队观测到数量较多的鲸,主要为座头鲸、南极小须鲸,以及少量的虎鲸和蓝鲸。
座头鲸
座头鲸其“座头”之名源于日文“座头”,意为“琵琶”,指鲸背部的形状。体长13-15米,重约25-30吨。是一个具有高度迁徙性的物种,在世界各大洋均有分布,最近的调查结果显示,南半球的座头鲸总数可能在8万只左右。座头鲸以其跃出水面姿势、超长的前翅与复杂的叫声而闻名。活动时多成双成对活动,性情温顺,有洄游习性,唯游泳速度较慢。主食为小甲壳类和群游性小型鱼类。
图7: 座头鲸(照片来源于网络)
南极小须鲸
南极小须鲸是南半球海洋的特有物种,且生活区域主要偏向于南极,通常出现在南纬60度以南,冬季时于南纬45-65度的较低纬地区度过繁殖期,夏季时迁徙至高纬地区进行捕食。体长7-10米,重约6-9吨。南极小须鲸是南半球海域中资源最为丰富的鲸类之一,普遍认为其不遭受灭绝风险,被IUCN评为Least Concern(LC)级别。但迄今为止,因为南极小须鲸的栖息地分散,且偏好于在船只难以进入的海冰覆盖区域栖息,因此很难对其进行种群数量调查,根据第三次环极乘船(CPIII)观测的结果,估计数量全球约51.5万头。
图8: 南极小须鲸
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南极海洋哺乳动物的食物:磷虾
丨 朗读者:徐汇区徐浦小学 张颖
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南极海洋生态系统中,磷虾是海洋哺乳动物的主要食物来源,有8个种类,个体较大的可达6厘米,据估算南极磷虾的储量达10-30亿吨,每年被南极海洋生物捕食约3亿吨。南极磷虾的幼仔主要分布在南极海洋的几百到一千米的水深处,所需的食物硅藻类大多数生长在100米以内的地方,所以南极磷虾白天生活在比较深的地方,夜间浮到近表层的海水中摄食。研究表明每年捕获磷虾总量的5%,将不会破坏南极海洋的生态平衡,以总量20亿吨计算,总量的5%就是1亿吨,相当于目前全世界每年的渔获总量。由于过度捕捞,传统的鱼类资源正在衰退,传统渔场面临消失,湖泊等自然水域所能提供的水产品已呈饱和状态。因此,未来磷虾可以为人类提供足够的海洋蛋白质。磷虾的营养价值很高,若鸡蛋的蛋白质为100,则磷虾的为87,鱼和牛肉为80。目前,俄罗斯、日本等十几个国家每年约捕获20万吨。
图9: 南极磷虾
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南极其他重要的海洋生物
生态
系统
还有TA们
在南极陆地近岸和海洋中,除了上述常见的海洋哺乳动物之外,还生活着数以千万的企鹅、数以亿计的飞鸟、南极鱼类、藻类……,它们共同构成了南极海洋中的食物链和食物网,形成独特的低温海洋生态系统。
01
# 南极企鹅
丨 朗读者:上海市第二初级中学 郑子安
图10: 阿德利企鹅
世界上约有20种企鹅,全部分布在南半球,以南极大陆为中心,北至非洲南端、南美洲和大洋洲,主要分布在大陆沿岸和某些岛屿上。南极企鹅有7种,约有1.2亿只,它们是:帝企鹅、阿德利企鹅、金图企鹅、帽带企鹅、王企鹅、喜石企鹅和浮华企鹅。这7种企鹅都在南极辐合带以南繁殖后代,其中前4种在南极大陆上繁殖,后3种在亚南极的岛屿上繁殖。数量最多的是阿德利企鹅,约5000万只,它体长约40厘米,体重约7千克,通常成群结队出现。个体最大的企鹅是帝企鹅,身高一般可达90厘米以上,最高120厘米,体重达50千克,数量约57万只。
图11: 帝企鹅
02
# 南极鸟类
丨 朗读者:上海市第二初级中学 郑子安
图12:南极鹱
南极地区的鸟类全部是海鸟,除了不会飞的企鹅外,其他均为飞鸟,其中只有洁白漂亮的雪海燕是南极的土著居民,其他均为异洲侨民。有36种海鸟在南极地区哺育后代,其中主要是企鹅、信天翁和海燕。这些鸟大部分终生生活在南极地区,也有一些鸟类每年要迁移到北半球遥远的地方。南极地区海洋飞鸟的种类稀少,但数量却相当可观,约有6500万只,其中南极的信天翁类约有3900万只;海燕有19种,约1100万只。如果加上企鹅,海鸟总数更是多得惊人,约1.78亿只。据世界著名海鸟学家估算,全世界的海鸟约有10亿只之多,仅南极地区的海鸟就占世界海鸟总数的18%,因此,南极地区堪称为飞鸟天地。
