Пятнистые тундры широко распространены в Арктике и встречаются в гольцовом поясе некоторых горных поднятий. Несомненно, что они неодинаковы по своему характеру и имеют различное происхождение. Известно несколько гипотез, так или иначе объясняющих генезис оголенных пятен в этих тундрах.

По мнению В. Н. Сукачева, образование пятен в арктической тундре является следствием замерзания почвы в присутствии постоянной (вечной) мерзлоты. Избыточно увлажненный суглинок до замерзания представляет собой полужидкую массу - «плывун». Этот полужидкий слой расширяется при замерзании и прорывает замерзшую поверхностную корку в слабых местах (по трещинам и т. п.), изливаясь наружу наподобие маленького грязевого вулканчика. Так, вследствие излияния на поверхность плывуна, сжатого снизу постоянной, а сверху сезонной мерзлотой, образуются голые обнаженные пятна, лишенные растительности. Затем они, подвергаясь размыву, расширяются и углубляются.

Л. Н. Тюлина развивает гипотезу В. Н. Сукачева применительно к горным тундрам Южного Урала (гора Иремель). По ее мнению, пятна в горной тундре появляются вследствие излияния на поверхность грязевого вулканчика, разрывающего растительную дернину. Затем пятна, подвергаясь размыву, увеличиваются в размерах. Размыву растительной дернины благоприятствует также выпирание из почвы каменных глыб при замерзании. Л. Н. Тюлина в формировании характерных элементов рельефа и микрорельефа на горе Иремель придает большое значение вечной мерзлоте, хотя до мерзлого горизонта ей докопаться не удалось и никаких доказательств в пользу его существования не было приведено.

В высокогорьях внеполярной части Урала вечной мерзлоты в минеральных грунтах еще никто не наблюдал. Тем не менее, этот факт не смущает некоторых исследователей, предполагающих ее наличие в высокогорной области Уральского хребта. Не говоря уже о статьях Л. Н. Тюлиной, следует назвать позднее опубликованную работу Н. А. Преображенского, заштриховавшего на составленной им геоморфологической карте Южного Урала все крупные горные вершины (Яман-Тау, Иремель, Зигальга и др.) как область вечной мерзлоты. Из работы Н. А. Преображенского можно заключить, что автор ее фактически не располагал по этому вопросу никакими данными и ссылается лишь на редкие случаи наличия на некоторых гольцах Южного Урала небольших снеговых пятен, которые в отдельные годы не успевают полностью растаять за лето. Даже находки спорадической мерзлоты в предгорьях Северного Урала еще не доказывают ее наличия в высокогорьях Южного Урала.

Согласно Б. Н. Городкову, «сухая пятнистая тундра возникает под влиянием зимних ветров, сдувающих с открытых мест снега и развевающих замерзший растительный покров в мелкозем, подвергающийся к тому же еще снеговой корразии. От мороза и высыхания поверхность почвы трескается на полигональные отдельности, растительный покров сохраняется лишь по трещинам и желобкам между слабо выпуклыми, благодаря осыпанию краев, голыми пятнами. Весной и во время дождя пятна пропитаны водой, на них иногда застаиваются лужи, суглинок разбухает и становится полужидким, почему на слабых склонах поверхность пятен принимает горизонтальное положение». Кроме «сухой», Б. Н. Городков различаем «мокрую» пятнистую тундру, в которой пятна возникают в результате выноса мелкозема на поверхность сочащимися подпочвенными потоками. При этом суглинок нередко сползает, разрывая дерновину и оголяя почву. Образование голых пятен, по мнению Б. Н. Городкова, может быть следствием и других причин: размыва дождями и весенними водами, вымокания, повреждения копытами оленей.

Л. Н. Тюлина и Б. Н. Городков исходят из того, что пятна в горной тундре образуются в результате уничтожения или разрыва дернины растительного покрова, связывающей поверхность почвы. В противоположность этому, В. С. Говорухин считает, что пятна появляются раньше растительности. В верховьях рек Хулги и Сыни, высоко в горах, им были обнаружены участки «анорганической пятнистой тундры» с характерными ступенчатыми площадками мелкозема, но совершенно лишенной, по мнению этого исследователя, какой бы то ни было растительности. Проследив в природе ряд звеньев в цепи постепенного зарастания таких площадей, В. С. Говорухин пришел к выводу, что вначале на высокогорьях формируется характерный для пятнистых тундр ступенчатый микрорельеф. Зимой под действием сильных морозов поверхность разбивается на полигоны. Вязкие полужидкие массы образовавшихся отдельностей постепенно сползают вниз по склонам. При этом наиболее тяжелые частицы сползают ниже, а более тонкие оседают выше. Затем по окраинам голых пятен и в ложбинках между ними появляется растительность. По мнению этого исследователя, наблюдаемые на высокогорьях Урала пятнистые тундры характеризуют различные этапы наступления растительности на безжизненные, освободившиеся в прошлом от ледникового покрова территории. Предложенный В. С. Говорухиным термин «анорганическая тундра» не может быть признан удачным. Понятие «тундра» наряду с особыми условиями среды включает определенный комплекс растений, и тундру без растений так же трудно себе представить, как лес без деревьев. Поэтому, если бы такие совершенно безжизненные («анорганические») территории в высокогорьях Урала действительно существовали, их нельзя было бы называть тундрой. Однако даже сравнительно недавно (в геологическом смысле) обнажившийся скалистый субстрат кажется безжизненным только с первого взгляда. Фактически он заселен микроорганизмами, накипными лишайниками, а часто также и мхами, то есть «анорганическим» не является.

