Почему в тундрах канады летом образуются трещины. Загадочные провалы в ямальской тундре. Характерные черты тундровой почвы
Слово "тундра" в переводе с финского означает безлесную голую возвышенность. И на самом деле, она занимает обширные территории Северного полушария в субарктических широтах, где в условиях достаточно жесткого климата преобладает мшистая и лишайниковая растительность. Пространства отличаются отсутствием высокорослых деревьев, хотя тундра и лесотундра граничат с роскошными таежными лесами. Лишь многолетние травы и мелкие кустарники покрывают холодную землю в периоды короткого лета.
Из-за высокой и низкой испаряемости возникает эффект заболоченности земель в этих суровых местах. Но что мешает воде просачиваться в тундровую почву?
Климат
Зона тундры протянулась узкой полосой по северу Евразии и причем бό̍льшие области находятся в России и Канаде. и субантарктический. При сильном ветре и температурах воздуха зимой до -30°, а летом едва доходящих до +5+10° по Цельсию, даже здесь не растут.
Долгая снежная зима и всего лишь 2-3 относительно теплых месяца в году способствуют тому, что тундра страдает от переизбытка влаги. Низкий температурный режим не дает ей испаряться, заболачивая огромные территории. Зима для тундры - это полярная ночь, а летом солнце светит практически целыми сутками. Весна и осень с проявлением всех своих признаков укладываются в один-единственный месяц - май и сентябрь соответственно. Характеризуются быстрым сходом невысокого снежного покрова и таким же стремительным его возвращением уже в начале октября.
Характерные черты тундровой почвы
Особенности жесткого субарктического и субантарктического климата, а также грунта - вот что мешает воде просачиваться в тундровую почву. Оттепелей хватает лишь на то, что оттаивают только верхние слои земли на незначительную глубину. превращает тундровую почву в обледенелую глыбу, и подобное состояние не меняется.
Зимой в этих краях выпадает достаточно много снега, но он ложится на пустынные равнины тонким слоем, поскольку большую часть сдувают сильные ветры.
Глеевые и каменистые почвы имеют характерную ржавую и серую окраску. Слои почвенного покрова тундры то оттаивают, то промерзают, постепенно перемешиваясь между собой. Таким образом, перегной, гумус и торф опускаются на метровую глубину. При обилии влаги глинистые и суглинистые почвы заболачиваются. На плоских равнинах земля буквально прогибается под тяжестью человека, стремясь засосать его в густую трясину. Однако торфяной слой не превышает 50 сантиметров из-за скудного покрова травянистых растений и мха. На песчаных обезвоженных участках почвенный слой - это подзолы и подбуры.
Что мешает воде просачиваться в тундровую почву?
Пока вопрос до конца не раскрыт. Что мешает воде? Просачивается в влага только летом, сквозь торфяную подушку и образованные сильными морозами трещины. Но поскольку за зиму земля промерзает на глубину до полутора километров и за короткий теплый период не успевает оттаять, пограничный слой, превращенный буквально в каменно-ледяную корку, становится для воды непреодолимой преградой.
Таким образом, ответ на вопрос о том, что мешает воде просачиваться в тундровую почву, прост и логичен: мерзлота не дает влаге просочиться глубоко, а вода не прогревается до такой степени, чтобы растопить промерзшую насквозь землю. Так и живет бескрайняя и необогретая тундра тысячелетиями.
Этот экорегион охватывает север материка Северная Америка. Конечно, многое его роднит с Евразийской тундрой: многие виды фауны, обитающие на североамериканских территориях, либо являются родственниками евразийских видов, либо распространены в целом на обоих континентах. Проблемы, с которыми сталкиваются защитники тундры, также во многом схожи: разработки месторождений нефти и газа приводят к катастрофическому загрязнению уникального природного мира.
Арктическая тундра - территория низких, плоских и болотистых береговых равнин, покрытых озерами, заполненными растаявшим льдом.
ЗВЕНО В ТУНДРОВОЙ ЦЕПИ
Тундра Северной Америки является частью природной зоны тундры Северного полушария.
Зона американской тундры занимает северную часть материка Северной Америки и проходит от Северной Аляски вдоль побережья Гуд-зонова залива к северу Лабрадора и Ньюфаундленда. На востоке, где сказывается влияние Лабрадорского течения, тундра распространяется до 55-54° с. ш.
К северу от границы распространения широколиственных и хвойных деревьев простираются кустарниковые тундры, где преобладают такие неприхотливые растения, как ползучий вереск, карликовая и полярная береза, ива, ольха и невысокие кустарник.
Так как тундра Северной Америки располагается в районах, где воды Северного Ледовитого океана глубоко вдаются в сушу, здесь очень запутанная картина ветрового режима, с частой сменой направления и разной силой. Потому и география распространения тундровых растений крайне сложна. Так как этот район во многом сходен с лесотундрой и тайгой, нет ничего удивительного в том, что совершено внезапно для путешественника невысокая и согнутая во всех направлениях растительность на открытых местах вдруг сменяется высокими деревьями в долинах рек и у подножия гор.
Однако при движении на север все заметнее становится преобладание настоящей тундры со мхами, лишайником, осокой и пушицей, а древесные массивы исчезают окончательно.
Особенность североамериканской тундры - в широком распространении арктического ландшафта - низких, плоских и болотистых береговых равнин. Растительность здесь скудная, с коротким вегетативным периодом и представлена преимущественно мхами и лишайниками. Она не образует ровного покрова и зачастую засеивает трещины в почве, образовавшиеся из-за сильных морозов. Там, где перемешаны лед и земля, образуются ледяные клинья и бугры пучения, в Серной Америке прозванные пинго.
Климат североамериканской тундры очень суров. Ветер здесь набирает экстремальную силу, он сдувает снег в низины, где образуются снежные заносы, сохраняющиеся даже летом. Именно из-за отсутствия снега на равнинах почва промерзает и за короткое лето не успевает прогреться. На большей территории климат арктической тундры более влажный и сырой, чем в границах приполярной тундры, продолжающейся от американской Аляски на восток - вплоть до канадского Квебека.
Отдельно выделяют тундру северо-запада Северной Америки - Аляскинского хребта и гор Святого Ильи. Этот экорегион включает горы внутренних районов Аляски, постоянно покрытые льдом и снегом. Те редкие участки, что остаются свободными ото льда, представляют собой каменистую, скалистую и высокогорную тундру.
Занятия местного населения в тундре и Северной Америки, и Евразии сходны. Это оленеводство (арктические тундры становятся обширными пастбищами оленей в летнее время года), охота на морского зверя (по квотам министерства природопользования) и ловля рыбы. Из ремесел - резьба по кости и шитье одежды и обуви из оленьих шкур. Крупных городов в тундре Северной Америки нет.
Зона тундры занимает северное побережье Северной Америки. Южная граница тундры на западе проходит у полярного круга, восточнее углубляется в более южные широты, захватывая побережье
Гудзонова залива и северную часть полуострова Лабрадор.
ТУНДРА ПОД УГРОЗОЙ
Самая большая опасность, угрожающая тундре Северной Америки, исходит от нефтегазопроводов, разработки месторождений углеводородов и глобального потепления.
Животный мир североамериканской тундры куда богаче по видовому составу, чем растительность. Из крупных млекопитающих преобладает олень-карибу, бурый медведь, полярный волк, полярная ласка, белый медведь и овцебык (мускусный бык), из мелких - лиса, песец, лемминг и горностай, из птиц - белый гусь, казарка черная, белая и тундровая куропатка, аляскинский подорожник (птица семейства овсянковых) и белая сова, из морских млекопитающих - тюлень, морж, нарвал, белуха, гренландский кит. В реках очень много рыбы: озерная форель, сиг, хариус.
