Характеристика климатических условий тундры

Тундра – что это за природный биом

Также биомы понимают как объемные биосистемы, отличающиеся особенностями растительного покрова и расположенные в определенных районах Земли.

Также тундра является природной зоной субарктического климатического пояса.

Общая характеристика

В переводе с финского языка тундра означает «безлесная, голая возвышенность». На севере она граничит с арктическими пустынями, на юге переходит в лесотундру. Тундра выглядит как безлесная равнина с низкорослой растительностью. На общую жизнедеятельность растений влияют короткий вегетационный период и недостаток тепла.

Рельеф тундры преимущество равнинный, хотя совсем плоским не является. Бывают мелкобугристые и крупнобугристые участки. На формирование мелких форм рельефа большое влияние оказывает вечная мерзлота. В северной тундре породы промерзают на глубину 400-500 м и больше, в южной — до нескольких метров. В теплый период года вечная мерзлота оттаивает на 30-40 см в северной и до 1,5-2 м в южной части тундры.

Значение вечной мерзлоты для зоны:

• понижает температуру почвы;
• обуславливает замедленное протекание биохимических процессов;
• сдерживает просачивание поверхностных вод в подпочвенные слои, что приводит к заболачиванию территории, образованию в природных понижениях мелких водоемов;
• суживает возможности рек питаться грунтовыми водами и разрушать горные породы;
• неравномерное таяние подземного льда вызывает проседание почвы и формирование термокарстовых форм рельефа, а замерзание воды в верхних прослойках торфа приводит к мерзлотному пучению и образованию бугров.

Почвы тундры неплодородные, маломощные. Условия их формирования:

• перенасыщение влагой по причине незначительной испаряемости и наличия вечной мерзлоты;
• незначительное количество растительных останков;
• замедленное протекание биологических и химических процессов;
• утрудненный доступ кислорода.

Самыми распространенными являются тундрово-глеевые почвы. Верхний слой его составляет торфяная подстилка до 5 см толщиной, а мощность гумусного горизонта — около 20 см. В низменностях при постоянном увлажнении формируются торфяно-болотные почвы. Для тундры характерно явление снежной коррозии, при которой сильный ветер, перенося снег, сдирает слой дерна. В этих местах образуются пятна, не заполненные растительностью. 

Географическое расположение тундры

Тундра размещается преимущественно за Северным полярным кругом в субарктическом климатическом поясе между 55° и 68° с. ш. Она простирается полосой шириной до 500 км, занимая северное побережье Евразии и Северной Америки, прибрежные территории Гренландии, Исландию, острова Канадского Арктического архипелага. Зона занимает около 5% суши.

На северо-западе Евразии, под влиянием теплого течения Гольфстрима, южная граница тундры поднимается выше полярного круга, а на северо-востоке материка, из-за воздействия холодных течений, опускается в более низкие широты. Здесь тундра выходит к тихоокеанскому побережью. В Южном полушарии на некоторых островах поблизости Антарктиды образовались природные условия, сходные с тундрой, но единой природной зоны не формируется.

Зональное разделение, климатические условия

Климат тундры отличается суровостью. Зима долгая, продолжительностью до 8-ми месяцев, с метелями. Она холодная, отличается низкими температурами (средняя температура от -10 до -30 °С). Лето короткое, прохладное и сухое (средняя температура июля — не больше +10 - +12 °С), но даже в теплый период года ночные температуры часто опускаются ниже 0 °С.

Круглый год дуют сильные ветра (в среднем 5-6 м/с), что обусловлено равнинным характером территории и близостью к Северному Ледовитому океану. Осадки незначительные (200-300 мм в год), по большей части выпадают в виде снега. Снежный покров защищает находящиеся под ним растения и животных от сильного холода. Продолжительность его залегания – 220-280 дней.

Испаряемость из-за преобладания низких температур незначительная (125-150 мм), она ниже, чем количество выпавших осадков, что приводит к заболачиванию зоны. Относительная влажность воздуха высокая (не ниже 70%). Для тундры характерны полярный день и полярная ночь. Климат становится более суровым и холодным по мере увеличения его континентальности.

С учетом теплового режима в тундре выделяются три подзоны. Главное различие между ними — общий характер растительности.