В. Б. Сочава, изучавший пятнистые тундры Анадырского края, считает, что образование пятен есть результат частичной деградации торфянистого слоя на тех участках, где дальнейшее нарастание торфа прекратилось. Это вызывает неравномерное промерзание деятельного слоя грунта (на деградированных участках грунт замерзает раньше), возникновение вертикальных напряжений в деградирующем торфянистом слое, выпячивание минерального грунта вверх и образование оголенных пятен. Впоследствии на голых пятнах вновь начинается процесс торфообразования.

Сопоставляя имеющиеся литературные данные, нетрудно заметить, что пятнистые тундры очень разнообразны по своему строению и происхождению. Пятнистые тундры высокогорной области Урала резко отличаются от анадырских пятнистых тундр, описанных В. Б. Сочавой. Но и в пределах Уральского хребта горные пятнистые тундры неодинаковы, они распадаются на несколько типов, имеющих неодинаковое происхождение.

Что касается описанных нами пятнистых горных тундр, то образование глинисто-щебнистых пятен в них связано преимущественно с разрывом растительной дернины полужидким плывуном, который залегает на каменистом субстрате. В момент замерзания верхнего горизонта почвы плывун, испытывая давление с двух сторон, прорывает растительную дернину. Образовавшиеся оголенные участки в дальнейшем размываются дождевыми и талыми водами. Затем они расширяются и соединяются канальцами, по которым стекает избыток разжиженной глины. Дальнейший размыв оголенных пятен приводит к тому, что мелкие глинистые частицы постепенно уносятся водой вглубь, а глинистая поверхность пятна все более понижается, причем наружная кромка дернины размывается в ширину. Так, в горной тундре образуются округлые ямы (котлы) с каменистым дном. Трещины под камнями служат первоначальными путями смыва мелкозема с поверхности пятен в глубину россыпи. Вмытый мелкоземистый материал выносится ключевыми водами в ручьи, вытекающие из-под россыпей.

Таким образом, пятнообразование в горных тундрах Урала наиболее правильно объясняет гипотеза В. Н. Сукачева, первоначально предложенная для равнинных арктических тундр, а затем развитая и дополненная применительно к природным условиям гольцовых вершин Урала. Принимая ряд положений Л. Н. Тюлиной, мы не считаем необходимым привлекать для объяснения причин пятнообразования в горных тундрах Урала, особенно его южной части, гипотетический фактор вечной мерзлоты. Мелкоземистый почвенный слой на гольцах Урала подстилается каменными глыбами и щебнем, поэтому при замерзании поверхностного слоя почвы вполне возможно излияние плывуна на поверхность.

Наиболее отчетливо поздние стадии пятнообразования (возникновение котлов с каменистым дном) прослеживаются на Южном Урале (в особенности на горе Иремель). Процесс пятнообразования в горных тундрах зашел здесь дальше, что, вероятно, связано с тем, что гольцы Южного Урала раньше освободились от оледенения.

Пятнообразование в горных тундрах Приполярного и Северного Урала значительно усиливается в результате неумеренного выпаса оленей, повреждающих копытами растительную дернину.

Следовательно, пятнистые тундры не представляют собой самостоятельной стадии развития горнотундровой растительности. Образование оголенных пятен происходит в мохово-кустарничковых, мохово-кустарниковых и травяно-моховых тундрах, т. е. в тех типах тундр, где более развит слой мелкозема.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

На просторах тундры

Тундра - русское слово, обозначающее безлесные равнины Арктики и Субарктики. Оно употребляется и в других языках для обозначения любой безлесной местности с холодным климатом, будь то в полярных районах или на вершинах гор, находящихся в умеренных или даже тропических широтах. Линия, отделяющая полярную и высокогорную тундру от районов, где растут деревья, называется границей леса, а пространства, лежащие к югу от настоящей тундры, носят другое русское название - тайга. Тайга покрыта лесами, в которых обычно преобладают береза, ель и ольха. Самая характерная черта тундры - отсутствие деревьев, поэтому прежде всего мы определим, что такое дерево: многолетнее древесное растение, имеющее в высоту не менее двух метров, с одним древесным стволом (куст тоже древесное растение, но с несколькими стволами). Хотя подобное определение дерева может показаться весьма произвольным, ни у кого не вызывает сомнений реальное существование границы леса, ибо она обычно довольно отчетливо прослеживается. Причин возникновения границы леса несколько: росту и выживанию деревьев мешают сильный ветер, низкая температура, бедные почвы - все эти явления встречаются в полярных и высокогорных районах.

Тундру можно охарактеризовать как область, где средняя годовая температура ниже нуля или средняя температура самого теплого месяца не превышает 10 °С и где - это главное - земля промерзшая.