Однако лишь совсем небольшая часть флоры и фауны тундры Северной Америки характерны только для этих мест. Чтобы это выяснить, специалистам понадобилось немало времени. Например, на заре изучения животных Северной Америки оленя-карибу и евроазиатского северного оленя считали разными видами (сегодня в Америке выделяют два подвида карибу - тундрового и лесного), а вместе с ними - американского и евроазиатского лося. Поздние исследования перемещения видов по Беринговому перешейку, некогда соединявшему Северную Америку и Евразию, показали, что все эти виды родственные или вовсе идентичные.
Примеров тому много. Седой сурок - типичный житель горных американских тундр - родной брат горно-тундрового сибирского черношапочного сурка. Длиннохвостый суслик - обитатель американских тундр - живет и в Сибири. Овцебыка можно было бы назвать «коренным американцем», если не знать, что он исчез из тундр Евразии во времена первобытных людей, немилосердно уничтожавших популяцию животного.
В целом большинство американских тундровых эндемиков представлены относительно молодыми видами, что совсем недавно обособились от своих ближайших родственников из того же рода.
Совсем уникальное явление для тундры Северной Америки - распространение отдельных видов птиц, прилетающих сюда лишь в летние месяцы: среди таких видов, прилетающих на полуостров Лабрадор, замечены даже несколько видов тропических колибри, юнко (род воробьиных птиц из семейства овсянковых, характерных только для Северной Америки), саванно-вая овсянка (лишь изредка встречающаяся в тундрах Чукотки), канадская казарка (самый массовый здесь вид пернатой дичи).
Чем севернее, тем фауна беднее и тем больше ее жизнь связана с морем: это и гнездящиеся на скалах чистиковые и чайки, и ластоногие с белыми медведями. Редкий гость из глубин южной тундры - песец и пуночка.
Проблемы, связанные с загрязнением тундры, во многом схожи для разных ее участков из-за характера разрабатываемых здесь полезных ископаемых, их хранения и транспортировки. Несмотря на строжайший контроль и многомиллионные штрафы за утечки из нефтепроводов, загрязнение окружающей среды продолжается, олени отказываются пользоваться специальными проходами, да и автопоезда сдирают гусеницами верхний защитный слой почв тундры, на восстановление которого требуется почти сто лет.
ЛЮБОПЫТНЫЕ ФАКТЫ
■ Река Маккензи была открыта и впервые пройдена шотландским путешественником Александром Маккензи в 1789 г. Ее первоначальное название - Дисаппоинтмент, что в буквальном переводе с английского означает «разочарование». Присвоив реке столь странное название, Маккензи выразил собственное расстройство из-за того, что она вывела его не к Тихому океану, а к Северному Ледовитому.
■ Термин «пинго» как типично североамериканское обозначение бугра пучения впервые появился в 1938 г. Его позаимствовал у эскимосов датско-канадский ботаник Альф Порслиг.
■ Самый простой способ попасть вглубь североамериканской тундры - проехать по шоссе вдоль Трансаляскинского трубопровода, что проложен от Барлоудо тихоокеанского порта Валдиз и представляет самую большую угрозу экологии тундры Северной Америки.
■ Тундровое растение лабрадорский чай имеет листья красного цвета, чтобы использовать хлорофилл и солнечное тепло для сохранения внутреннего тепла. Ни одно из тундровых животных его не ест.
■ За год в североамериканской тундре выпадает меньше осадков, чем в пустыне Мохаве.
ДОСТОПРИМЕЧАТЕЛЬНОСТИ
■ Природные: национальный парк и заповедник Гейтс-оф-те-Арктик (Аляска, США), национальный парк Кобук-Валли (Аляска, США), национальные парки Вапуск и Юккусайксалик (побережье Гудзонова залива, Канада), националь-ный парк Грос-Морн (о. Ньюфаундленд, Канада), национальный парк Торнгат-Маунтинс (п-ов Лабрадор, Канада).
Атлас. Целый мир в твоих руках №255
Летом 2014 года в тундре Ямала появились загадочные кратеры и они продолжают появляться в 2015-м. Для их изучения были направлены несколько экспедиций. Участник 2-ой экспедиции, кандидат геолого-минералогических наук Владимир Оленченко рассказал о тех выводах, к которым пришли учёные.
В начале 2014 года в СМИ появилась информация о необычном геологическом новообразовании, случайно обнаруженном вертолётчиками на полуострове Ямал недалеко от Бованенковского месторождения. Образование представляло собой отверстие в земле внушительных размеров и имело вид кратера.
Летом и осенью 2014 года в район образования кратера было отправлено несколько экспедиций. В результате 1-й экспедиции были получены данные о размерах кратера и первые результаты геофизических исследований внутреннего строения кратера. Для уточнения данных Российский центр освоения Арктики (г. Салехард) организовал вторую комплексную экспедицию, в которой участвовали 8 исследователей из Новосибирска, Тюмени и Москвы.
Она продолжалась 15 дней, с 29 августа по 12 сентября. Были проведены детальные площадные геофизические исследования территории образования кратера методами электромагнитного и электрического зондирования.
Сейчас кратер постепенно превращается в озеро. Большинство озёр на Ямале термокарстового происхождения. Они образованы в следствие вытаивания пластового льда и льдистых пород. Однако последние события показали, что часть озёр может быть следами воронок газового выброса.
Один из участников 2-ой экспедиции, кандидат геолого-минералогических наук, доцент Институт нефтегазовой геологии и геофизики имени А. А. Трофимука СО РАН Владимир Оленченко рассказал о задачах экспедиции, причинах образования кратеров и о том, чем они могут быть опасны.
«Причиной образования кратеров, таких воронок, является пневматический выброс, то есть внезапный выход газа… Постепенно растёт напряжение и потом происходит хлопок. Это немного похоже на вылет пробки из бутылки шампанского. Но причин несколько и они комплексные. Среди них - глобальное потепление, которое разогревает мёрзлую толщу, что приводит как к изменению и прочностных свойств, а также к разрушению реликтовых газогидратов, которые залегают на небольшой глубине и геофизические признаки которых мы установили как раз в зоне нахождения этого кратера», - сообщил эксперт.
По его словам, задачей 2-ой экспедиции было осмотреть произошедшие изменения, сделать детализацию геофизических исследований, а также взять дополнительные пробы льда.
«Как мы и ожидали, сейчас кратер заполняется льдом…В первый раз мы видели большое глубокое отверстие в земле. Сейчас это уже больше похоже на озеро, на одно из тысяч озёр на Ямале. Единственное, что его отличает – это крутые берега, однако на следующий год они обтают, обтекут и это уже будет похоже на обычное озеро», - рассказывает Владимир Оленченко.
При этом он заверил, что подобные новообразования не несут опасность для населённых пунктов, поскольку маловероятно, что реликтовые газогидранты есть в их пределах на глубине.
Учёный объяснил, что взрывается не сам кратер, а бугры пучения, так как кратер - уже следствие взрыва. Поскольку в России пока нет опыта изучения подобных объектов, учёные сейчас пытаются выработать критерии распознавания бугров пучения, чтобы впоследствии научится прогнозировать эти явления.
Арктические пустыни (полярная пустыня, ледяная пустыня), разновидность пустыни с крайне разреженной скудной растительностью среди снегов и ледников арктического и антарктического поясов Земли. Распространена на большей части Гренландии и Канадского Арктического архипелага, а также на других островах Северного Ледовитого океана, на северном побережье Евразии и на островах близ Антарктиды.
В арктической пустыне произрастают небольшие изолированные участки с преимущественно накипными мхами и лишайниками и травянистой растительностью. Они выглядят как своеобразные оазисы среди полярных снегов и ледников. В условиях арктической пустыни встречаются некоторые виды цветковых растений: полярный мак, лисохвост, лютик, камнеломка и др
Зона арктических пустынь занимает самую северную окраину Азии и Северной Америки и острова Арктического бассейна в пределах полярного географического пояса. Климат зоны арктический, холодный, с продолжительной суровой зимой и коротким холодным летом. Сезоны условны – с полярной ночью связан зимний период, с полярным днем – летний. Средние температуры зимних месяцев колеблются от -10 до -35°, а на севере Гренландии до -50°. Летом они повышаются до 0°, +5°. Осадков выпадает мало (200-300 мм за год). Эту зону называют еще царством вечных снегов и ледников. За короткое лето освобождаются от снега только небольшие участки суши с каменистыми и болотистыми почвами. На них растут мхи и лишайники, изредка цветочные растения.
