提到南極，大家想到的大概都是茫茫的白色冰蓋、藍(lán)色冰山、可愛的企鵝和慵懶的海豹。南極在大家印象里好像就是一塊終年冰封的“不毛之地”，其實(shí)不然：南極還有綠色的植物，不僅有，而且自古以來一直都有！

南極洲地圖

(http://bzdt.ch.mnr.gov.cn/index.html)

時(shí)間追溯到1.9億年前（早侏羅紀(jì)時(shí)期），南極洲是岡瓦納古陸的一部分，那時(shí)這里沒有冰蓋，大部分陸地上覆蓋有茂盛的雨林，恐龍漫步其上（Smith & Pol, 2007）。直至約9000萬年前（白堊紀(jì)中期），西南極地區(qū)仍生長著由羅漢松科（Podocarpaceae）和桫欏屬（Cyathea）等高大植物組成的繁茂的溫帶沼澤雨林，氣候溫暖，年平均氣溫可達(dá)12 ℃，夏季平均溫度可能高達(dá)19 C°（Klages et al., 2020）。

白堊紀(jì)中期西南極地區(qū)的植被景觀

（Klages et al., 2020; https://doi.org/10.1038/s41586-020-2148-5）

約4000萬年前（始新世晚期），南極洲從岡瓦納古陸（南美洲）脫離（Scher & Martin, 2006, Fraser et al., 2018），德雷克海峽開始形成。南極洲形成了一個(gè)完全被海洋環(huán)繞的獨(dú)立大陸，也因此形成了相對(duì)封閉和孤立的陸地生態(tài)系統(tǒng)。

在始新世—漸新世全球氣候轉(zhuǎn)型背景下，疊加南極環(huán)流的影響，從3000萬年（漸新世中期）開始，南極洲越來越強(qiáng)的冰川作用開始影響南極生物群。但直至2400萬年左右（晚漸新世），南極洲維多利亞地盆地仍有假山毛櫸屬（Nothofagus）等矮灌木和苔蘚組成的苔原植被，此時(shí)夏季月平均氣溫仍可達(dá)到約5 ℃（Prebble et al., 2006）。

橫貫?zāi)蠘O山脈地層中的化石證據(jù)表明，在1700—250萬年（中新世—上新世）期間南極大陸仍有森林生長，這也是目前發(fā)現(xiàn)的南極大陸上最后的森林的化石證據(jù)（Rees-Owen et al., 2018）。此后，南極洲內(nèi)陸溫度逐漸降低，大量植被開始消失，冰蓋逐步擴(kuò)張，南極洲才慢慢變成了現(xiàn)在的模樣。

南極冰蓋

雪后中國南極長城站

長城站附近阿德利島上的金圖企鵝

南極洲有約2%的陸地不會(huì)被常年冰雪覆蓋，每當(dāng)夏季（當(dāng)年12月至次年2月）來臨，這些區(qū)域冰雪消退，凍土融化，便是南極植物的生長季節(jié)。

例如，在中國南極長城站所在的菲爾德斯半島雖然僅有一種有花植物——南極發(fā)草（Deschampsia antarctica），但苔蘚植物有近60種，地衣多達(dá)200余種。

南極菲爾德斯半島唯一的開花植物——南極發(fā)草Deschampsia antarctica

有意思的是，南極發(fā)草也不是嚴(yán)格意義上的南極“土著”，有研究表明南極發(fā)草是在約30萬年前（中—晚更新世）由鳥類從南美洲傳播至南極地區(qū)的（Fasanella et al., 2017）。也就是說南極洲從岡瓦納古陸分離后，雖然被海洋分隔，但這里的植被生態(tài)系統(tǒng)卻不是完全封閉的。