Вечная мерзлота и формы рельефа

Попеременное замерзание и оттаивание почв выталкивает на поверхность земли в морозобойных трещинах камни и даже большие булыжники. Каждую весну в таких трещинах появляется новый "урожай" камней из глубин земли

Если посмотреть на тундру с высоты полета, то видно, что ландшафт ее отнюдь не однообразен. Растительный покров, правда, низкий, а часто и скудный, особенно на северных окраинах, но растительность резко различается от места к месту. Это особенно заметно летом, когда видны четко обособленные участки зеленого, коричневого, желтого, красного цветов и когда буйно распускаются цветы. Свободная от снега тундра поражает странными формами рельефа, возникающими из-за постоянно замерзшей земли, называемой вечной мерзлотой. Она простирается вглубь на 600 м в Арктике и на 1500 - в Антарктиде. Вечная мерзлота не пропускает воду и часто содержит целые пласты или жилы подземного льда, прикрытые сверху лишь тонким слоем почвы и растительности. Если вырубить растительность и поставить на ее место дом, замерзший грунт может начать таять, и дом, к удивлению его обитателей, проваливается либо дает перекос.

Замерзание и растрескивание почвы над вечной мерзлотой вызывает образование, прежде всего во влажных районах тундры, специфических форм рельефа - полигонов, с жильным льдом. Вследствие замерзания и высыхания почвы в ней образуются трещины, они наполняются водой, вода со временем замерзает и превращается в жилы льда. Год от года они разрастаются и выталкивают вверх зажатую между ними землю. Если края полигона вспучиваются, возникает полигон с низколежащим центром, с озерком посередине; в других случаях образуются полигоны с вспученным центром. Добавьте речные террасы, глубоко врезанные долины рек, песчаные дюны, крутые гряды, где задерживается снег, на котором развиваются своеобразные сообщества растений, добавьте озера и лужи талой воды, пинго - и вот перед вами типичный арктический пейзаж. На береговой равнине близ мыса Барроу, Аляска, озера талой воды имеют прямоугольную форму и ориентированы с северо-запада на юго-восток. Преобладающие в этом краю северо-восточные ветры дуют перпендикулярно их оси, и подветренные берега подвержены воздействию волн и эрозии больше, чем наветренные. Уступая напору ветра, озера медленно перемещаются. Пинго - встречающиеся на безлесных равнинах тундры бугры, заполненные льдом (В нашей литературе термин «пинго» малоупотребителен. Для бугров пучения более приняты такие названия, как гидролакколиты, грунтовые наледи, «булгунняхи». - Прим, ред. ) . Обычно они покрыты пышной растительностью, особенно на более теплых южных склонах. Зарождаются пинго в мелких углублениях, где скапливающаяся вода смерзается в лед, на котором постепенно откладываются наносы. Высота пинго иногда достигает 50 м и даже больше. Она зависит от общего водного баланса и от того, насколько хорошо пинго защищен от таяния. Встречаются пинго круглые, овальные, неправильной формы. По мере того как они формируются, на их склонах одни виды растительности сменяются другими. Первыми появляются травы, затем - различные кустарниковые вплоть до климаксного состояния растительности, типичной для данной тундры. Так как пинго выше окружающей тундры, они хорошо дренируются. В этой сухой земле, скрепляемой корнями кустов, устраивают себе норы землеройные животные, например норка. Пинго -холмы из земли и льда, разбросанные на необозримых просторах тундры, - не только придают ее ландшафту очаровательное своеобразие, но и заключают в себе множество типов среди обитания живых существ.

Тундровая растительность

Цветущий люпин (Lupinus arcticus) в тундре. Люпины - особенно неприхотливая группа растений семейства бобовых. Они мирятся с кислыми почвами безлесных арктических пустошей. В научном названии Lupinus, означающем "волчий", отражено бытовавшее в старину ошибочное убеждение, будто это растение лишает почву плодородия

Арктическую тундру часто называют бесплодной землей, и эти слова у многих людей связаны с представлением о суровом ландшафте, лишенном растительности. На самом деле тундра вовсе не лишена ее, хотя количество встречающихся здесь видов резко уменьшается по мере продвижения с юга на север. Из трех зон, которые принято различать в Арктике, южная - относительно теплая, влажная, с пышным растительным покровом; средняя - типичная тундра, где водятся олени и карибу; северная зона представляет собой очень холодную и сухую полярную пустыню со скудной растительностью. Южная и средняя арктические тундровые зоны богаты растениями. На склонах гор Аляски, расположенных в средней зоне, растет около 500 видов мхов и 450 видов папоротников и цветковых растений; в тундре близ мыса Барроу количество видов в пять раз меньше. Еще ближе к полюсу, в полярных пустынях крайнего севера Канады и Северной Гренландии, кусты почти совсем исчезают и преобладают лишайники, видов здесь уже в десять раз меньше. Более суровые условия жизни понижают продуктивность растений, у них поэтому пропорционально больше тканей, участвуюших в фотосинтезе, например листьев, и соответственно меньше других частей - корней и стволов.

