Климатические условия и флора тундры

Тундра – вид субарктических природных зон Северного полушария, лежащих за северными пределами лесной растительности и обычно ограниченных с севера областью арктических пустынь. На наиболее южных границах своего расположения тундра образуется за счёт обеднения лесотундры древесными растениями, и по мере продвижения на север и понижением средней температуры июля, последовательно сменяется кустарниковой (южной), мхово-лишайниковой (она же средняя или типичная), а затем и арктической тундрой. Среди равнинных тундр различают также болотистые, торфянистые, каменистые, распространенные не закономерно, а скорее азонально [3][4].

Российская Арктика – географический район, включающий в себя полярные пустыни, тундры и частично лесотундры, а также акваторию вместе с островами.

К рассматриваемым в настоящей работе территориям относятся все приполярные и заполярные районы палеарктической области, за исключением горных территорий.[1]

Условия жизни отличаются суровостью – бо́льшая часть тундры относится к циркумполярной области, поэтому отрицательные температуры держатся до 8 месяцев, лето же короткое, прохладное и может сопровождаться заморозками. Средняя температура января -25°С, средняя температура июля +10°С [2].

Рельеф рассматриваемых территорий представляет собой преимущественно холмистую равнину с повышениями 100-150 м, богатую болотами, термокарстовыми озёрами, реками и другими водоёмами. Весь ландшафт определен недавним пребыванием на нём ледника. Вся территория покрыта рыхлыми моренными отложениями и пересечена комплексом моренных гряд, возвышающихся до 250 м и состоящие из мелкозёма. Местности с множеством болот накапливают торф и образуют бугры. В сильные морозы поверхность трескается и образуются морозобойные трещины, бугры пучения. Следовательно, несмотря на равнинность территории, её микро- и нанорельеф весьма неоднороден [2][3].

Несмотря на небольшое количество выпадаемых осадков (200-300 мм/год), тундра находится в условиях сильного переувлажнения в связи с непрохождением воды вглубь мёрзлой почвы и низкой испаряемостью ввиду низких температур воздуха (коэффицент увлажнения свыше 1). Причём количество выпадаемых осадков неравномерно в течение года – зимой выпадает менее 10% от общегодового значения [2]. Как следствие, зима малоснежная, что создаёт растениям трудности для успешной зимовки. Скорость ветра достигает 40 м/с, а из-за открытости пространств его влияние весьма ощутимо: перемещение и механическое воздействие снега (корразия) способно уничтожить наземные побеги растений, что наряду с малоснежностью определяет их низкорослость [5].

Почвы торфянистые или тундрово-глеевые, тяжёлого механического состава, находятся в состоянии многолетней мерзлоты – летом оттаивают не более чем на 2 метра при общем промерзании до 400 метров, сильно ограничивая развитие корневых систем растений, а также являясь водоупором и препятствуя прохождению осадков в грунтовые воды, вызывая тем самым заболачивание территории [5]. Заболачивание лимитирует плодородные свойства почв: гумусонакопление практически отсутствует, зато присутствуют процессы оглеения и торфообразования. Такой торф формируется в анаэробных условиях, он кислый и почти не содержит азота. Оглеение способствует снижению аэрации, восстановлению железа, придаёт почве кислую pH (3,5-5,5) и препятствует накоплению микроэлементов (зольность менее 5%) [4]. Как следствие, такая почва очень бедна и малопригодна для произрастания растений. Физиологическая сухость почв – низкая температура почвенной воды, делающая её менее доступной для поглощения растениями.

Таким образом, низкая температура воздуха, мерзлотные водный и тепловой режимы почв, высокая влажность вкупе с низкой испаряемостью и сильные ветры создают неблагоприятные условия для существования сосудистых растений, в особенности для фанерофитов (деревьев).

