Тундра — основная зона безлесной равнины или холмистой местности, встречающаяся в холодных регионах, в основном к северу от полярного круга (арктическая тундра) или выше границы леса в высоких горах (альпийская тундра).
Тундра известна большими участками голой земли и скал, а также пятнистыми покровами невысокой растительности, такой как мхи, лишайники, травы и небольшие кустарники. На этой поверхности обитает скудное, но уникальное множество растений и животных.
Где находится?
Глобальная протяженность тундры значительна, составляя примерно 10 процентов поверхности Земли. Южная граница арктической тундры проходит по северной окраине пояса хвойных лесов. В Северной Америке эта линия проходит выше 60° северной широты, в то время как в Евразии большая часть ее проходит к северу от 70° северной широты, за исключением Восточной Сибири, где она простирается на юг до 60° северной широты на Камчатке. Леса на севере Евразии — результат более теплого лета, происходящего на этой большой прилегающей территории.
Альпийская тундра покрывает примерно 3 процента поверхности суши Земли, и в основном она встречается в Северном полушарии. Похожую среду обитания можно найти в высокогорных районах по всему миру, расположенных на больших высотах, где температура слишком низкая, а ветры слишком сильны для роста деревьев.
Климат
Постоянным фактором, формирующим тундру, является попеременное промерзание и оттаивание грунта. Этот цикл замораживания-оттаивания отличает тундру от двух других экосистем, часто встречающихся рядом с ней — ледяных полярных пустошей с одной стороны и вечнозеленой тайги с другой. Вечная мерзлота — вечномерзлый грунт — важная черта арктической тундры; однако в альпийских регионах все по-другому.
Климат тундры значительно различается. Например, в арктических регионах, температура колеблется от 4 ° C (около 40 ° F) в середине лета до –32 ° C (–25 ° F) в зимние месяцы. В альпийской тундре более умеренный климат: лето прохладное с температурой от 3 до 12 ° C (от 37 до 54 ° F), а зима умеренная, с температурами, которые редко опускаются ниже –18 ° C (0 ° F). .
Арктическая тундра характеризуется в большей степени низкими летними температурами, чем низкими зимними температурами. Позднее лето и начало осени — особенно пасмурные сезоны, потому что для испарения доступно большое количество воды. Однако с первыми зимними заморозками чистое небо возвращается.
На большей части арктической тундры годовое количество осадков, измеряемых в виде жидкой воды, составляет менее 38 см, причем примерно две трети их выпадает в виде летних дождей. Остальная часть выпадает в виде снега, высота которого может составлять от 64 см до более 191 см. Обильные метели -частые гости в зимние месяцы, а летние дожди достаточно сильные. Однако стратификация почвы и наклон альпийских склонов обеспечивают хороший дренаж.
Хотя в Арктике ветры не такие сильные, как в альпийских тундрах, их влияние на характер снежных заносов является важным климатическим фактором.
Почвы и рельеф
Как отмечалось выше, вечная мерзлота — неотъемлемая часть арктической тундры. На большей части Арктики вечная мерзлота достигает глубины от 350 до 650 метров (от 1150 до 2100 футов). Однако в некоторых районах Сибири вечная мерзлота может достигать 1450 метров (4760 футов).
Присутствие вечной мерзлоты замедляет нисходящее движение воды через почву, а низменности арктической тундры становятся насыщенными и заболоченными во время летней оттепели. Зимой вода в почве замерзает, из-за чего земля над ней превращается в холмистую структуру.
Альпийская тундра обычно более сухая, хотя количество осадков, особенно в виде снега, выше, чем в арктической тундре. В альпийской тундре отсутствие сплошного слоя вечной мерзлоты и крутой рельеф приводят к быстрому дренажу, за исключением некоторых альпийских лугов, где рельеф сглаживается.
Узорчатый грунт, характерный для большинства тундр, является результатом дифференциального движения почвы, камня и скалы на склонах и ровной местности, а также нисходящего сползания вышележащего активного слоя почвы.
Поскольку вечная мерзлота непроницаема для воды, переувлажненная почва у поверхности легко сползает вниз по склону. Эти явления являются результатом цикла замораживания-оттаивания, характерного для тундры, и особенно распространены весной и осенью. В альпийских регионах видны такие элементы поверхности, как кольца, полосы и многоугольники скал, обычно размером от 15 до 30 см (от 6 до 12 дюймов) в поперечнике.
Почвы тундры обычно классифицируются как гелизоли или криозоли, в зависимости от используемой системы классификации почв. Оба являются легко эродируемыми типами почвы, характеризующимися наличием вечной мерзлоты и активным поверхностным слоем, сформированным в результате чередования замерзания и оттаивания, которое сопровождается сезонными колебаниями температуры.
В высоких широтах Арктики летняя оттепель проникает на глубину от 15 до 30 см (от 6 до 12 дюймов). В более низких широтах, характеризующихся полным растительным покровом и хорошо дренированными почвами, оттепель проникает на расстояние от 0,5 до 3 метров (от 1,5 до 10 футов). Хотя слой вечной мерзлоты существует только в почвах арктической тундры, слой промерзания-таяния встречается в почвах как арктической, так и альпийской тундры.
Биом и ее адаптация
В арктических и альпийских тундрах количество видов растений и животных обычно невелико по сравнению с другими регионами. Но многие виды жизни невозможно найти в других местах планеты, и поэтому тундра вносит важный вклад в глобальное биоразнообразие, несмотря на небольшое количество видов.