Ледяная зона (зона арктических пустынь) – самая северная на территории нашей страны – располагается в высоких широтах Арктики. Крайний юг ее лежит около 71° с. ш. (остров Врангеля), а север – под 81° 45" с. ш. (острова Земли Франца-Иосифа). В пределы зоны входят Земля Франца-Иосифа, северный остров Новой Земли, Северная Земля, Новосибирские острова, остров Врангеля, северная окраина Таймырского полуострова и расположенные между этими участками суши арктические моря.
Высокая географическая широта определяет исключительную суровость природы ледяной зоны. Ландшафтная ее особенность – ледяной и снежный покров, лежащий почти на протяжении всего года. Положительные средние месячные температуры воздуха, близкие к нулю, наблюдаются лишь на низменностях, и притом не более двух-трех месяцев в году. В августе – самом теплом месяце – средняя температура воздуха не поднимается выше 4–5° на юге зоны. Годовая сумма атмосферных осадков 200-400 мм. Подавляющая часть их выпадает в виде снега, инея и изморози. Снежный покров даже на юге зоны лежит около девяти месяцев в году. Мощность его сравнительно невелика – в среднем не более 40-50 см. Большая облачность, частые туманы и сильные ветры усугубляют неблагоприятные для жизни черты климата ледяной зоны.
Рельеф большинства островов сложный. Плоские низменные равнины, на которых лучше всего выражен зональный ландшафт, свойственны прибрежным участкам. Внутренние районы островов, как правило, заняты высокими горами и столовыми плато. Максимальные абсолютные отметки на Земле Франца-Иосифа достигают 620-670 м, на северном острове Новой Земли и на Северной Земле близки к 1000 м. Исключение составляют Новосибирские острова, обладающие повсюду равнинным рельефом. В связи с низким положением снеговой границы значительные пространства на Земле Франца-Иосифа, Новой Земле, Северной Земле и островах Де-Лонга заняты ледниками. Они покрывают 85,1% Земли Франца-Иосифа, 47,6% Северной Земли, 29,6% Новой Земли.
Общая площадь оледенения на островах советской Арктики – 55 865 км 2 – более 3/4 площади всего современного оледенения территории СССР. Зона фирнового питания на юго-востоке Земли Франца-Иосифа начинается па высоте 370-390 м; несколько ниже – от 300-320 до 370-390 м – лежит зона питания «наложенным» льдом на Новой Земле – выше 650 – 680 м, на Северной Земле – на высоте 450 м. Средняя толщина ледяного щита на Новой Земле составляет 280-300 м, на Северной Земле – 200 м, на Земле Франца-Иосифа – 100 м. Местами материковые льды спускаются к побережью и, обламываясь, образуют айсберги. Все пространство суши, свободное от льда, сковано многолетней мерзлотой. Максимальная мощность ее на севере Таймырского полуострова – более 500 м. Встречаются ископаемые льды жильного и отчасти глетчерного (на Новой Земле) происхождения.
Моря Ледовитого океана, омывающие острова и архипелаги, представляют собой особую, но неотъемлемую часть ландшафта ледяной зоны. Большую часть года они сплошь покрыты льдами – многолетним арктическим паком, переходящим на юге в береговой припай. На стыке пака и припая, в районах с преобладающим выносом льдов, образуются стационарные полыньи шириной десятки и даже сотни километров. Различают Канадский и Приатлантический массивы многолетних океанических льдов с зоной раздела в районе подводного хребта Ломоносова. Более молодым и менее мощным льдам Канадского массива свойственна антициклональная система циркуляции (по часовой стрелке), льдам Приатлантического массива – циклональная незамкнутая система (против часовой стрелки), при которой они частично с помощью Восточно-Гренландского течения выносятся в Атлантический океан. В. Н. Купецкий (1961) предлагает различать здесь ландшафты дрейфующих льдов Центральной Арктики и невысокоширотной Арктики, припайных льдов, льдов материкового склона и стационарных заприпайных полыней. Последние два типа ландшафтов характеризуются наличием среди льдов открытой воды и сравнительно богатой органической жизнью – обилием фитопланктона, птиц, присутствием белого медведя, тюленей, моржа.
Низкие температуры воздуха способствуют энергичному развитию в ледяной зоне морозного выветривания, резко замедляя интенсивность процессов химического и биологического выветривания. В связи с этим грунты и почвы состоят здесь из довольно крупных обломков горных пород и почти лишены глинистого материала. Частый переход летом температуры воздуха через 0° при близком залегании вечной мерзлоты вызывает активное проявление солифлюкции и пучения грунтов. Эти процессы в сочетании с образованием морозобойных трещин влекут за собой формирование так называемых полигональных почв, поверхность которых расчленена трещинами или валиками из камней на правильные многоугольники.
Водноэрозионные процессы в зоне сильно ослаблены из-за краткости теплого периода. Тем не менее и здесь при благоприятных для этих процессов условиях рельефа (крутые склоны) и наличии рыхлых горных пород может развиваться густая овражная сеть. Овражные ландшафты описаны, например, для севера Новой Земли, Новосибирских островов, островов Визе и Исаченко, полуострова Таймыр. Развитию оврагов на Новосибирских островах способствуют мощные пласты погребенных льдов. Вскрываемые морозобойными трещинами или эрозионными размывами погребенные льды начинают энергично таять и талыми водами усиливают эрозионный процесс.
Оттаивание многолетней мерзлоты и заключенных в ней горизонтов погребенных, инъекционных и полигонально-жильных льдов сопровождается образованием провалов, впадин и озер. Так возникают своеобразные термокарстовые ландшафты, характерные для южных районов зоны и особенно для Новосибирских островов. На остальной большей части ледяной зоны термокарстовые ландшафты редки, что объясняется слабым развитием здесь ископаемых льдов. Термокарстовые впадины здесь обычны только на древних моренах, под которыми погребены льды отступивших ледников. С термокарстом и эрозионным размывом рыхлых наносов связано образование конусообразных земляных бугров-байджарахов высотой от 2-3 до 10-12 м. Мелкобугристые байджараховые ландшафты свойственны морским и озерным побережьям Таймыра и Новосибирских островов.
По характеру растительности ледяная зона представляет собой арктическую пустыню, отличающуюся разорванным растительным покровом с общим покрытием около 65%. На бесснежных зимой внутренних плато, вершинах гор и склонах морен общее покрытие не превышает 1-3%. Преобладают мхи, лишайники (преимущественно накипные), водоросли и немногие виды типично арктических цветковых растений – лисохвост альпийский (Alopecurus alpinus), щучка арктическая (Deschampsia arctica), лютик (Ranunculus sulphureus), камнеломка снежная (Saxifraga nivalis), полярный мак (Papaver polare). Вся островная флора высших растений здесь насчитывает около 350 видов.
Несмотря на бедность и однообразие растительности арктических пустынь, характер ее меняется при движении с севера на юг. На севере Земли Франца-Иосифа, Северной Земле, севере Таймыра развиты травяно-моховые арктические пустыни. Южнее (юг Земли Франца-Иосифа, северный остров Новой Земли, Новосибирские острова) они замещаются обедненными кустарниково-моховыми арктическими пустынями, в растительном покрове которых изредка встречаются прижатые к земле кустарнички: полярная ива (Salix polaris) и камнеломка (Saxifraga oppo-sitifotia). Для юга ледяной зоны характерны кустарничково-моховые арктические пустыни со сравнительно хорошо развитым кустарничковым ярусом из полярной ивы, арктической ивы (S. arctica) и дриады (Dryas punctata).