Для большинства растений мира оптимальной для фотосинтеза является температура 15 °С и выше, в тундре же тепловой оптимум одних растений опускается почти до нуля, а другие, вроде тундровой травы Dupontia , могут осуществлять фотосинтез даже при -4 °С. Но продуцированию растительного вещества препятствует скорее не низкая температура, а короткий вегетационный период. Растения увеличивают его с помощью стратегического ухищрения, которое можно назвать «зимнезелень»: вместо того чтобы сбросить листву осенью, они сохраняют ее еще на несколько сезонов. Так ведут себя сосны и ели, вечнозеленая хвоя которых активно участвует в фотосинтезе дольше одного года. Точно так же в полярных пустынях Северной Канады и Гренландии сохраняет листья на зиму большинство видов растений, относящихся вообще-то к листопадным. Таким образом, листья, появившиеся летом, зимуют, и стоит весной температуре повыситься, а количеству света возрасти, как они уже готовы к фотосинтезу. Иначе ежегодно до начала фотосинтеза много времени и энергии уходило бы на развитие новой листвы, растение могло бы и не выжить. К счастью, в тундре почти отсутствуют насекомые, которые питаются листьями и таким образом могли бы уменьшить и без того малую площадь тканей, участвующих в фотосинтезе. В тундре нет деревьев, но представлены многие иные формы кустарниковой растительности. В их числе такие листопадные кусты, как арктическая ива (Salix arctica), стелющаяся по земле и своими листьями окрашивающая осенью весь пейзаж в ярко-желтый цвет. Растут в тундре и такие вечнозеленые ягодные кусты, как толокнянка (Arctostaphylos rubra) и растения-подушки, например многочисленные камнеломки (Saxifraga). Много трав и осоковых, в том числе пушица (Eriophorum). Лучше всех приспособились к холоду, а потому заходят дальше всех на север мхи и лишайники. Часто они образуют мягкий, влажный податливый ковер, на который опасно ступать. Чем суше почва, тем этих растений меньше.

Безлесные пространства Антарктики

Если главным отличительным признаком тундры считать отсутствие деревьев, то все полярные и высокогорные районы Антарктиды, включая сухие «оазисы» у ее берегов, следовало бы отнести к тундре. Но если с представлением о тундре связывать растительный покров, т. е. мхи и лишайники, то к большинству свободных ото льда участков Антарктиды это представление никак не подходит. Подобно всем иным формам жизни в Антарктике, как морским, так и наземным, многие встречающиеся в Антарктиде виды растений не найти больше нигде. Южной границей флоры, которую многие ученые называют антарктической, служит антарктическая конвергенция. Лежащая дальше на север субтропическая конвергенция находится приблизительно на широте южной границы леса. К югу от этой границы, между субантарктическими островами, лежащими примерно на широте антарктической конвергенции, и западной оконечностью Антарктического полуострова, цветковых растений встречается очень мало, их заменяют мхи. По распространению растений остальная Антарктида делится на прибрежную часть, где господствуют мхи, Антарктический склон с преобладанием лишайников и ледниковое плато, на котором среди снега и льда встречаются только красные и зеленые водоросли. Всего на доступных участках суши и в озерах Антарктиды выявлены два вида цветковых растений, около 75 мхов, девять родов печеночника, от 350 до 400 видов лишайников, 360 видов водорослей и 75 видов грибов - значительно меньше, чем в Арктике. Многие районы еще не исследованы, но вряд ли они существенно пополнят список антарктических видов растений. (Исключением могут стать лишайники, живущие в скалах, - своеобразная как слишком сильная солнечная радиация способна разрушить их ткани. Что же касается ветров, то те, что дуют с ледникового покрова материка, часто достигают большой силы. Ветры несут с собой снег и частицы льда, в свою очередь наносящие растениям большой ущерб. Скалы Антарктики сложены различными породами, поэтому образовавшиеся в результате их выветривания почвы имеют разный состав. Это важно для роста растений. Некоторые лишайники, например, развиваются только на камнях, содержащих кальций. Имеет значение также цвет камней и почв: более темные нагреваются быстрее и сильнее.

Почвенный слой Антарктиды, там, где он вообще есть, обычно довольно мелкий. Кое-где попадаются небольшими карманами отложения кислого перегноя. На западном берегу Антарктического полуострова и на ближайших островах тянутся гряды мшистого торфа, высотою до двух метров. Они, конечно, никогда не оттаивают. По данным радиоуглеродного датирования, возраст торфяных отложений достигает двух тысяч лет. Дело в том, что в Антарктике процессы гниения и разложения происходят чрезвычайно медленно. Некоторые почвы образованы экскрементами птиц, эти земли, пропитанные гуано, очень богаты азотом, который составляет важнейшее для растений питательное вещество. Есть виды зеленых водорослей и лишайников, процветающие около птичьих базаров.

