Зона тундры

Общая характеристика. Растительность зоны тундры характеризуется безлесьем, развит моховой и лишайниковый покров, многолетние травы, кустарники и кустарнички. Расположена она в субарктическом поясе Земли, т. е. за северным пределом лесной зоны. Включает она не только Крайний Север континента, но и острова полярных морей: Шпицберген, Франца-Иосифа, Новую Землю, Новосибирские, Врангеля и др. В более северных районах (на островах) растительность почти полностью отсутствует. Это объясняется как недостатком тепла в вегетационный период, так и сильными ветрами, которые иссушают и вырывают из субстрата растения.

Общая площадь тундры, включая и лесотундру, составляет около 3 млн. км², т. е. приблизительно 15% территории СССР. Ширина зоны равна 6 - 8 географическим градусам, или 600 - 800 км.

Климатические условия. Климат тундры суровый и характеризуется низкими температурами - как годовыми, так и зимними, весенними, летними и осенними. Широта, в которой располагается тундровая зона, имеет низкий годовой радиационный баланс (7 - 8 ккал/см² на севере и около 12 ккал/см² на юге). Однако за июнь - август радиационный баланс высок - 17 - 21 ккал/см², с октября по апрель он отрицателен. Морозы достигают - 50°С при сильных ветрах (до 40 м/сек), причем зимой господствуют ветры южного направления, летом - северного. Среднегодовая температура ниже 0°С. Особенно холодный январь, средняя температура составляет - 25°С. Летние температуры не поднимаются выше 15°С. Приземный слой воздуха летом более теплый, чем на небольшой высоте над почвой. Количество осадков, особенно на востоке, невелико, мощность снежного покрова незначительна. Отсутствие стока и малое испарение с почвы и растительного покрова создают избыточное увлажнение. Относительная влажность воздуха около 80%, особенно она велика летом. Так, среднесуточная влажность воздуха в июле составляет 75 - 90%. Тундра находится в области вечной мерзлоты грунтов, и только летом земля оттаивает на сравнительно небольшую глубину: песчаные почвы на 1,2 - 1,6, глинистые грунты - на 0,7 - 1,2, торфяные - на 0,2 - 0,4 м. В результате грунты из-за перенасыщения влагой часто приобретают подвижность. Это способствует своеобразной сортировке обломочного материала на поверхности и созданию так называемых полигональных тундр. Снежный покров сохраняется 200- 280 дней в году, его толщина 20 - 50 см. Метели и ветры очень часты, поэтому снежный покров залегает неравномерно. Речной сток составляет 75 - 90% количества осадков.

Для тундры характерна большая облачность во все времена года (75 - 80%), однако вследствие большой продолжительности дня в вегетационный период растения получают много света. Вегетационный период тундровых растений - от 100 дней у южных границ европейской части тундровой зоны до 80 - 90 дней у Восточной Сибири и 40 - 60 дней на островах. Годовое количество осадков в европейской части около 400 мм, в Восточной Сибири 200 - 250 мм.

Как ни парадоксально, но тундра имеет некоторые общие черты с пустыней: и там, и здесь выпадает небольшое количество осадков - 200 - 300 мм в год, промывание и выщелачивание почв идут медленно, как медленно протекает процесс почвообразования; растительный покров тундры не сомкнут.

Почвы. Для тундры характерно слабое развитие почвенного покрова. Общая мощность профиля почвы обычно достигает 20 - 30 см, однако имеются участки, где он не превышает 10 см. Незначительное развитие процессов химического выветривания обусловлено малой энергией биохимических процессов из-за низких температур и краткого вегетационного периода. В почвах тундры количество подвижных питательных элементов ничтожно, к тому же они часто обладают высокой кислотностью, если сформировались в условиях наносов, не содержащих карбонатов. Процессы минерализации затруднены из-за слабого развития микроорганизмов, преобладают почвенные грибы.

Значительные пространства в тундре заняты сфагновыми торфяниками.