Низкие температуры летом, разреженная растительность и повсеместно распространенная вечная мерзлота создают неблагоприятные условия для развития почвообразовательного процесса. Мощность сезонно-талого слоя составляет в среднем около 40 см. Оттаивать почвы начинают только в конце июня, а в начале сентября они уже снова замерзают. Переувлажненные в момент оттаивания, летом они хорошо просыхают и растрескиваются. На обширных пространствах вместо сформировавшихся почв наблюдаются россыпи грубого обломочного материала. Нa низменностях с мелкоземистыми грунтами формируются арктические почвы, очень маломощные, без признаков оглеения. Арктические почвы имеют бурую окраску профиля, слабокислую, почти нейтральную реакцию, насыщенный основаниями поглощающий комплекс. Характерной чертой служит их ожелезненность, вызванная накоплением в верхних горизонтах почвы малоподвижных железоорганических соединений. Арктическим почвам свойственна комплексность, связанная с микрорельефом, составом грунтов и растительности. По утверждению И. С. Михайлова, «основной специфической чертой арктических почв является то, что они представляют собой как бы «комплекс» почв с нормально развитым профилем под растительными дернинами и с редуцированным профилем под водорослевыми почвопленками.
Продуктивность растительного покрова арктических пустынь ничтожна. Общий запас фитомассы – менее 5 т/га. Характерно резкое преобладание живой надземной массы над подземной, что отличает арктические пустыни от тундр и пустынь умеренного и субтропического поясов, где соотношение надземной фитомассы к подземной обратное. Низкая продуктивность растительности – важнейшая причина бедности животного мира ледяной зоны.
Природная зона тундры расположена в северном полушарии на северном побережье Евразии, Северной Америки и некоторых островах субполярного географического пояса, занимая около 5 % суши. Климат зоны субарктический, характеризующийся отсутствием климатического лета. Лето, которое длится всего несколько недель - прохладное, со средними месячными температурами, не превышающими +10 – + 15 ° С. Осадки выпадают часто, но общее их количество небольшое – 200 – 300 мм за год, большая часть которых приходится на летний период. Из-за низких температур, количество скопившейся влаги превышает испарение, что приводит к образованию обширных водно-болотистых территорий.
Зима долгая и холодная. В этот период столбик термометра может опускаться до -50 ° С. В течение всего года дуют холодные ветра: летом со стороны Северного Ледовитого океана, летом – со стороны материка. Характерной особенностью тундры является вечная мерзлота. Небогатый животный и растительный мир приспособлен к суровым условиям существования. Тундро глеевые почвы зоны содержат небольшое количество гумуса и перенасыщены влагой.
Арктическая тундра – бедная на растительность зона, расположенная между Северным полюсом и хвойными лесами тайги. Зимой вся вода здесь замерзает, и местность превращается в заснеженную пустыню. Под снегом находится слой промерзшей почвы толщиной примерно 1,5 км, который летом прогревается на 40 – 60 см. Полярная ночь длится месяцами. Дуют сильные ветра, земля трескается от мороза. В тундре Гренландии скорость ветра может достигать 100 км/час. Даже летом здешний пейзаж не радует глаз разнообразием. Везде россыпи щебня и голый суглинок. Только кое-где просматриваются пятна и полосы зелени. Поэтому и называют эти места пятнистой тундрой.
Там, где лето продолжительнее, где земля прогревается глубже, а зимой больше снега, широкой полосой тянется мохово-лишайниковая (типичная) тундра. Растительный мир здесь богаче и многообразнее. Летом, играя водами, сверкают на солнце реки и озера, окруженные яркой цветущей растительностью. В середине лета наступает Полярный день, который длится несколько месяцев. В типичной тундре преобладают травянистые растения, представленные осокой, мытником болотным, пушицей. В долинах рек и на защищенных от ветра склонах растут карликовые березы, ольха, полярная ива, можжевельник. Они очень низкие и не поднимаются выше 30 – 50 см. Низкорослость способствует максимальному использованию тепла верхних слоев почвы летом и лучшей защите снежным покровом от ветра и мороза зимой. По высоте кустарника в тундре измеряют толщину снега.
Большую часть тундры используют, как летние пастбища для оленей. Ягель, которым питаются олени, растет очень медленно, всего 3 – 5 мм за год, поэтому одно и то же пастбище нельзя использовать несколько лет подряд. Для восстановления лишайникового покрова требуется 10 – 15 лет.
Сложные климатические условия, постоянная борьба за выживание – не единственные проблемы современной тундры. Строительство нефтепроводов, загрязняющих почву и водоемы, использование тяжелой техники, уничтожающей и без того бедный растительный покров приводит к сокращению территорий пастбищ, гибели животных и ставит этот регион на грань экологической катастрофы.
Тундровые зоны, природные зоны материков, главным образом Северного полушария (в Южном полушарии встречаются небольшими участками на островах близ Антарктиды), в арктических и субарктических поясах. В Северном полушарии Тундровая зона расположена между зонами арктических пустынь на Севере, и лесотундры на Юге. Протягивается полосой шириной 300-500 км вдоль северного побережий Евразии и Северной Америки.
Отличительные особенности Тундровой зоны - безлесье, преобладание разреженного мохово-лишайникового покрова, сильная заболоченность, широкое распространение многолетней мерзлоты и краткость вегетационного периода. Суровые климатические условия Тундровой зоны обусловливают обеднённость органического мира. В составе растительности насчитывается всего 200-300 видов цветковых растений, около 800 видов мхов и лишайников.
Растения тундры.
1. Голубика.
2. Брусника.
3. Вороника чёрная.
4. Морошка.
5. Лойдия поздняя.
6. Лук скорода.
7. Княженика.
8. Пушица влагалищная.
9. Осока Мечелистная
10. Берёзка карликовая.
Большую часть тундровой зоны Северного полушария занимают Тундры субарктические (северные и южные), на северных её окраинах сменяясь Тундрами арктическими, где нет зарослей кустарников, наряду со мхами, лишайниками и травами, большую роль играют арктоальпийские кустарнички.
На Восточно - Европейской части России и в Западной Сибири для южных Тундр характерны крупноерниковые Тундры, с хорошо выраженным ярусом из карликовой берёзы с примесью ив. К Северу ярус кустарников редеет, они становятся более приземистыми и большую роль в растительном покрове приобретает, наряду со мхами, кустарничками и полустелющимися кустарниками, осока, имеется примесь дриады. В Восточной Сибири с увеличением континентальности климата на смену крупноерниковым Тундрам приходят мелкоерниковые Тундры с др. видом берёзки. На Чукотке и Аляске господствуют кочкарные Тундры с пушицей и осокой с участием гипновых и сфагновых мхов и примесью низкорослых кустарников, которых к Северу становится меньше. В субарктических Тундрах Канады и Гренландии преобладают Тундры с господством эрикоидных кустарничков. Тундры служат пастбищами для оленей, охотничьими угодьями, местами сбора ягод (морошки, голубики, шикши).
Полярный биоклиматический пояс характерен для областей Арктики и Антарктики. Основной географический показатель - сумма положительных температур не превышает 800С. Полярный пояс представлен двумя зонами: зона полярных пустынь и тундровая зона .
Зона полярных пустынь
В Северном полушарии Арктическая зона пустынь включает северные острова Ледовитого океана (Земля Франца-Иосифа, Северная Земля, острова де-Лонга, север Новосибирских островов) и северную оконечность полуострова Таймыр. Арктическая зона полярных пустынь охватывает также северное побережье Гренландии, некоторые острова Северо-Американского архипелага. Полярные пустыни распространены и в высокоширотных областях Антарктиды, свободных от ледяного покрова.