图13: 雪鹱
03
# 南极冰藻
丨 朗读者:上海市第二初级中学 郑子安
当“雪龙2”号极地考察船穿过西风带,在南极海域破冰前行时,船舷两侧可以看到大块大块的海冰被翻起,东倒西歪地漂浮于海面上。奇怪的是,这些被翻转或倾斜的海冰不是我们平常见到的雪白色,而是浅褐色。早期,人们认为这可能海冰中含有泥沙引起的,经海洋生物研究发现,主要是由于海冰中生长着的冰藻着色所造成的,这些冰藻主要是硅藻。
冰藻是南极海洋中重要生产者,正如草原中的绿草为牛羊提供美味的食物一样,冰藻则为南极海洋中的浮游动物、磷虾源源不断地提供丰富的大餐。每年4~11月,是南极寒冷而漫长的冬季,冰藻像种子一般被包裹进入海冰中。夏季来临时(12月~次年3月),气温升高,光照加强,海冰慢慢融化,冰藻也被释放出来,播种到海水中。春夏季节,在温暖而又富营养的海水中,冰藻可以迅速的生长繁殖,引来大量磷虾等摄食冰藻的浮游动物,同时也会招来许多捕食浮游动物的海鸟、海豹等大型动物。于是,这就产生了一个庞大的南极冰区海洋生物食物链,冰藻便是这个食物链中最基础的一环。
图14:南极冰藻
保护南极
# 撰稿:
中国极地研究中心 罗光富、邓文洪、妙星;
# 照片:
中国33-37次南极考察队
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读完“南极探险小史”,同学们学也有了一些心得体会。
我们眼中的南极探险小史
问
在南极帮助科考的智能机器人多吗?对于机器人来说最大的挑战是寒冷的天气吗?
——徐汇中学 胡奕铭
在南极考察中,我们使用无人机和无人潜水器执行航空和海洋调查,但还是需要人工操作辅助。装备的智能化是南极考察技术发展的重要方向。智能机器人在南极投入使用的主要难点:
1,寒冷的天气对机电和材料工艺有极高的要求;
2,机器人自主野外考察时的电能供给困难,需要建设充电站;
3,南极区域导航和通信系统不健全,机器人有可能迷路失联;
4,南极没有人工建设的道路,只有原始地面,均为特别坑洼不平的沙石地面或冰雪地面,还有陡坡等不易行驶地面,机器人的移动行走是极大的挑战,难度不低于火星车。我们已经开展南极智能机器人开发同月球和火星的智能机器人并列进行研究。
问
近些年,气温上升,南极有什么变化?是否对人类生存有危险?南极有特殊物种吗?
——上海市世界外国语小学 李晨瑜
南极气候变暖最直接的影响就是那些常年不化的冰川和雪山将会大幅度的融化,融化以后的水就会涌入大海,这就会导致全球的海平面升高。海平面升高以后会使得地势比较低的地方会被淹没,同样会使得全球的沼泽地区增加,还会使得大片的稻田被海水浸泡以后无法再继续种植庄稼。如果南极的冰完全融合,全球海平面将升高58米,全球大部分城市将被淹没。
南极的生物包括动物、植物和微生物,均具备适应南极独特环境的能力,因而体现出不同层面的特殊性。南极有特殊的物种,包括企鹅等动物、南极发草等植物、以及大量的南极特有微生物物种。南极在许多独特的生态系统中例如冰下湖、冰盖、干谷、岩石、卤水,可能存在许多未知的新微生物物种。
问
请问科学家叔叔阿姨们,你们在科考时,是什么样的信念支持你们不怕艰苦,勇往直前做科考研究的?
——徐汇区田林第一小学 曹昕泓
30多年来,一批又一批南极考察队员舍小家、顾大局,为了祖国南极事业,为了和平利用南极,为了研究极地科学,他们离妻别子,不畏严寒,践行着“苟利国家生死以,岂因祸福避趋之”,铸就了极为宝贵的南极精神——“爱国、求实、创新、拼搏”,正是这种精神,激励着我们勇往直前。
问
雪龙号科考船是如何在南极破冰而行的?
——田林中学 叶加裔
“雪龙”号破冰一般是靠船舶向前航行,船艏抬高将冰压碎,低速连续前进,若超出破冰能力范围则以冲撞破冰的方式。
END
供稿:中国极地研究中心
审核:王晨