Dlaczego bez śniegu nie ma życia?
W mroźny zimowy dzień, gdy świat zdaje się pogrążony w ciszy i bezruchu, można odnieść wrażenie, że życie całkowicie zamarło. Drzewa stoją nagie, pozbawione liści, a krzewy zdają się jedynie wspomnieniem wiosennej i letniej bujności. Jednak pod tą pozorną pustką kryje się dynamiczny mikroświat, który kwitnie pod śniegiem. To właśnie subnivium — ukryte, tętniące życiem mikrosiedlisko, które rzuca nowe światło na znaczenie śniegu w ekosystemie.
Co to jest subnivium?
Subnivium to wąska przestrzeń między warstwą śniegu a powierzchnią ziemi. Termin ten, stworzony przez ekologów Jonathana Pauli i Bena Zuckerberga w 2013 roku, pochodzi od łacińskich słów „sub” (pod) i „nivis” (śnieg). W tym mikroklimacie panuje zadziwiająca stabilność — temperatury są wyższe niż na powierzchni śniegu, a wilgotność sprzyja przetrwaniu roślin i zwierząt. Aby subnivium mogło powstać, potrzebna jest warstwa śniegu o grubości co najmniej 15 centymetrów. Chroni ona organizmy przed ekstremalnym zimnem i zapewnia warunki do aktywnego życia.
Pauli opisuje ten fenomen: „Jak w naturalnym igloo”. Podczas gdy na powierzchni temperatura może spaść do -20°C, pod śniegiem gleba ma wartości około zera.
„Temperatura w subnivium waha się zaledwie o jeden stopień powyżej punktu zamarzania wody, ale to wystarczy, by podtrzymać życie” — wyjaśnia Alix Contosta, ekolog ekosystemów z University of New Hampshire. „Większość form życia wymaga wody w stanie ciekłym, a głęboka pokrywa śnieżna izoluje glebę, utrzymując jej temperaturę powyżej zera, niezależnie od temperatury powietrza” — dodaje.
Życie w subnivium
Zrozumienie tego zjawiska zmieniło sposób myślenia naukowców o życiu w zimowych warunkach. Jeszcze kilka dekad temu uważano, że zima to okres uśpienia, w którym aktywność biologiczna niemal zamiera. Jednak badania pokazują zupełnie coś innego.
Choć zima wydaje się okresem stagnacji, subnivium tętni życiem. W tym ukrytym świecie znajdują schronienie mchy, grzyby, a nawet niektóre kwiaty, takie jak lilia lodowcowa (Erythronium grandiflorum). Zwierzęta, takie jak gryzonie, jeżozwierze czy niektóre ptaki, drążą tunele w ciepłej warstwie śniegu, chronione przed mroźnym światem na powierzchni. Dla wielu gatunków subnivium staje się miejscem nie tylko przetrwania, ale także rozrodu i żerowania.
Jesienią, gdy drzewa tracą liście, dno lasu pokrywa się martwym materiałem roślinnym. Ten dywan liści stanowi prawdziwą ucztę dla bakterii i grzybów, które mogą żywić się nim przez całą zimę. „Większość ich aktywności koncentruje się na rozkładaniu ściółki i materii organicznej” — tłumaczy Contosta. Wiosną, kiedy śnieg topnieje, efekty tej aktywności stają się widoczne — martwe liście zamieniają się w żyzną glebę, gotową na nowy sezon.
„Zima może wydawać się spokojnym, uśpionym okresem” — mówi Jonathan Pauli — „ale w rzeczywistości dzieje się tam bardzo wiele. Rośliny fotosyntetyzują, grzyby rozkładają materię organiczną, a małe ssaki intensywnie żerują i rozmnażają się”. To, co niewidoczne dla ludzkiego oka, okazuje się być niezwykle istotnym elementem ekosystemu.
Subnivium pod lupą
Ekolog Chris Ziadeh z University of New Hampshire w Durham postanowił zbadać, które stawonogi zamieszkują ten unikalny ekosystem. Wraz ze współpracownikami ustawili specjalne pułapki — kubki zakopane w ziemi, wypełnione intensywnie różowym płynem konserwującym. Następnie porównali zimowe zbiory z letnimi. Wyniki pokazały, że zimą pułapki chwytały jedynie jedną szóstą liczby stawonogów w porównaniu z latem. Ciekawym odkryciem była obecność kilku gatunków aktywnych głównie zimą, takich jak gatunki pająków z rodziny Dictynidae (Cicurina brevis) czy chrząszczy (Arpedium cribratum, Lesteva pallipes i Porrhodites inflatus).
Stawonogi w subnivium odgrywają ważną rolę ekologiczną, żerując na ściółce, mikrobach i innych organizmach. Przywracają one składniki odżywcze do gleby i kontrolują populacje owadów, co może ograniczać liczebność szkodników. Same stawonogi są też źródłem pokarmu dla większych zwierząt, takich jak norniki, lemingi czy ptaki. Jarząbek cieciornik (Bonasa umbellus) oraz pardwa (Lagopus lagopus) wykorzystuje subnivium jako schronienie przed mrozem, kopiąc w zaspach miejsca do noclegu.