Зона полярных арктических пустынь отличается исключительной суровостью природы и сухостью климата. Большие площади заняты ледниками. На пространствах свободных от ледника собственно и распространяется арктическая пустыня. Здесь при резком недостатке атмосферной влаги (50-100 мм) энергично протекают процессы морозного выветривания. Почвенный покров практически отсутствует. Фрагменты почв: ожелезненные пленки на каменистой поверхности, несколько миллиметров органо-минеральной смеси под накипными лишайниками, иногда выцветы солей, карбонатность поверхностных наносов.
В фитоценозах наблюдается слабое участие наземной растительности, образующей местами в понижениях рельефа и в защищенных от ветра укрытиях сомкнутый покров. Однако на большей части повышенных элементов рельефа растительный покров очень скуден, поверхность почв часто покрыта панцирем из щебня, среди которого ютятся отдельные низкорослые растения, главным образом лишайники. Говорить о стабильном животном мире не приходится. На Земле Франца-Иосифа нет ни северного оленя, ни леммингов. Зато летом гнездятся колонии морских птиц, образуя “птичьи базары”. Их образуют тупики, топорки, чайки, гагарки и др. птицы. Жизнь большинства животных связана с океаном: моржи, тюлени, белый медведь, морская выдра и т.д. Кроме того, есть лемминги, песцы и некоторые другие животные.
В Антарктиде ландшафты, не покрытые льдом, называют оазисами . Биоклиматические условия более напряженны, чем в Арктике. Растительность оазисов очень скудна: большая часть поверхности скал и мелкоземистых наносов обнажена. На скалах местами поселяются различные виды накипных и кустистых лишайников и литофильных мхов, на мелкоземистом субстрате значительно чаще - мхи. В трещинах скал и на мелкоземистом субстрате обильна флора зеленых и сине-зеленых водорослей.
Особенно обильно заселены лишайниками и мхами поселения пингвинов и лежбища тюленей в прибрежной и островной частях Антарктиды. Так как пингвины и тюлени питаются в море, места их длительных поселений обогащаются органическим веществом и минеральными химическими элементами морского происхождения.
Наземных млекопитающих в Антарктиде нет. На побережье кроме различных видов тюленей обитает более 10 видов птиц: пингвины, буревестники, поморники и др.
Таким образом, в гляциальных (ледяных) пустынях отчетливо и повсеместно выражены все признаки пустынного выветривания и почвообразования: очень слабое глинообразование, формирование корок пустынного загара, повсеместное обызвесткование продуктов выветривания и почв, соленакопление с дифференциацией солей по профилю почв и в пределах почвенно-геохимических катен по элементам мезорельефа.
Тундровая зона
Тундровая зона расположена к югу от арктической зоны. В Евразии она простирается от северо-запада Кольского полуострова до Беренгова пролива. На территории тундры выделяются четыре провинции: Кольская, Канинско-Печорская, Северо-Сибирская и Чукотско-Анадырская.
Северо-Американская тундра охватывает северные побережья континента и южную часть Северо-Американского архипелага.
В Южном полушарии Земли тундровая зона не наблюдается.
Климат . Южная граница тундры приблизительно совпадает с июльской изотермой воздуха в 12С. При средней июльской температуре ниже 10-12 уже не могут расти деревья. Лета, в нашем понимании, если называть летними дни со средней суточной температурой воздуха выше 12, в тундре, как правило, не бывает.
С запада к востоку климат тундры делается континентальнее - осадков становится меньше, а зимы холоднее. Мурманское побережье, находящееся под влиянием Гольфстрима, имеет осадков 350-400 мм в год, средние температуры: февраль -6,2, июль-август +9,1, амплитуда - 15,3, тогда как в дельте реки Лены осадков всего 100 мм в год, средняя температура февраля -42, а июля +5, т.е. амплитуда около 47. За рекой Колыма начинает сказываться влияние Тихого океана, и климат снова делается более морским: зимы не так морозны, но лето прохладнее.
Морозы стоят в тундре от 6 до 8 месяцев, в дельте р. Лены даже до 8 1 / 2 месяцев. Однако зимой на Мурмане теплее, чем на северном берегу Каспия: январь здесь -6, тогда как в Астрахани -9. В сибирской же континентальной тундре морозы достигают в январе -50. Зимы в глубине материка холоднее, чем на побережье. Зато лето на побережье очень прохладное. Летом в тундре погода необычайно изменчива: теплые дни с положительной температурой в 15-20 и теплыми ночами, чередуются с дождливыми и холодными днями, когда ночью температура падает до -4.
Максимальные температуры в тундрах могут быть высокими, но непродолжительное время. Например, на севере Таймыра в июле температура воздуха часто бывает около 20. В южных частях Субарктики температура воздуха может в течение нескольких дней держаться около 25.
Но уровень максимальных температур - это еще не решающий фактор развития органического мира тундр. Главное - продолжительность теплого периода. Отдельные виды животных, в основном птиц и млекопитающих, могут быть активными в условиях Арктики в течение всего года. Таковы: песец, белый медведь, тундровая куропатка, северный олень. Некоторые даже могут размножаться зимой в тундре, как это делают лемминги. Но основная часть тундрового сообщества деятельна лишь в летнее время (растительность, микроорганизмы, беспозвоночные животные). Летом протекают и все основные абиотические процессы в ландшафте: выветривание, эрозия, оттаивание мерзлоты и т.д. Поэтому первостепенное значение в жизни тундры имеет продолжительность безморозного периода, который и определяет главные особенности тундрового ландшафта, его органического мира.
Общее количество осадков в тундре незначительное, в среднем 150-250 мм с отклонениями в меньшую и большую стороны. По количеству осадков тундра приближается к пустынным регионам низких широт. Однако, в тундре много воды, высокая влажность почвы и воздуха. Большие территории заняты болотами. Тундра увлажнена сильнее прочих ландшафтов Земли. Только некоторые пространства заболоченных таежных районов, например в Западной Сибири, могут соперничать с ней по обилию воды. Нигде ландшафтообразующая роль воды не выступает так отчетливо, как в тундре. Подземные льды, снег, талые воды, туманы и длительные моросящие дожди - все это мощнейшие экологические и ландшафтообразующие факторы в тундре.
Избыток воды связан с низкой испаряемостью и транспирацией растениями, которая повсеместно не превышает 100 мм в год.
Роль снега в тундрах многообразна: участие в формировании теплового режима, в частности отражение солнечной радиации в результате высокого альбедо и поглощение тепла на таяние; уменьшение процессов выветривания и денудации; предохранение растений и животных от зимних холодов; снежная корразия; ограничение сроков активной жизни и т.д. Широко известна роль снега как теплоизолятора, защищающего почву, растительность и животных от низких зимних температур. Зимой под снегом условия вполне благоприятные не только для сохранения животных и растений в покоящемся состоянии, но и для активной жизни теплокровных - леммингов, других полевок, землероек, горностая, ласки.
Снег - важнейший фактор зимней жизни крупных растительноядных млекопитающих и птиц - северного оленя, овцебыка, зайца-беляка, белой и тундровой куропаток. Все они должны каким-то образом добираться до скрытой под снегом растительности. В южной половине тундровой зоны заяц-беляк зимой поедает торчащие из-под снега ветки кустарника. Зайцев в тундре немного, и им вполне хватает этой скудной и грубой пищи. Но для оленя и куропатки здесь корма недостаточно. Они не могут разрыть мощный слой очень плотного снега и откочевывают осенью на юг, в лесотундру и тайгу, где снег рыхлый и где больше кормов.
Арктика - это нивальные ландшафты, мир снега и льда. Продолжительность залегания снежного покрова - главный отрицательный фактор в жизни большинства животных и растений. В то же время, снег играет огромную положительную роль, определяет возможность существования многих видов, предохраняя их от зимних холодов. Защищая биотопы от зимней стужи, снег способствует обитанию в тундровой зоне видов более южного происхождения. В тех районах, где снега мало, жизнь беднее, но усиливается процесс формирования холодостойких форм, хорошо приспособленных к арктическим условиям. Все это увеличивает разнообразие флоры и фауны Севера. А в этом залог процветания и устойчивости тундровых сообществ.