1. Арктическая тундра. Занимает прибрежные районы Северного Ледовитого океана. В подзоне нет сплошного растительного покрова: он составляет только 60% территории. Обширные каменистые или суглинистые участки лишены растительности. Из-за мерзлотного вспучивания и снежной коррозии формируются пятна, которые не зарастают — пятнистая тундра. Большие территории болотистые. Средние температуры самого теплого месяца от +3 до +6 °С. Доминируют мхи и лишайники, в том числе накипные на каменистой поверхности. Из-за очень короткого вегетативного периода травянистая растительность бедная. В арктической тундре произрастают камнеломка, полярный мак, пушицы, некоторые злаки, осоки. Кустарников нет. Фауна представлена леммингами, тундровыми куропатками, полярными совами. На побережье гнездится множество морских птиц, встречаются белые медведи.
2. Типичная (субарктическая) мохово-лишайниковая тундра. Занимает срединное положение в зоне тундры. Средние температурные показатели самого теплого месяца от +6 до +10 °С. В подзоне господствуют мохово-лишайниковые сообщества. Также распространены лишайниковые тундры, расположенные на песчаных почвах. В западной части субарктической тундры распространены ягели — основной корм северных оленей, но с продвижением на восток в связи с ухудшением климатических условий они исчезают. Встречаются сфагновые мхи. В составе мохово-разнотравных сообществ представлены и травянистые растения: дриада, мятлик арктический, камнеломка, калужница, осоки, иногда встречаются брусника и голубика.
3. Южная (кустарниковая) тундра. Подзона с более благоприятными климатическими условиями, на юге примыкающая к лесотундре. Средняя температура самого теплого месяца от +10 до +12 °С. Для подзоны свойственны кустарниковые (состоящие из зарослей карликовых берез), кустарничковые (преобладают ягодные — брусника, морошка, голубика) и пушицевые тундры. Часто встречаются карликовые ивы. Распространены моховые и осоковые болота. Среди животных наиболее многочисленны лемминги. Летом подзона становится местом обитания перелетных птиц, пастбищем для северных оленей.  

Переходной областью между зонами тундры и тайги служит лесотундра. Ее климат становится теплее: средние температуры июля от +10 до +14 °С, но количество осадков превышает показатели испаряемости, что приводит к заболоченности.

В лесотундре уже попадаются редколесья. Они произрастают в основном в пределах речных долин, в то время как тундровые сообщества встречаются на возвышенностях. Появляются березы, ели, лиственницы. Возрастает разнообразность животного мира, особенно птиц.

В горах субарктического и умеренного поясов в качестве высотной зоны выделяют горную тундру, которая в структуре высотной поясности размещается выше горных лесов. Для горных тундр характерны:

• холод и отрицательные среднегодовые температурные показатели;
• сильные ветры;
• разреженность воздуха;
• активные процессы физического и органического выветривания.

В пределах пояса растут лишайники, мхи, кустарники и кустарнички, травы. Выделяют следующие типы горных тундр:

• первичные сообщества на каменистых россыпях (начальный этап образования растительности на каменистой поверхности);
• каменистые (около половины крупнощебнистой поверхности не покрыто растительным покровом);
• лишайниковые (доминируют кустистые и листоватые лишайники);
• кустарничковые или кустарничково-моховые (развивается почвенный покров, налаживается увлажнение, что способствует произрастанию мхов, трав и кустарничков);
• кустарниковые или кустарниково-моховые (усиливается почвенный покров, появляются более благоприятные условия увлажнения, вследствие чего типичными растениями становятся ивы и карликовые березы);
• травяно-моховые (встречаются в горах к югу от 61° с. ш., при увеличении вегетационного периода и улучшения качества почвы возрастает значение травянистых растений).

Растения и животные тундры      

Из-за сложных, во многом экстремальных природных условий тундры растениям и животным пришлось выработать приспособления, позволяющие им выживать в зоне.

Особенности растительности тундры:

• главные растительные группы: мхи и лишайники, кустарнички, кустарники, многолетние травы; однолетники, за исключением нескольких видов, отсутствуют;
• растения низкорослые, поскольку должны прятаться под снежным покровом от морозов и сильных ветров; среди них наиболее распространенными являются стелющиеся и подушковидные формы произрастания;
• медленные темпы разрастания фитомассы;
• малоярусный и мозаичный растительный покров;
• корни растений из-за холодной почвы и наличия вечной мерзлоты находятся близко к поверхности, отсутствуют видоизмененные подземные побеги (корневища, клубни и луковицы);
• несмотря на заболоченность тундры, растениям не хватает воды: из-за холодной почвы она с трудом поглощается корнями, а наземная часть растений находится в условиях, способствующих испарению влаги. В связи с этим растения выработали такую форму листьев, которая содействует уменьшению испарения и потере воды;
• развитие растений происходит в световом режиме полярного дня;
• размножение преимущественно вегетативное;
• короткий вегетативный период обуславливает почти одновременное цветение всех цветочных видов;
• лес отсутствует.