Выделяют полигональные, болотные и подзолисто-глеевые почвы. Полигональные почвы присущи арктическим областям. Характеризуются они наличием сети трещин или сетью из камней, образующих более или менее правильные площадки - полигончики. Растительность здесь обычно отсутствует или представлена одиночными экземплярами высших растений. Редко встречаются площадки из мхов и лишайников. Почвообразовательные процессы примитивны и подавлены явлениями морозного выветривания и перемещения материала.

Болотные почвы свойственны для лишайниково-моховых и кустарниковых тундр. Среди болотных выделяют торфянисто-глеевые, дерново-глеевые и торфяные почвы.

Растительный покров тундры. Флора тундры из-за целого комплекса неблагоприятных экологических факторов очень бедна и составляет всего 350 - 400 видов. Вместе с тем суровые условия тундры наложили характерный отпечаток на произрастающие растения. Здесь они обычно низкорослые, их высота не превышает 10 - 15 см, а в большинстве случаев - 4 - 6 см. Валовой запас растительной массы 12 - 32 ц/га, годовой прирост 7 - 12 ц/га. В сообществах развиты кустарничко-травяные и мохово-лишайниковые ярусы. Травянистые покрытосеменные представлены почти исключительно многолетниками, причем преобладают гемикриптофиты и хамефиты. Из однолетников (терофиты) встречается не более 2 - 3 видов, в частности кенигия (Koenigia islandica - семейство Polygonaceae). Это объясняется тем, что для прохождения всех фаз развития за один вегетационный период терофитам не хватает ни времени, ни достаточного количества тепла.

Примечательный факт: в тундре встречается много зимнезеленых видов. Их разделяют на следующие жизненные формы: 1) кустарниковый приземистый тип хвойных (Iuniperus папа, Pinus pumila); 2) кустарнички с жесткими листьями брусничного типа (Vaccinium vitis-ideae, V. oxycoccus, Andromeda polifolia, Arctous alpina); 3) кустарнички верескового типа (Ledum palustre, Cassiope tetragona, C. hynoides, Empetrum nigrum и др.); 4) кустарнички типа плотных приземистых дерновин (Diapensia lapponica).

Имеется значительное число видов, относящихся к летнезеленым кустарникам и кустарничкам (Vaccinium uliginosum, V. myrtillus, Betula папа, виды Salix, Dryas octopetala и др.). Здесь также представлены стланиковые формы растений и, как у ряда ив (Salix polaris, S. reticulata и др.), - шпалерные жизненные формы. Широко распространены и оригинальные травянистые подушковидные формы. Подушкообразная форма у травянистых растений или кустарничков образуется за счет частого ветвления и очень замедленного нарастания побегов. Эти растения менее подвержены губительному воздействию ветров, морозов и лучше защищены снежным покровом в зимнее время. Травянистые растения-подушки представлены видами камнеломки (Saxifraga), крупки (Draba). Образцом подушковидного кустарничка является диапензия лапландская (Diapensia lapponica).

Некоторые растения тундры уходят в суровую полярную ночь в фазе цветения или молодых плодов (камнеломка супротивнолистная - Saxifraga oppositifolia, ложечная трава - Cochlearia arctica и др.). Весной репродуктивные органы оттаивают и продолжают дальнейшее развитие. Нередко растения тундры имеют довольно крупные размеры и яркие околоцветники; таковы (Dryas punctata, Myosotis alpestris, Polemonium acutiflorum, Silene acaulis и др.).

Наконец, следует подчеркнуть, что тундровые растения - это преимущественно виды "длинного дня". Однолетники и двулетние жизненные формы здесь не представлены.

Типы тундр. Тундра представляет собой далеко не однородное пространство. Ее разделяют на подзоны, причем деление, приведенное нами выше, не является единственным. Так, Л. Берг (1947) выделяет четыре подзоны: арктическую, типичную, или кустарниковую, южную тундру и лесотундру. Другие авторы, например Б. Городков (1915), дифференцируют зону тундры на пять подзон.