Рельеф . На большей части территории тундры господствует равнинный рельеф, местами холмистый, увалистый или грядовый, изобилующий замкнутыми термокарстовыми понижениями, занятыми озерами и болотами. В отдельных провинциях рельеф имеет типично горный характер (Хибины, Полярный Урал, горы Бырранга, Чукотский горный массив и др.).
Мерзлотные явления - трещинообразование, пучение, солифлюкция (сползание почвогрунтов по уклону), термокарст - формируют пятнисто-мелкополигональный и бугорковатый (пятнисто-бугорковатый) микрорельеф на тундровых водоразделах и их склонах, крупнополигональный, плоско- и крупнобугристый микрорельеф - на обширных болотных равнинах. С севера на юг от тундровой зоны все большее значение приобретают пучинные и термокарстовые микроформы (бугорки, бугры).
Горные породы - ледниковые, морские и аллювиальные отложения различного механического состава, часто сильно каменистые. В горах почвообразующие породы представлены преимущественно грубоскелетным элювием коренных пород.
Растительность . Общие ландшафтообразующие особенности фитоценозов тундровой зоны можно охарактеризовать следующим:
1. Длительный период биологического мерзлотного покоя (около 8 месяцев) и пониженная биологическая активность в летний период из-за относительно низких среднесуточных температур и охлаждения профиля почв холодом вечной мерзлоты определяет господство мхов и лишайников, кустарничков и кустарников, низкорослость и разреженность многолетников. Однолетники практически отсутствуют.
2. Растительность тундры развивается в условиях избыточного увлажнения, однако, влага часто остается недоступной для растений, так как присутствует в виде льда, поэтому многие растения имеют приспособления для уменьшения испарения (так же как и растения пустынь): мелкие листья, опушение, восковый налет и др.
3. Невысокое по сравнению с другими природными зонами Земли количество синтезируемой биомассы (4-5 ц/га) и медленные темпы ее гумификации и минерализации. В связи с этим создаются предпосылки к накоплению на поверхности почвы полуразложившихся растительных остатков (оторфовывание). Из-за избыточной увлажненности оторфовыванию и процессам оглеения способствует господство анаэробных процессов, как в органической, так и в минеральной части почвенной массы.
4. По химическому составу растительные остатки отличаются исключительно низкой зольностью. При их разложении образуются органические кислоты, вызывающие сильное подкисление почвенной массы.
Животный мир тундр характеризуется бедностью видового состава при высоком количестве животных. Суровые зимние условия переносят лишь немногие виды: лемминги, песец, северный олень, белая куропатка, полярная сова, заяц-беляк, полярный волк, горностай, длинохвостый суслик, ласка и др. В тундре Северной Америки, кроме того, обитают мускусный бык (овцебык) и карибу – аналог северного оленя. Летом в тундре появляется масса перелетных птиц, прилетающих гнездится и привлекаемых обилием разнообразных кормов (казарки, гуси, кулики, бекасы, лебеди и др.).
Вечная мерзлота . Важнейшим условием формирования природы тундры является вечная мерзлота. Это слои почвы или грунта с отрицательными температурами в течение круглого года. Мощность составляет 1-400 м. Над толщей мерзлоты лежит слой земли, замерзающий зимой и оттаивающий летом. Называется он деятельным слоем . Величина его колеблется в пределах 30-150 см в зависимости от гранулометрического состава, наличия торфяного слоя и географической широты. В этом ограниченном слое происходят биологические процессы и развиваются почвы. Стена галереи, вырубленной в мерзлоте, напоминает внешним видом серый мрамор с прожилками и крапинами. Иногда больше она похожа на слоеный пирог или на стену, сложенную из литняка. Мерзлый грунт сцементирован линзами льда. Этому каменному льду десятки тысяч лет. Вся тундра России, Канады и Аляски, кроме Кольского полуострова, охвачена вечной мерзлотой. Происхождение и поддержание ее связано с многовековыми минусовыми температурами приземной атмосферы.
Вечная мерзлота - один из факторов, поддерживающий заболачиваемость и водность ландшафтов тундры, так как она является водоупором, препятствующим вертикальной фильтрации воды, дренированности территории. И, конечно, вечная мерзлота - постоянный “холодильник”, снижающий биологическую активность почв и кор выветривания.
Почвенный покров . Преобладающие почвы тундры относятся к типу торфяно-глеевых. Главные почвообразовательные процессы: оторфовывание органических веществ в верхних слоях, над минеральной массой, и оглеение минеральной части почвенного профиля. Генетические горизонты: А т - торфянистый органогенный, мощностью 10-50 см; А - гумусовый, менее 5 см и G - глеевый, мощностью до вечной мерзлоты.
Вся жизнь в тундре зависит практически от верхнего торфяного горизонта.
Глеевый горизонт для растений и животных абиотичен: здесь нет свободного кислорода, избыток воды, кислая реакция среды, ядовитые соединения восстановленного железа и марганца.
Глеевый горизонт из-за перенасыщенности влагой часто обладает тиксотропными свойствами, связанными с особенностями минеральных коллоидов. Тиксотропия - явление превращения твердой почвенной массы в жидкотекучую (геля в золь). Это происходит при механических воздействиях на почву.
С тиксотропией связана солифлюкция - сползание тиксотропного почвенного слоя вниз по уклону под воздействием силы тяжести. Глеевый почвенный слой разжижается и переходит в плывунное состояние.
С явлениями тиксотропности глеевого горизонта связано формирование пятнистых тундр . Пятна оголенной почвы (диаметром обычно 40-50 см) окружены несколько приподнятым валиком из сплошной моховой дернины. Валики соседних пятен разделены понижениями - ложбинками, заполненными торфом и рыхлой моховой дерниной. Обычно пятнистые тундры приурочены к высоким террасам. Их образование связано с процессами растрескивания грунта, разрыва моховой дернины, выдавливания на поверхность переувлажненного грунта.
Оголенные грунты в пятнистых тундрах постепенно зарастают. На одном участке можно встретить пятна, совершенно оголенные и почти полностью заросшие мхами и цветковыми растениями. Все это создает большую пестроту экологических условий, благодаря чему в пятнистых тундрах разнообразны растительность и животный мир.
С наступлением осени переохлаждение и замерзание активной почвенной массы начинается от вечной мерзлоты. Верхние горизонты утеплены моховым покровом. Нарастание давления при замерзании и приводит к растеканию тиксотропной почвенной массы глеевого горизонта.
В северных районах тундры часто встречается полигональная тундра , которая образуется на однородных песчано-суглинистых отложениях. Обычно полигоны состоят из четырех-, пяти-, шестиугольников. Выпуклые участки мелкоземистого материала полигональной тундры окаймлены очень часто каменистыми обломками, вытесненными из мелкоземистого материала в результате криогенных явлений. Это вымораживание камней на поверхность почвы также связано с образованием льда под камнем при его отсутствии над ним. Расширяющийся лед в результате многолетних циклов выталкивает камни на поверхность. Вымораживание камней на поверхность также связано с тем, что замерзание грунтов начинается от вечной мерзлоты.
Специфический элемент тундровых ландшафтов - бугры-гидролаколиты . Их высота меняется от 1 м (диаметром 2-5 м) до 70 м (диаметром 150-200 м). Возникновение бугров объясняют пучением грунта в результате образования подземной ледяной линзы. Снаружи бугры покрыты торфяным пластом толщиной около 1 м. Под ним промерзший минеральный грунт, состоящий из мелкоземистых отложений, мощностью от одного до нескольких метров. Минеральный грунт подстилается куполообразной массой льда. Линзы льда характерны для вечной мерзлоты повсеместно. Их объем может достигать многих кубометров.
