Растительность тундр
Крайне суровые жизненные условия в тундре чрезвычайно неблагоприятны для растений. Количество солнечного тепла здесь в два раза меньше, чем в умеренном климате. Время, в течение которого возможно развитие растений, очень коротко - 2-3 месяца. Зима продолжается около 8 месяцев, средняя годовая температура в тундре всюду ниже нуля. Заморозки возможны во все месяцы лета. Однако климатические условия в тундре неоднородны. В СССР наиболее благоприятна для растений западная часть тундровой зоны - на Кольском п-ве. Близость Атлантического океана и теплое Северо-Атлантическое течение умеряют здесь холодное дыхание Арктики. Средняя температура января -6°, а осадков выпадает до 400 мм в год.
К востоку климат становится суровее: понижается температура, уменьшается количество осадков, короче становится лето. Во многих районах Якутской АССР средняя температура января -40°. Годовое количество осадков на севере Сибири 200-300 мм, а в устье р. Лены снижается до 100 мм. Снега в тундре мало. На западе толщина снежного покрова 50 см, а на востоке, в Якутии - всего 25 см.
В тундре постоянно дуют очень сильные ветры. Зимой нередко бывает пурга и скорость ветра достигает 30-40 м в секунду. Пурга продолжается по 5-6 дней. Ветры сдувают снег с возвышенностей в лощины, долины рек, и оголившаяся земля сильно промерзает. Скованная морозом почва не оттаивает полностью за короткое лето, и на некоторой глубине из года в год сохраняется мерзлая почва - вечная мерзлота (подробнее об этом см. ст. «»). На крайнем западе тундровой зоны вечной мерзлоты нет. Чем дальше к востоку, тем шире полоса вечномерзлых почв. В Восточной Сибири ее южная граница спускается южнее Иркутска.
Почва в тундре всегда холодная. Даже летом на небольшой глубине температура ее не поднимается выше +10°. Вечная мерзлота замедляет почвообразование. В верхних слоях почвы накапливается вода, подпираемая вечномерзлым слоем, а это влечет за собой заболачивание поверхности и накопление полуразложившихся остатков растений - торфа. Но мощных залежей торфа в тундре нет - слишком невелик здесь прирост растительной массы (см. ст. «»).
Вечная мерзлота, малое количество осадков, низкая температура и сильный ветер создают в тундре своеобразный водный режим. Корни растений, несмотря на избыток влаги в почве, не в состоянии подавать ее в надземные части растений в нужном количестве. Поэтому растения в тундре (подробнее - см. на стр. 92), как и в пустыне, страдают от недостатка влаги. Естественно, что растительность тундры, развивающаяся в таких крайне неблагоприятных условиях, приобрела своеобразный облик.
В средней полосе тундровой зоны большие пространства занимают моховые или лишайниковые тундры. У их ландшафта серый и однообразный характер. Наиболее характерная их черта - отсутствие древесной растительности. Из мхов преобладают зеленые мхи. Реже встречаются торфяные мхи, они обычно не образуют здесь сплошных ковров. Лишайники представлены огромным количеством видов. Среди них наиболее распространены кустистые - кладонии, цетрарии, алектории. Вместе с мхами и лишайниками здесь растут в небольшом количестве кустарнички: вороника, арктическая толокнянка и др. Их подземные органы и почки скрыты в моховом покрове и зимой находят там хорошею защиту от неблагоприятных условий. Моховой ковер, как рыхлая губка, впитывает влагу и еще более способствует заболачиванию тундры.
Для более южных районов тундровой зоны характерны кустарниковые тундры. Это довольно высокие заросли кустарников. Они состоят из нескольких ярусов. В первом, верхнем ярусе - главным образом карликовая березка. Во втором ярусе широко распространены различные ивы: полярная, травянистая, сетчатая, а также вороника, вересковые кустарнички - багульник, филлодоце. Третий ярус (надпочвенный покров) образован различными мхами и лишайниками, но они развиты значительно слабее, чем в моховых и лишайниковых тундрах. В речных долинах и по окраинам болот растут более крупные (до метра и выше) ивы: шерстистая, лапландская и др.
В северных районах тундры условия более суровы и зимой там вымерзают даже мхи и лишайники. Растительность в этих районах тундры не образует сплошных ковров. Здесь Много совсем голой почвы. Среди многочисленных площадок пятен голой почвы ютится в углублениях жалкая растительность - угнетенные мхи, лишайники и некоторые мелкие кустарнички. Такая тундра носит название пятнистой.
В некоторых местах тундры на поверхность выходят каменистые грунты. На них островками растут отдельные растения или небольшие группы их. Чаще всего встречаются здесь дриада, или куропаточья трава, полярные маки с красными, желтыми, белыми цветками, филлодоце, арктическая толокнянка, кассиопе. Это - каменистая тундра.
Отсутствие деревьев и высоких кустарников в тундре объясняется совокупностью неблагоприятных условий. Особенно губительны для них иссушающие сильные ветры в весеннее время, когда надземные части растений сильно нагреваются солнцем, а корни не могут подать им из холодной почвы достаточное количество воды. В результате этого надземные части растений быстро теряют воду и погибают.
Губительно отражается на растениях и незначительность снежного покрова. Все части растений, которые возвышаются в тундре над снежным покровом, вследствие зимнего иссушения отмирают.