К абиотическим факторам, влияющим на развитие растения, относятся наличие воды, ориентировка форм рельефа относительно солнечных лучей, снежный покров. Важнее всего, вероятно, вода, и тут уместно напомнить, что лед, имеющийся в изобилии, никак не заменяет воду - он не может быть использован растением. От крутизны склонов и их ориентации зависит, как вода стекает на нижележащие уровни земли, сколько солнечного света получает участок. Снежный покров дает растениям важные преимущества. На склоне, обращенном к солнцу, снег тает быстрее и обеспечивает водой местные растения. Снег защищает их от ветра, холода, от чрезмерной ультрафиолетовой радиации Солнца. У отдельных водорослей и лишайников фотосинтез протекает лучше под слоем снега толщиною в треть метра: приглушенный им свет способствует фотосинтезу, а слишком сильная радиация подавляет его. Биотические факторы отличаются невероятным разнообразием. В принципе следует предположить, что если растение существует в данной местности, значит, оно приспособилось к ее климатическим условиям, иными словами, приобрело специфическую адаптацию. Выше уже говорилось и плохо еще изученная «эндолитическая флора») Антарктические растения мало где образуют покров, хотя бы отдаленно напоминающий тундровый "ковер". Климатом Антарктида почти не отличается от полярной арктической пустыни, но последняя на юге смыкается все же с сушей, тогда как Антарктида изолирована от других земель. Доподлинно неизвестно, каким образом попали в Антарктиду растения: остались ли они от давних более теплых времен или же их семена были занесены птицами, а если не птицами, то ветрами и океанскими течениями. Несомненно, что все три процесса сыграли свою роль. Человек также невольно внес свою лепту: он завез в Антарктиду два вида мятликов Роа, несколько плесневых грибов и бактерий. Каждому растению необходимо, чтобы были удовлетворены его особые - иногда очень строгие - требования. Старый экологический принцип, который называют законом минимума, гласит, что из многих факторов той или иной среды чаще всего наличие или отсутствие только одного или двух определяет, может ли растение существовать именно на этом месте. Для одних видов решающее значение имеет вода, для других - известняковые породы, для третьих - кислотность почвы. Растения, отличающиеся чрезмерной требовательностью, называются специализированными (стенобионтными), те же, что могут приспособиться ко многим условиям, -эврибионтными. Это относится и к животным, но на растениях, обычно пребывающих на одном месте, закон минимума проявляется нагляднее. Распределение и состав антарктической флоры зависят от четырех основных факторов: климата, почвы, среды абиотической (физической) и среды биотической (биологической). Но первейшее значение принадлежит морю: чем к нему ближе, тем теплее климат и влажнее земля, тем больше солей приносит морской прибой, тем обильнее питательные вещества, которые поступают от экскрементов и других отходов жизнедеятельности морских птиц и тюленей. В общем только на западном берегу Антарктического полуострова климатические условия благоприятствуют существованию сплошного растительного покрова. В этом районе зарегистрирована наивысшая для Антарктиды средняя летняя температура - немного выше нуля. Зимой температура воздуха обычно ниже -40 °С, но на уровне земли может быть значительно теплее. Влажность здесь также наивысшая. На большей части территории Антарктиды снега выпадает мало, но сколько именно- трудно определить из-за ветрового переноса. Дожди - редкость, но вблизи берегов небо часто затягивают тучи, что благотворно влияет на некоторые растения, так о «зимнезелени» и увеличении площади тканей, вовлеченных в фотосинтез. Другим удивительным адаптационным приспособлением растений является их способность менять свои формы. Возьмем, к примеру, лишайники - самое распространенное растение полярных районов. Для них характерны три главных формы: корковая, в виде тонкой пленки, покрывающей обычно камни; листоватая, имеющая очертания листьев; и кустистая (ветвящаяся). Лишайники - единственные растения, способные существовать на голых скалах, и некоторые из них выживают в Антарктиде при температуре -75 °С. Хорошо перенося температуру ниже нуля, лучше всего они растут все же при температуре между 0 °С и 20 °С. Они засухоустойчивы, но в то же время отдельные виды могут развиваться, будучи пропитаны влагой или даже находясь под водой. На западном берегу Антарктического полуострова, отличающемся относительно богатой растительностью, камни и земля покрыты черноватым лишайником Usnea, напоминающим мох. Только этот берег и ближние острова, где земля затянута мхом и встречаются два единственных цветковых растения Антарктиды - трава Deschampsia antarctica и травянистое растение Colobantus crassirostris , находящееся в близком родстве с североамериканской и евразийской звездчаткой (Stellaria), только они с натяжкой заслуживают названия тундры, отдаленно напоминающей арктическую.

Беспозвоночные Антарктиды

Мы уделили так много внимания растениям потому, что без них не могут существовать остальные формы жизни. Ведь растения продуцируют органическое вещество, а животные и не способные к фотосинтезу бактерии и грибковые его лишь потребляют или разлагают. Беспозвоночные распространены чуть ли не повсеместно - они отсутствуют только в тундре на севере полярной пустыни и на самых открытых вершинах гор. В большей части Арктики изобилуют многочисленные виды насекомых. Антарктида же очень бедна насекомыми, по сравнению с Арктикой ситуация здесь вообще значительно проще: из-за гористого рельефа и незначительных размеров свободного ото льда побережья животный мир Антарктиды, подобно растительному, скуден и сосредоточен на немногих участках.

Тем не менее кое-где мелкие наземные организмы водятся, и даже в больших количествах. Беспозвоночным, способным существовать в Антарктиде, прежде всего нужна вода, иными словами, их местообитание, и без того микроскопических масштабов, хотя бы часть года не должно замерзать. Температура выше нуля необходима и для продуцирования растительного вещества, которым питается огромное большинство беспозвоночных. Основная их часть развивается в земле, но для этого влажность почвы должна быть, по-видимому, не менее двух процентов.