Оттаивание гидролаколитов по разным причинам, в основном антропогенного происхождения, приводит к просадкам почв и грунтов, которые называют термокарстом . При этом образуются провалы, сдвиги, ямы, которые разрушают все наземные сооружения и, в первую очередь, дорожную сеть.
В тундрах встречается еще один тип своеобразных ландшафтов - бугристые болота . На заболоченных низинах рядами или группами развиты плосковершинные торфяные бугры диаметром от 1 до 10 м, высотой от 0,5 до 1,5 м. Они состоят из торфа, образованного разрастающимися на их поверхности мхами. Гряды бугров отделены друг от друга мочажинами - топкими обводненными участками. Эти болота наиболее характерны для подзон южных и типичных тундр западного сектора Субарктики Евразии. К северу, и особенно в арктических тундрах, их становится все меньше.
Солифлюкция, образование пятнистых и полигональных тундр, гидролаколиты, термокарст и некоторые другие явления объединяют под общим названием - криогенез . Это совокупность процессов физического, химического и биологического преобразований, происходящих в почвах вследствие влияния отрицательных температур, т.е. при их промерзании, пребывании в промерзшем состоянии и протаивании. Имеются три стадии криогенеза: 1) стадия охлаждения-промерзания, которая начинается при появлении нулевой температуры и заканчивается при полном промерзании всего почвенного профиля или его части, способной к промерзанию, в текущем году; 2) стадия мерзлая и 3) стадия нагревания-протаивания, которая начинается с проникновения в почву положительных температур и завершается после полного протаивания сезоннопромерзающего слоя.
Криогенез происходит во всех промерзающих почвах. Чем продолжительнее, глубже промерзание и ниже температура, тем более ощутим специфический эффект криогенеза, который ярче всего проявляется в тундре.
Зональность тундры . В тундровой зоне различают следующие четыре подзоны: арктические тундры, типичные, или кустарниковые, тундры, южные тундры и подзона лесотундры.
Подзона арктической тундры. Крайней на севере является подзона арктической тундры, в которой отсутствуют не только деревья, но и кустарники или последние появляются только по течению рек. Сфагновых торфяников в этой подзоне совершенно нет, растительность скудная и рассеянная, видов растений очень мало. Широко распространены участки пятнистой и полигональной тундры. Характерными образцами этого типа являются тундры северного Ямала, северный Таймыр и южные Новосибирские острова, острова Вайгач, Новая Земля, Врангеля. Данная подзона располагается в области настоящего арктического климата. У ее южной границы среднеиюльские температуры составляют 4-5С, у северной - около 1,5С. В течение всего лета здесь возможны температуры ниже 0C и снегопады. Мощность снежного покрова незначительна, поэтому зимние условия для животных и растений особенно суровы.
Главная черта ландшафта арктических тундр - повсеместное распространение оголенных грунтов. На водоразделах развиты различные варианты сообществ, в которых пятна голого грунта окружены растительной дерниной. Их называют пятнистыми, медальонными, полигонально-пятнистыми и т.д. Оголенные грунты занимают в них примерно 50 % площади. Моховая подушка с вкрапленными в нее веточками карликовых ив, камнеломками, злаками располагается по морозобойной трещине вокруг голого грунта. Арктические тундры весьма разнообразны: каменистые, щебнистые, глинистые с правильной медальонной структурой, с растительным покровом в виде куртин, полос, сетей и т.д. Мерзлотные явления в подзоне арктических тундр очень разнообразны и заметны повсеместно.
Ослабленное выветривание и интенсивные криогенные (мерзлотные) процессы создают в арктических тундрах весьма разнообразный, резко пересеченный микро- и нанорельеф. Повсюду много скальных обломков, щебня. Поверхность грунта покрыта трещинами, ложбинками, бугорками. Оголенные грунты арктических тундр на первый взгляд кажутся безжизненными, но на них развивается богатый мир организмов. В верхнем слое почвы обитает масса одноклеточных водорослей и питающихся ими нематод, энхитреид, коллембол и более крупных животных - дождевых червей, личинок комаров-долгоножек. На поверхности много накипных лишайников, имеющих вид плесени. Среди щебня разбросаны цветковые растения - злаки, маки, сиверсия, дриада, мытники, камнеломки, крупки, незабудки и др. В арктические тундры не проникают ни таежные, ни лесотундровые, ни южно-тундровые виды. Например, здесь совсем нет таких видов, как карликовая березка, водяника, арктоус альпийский, брусника, голубика, морошка, осока, белая куропатка, кулики - щеголь и малый веретенник, полевка Миддендорфа. Здесь малочисленны или отсутствуют и многие характерные массовые обитатели типичных тундр, такие как кулик-воробей, чернозобик. Все это подчеркивает чрезвычайную специфичность и своеобразие климатического режима этой подзоны. Для обитания здесь необходимы специальные приспособления, позволяющие существовать в этих суровых условиях.
Подзона типичной тундры. Южнее арктической тундры расположена широкая подзона типичной, или кустарниковой, тундры, где также нет деревьев, но кустарники и, в особенности, кустарнички встречаются не только по течениям рек, но и на междуречных водоразделах. Ее границы примерно соответствуют изотермам июля: 8-11 - на юге и 4-5 - на севере. Площадь этой подзоны больше, чем площадь других подзон. В Евразии она хорошо представлена на Таймыре, Ямале, Гыданском и Югорском полуострове. Между Яной и Колымой и на остальной ее части - только небольшими, в основном южными, фрагментами. Полностью она отсутствует на материке к западу от Югорского полуострова.
Эта подзона - воплощение того типа ландшафта, который называют тундрой. Здесь нет, не только деревьев, но и достаточно высоких кустарников на водоразделах. Высота растительности полностью определяется мощностью снежного покрова. Вследствие снежной корразии зиму могут пережить только те растения, которые спрятаны под снегом. Между тем его толщина невелика, чаще всего 20-40 см. Кустарниковые заросли высотой до 1 м развиты в низинах, в долинах ручьев и по берегам озер, где скапливается много снега.
Типичные тундры - это царство мхов. Мощная моховая подушка, сплошным слоем покрывающая почву толщиной обычно 5-7 см, местами - до 12 см. Моховой покров играет огромную и противоречивую роль в жизни тундры. Именно мхи обеспечивают полную сомкнутость растительности на водораздельных пространствах. Большое влияние они оказывают на температуру почвы и динамику сезонного протаивания грунтов. С одной стороны, моховой покров задерживает оттаивание мерзлоты, препятствует прогреванию почвы и, тем самым, отрицательно действует на развитие организмов. Чем он толще, плотнее, тем холоднее почва и выше уровень мерзлоты. С другой стороны, моховой покров препятствует возникновению термокарста и, тем самым, оказывает стабилизирующее действие на растительность. Хорошо известны губительные последствия сдирания моховой дернины в результате, например, движения гусеничного транспорта.
Моховая дернина служит средой обитания богатого комплекса беспозвоночных, называемого гемиэдафоном (полупочвенным). В него входит большое число видов ногохвосток, клещей, пауков, насекомых. Вместе с тем в моховом ярусе живут и типичные почвенные формы, например, дождевые черви, энхитреиды, личинки комаров-долгоножек, жужелиц и др. Ото мхов зависит жизнь леммингов. Они прокладывают в дернине сложные лабиринты ходов, зимой питаются мясистыми частями цветковых растений, скрытыми в ее толще.
Травянистый ярус составляют в основном различные осоки. Встречаются мятлик арктический, полярный мак и др. Много стелющихся кустарников (полярные ивы, карликовая березка, куропаточья трава, кассиопея, брусника, водяника и др.). Иногда обильны пушицы и двудольные травянистые растения (камнеломки, грушанки, сложноцветные и др.). Местами в моховой дернине много лишайников (листоватые, трубчатые, кустистые, накипные и др.).
Кроме основных сообществ со сплошным моховым покровом в подзоне весьма распространены и пятнистые тундры.