Среди лишайниковых форм преобладают кустистые (цетрарии, кладонии, алектории), которые медленно растут, среди мхов — зеленые и сфагновые (характерны больше для южной тундры). Среди них есть виды, характерные только для тундры, и виды, встречающиеся и в других зонах (мхи — кукушкин лен, плевроциум; кладониевые лишайники).

Видовое разнообразие сосудистых растений незначительное. В группу цветковых растений входят многолетние травы, кустарнички и кустарники. Среди травянистых растений встречаются злаки (мятлик арктический, овсяница приземистая), осоки, даже некоторые бобовые, но преобладает разнотравье (горец живородящий, купальницы).

Различия между кустарничками и кустарниками весьма условные, они несколько отличаются размерами — последние немного крупнее. Эти растения часто прячутся в мохово-лишайниковом покрове, не возвышаясь над ним, многие имеют вечнозеленую форму (например, брусника, вороника, кассиопея, куропаточья трава, багульник). Сбрасывают листья на зиму карликовая березка, карликовая ива, черника, голубика, арктоус.         

Главные характеристики животного мира:

• отсутствие видового разнообразия;
• практически не водятся земноводные и пресмыкающиеся;
• большие различия в видовом составе и количестве животных в течении зимнего и летнего сезона;
• позвоночным свойственны пищевые миграции;
• теплокровные животные северных широт отличаются от своих южных сородичей более крупными размерами тела и интенсивным шерстяным покровом.

Группа млекопитающих представлена белыми медведями, северными оленями, снежными баранами, песцами, волками, полярными зайцами, леммингами. Важным пищевым звеном тундры являются лемминги. Они являются основной пищей для хищных животных (численность популяции леммингов влияет на численность хищников — сов, песцов).

Лемминги образуют большие колонии под землей. Когда их численность возрастает, лемминги поедают пригодную растительность, а потом предпринимают многотысячную миграцию в поисках пищи. Это один из немногочисленных видов, который зимой остается в тундре. На почве, выброшенной из нор леммингов и некоторых других грызунов развиваются растительные сообщества.                                                               

Кроме леммингов, зимуют в зоне полевки, песцы, северные олени. Последние летом перемещаются в северные районы тундры, а зимой — на более южные территории. Олени мигрируют в поисках корма — лишайников, в том числе излюбленного оленьего мха (ягеля), которые после поедания ими очень медленно нарастают.

Зимуют в тундре и некоторые птицы: полярная сова, белая куропатка. Летом прилетает множество перелетных птиц, особенно водоплавающих: казарки, гуси, утки, кулики. Они выводят птенцов, и с наступлением холодов покидают тундру.

В реках и озерах водятся разные виды рыб: нельма, чир, омуль, форель, лососевые. В теплый период года появляется много насекомых, среди которых доминируют двукрылые. Они становятся обильным кормом для птиц. Очень много кровососущих насекомых (гнус). Крупных копытных животных преследуют оводы. В верхних горизонтах почвы обитают немногочисленные беспозвоночные.

Экосистемы тундр очень уязвимы, остро ощущают антропогенное влияние.

Выводы:

1. Тундра — наземный биом, образованный в условиях холодного климата. Представляет собой заболоченное равнинное пространство. Под почвой в тундре находится вечная мерзлота.
2. Тундра расположена преимущественно за Северным полярным кругом. Она занимает северное побережье Евразии, Северной Америки и большинство прилегающих к этим материкам островов.
3. Для тундры характерны долгая холодная зима, короткое прохладное лето, сильные ветры, наличие полярного дня и полярной ночи. Она делится на три подзоны: арктическую, типичную и южную. В горах субарктического и умеренного поясов в качестве высотной зоны формируется горная тундра.
4. Растения низкорослые и представлены мхами и лишайниками, кустарничками, кустарниками, многолетними травами. Животный мир неразнообразный, отсутствуют земноводные и пресмыкающиеся. Летом прилетает множество перелетных птиц, активизируются насекомые.