В число микроскопических животных, обитающих в почве, входят простейшие, круглые черви и так же относящиеся к червям коловратки и тихоходки, но главное место принадлежит насекомым, клещам и простейшим. Клещи насчитывают свыше двадцати видов, из них Coccorhagidia является единственным наземным хищником Антарктиды. Водится менее десяти видов ногохвосток и один вид бескрылого комара-дергуна Belgica antarctica . Имея тело длиною около 4 мм, в Антарктиде это самое крупное наземное животное. Belgica размножается в прибрежных илистых озерах и мелких лужах. Клещи и ногохвостки обычно водятся в поверхностном слое почвы, во мхах, под скалами, между булыжниками, среди мелких камней. Клещи на удивление морозо = и засухоустойчивы, ни у них, ни у ногохвосток репродуктивный период не приурочен к определенному сезону: они размножаются, когда для этого есть благоприятные условия, а когда обстановка изменяется к худшему, впадают в спячку.

Поблизости от берегов, где больше всего растительности, могут выбрать местообитание на свой вкус различные животные, начиная от простейших и кончая насекомыми. В этой среде, состоящей из кустиков и сплошных настилов мха, особенно распространена ногохвостка (Cryptopygus antarcticus), самый крупный здесь организм (около 2 мм). Средняя плотность поселения ногохвосток достигает 60 000 экземпляров на 1 м2, но средний вес даже этой массы насекомых составляет меньше 1 г. Cryptopygus antarcticus питаются различными водорослями, грибковыми, остатками растительных тканей и почвенными микробами в количестве двух процентов веса их тела в день. По крайней мере половина обмена веществ более крупных почвенных животных приходится на их долю, что показывает, как велико может быть значение столь мелких организмов в таких простых экосистемах. И все же в этом отношении ногохвосткам очень далеко до простейших и бактерий.

Сухие долины Антарктиды настолько засушливы, что насекомые не могут в них существовать, но в горах вдали от моря встречаются места, где благодаря таянию льдов собирается вода. На скалистых склонах, кажущихся безжизненными, в трещинах растут редкие лишайники. Некоторые из них принадлежат к тем самым эндолитическим, т. е. живущим в камнях, формам, о которых шла речь выше и которые сейчас служат предметом исследования ученых. Эти горные оазисы, самые отдаленные местообитания наземной жизни на нашей планете - они находятся на 86° ю. ш. и на высоте 3600 м, - сохранились, вероятно, в нетронутом виде с доледниковых времен. Возможно, что отдельные вершины, где найдены ногохвостки Antarcticinella monoculata , вообще никогда не были покрыты льдом. Здесь же встречается клещ Nanorchestes antarcticus . Поразительна его морозоустойчивость - он выдерживает, не замерзая, температуру - 41 °С!

Холодоустойчивость

Мелкие насекомые и клещи находятся во власти своей микросреды. Покинуть ее они не могут, на протяжении большей части года они вообще не способны вести очень активный образ жизни и поэтому широко распространены только там, где температура подымается выше нуля. Благоприятные для их жизнедеятельности условия складываются лишь в течение шестидесяти - ста дней в году, остальное время они спят. При низких температурах рост происходит относительно медленно, и у видов с телом меньшей величины больше шансов на то, что они успеют достигнуть зрелости за один сезон. Клещ Nanorchestes в четыре раза меньше того, что обитает на крайнем севере Антарктиды, но и длина последнего составляет всего лишь 1 мм. Холодоустойчивость присуща в равной мере обитателям и Арктики и Антарктиды, но в арктической тундре беспозвоночных во много раз больше. Арктические цветы опыляются шмелями и мухами, распространено несколько видов кровососущих насекомых. Из консументов и хищников преобладают жуки и пауки. Некоторые из них выдерживают чрезвычайно низкие температуры. Среди видов, распространенных на Крайнем Севере, есть такие, которые летом не выносят температуру ниже -6 °С, хотя для полярных районов это довольно высокая температура, осенью же могут существовать даже при - 60 °С. Поразительная эта способность объясняется тем, что в их крови вырабатывается глицероподобное вещество со свойствами антифриза, заполняющее клетки. Чтобы насекомое достигло максимальной холодоустойчивости, охлаждение должно происходить очень медленно, меньше чем на 1 °С в минуту.

Жизненные циклы животных в арктической тундре

«Самоубийственные походы» к морю норвежских леммингов (Lemmus lemmus) вошли в легенду. Такие передвижения животных время от времени действительно происходят, однако люди несведущие склонны давать им фантастические объяснения. Наукой установлено, что причиной массовых миграций может быть перенаселенность. Встречая на своем пути воду, лемминги пускаются вплавь, рискуя утонуть или стать жертвой хищников.

Чтобы понять поведение леммингов и их популяционную динамику, необходимо изучить всю экосистему, так как лемминги чувствительны к перенаселенности, недостатку пищи и другим изменениям среды. Эти обитатели тундры роют себе обширные норы с несколькими камерами диаметром 10 - 15 см, «родильное отделение» выкладывают шерстью. Вероятно, землеройная деятельность леммингов разрыхляет и аэрирует почву тундры, что способствует росту травы и осоки. А поскольку свежие побеги травы и осоки служат главным питанием леммингов, не будет преувеличением сказать, что они сами «возделывают свою ниву» и благодаря этому могут собрать и запасти на зиму больше пищи. Если излюбленного корма недостаточно, лемминги довольствуются корой и веточками ив и берез.