Подзона южной тундры . Южнее типичной тундры в виде узкой полосы, протянулась подзона южной тундры. В этой подзоне уже есть деревья, но лесные участки, образуемые ими, располагаются только по течению рек. На водоразделах встречаются только кустарниковые заросли, самое большее единичные деревья. Сфагновые торфяники развиты хорошо и уже в большом количестве.
На основных площадях водоразделов развит кустарниковый ярус. Он образован березками, ивами, ольховником. Под пологом кустарников обильны травянистые растения (осоки, пушицы, злаки), кустарнички (голубика, брусника, багульник). Ниже располагается сплошной моховой покров.
В южных тундрах встречаются единичные древесные растения, чаще всего лиственницы. Они низкорослы, имеют искривленные тонкие стволы или особую, стланиковую форму.
В южных тундрах очень разнообразен растительный покров. На водоразделах перемежаются заросли ив, березки (ерники), ольховника и тундры без кустарников со сплошным моховым покровом или с пятнами голого грунта. В понижениях развиты различные болота – гипновые, сфагновые, плоские и с торфяными буграми. На южных склонах имеется растительный покров из злаков, бобовых, разнообразного разнотравья. На приподнятых бровках - заросли ягодных кустарников и полукустарничков: брусники, голубики, водяники, арктоуса и т.д. Вблизи воды, у озер и по берегам ручьев развиты различные околоводные растительные группировки из осок, хвощей, злаков.
Главное проявление суровости полярного климата в этой подзоне - отсутствие здесь древесной растительности. В остальном южные тундры - относительно богатые сообщества. Здесь весьма разнообразны флора и фауна. Кроме типичных тундровых видов много обитателей средних широт. Например, в европейских и сибирских южных тундрах из растений повсюду можно встретить обычные в средней полосе - сабельник болотный, селезеночник обыкновенный, калужницу болотную и даже теплолюбивый тимьян обыкновенный; из птиц – пеночку, дрозда, обыкновенного бекаса и болотную сову. На озерах здесь гнездится шилохвость, а вместе с типичными тундровыми грызунами обитает широко распространенная полевка-экономка.
Подзона лесотундры. На южной окраине тундровой зоны, на границе ее с областью сплошных лесов, располагается переходная подзона лесотундры, где леса, древесная растительность, распространены не только по течениям рек, но, в виде островов, поднимаются и на междуречные водоразделы. Сфагновые торфяники достигают здесь огромного развития и образуют особый тип бугристой тундры.
Лесотундра - зона мелколесья из карликовой березы, мелкой ивы, можжевельника с отдельными низкорослыми деревьями ели, лиственницы. Суровые условия тундры, бедность питательными веществами, наличие на небольшой глубине вечной мерзлоты затрудняет рост и развитие древесных растений. Деревья возрастом 200-300 лет низкорослы, корявы, сучковаты, имеют диаметр 5-8 см.
В южных тундрах можно встретить лиственницу, имеющую вид сильно разветвленного, прижатого к земле куста, возвышающегося всего на 30-50 см. Это так называемая стланиковая форма, которую в Субарктике образуют многие древесные породы. Иногда они формируют густые, труднопроходимые заросли. Стланики особенно характерны для горных районов и дальневосточного Севера, где тундровый ландшафт опускается в очень низкие широты и захватывает ареалы многих древесных пород. Так повсюду широко распространен кедровый стланик, который считают то разновидностью кедровой сосны, то особым видом. В зарослях стлаников создаются благоприятные условия для зимующих зверьков: под лежащим поверх густых кустов снегом множество пустот, местами открыта поверхность подстилки или почвы. Это облегчает передвижение и добывание пищи.
Некоторые особенности животного мира. Среди встречающихся на территории Субарктики животных весьма много хищных: волк, лисица, росомаха, бурый медведь, ласка, горностай, несколько видов землероек. Это характерная черта фауны млекопитающих тундры. Однако все перечисленные виды - пришельцы из других зон. Среди хищных млекопитающих всего два представителя истинно арктической фауны - песец и белый медведь. Песец - единственный исконно тундровый вид хищных зверей, имеющий существенное значение в биоценозах Заполярья. Зато среди растительноядных грызунов и копытных встречается наибольшее число характернейших тундровых эндемиков. Это копытный и обский лемминги, овцебык и северный олень, узкочерепная полевка и полевка Миддендорфа.
Наиболее впечатляющи - дикие олени. Дикий олень сохранился в основном в виде трех стад: на Кольском полуострове в условиях заповедного режима, на Таймыре и на севере Якутии. Территория, занимаемая этими стадами, по отношению к общей площади зоны оленеводства невелика.
Самое большое стадо таймырское. Места его основных летних миграций и отела там, где выпас домашних явно нерентабелен. Только дикая форма способна успешно использовать обширные малопродуктивные пастбища этих суровых высокоширотных ландшафтов, не вызывая существенных нарушений растительного покрова. Горные районы Путорана, где дикий олень концентрируется на зимовку, также мало пригодны для использования оленеводческими хозяйствами. Контакты диких и домашних оленей в этих районах возможны лишь в относительно непродолжительные периоды. Таймырское стадо, насчитывающее 400 тыс. голов, - наша национальная гордость. Как национальной гордостью является и единственное в мире гнездование белых гусей на острове Врангеля.
В тундре наблюдаются огромные стаи перелетных птиц, прилетающих на лето гнездовать: тундровый и американский лебеди, куропатки, краснозобая казарка, белая сова, гагары, кулики и т.д.
Сельскохозяйственное использование тундры . Земледелие в тундровой зоне, в широких размерах невозможно. В ней распространено только мелкое потребительское огородничество, сеют репу, редьку, лук и сажают картофель.
Основным занятием в тундре является оленеводство, базирующееся на скудных кормовых запасах. Основным зимним подножным кормом оленей служат лишайники - ягели, которые в виде лишайниковых тундр, хотя и занимают довольно значительную площадь, но чрезвычайно медленно растут, а, в особенности, плохо возобновляются после стравливания и вытаптывания. Прирост для различных подзон составляет: в лесотундре - 4-6 мм за лето, в типичной тундре - 2-3 мм и в арктической - 1-2 мм.
Само собою понятно, что после уничтожения их путем стравливания, лишайники на пастбищах возобновляются крайне медленно. В различных районах период возобновления, практически равный обороту пастбищ, определяется в среднем 15-30 лет. Сильно стравленное оленье пастбище не должно посещаться вторично раньше, чем через 15 лет.
Ягель и другие лишайники составляют господствующий, почти 9 месяцев в году, но не исключительный корм оленей. Летом, когда снег в тундре сходит, олени нуждаются и в других кормах и в других типах, так называемых, летних пастбищ. В это время им необходима кустарниковая тундра и долины рек с их древесной и кустарниковой растительностью. Так как олень по преимуществу древоядное, а не травоядное животное, то при наличии кустарников и трав он всегда предпочитает первые. Кормом его в это время, главным образом, служат ветви, листья и молодые побеги ерника или полярной березки и ивняков, в меньшей степени травянистые растения: осоки, пушица и злаки.
Своеобразен также белковый режим оленьей пищи. Поскольку лишайники бедны азотистыми веществами, то питание животного ими в течение 8-9 месяцев вызывает у него все признаки белкового и минерального голодания. Для покрытия недостатка в белках в течение лета, олени чрезвычайно охотно поедают различные грибы, нередко во множестве появляющиеся в более сухих участках тундры. Всю осень, а иногда и начало зимы, выкапывая подсохшие грибы из-под снега, олени заняты поисками грибов и неурожай таковых причиняет не мало хлопот оленеводам.
Таким образом, оленеводство естественно является кочевым хозяйством, ибо зимой ему необходимы лишайниковые пастбища, весной влажные низинные болота и долины рек, а осенью сухие мохово-лишайниковые или моховое тундры.