Отдельные деревья, иногда собранные в небольшие группы, рощицы, встречаются лишь на крайнем юге тундровой зоны - в лесотундре. Для лесотундры характерно чередование лесных участков с тундровыми (главным образом с кустарниковой тундрой).
На границе леса растут различные деревья. С запада на восток сменяют друг друга береза, ель европейская, ель сибирская, лиственница сибирская и лиственница даурская. У деревьев на границе леса угнетенный вид, они не выше 6 м. Встречаются деревья и в тундре, но по долинам рек. Здесь они находят защиту от ветра. Кроме того, в реках, текущих с юга на север, более теплая вода, а это повышает температуру и окружающих реку склонов. К тому же, реки осушают почву. Почва вдоль рек хорошо прогревается, и обычно в ней нет вечномерзлого слоя.
В тундровой зоне много болот, лугов и зарастающих водоемов. Болота покрыты зелеными мхами и различными травами: осоками, пушицей узколистной, вахтой. Среди них растут различные ягодники: морошка, мамура, или поляника, клюква мелкоплодная, голубика.
В более южных районах тундровой зоны встречаются бугристые торфяники. Понижения между буграми зарастают сфагновыми мхами, а бугры-лишайниками и мхами (кукушкин лен, торфяные и сфагновые мхи). Встречается здесь и карликовая березка, вороника, андромеда, голубика и другие кустарнички.
Многие растения в тундре не могут за короткое лето пройти все фазы своего развития. Часто они не успевают образовать зрелые семена. В тундре почти нет однолетних растений, и к северу количество их резко уменьшается. Между 71-74° с. ш. однолетники составляют не более одного процента всей флоры цветковых растений, а севернее 74° они представлены лишь одним видом - кенигией.
Таким образом, почти все paстения тундры - многолетние.
Захваченные морозом в цветении или при завязывании плодов, они прерывают развитие.
Весной они продолжают цвести или формировать семена.
Некоторые многолетники потеряли в тундре способность приносить зрелые семена и размножаются только вегетативно.
Так, на о-вах Шпицберген не дают семян вороника, карликовая береза, злак овсяница. Редки в тундре луковичные и клубневые растения. Их развитию препятствует сильное промерзание почвы.
В тундре преобладают вечнозеленые растения с кожистыми листьями. У них есть различные приспособления, которые уменьшают испарение и дают возможность не затрачивать весной много времени на образование новых листьев. Широко распространены в тундре вечнозеленые кустарнички из семейства вересковых: багульник, андромеда, филлодоце, кассиопе, а также вороника.
Суровыми условиями жизни растений объясняется ничтожный прирост у них органической массы. Лишайники нарастают всего на 1 -3 мм в год. У полярной ивы на Кольском п-ве побеги удлиняются за год всего на 1-5 мм и дают по 2-3 листочка.
Растения тундры выработали своеобразные формы, которые помогают им наилучшим образом использовать солнечное тепло и защититься от ветра. Особенно характерны так называемые шпалерные формы кустарников и деревьев. Их образуют, например, березы, ели, различные ивы. Стволы и ветви этих растений, кроме отдельных веточек, скрыты под мхом или лишайником.
Многие тундровые растения приобретают подушкообразную форму. От корневой шейки таких растений в разные стороны отходят многочисленные побеги, которые в свою очередь неоднократно разветвляются. Всё растение приобретает форму полушария или подушки. Плотная подушка лучше прогревается солнечными лучами, побеги хорошо защищены от иссушающего действия ветра. Отмирающие нижние листья падают вниз, перегнивают и обогащают почву под подушкой перегноем. Подушки образуют, например, бесстебельная смолёвка, камнеломки.
Растения в тундре вообще «жмутся к земле». Благодаря этому они меньше подвергаются иссушающему действию ветра и получают больше тепла, так как почва здесь прогревается сильнее, чем воздух.
У многих тундровых растений очень крупные цветки. Так, соцветия арктической ромашки, высота которой 10-25 см, достигают 8 см в диаметре.
Цветки многих растений тундры ярко окрашены (купальница, синюха, мытник, маки) и хорошо заметны издали. Для растений это очень важно, так как в тундре мало насекомых, производящих опыление.
Все растения тундры, расположенной в высоких широтах - растения длинного дня. Летом их непрерывно освещает солнце. Длительное освещение восполняет в тундре недостаток тепла; этим и объясняется более быстрое развитие тундровых растений. Большинство растении тундры успевает зацвести и образовать семена, несмотря на короткое лето.
Флора тундровой зоны в сравнении с другими зонами молодая. Она образовалась в горных областях Северо-Восточной Азии и Дальнего Востока в третичный и ледниковый периоды. В это время территория современной тундры была покрыта ледником. Затем вслед за отступавшим ледником эта новая флора двинулась вдоль побережья Ледовитого океана и по горным хребтам Алтая, Саян, Урала, Кавказа к западу, на освобожденные от льда территории.
Она проникла и в горные области Европы (Карпаты, Альпы). Этим объясняется сходство тундровой (арктической) флоры и высокогорной (альпийской). Через Берингов пролив эта флора распространилась и на восток, в Северную Америку.
Флора тундровой зоны очень бедна. В тундрах Евразии и Северной Америки насчитывается не более 500 видов высших растений.
В тундре встречается много разнообразных растительных сообществ. Распространение их тесно связано с почвой, рельефом и другими условиями. Эти сообщества меняются в направлении с севера на юг, соответственно изменению климата.