Когда лемминги появляются во множестве - до 200 особей на гектар, - они преобладают среди травоядных и уничтожают большую часть имеющейся травяной массы. Но каждые три - пять лет численность леммингов падает до одного животного на гектар и тогда их влияние на экосистему становится ничтожным. Лемминги пасутся, обгрызая траву и осоку почти на уровне земли, и это не мешает появлению новых побегов и листьев. Но когда плотность популяции сильно увеличивается, лемминги не щадят те части растений, которые дают побеги, и даже вырывают и съедают корни. В результате не только гибнет самое растение, но и разрушается верхний слой почвы, который выветривается под действием солнечного тепла и таяния замерзшего грунта. Никто не знает достоверно, в чем причина этой цикличности, но существует такая гипотеза. В год наибольшей численности леммингов весной пища имеется в изобилии и лемминги получают высококачественное питание. В результате летом популяция увеличивается, но соответственно количество пищи уменьшается, а содержащиеся в ней питательные вещества - кальций и фосфор - превращаются в органическое вещество, каким являются сами лемминги и их экскременты, так что качество пищи также ухудшается. Там, где паслись лемминги, вечная мерзлота тает на большой глубине, и к концу лета происходит массовый падеж леммингов от голода.

На следующий год популяция леммингов достигает наименьшей численности, травянистая масса плохая, так как разложение еще не завершилось и органические вещества не полностью возвратились в почву. Только на третий - пятый год качество трав улучшается, почва снова получает защитный слой в виде погибших и новых растений. Тут популяция леммингов опять достигает максимума и создаются условия для ее сокращения до минимума.

Таким образом, прежнее объяснение миграций лемминга и изменений его численности только психологическим воздействием перенаселенности справедливо лишь отчасти. Сейчас нам представляется, что цикл лемминга можно понять до конца только в связи со всей экосистемой, в которой играют важную роль почвы, питательные вещества, растительность и сами лемминги. Но это еще не все. Поскольку с леммингами конкурируют из-за пищи многие травоядные, они также связаны этой цепью. Она затрагивает и хищных птиц - сову белую, сову болотную, мохноногого канюка, среднего поморника, численность и передвижения которых колеблются в зависимости от цикла лемминга. Песочники и лапландские подорожники используют кости и остатки зубов лемминга -это для них источник кальция. Лемминги гибнут - другие животные в выигрыше. Следовательно, популяции некоторых животных процветают в результате того, что численность леммингов сокращается.

Птицы и млекопитающие тундры

Северная тундра населена множеством птиц и млекопитающих. Большинство из них - певчие птицы, совы, канюки, куропатки, ржанки и др. - являются пришельцами из более теплых краев, об этом уже говорилось выше. Некоторые певчие птицы - подлинные уроженцы Арктики, например пуночка (Plextrophenax nivalis), которая ищет корм на маленьких травянистых проталинах, едва с них стает снег. Но самые характерные обитатели тундры - ворон (Corvus corax) и белая, или полярная, сова (Nustea scandiaca). Ворон по натуре - нетребовательный весельчак. В северных поселениях он заменяет городских голубей, так как пожирает все, что попадается ему на глаза, даже содержимое мусорных ям. Внушительные размеры, клюв с длинными усами (Перьевые щетинки, прикрывающие ноздри. - Прим, перев. ) , хвост клином отличают его от вороны, с которой он состоит в близком родстве. Вороны, искусные воздушные акробаты, умеют делать бочки, мертвые петли и другие фигуры высшего пилотажа, на полном лету нередко пикируют на своих же товарищей. Они издают разнообразные звуки, каркающие и мелодичные, которыми обмениваются в полете или сидя где-нибудь на суку, - впечатление такое, будто они переговариваются.

Белую сову веселой не назовешь, она держится скорее величественно. Летает она тихо, словно бабочка, охотится на мелких грызунов, в основном леммингов, размножается в открытой тундре, откладывая в сухих травянистых ямках пять-семь белых яиц. Когда лемминги вымирают, белая сова в поисках пищи улетает далеко на юг, и ее появление в умеренных зонах служит верным знаком того, что на севере численность леммингов сократилась.