Subnivium przyciąga również drapieżników, takich jak kuny amerykańskie (Martes americana). Te zwinne ssaki wykorzystują przestrzeń pod śniegiem do polowań. „Przemykają przez subnivium, znikając w jednym miejscu i pojawiając się w innym” — tłumaczy Pauli, badacz kun leśnych. Nawet ptaki, takie jak głuszce, wykorzystują subnivium jako ochronę przed zimnem i źródło pokarmu.
Z subnivium korzystają również rośliny. Małe, delikatne korzenie mogą zostać uszkodzone, gdy ziemia zamarza. Ciepło zapewniane przez subnivium pomaga im przetrwać zimę, zapobiegając uszkodzeniom korzeni. Dzięki temu rośliny mają większe szanse na pomyślny wzrost w sezonie wegetacyjnym – wyjaśnia Zuckerberg.
Subnivium odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu mikrobów i grzybów, które rozkładają martwą materie roślinną, tworząc żyzną glebę bogatą w składniki odżywcze. Podczas tego procesu mikroorganizmy pobierają tlen i wydzielają dwutlenek węgla w procesie znanym jako oddychanie glebowe. Cześć węgla zawartego w opadłych liściach zostaje zmagazynowana w komórkach tych organizmów. Jak podkreśla badaczka Contosta, „dopóki mikroby pozostają żywe, węgiel zawarty w ich biomasie jest integralną częścią gleby”.
Badanie przeprowadzone w 2020 roku na łamach Scientific Reports wykazało, jak grubość pokrywy śnieżnej wpływa na aktywność mikrobów. Naukowcy usunęli śnieg z niektórych obszarów i zgromadzili go w innych. Wyniki wskazały, że grubsza pokrywa śnieżna sprzyjała powstaniu bardziej złożonych i liczniejszych populacji mikrobów, które były również bardziej aktywne. Większa aktywność mikrobów przekładała się na intensywniejsze oddychanie i wzbogacanie gleby w składniki odżywcze.
Gdy śnieg topnieje, mikroby obumierają, uwalniając zawarte w swoich komórkach składniki odżywcze do gleby – dokładnie wtedy, gdy rośliny rozpoczynają wzrost. Jak zauważa gleboznawca Kaizad Patel z Pacific Northwest National Laboratory w Richland (stan Waszyngton), „wszystkie te składniki odżywcze, wszystkie te cząsteczki węgla są gotowe do wykorzystania przez rośliny, gdy tylko się obudzą”. W ten sposób mikroby odgrywają kluczową rolę w regulowaniu funkcjonowania ekosystemów glebowych.

Lis w zimowym krajobrazie, fot. wirestock/envato
Ekologia śniegu — młoda, ale ważna dziedzina
Ekologia śniegu to stosunkowo młoda gałąź nauki, która pozwala lepiej zrozumieć, jak ważnym elementem środowiska jest śnieg. Dawniej postrzegany jedynie jako przeszkoda dla zwierząt i roślin, dziś śnieg uznawany jest za kluczowy czynnik podtrzymujący życie. Subnivium oferuje schronienie przed mrozem, chroni przed promieniowaniem słonecznym i wspiera rozwój złożonych sieci pokarmowych.
Naukowcy, badając subnivium, korzystają z nowoczesnych technologii. W cieplejszych miesiącach wprowadzają do ziemi specjalne rurki, które zimą wyposażają w czujniki temperatury i kamery. Dzięki temu mogą obserwować życie w ukrytym mikroświecie bez jego zakłócania.
Wpływ zmiany klimatu na subnivium
Subnivium jest jednak niezwykle wrażliwe na zmiany w środowisku. Jego istnienie zależy od odpowiedniej pokrywy śnieżnej, która staje się coraz rzadsza w wyniku zmiany klimatu. „Subnivium jest tymczasowe i podatne na erozję” — ostrzega Pauli. Zmniejszająca się pokrywa śnieżna i krótsze zimy mogą zniszczyć ten delikatny mikroklimat, a wraz z nim unikalne ekosystemy.
Śnieg, jako element kriosfery (obejmującej również lodowce i zamarzniętą ziemię), odgrywa kluczową rolę w stabilizowaniu klimatu. Jednak zmiana klimatu zakłóca tę równowagę, co prowadzi do zmniejszenia powierzchni sezonowej pokrywy śnieżnej. Skutki tych zmian mogą być katastrofalne nie tylko dla subnivium, ale także dla całego ekosystemu.
Ochrona zimowego mikroświata
Aby chronić subnivium, konieczne jest zwiększenie świadomości na temat jego znaczenia i zagrożeń. Zrozumienie roli, jaką odgrywa w ekosystemie, może pomóc w opracowaniu strategii ochrony. Subnivium przypomina, że życie potrafi przystosować się nawet do najbardziej ekstremalnych warunków. Ten zimowy mikroświat, choć ukryty przed naszym wzrokiem, odgrywa niezwykle istotną rolę w równowadze ekologicznej. Warto więc go chronić i docenić — zanim będzie za późno.
- Erin Blakemore; "Snow is the only thing keeping some plants and animals from freezing to death"; https://www.popsci.com/story/environment/why-animals-need-snow-subnivium/; 22-01-2025;
- Bethany Brookshire; "There’s life beneath the snow — but it’s at risk of melting away"; https://www.snexplores.org/article/subnivium-life-under-snow-climate-risk; 22-02-2025;