南極菲爾德斯半島常見枝狀地衣——簇花石蘿Usnea aurantiacoatra

南極菲爾德斯半島常見枝狀地衣——南極石蘿Usnea antarctica

南極長城站附近企鵝島上的南極石蘿群落

南極菲爾德斯半島常見蘚——三洋蘚Sanionia uncinata

南極菲爾德斯半島常見蘚——高山金發(fā)蘚Polytrichum alpinum

南極洲菲爾德斯半島現(xiàn)在的植被型主要為南極凍原、草甸和沼澤，已與遠(yuǎn)古時(shí)期截然不同。雖然這些植物都是呈小片、斑塊化分布，但每到南極夏季，這里也能看到綠色地毯一般的植物群落。

南極菲爾德斯半島典型植被景觀——苔蘚（三洋蘚）南極凍原

南極菲爾德斯半島典型植被景觀——地衣（南極石蘿）南極凍原

南極菲爾德斯半島典型植被景觀——南極發(fā)草草甸

南極菲爾德斯半島典型植被景觀——蘚類（主要為三洋蘚）沼澤

南極作為全球升溫速度最快的地區(qū)之一，是研究生態(tài)系統(tǒng)與全球氣候變化關(guān)系的理想場(chǎng)所。在國家海洋局極地考察辦公室和中國極地研究中心的支持下，自2013年開始，中國科學(xué)院植物研究所（國家植物園南園）科研人員在南極菲爾德斯半島開展了全球變暖背景下植被演替與氣候變化關(guān)系的持續(xù)研究，獲得了大量一手科學(xué)數(shù)據(jù)，并取得了一系列科研成果。

2024年2月，國家植物園（南園）科研人員在南極菲爾德斯半島進(jìn)行野外工作

今年適逢中國極地考察40周年，習(xí)近平總書記致信祝賀我國在南極的第五個(gè)考察站——中國南極秦嶺站建成并投入使用，他希望廣大極地工作者以此為契機(jī)，繼續(xù)艱苦奮斗、開拓創(chuàng)新，同國際社會(huì)一道，更好地認(rèn)識(shí)極地、保護(hù)極地、利用極地，為造福人類、推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體作出新的更大的貢獻(xiàn)。

曾多次參加我國南極科學(xué)考察的國家植物園（南園）副研究員李金鋒表示：“我們將謹(jǐn)記總書記囑托，為極地生物多樣性保護(hù)等提供支撐，為我國極地事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。”

參考文獻(xiàn)：

[1]Fasanella M, Premoli AC, Urdampilleta JD et al. 2017. How did a grass reach Antarctica? The Patagonian connection of Deschampsia antarctica (Poaceae). Botanical Journal of Linnean Society, 185, 511–524.

[2]Fraser CI, Morrison AK, Hogg AM et al. 2018. Antarctica’s ecological isolation will be broken by storm-driven dispersal and warming. Nature Climate Change, 8: 704–708.

[3]Klages JP , Salzmann U, Bickert T et al. 2020. Temperate rainforests near the South Pole during peak Cretaceous warmth. Nature, 580: 81–86.

[4]Prebble JG, Raine JI, Barrett PJ et al. 2006. Vegetation and climate from two Oligocene glacioeustatic sedimentary cycles (31 and 24 Ma) cored by the Cape Roberts Project, Victoria Land Basin, Antarctica. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 231: 41–57.

[5]Rees-Owen RL, Gill FL, Newton RJ et al. 2018. The last forests on Antarctica: Reconstructing flora and temperature from the Neogene Sirius Group, Transantarctic Mountains. Organic Geochemistry, 118: 4–14.

[6]Smith ND & Pol D. 2007. Anatomy of a basal sauropodomorph dinosaur from the Early Jurassic Hanson Formation of Antarctica. Acta Palaeontologica Polonica, 52, 657.

[7]Scher HD & Martin, EE. 2006. Timing and climatic consequences of the opening of Drake Passage. Science, 312, 428–430.

圖 | 李金鋒 姚軼鋒

審核 | 姚軼鋒