Каких только млекопитающих нет в тундре - начиная от землеройки, которая весит всего лишь 4 г, и кончая лосем, чей вес составляет 600 кг! Здесь водятся грызуны (ондатры, лемминги, суслики, из шкур которых эскимосы шьют свои парки), лисы, волки, зайцы, рыси, росомахи, куницы, выдры, карибу, лоси, овцебыки. Из грызунов чаще всего встречаются на влажных равнинах Арктики лемминги, но место обитания делит с ними близкая их родственница - полевка (Microtus), кое-где даже превосходящая их числом. Общая популяция мелких грызунов может доходить до 500 особей на один гектар. Что же до более крупных грызунов, таких, как длиннохвостый суслик (Citellus undulatus parryii), то плотность поселения его - 7 особей на гектар. Карибу, или северный олень (Rangifer), в некоторых районах встречается редко - одно животное на четыре гектара, да и средняя плотность популяции, вероятно, не превышает 7 особей на квадратный километр. Но, может, и этот скромный показатель завышен, так как поголовье карибу резко меняется в зависимости от времени года и периодов миграции. Как ни странно, только один обитатель тундры впадает в настоящую зимнюю спячку - длиннохвостый суслик. Большинство тундровых мелких млекопитающих запасают еду на зиму. Холод не действует на них усыпляюще, и они всю зиму сохраняют активность. Все эти мелкие животные зимой прячутся под защитой снежного сугроба, но каждое выбирает по своему вкусу место для зимовки: болото, влажный луг, жилу полигонального образования, сухую гряду, холм или даже редкие бесснежные участки. Крупные млекопитающие не могут, естественно, зарываться в снег. Медведи делают себе берлоги, прочие животные всю зиму проводят под открытым небом. Для всех них характерны очень большие жизненные пространства. Тундра не отличается чрезмерной продуктивностью, она богата ресурсами только благодаря своим просторам. Таким крупным травоядным, как карибу и овцебык, необходимо иметь возможность передвигаться на дальние расстояния, иначе они быстро истощат свой район обитания. Часто их заставляет пускаться в путь сильный ветер: он сбивает снег в плотный пласт, из-под которого карибу и овцебыкам трудно добыть растения, служащие им кормом. Для этих животных твердый замерзший грунт составляет непреодолимое препятствие. Иное дело лось (Alces alces), который пасется близ воды или поедает веточки, торчащие из снега. Лось меньше, чем карибу, привержен тундре, он предпочитает районы, где растет ель, или же сфагновые болота. Но и карибу часто покидает тундру ради тайги, особенно когда зимой снег затвердевает и даже имеющийся корм скрывается под ним.

Волки и их добыча

Волк (Canis lupus) - животное общественное, чрезвычайно умное. Передвигаются волки стаями, охотятся сообща, к своим товарищам по стае проявляют доброту. Они владеют сложным языком и даже умеют "улыбаться". Хвост, опущенный между ногами, означает покорность. Прижатые к голове уши и оскаленные зубы выражают угрозу, закрученный кверху хвост - доверие.

Лексикон волка, передаваемый воем или позой, намного богаче, чем у любого домашнего пса. Волки - умные хищники, их отношение к своей добыче в настоящее время еще только исследуется. Они никогда не губят животных зря и убивают ровно столько, сколько в состоянии съесть. Следовательно, волк может нанести ощутимый урон лосям и оленям только в том случае, если их популяции незначительны. Он привязан к определенной территории - нередко она составляет больше 250 квадратных миль, - на которой совершает свои охотничьи набеги. При передвижении с места на место волки переговариваются воем, поддерживая таким образом связь или давая знать, что прибыли к своей цели. „Тоскливое завывание" означает, что волк отбился от стаи. Стаи обычно избегают друг друга, поэтому травоядным наименьшая опасность угрожает на стыке территорий двух стай. Социальное поведение волка представляет величайший интерес: он прекрасный семьянин и в этом отношении может служить примером для подражания.

Карибу (Rangifer tarandus) - близкий родич домашнего оленя (Rangifer rangifer), не исключено, что, по существу, они относятся к одному и тому же виду. У обоих высоко развит стадный инстинкт, бывает, что они передвигаются стадами в несколько тысяч голов. Карибу прекрасно бегают, развивая скорость до 80 км в час, но долго поддерживать такую скорость не могут, особенно летом, когда сильно перегреваются при беге. Огромные ноги помогают им передвигаться по снегу, не проваливаясь. Карибу имеют обыкновение лежать в воде или в снегу, ища спасения от кровососущих насекомых. Питаются карибу преимущественно лишайниками, „олений мох" именно им обязан своим названием. Лось -огромное некрасивое животное, ведущее в основном одиночный образ жизни. Самцы весят больше 600 кг, рога в размахе достигают двух метров между верхушками. Бегают они медленнее, чем карибу, но поведение их непредсказуемо, а огромные габариты и сила делают их грозными противниками.

Мускусный бык, или овцебык (Ovibos moschatus) - самое странное из крупных травоядных. Это лохматый зверь с великолепной шерстью - она даже тоньше и длиннее козьей. Состоит она в основном из пуховых волос, которые летом лезут большими клочьями; ее собирают и вяжут из нее тонкие платки и свитера. Овцебыки также собираются в стада, но меньшие, чем оленьи, - от трех до ста голов. Основная социальная ячейка состоит из самки и двух телят - сеголетка и годовика. Почуяв приближение волков, овцебыки чаще всего становятся в круг, мордами наружу, и низко опускают головы. Молодняк находится внутри кольца. Взрослые животные стараются поднять волков на рога - ими вооружены и самцы и самки, - и растоптать ногами. Тем не менее волки, конечно, грозные противники, хотя иногда и предпочитают по понятным причинам довольствоваться зайцами и мышами.

Полярный биоклиматический пояс характерен для областей Арктики и Антарктики. Основной географический показатель - сумма положительных температур не превышает 800С. 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 12С. 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 4-5С, у северной - около 1,5С. В течение всего лета здесь возможны температуры ниже 0C 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.

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).

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.