В арктической тундре растениям доступны лишь прибрежные склоны и вершины гор, выступающие среди льдов. Здесь распространены полигональные почвы. Растительный покров сильно разрежен и однообразен. Встречаются главным образом кустарнички: водяника - Empetrum nigrum, брусника - Vaccinium vitis idaca, морошка - Rubus chamaemorus, из травянистых растений наиболее холодоустойчивые: ложечная трава - Cochlearia arctica, камнеломка супротивнолистная - Saxifraga oppositifolia и др. Почти полностью отсутствуют сфагновые мхи и болота. Редко встречаются лишайниковые ассоциации.

Кустарниковая тундра составляет наиболее широкую полосу. Здесь в долинах и на водоразделах встречаются кустарники - карликовая береза или ерник (Betula папа), ивы (Salix herbaceae) и др. По низинам распространены сфагновые болота. На буграх обычны осоки - Carex aquaticus, C. rarifolia и С. rotundata, пушица - Eriophorum angustifolia. Из лишайников представлена охролехия - Ochro-Iechia tartarica. В этой подзоне тундровый ландшафт наиболее разнообразен. Большой хозяйственный интерес представляют песчано-лишайниковые тундры с преобладанием видов Cetraria и Cladonia.

Следует отметить, что различные виды кладоний, или ягелей (С. alpestris, С. silvatica, С. rangiferina), играют очень важную роль в жизни животных тундры. Они служат основным зимним кормом (почти 9 мес в году) для домашнего и дикого оленей. Олени по своей природе животные древоядные, нуждаются в летних пастбищах. Таковыми являются кустарниковая тундра и долины рек, где развита древесная и кустарниковая растительность. Основной корм здесь - молодые побеги ерника, ивняков, а также травянистые растения - осоки, злаки. Оленьих пастбищ в тундре и лесотундре Советского Союза насчитывают около 358,2 млн. га. Из-за медленного отрастания лишайников (годовой прирост 2 - 5 мм) оборот оленьих пастбищ составляет 10 - 25 лет.

Из покрытосеменных кустарничков и трав здесь встречаются водяника (Empetrum nigrum), голубика (Vaccinium uliginosum), карликовая береза и др. Кроме песчано-лишайниковой тундры, на песках развивается песчано-дернистая. Здесь в растительном покрове доминируют злаки: овсяница овечья (Festuca ovina), вейник (Calamagrostis lapponica), щучка альпийская (Deschampsia alpina). Значительным разнообразием видов представлены тундры и на других почвах, в частности на глинистых.

Южная подзона характеризуется следующими признаками. На водоразделах обильно представлены кустарнички, а в долинах - деревья, сфагновые торфяники, в том числе крупнобугристые.

Травянистые растения низкорослые, с крупными яркими цветками: герань лесная (Geranium silvaticum), вероника крупная (Veronica grandis), разные виды камнеломок (Saxifraga stellaris, S. foliosa и др.), горечавка золотистая (Gentiana aurea), незабудка альпийская (Myosotis alpestris), синюха остролистная (Polemonium acutifolium).

В южной тундре в речных долинах встречается древесная растительность, но она не выходит на водоразделы. На западе, на Кольском полуострове, встречаются березы (Веtula tortuosa, В. kusmisscheffii) до 3 - 5 м высоты; восточнее Белого моря и до Полярного Урала выступает сибирская ель (Picea obovata) до 5 - 10 м высоты, а в Восточной Сибири господствует лиственница сибирская (Larix sibirica). Дальше к востоку распространена даурская лиственница, а на крайнем северо-востоке - тополь (Populus suaveolens); чозения (Chosenia macrolepis), береза Каяндера (Betula cajandera).

Следует указать, что тундровые экосистемы очень хрупкие и легко деградируют при антропогенных нагрузках, поэтому надо уделять большое внимание мероприятиям по их сохранению.