Кроме отсутствия деревьев для флоры тундры характерно обилие мхов и лишайников, на фоне которых развиваются низкорослые кустарники, кустарнички и травы. Богатый видовой состав мхов и лишайников можно объяснить отсутствием конкурентов среди сосудистых растений. Ареал большинства этих видов не ограничивается тундрой, однако только здесь они получают столь широкое распространение и могут покрывать сплошным ковром значительные территории. Можно отменить такие зелёные мхи как Плевроциум (Pleurozium sp.), Гилокомиум (Hylocomium sp.), Кукушкин лён (Polytrichum sp.), а кроме них лишайники рода Cladonia [5][7].

Среди сосудистых растений резко преобладают многолетние, обычно это типичные болотные виды. Они представлены в основном травянистыми гемикриптофитами (Ива травянистая (Salix herbacea), Пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum), Осоки (Carex sp.), Морошка (Rubus chamaemorus)), хамефитами (существуют в основном в виде стелющихся вечнозелёных или листопадных кустарничков, таких как Дриада восьмилепестная (Dryas octopetala), Кассиопея четырёхгранная (Cassiope tetragona), Водяника чёрная (Empetrum nigrum), Голубика (Vaccinium uliginosum), Ива полярная (Salix polaris), а также растений-подушек (Мак полярный – Papaver nordhagenianum)) [5][7]. Багульник болотный (Ledum palustre), некоторые другие вересковые и Берёзу карликовую (Betula nana) чаще относят к нанофанерофитам, т.к. они способны образовать ярко выраженный ярус. Однолетние растения и луковичные геофиты единичны в связи с чрезвычайно коротким вегетационным периодом, среди них можно выделить соответственно Кёнигию исландскую (Koenigia islandica) и Ллойдию позднюю (Lloydia serotina). Присутствует явление полидоминантности, нет явно преобладающей группы [6][7]. Растительность распространена мозаично, что представляет собой разорванный и неоднородный покров, состоящий из небольших отдельных участков, соседние из которых образованы разными группами видов, распределёнными согласно особенностям мезо-, нано- и микрорельефа. Растения также адаптированы к условиям длинного полярного дня: круглосуточное освещение и высокая интенсивность света позволяют получить им достаточно энергии даже за такой короткий период вегетации. Ещё одна особенность растений севера – одновременное цветение из-за непродолжительного тёплого времени года и резкой смены сезонов [5][6].

Если рассматривать особенности флор отдельных подзон, то в кустарниковой тундре по берегам рек относительно часто встречаются кустарники и даже спорадические деревья. Рост этих кустарников изредка достигает высоты человеческого роста, однако они способны образовывать густые заросли. В восточных частях тундры широко распространенным является Кедровый стланик (Pinus pumila), составляющий стланцевые кедрачи. В остальных регионах преобладают ёрники, образованные стелющимися видами Ив (Salix lanata, S. reptans) и Берёзой карликовой (Betula nana), также встречается Можжевельник сибирский (Juniperus sibirica) [5].

В мхово-лишайниковой тундре эдификаторной является осоково-пушицевая растительность, деревьев и кустарников нет. Кроме того, доминируют мхи и лишайники, а под их зарослями могут находиться кустарнички и полукустарнички [6].

Растительный покров арктической тундры разомкнут больше, чем в других подзонах. Растения развиваются преимущественно во влажных понижениях, морозобойных трещинах, западинах. Там можно встретить пятна растительности, состоящие из мхов, лишайников, кустарничков и разнотравья. На более высоких частях рельефа встречаются только отдельные растения, в основном в виде подушек. Чаще всего встречается Мак полярный (Papaver radicatum). До половины площади поверхности не заселено растениями и представлено голым грунтом. Иногда сплошной покров образуют растения рода Дриада (Dryas sp.). Встречаются глинистые участки, заселённые микроводорослями [5][6].

Таким образом, в тундре можно выделить только 2 яруса: кустарничково-травяной, лишайниково-моховой. Флора представлена в основном мохово-разнотравными сообществами, её видовое разнообразие чрезвычайно низкое. Доминирующими группами зачастую являются мхи и лишайники, но эдификаторную роль выполняют сосудистые растения.