Поскольку почти вся Антарктида покрыта льдом, в ней отсутствует обилие растительной жизни, хотя лишайники, мхи и некоторые цветковые растения все же встречаются там, в более благоприятных местообитаниях.
В тундре также обитает множество бактерий и грибов, которые необходимы для правильного функционирования экосистемы. Несколько исследований обнаружили множество новых микробных групп в тундровых почвах. Эти микробные сообщества активны под снегом, и их состав резко меняется от зимы и весны к лету в ответ на изменения температуры почвы, влажности, наличия углерода и поверхностей, на которых живут эти микробы.
Растения тундры
Растительность многих альпийских тундр и большей части арктических тундр имеет зеленовато-коричневый цвет. В этих условиях растения не остаются в цвету более нескольких дней или недель, но зато цветки, как правило, большие по сравнению с размером растения и довольно красочны, особенно в альпийских средах обитания.
Вдоль скалистых обрывов встречаются водоросли и грибы, а розеточные растения растут в скальных карнизах и на мелководных гравийных пластах.
По всей южной арктической тундре, с обширными участками пониженного рельефа, преобладают заболоченные торфяные почвы с обилием озер и извилистых рек. На этих прибрежных равнинах преобладают осока и пушица, часто встречаются мхи, включая сфагнум. На слегка возвышенных участках, часто всего на 15–60 см (от 6 до 24 дюймов) над влажными торфяными почвами, встречаются невысокие ивы, травы и тростник. На возвышенностях, в предгорьях и в арктических горах растительность довольно скудна.
В арктических и альпийских тундрах на растительные сообщества влияют дренаж почвы, снежный покров и время таяния, а также локальные микроклиматы, которые отличаются друг от друга температурой, ветром, влажностью почвы и питательными веществами. На пологих склонах с развитой почвой встречаются обширные луга. На каменистых склонах и вершинах растения встречаются на отдельных участках, где немного почвы и мало снежного покрова. В более высоких горах, где обилие снега, льда и обнаженных скал, на камнях могут расти лишайники и мхи.
Деревья — это в основном ель, пихта и сосна, при этом очень мало лиственных пород, таких, как, например, ивы. Они распространены вдоль ручьев, с подветренной стороны скал и хребтов, где зимний снег более глубокий.
Рост растений и многие аспекты жизнедеятельности животных ограничиваются двумя-четырьмя месяцами в году, когда температура поднимается выше нуля. Многие виды растений многолетние, которые цветут в течение нескольких дней после таяния снега. Очень немногие виды являются однолетними. Растения высотой от 2,5 до 7,5 см (от 1 до 3 дюймов) обычно зацветают первыми, потому что они находятся в более теплых слоях воздуха у поверхности почвы. Некоторые растения замерзают во время цветения при внезапных бурях, но продолжают развиваться и давать семена при оттаивании.
Большинство растений производят мало семян и в основном зависят от побегов или подземных стеблей для увеличения своей численности, например, ряд арктических видов семейства вересковых . Некоторые виды производят луковицы, которые развивают корни и побеги на родительском растении, прежде чем они упадут на землю.
Животные тундры
Луговая полевка — одно из самых распространенных млекопитающих в Северной Америке. Ее географический ареал охватывает большую часть Канады и соседних Соединенных Штатов, а также большую часть Аляски.
Другие животные тундры: белый медведь, песец, арктический волк, арктический заяц, арктическая ласка, полярная сова, несколько видов леммингов (группа грызунов) и белых куропаток, а также ряд видов водоплавающих птиц. Широкий список животных тундры с описанием смотрите в нашей публикации.
Арктические млекопитающие
Мелкие млекопитающие арктической тундры отличаются высокой репродуктивной способностью. Наиболее заметными в этом отношении являются лемминги, численность которых в некоторых регионах достигает пика каждые три — пять лет. Лемминги остаются активными всю зиму, живут под снегом, питаясь корнями трав и осок. Когда популяция леммингов увеличивается, многие растения поедаются, и происходит большое скопление фекалий. Накопление навоза вокруг нор животных, в свою очередь, стимулирует рост растений, добавляя в почву азот и другие питательные вещества.
Популяции животных, которые охотятся на леммингов, такие как длиннохвостый поморник, полярные совы и лисы, также увеличиваются или уменьшаются, в зависимости от колебаний численности своей добычи. С другой стороны, когда популяция леммингов достигает пика, растительность, в месте их обитания, становится скудной, и большое количество леммингов перемещается в другие районы.
Характерными крупными травоядными животными арктической тундры являются северный олень и овцебык. Эти животные довольно большие, учитывая суровые условия, в которых они живут. Овцебыки особенно хорошо приспособлены для выживания в холодном климате из-за их исключительно толстой шерсти. У северных оленей острые копыта, благодаря которым они добывают под снегом лишайники и другие растения.
Белые медведи — такая же неотъемлемая часть животных, обитающих в тундре. Зимой они проводят большую часть своего времени на льдинах, охотясь на тюленей и других животных, которые собираются в этих местах для размножения.
Также есть бурые медведи, которые ловят рыбу и мелких млекопитающих, а лисы и волки часто ходят по их следам, чтобы доесть остатки добычи. Летом лисы и волки выращивают детенышей, питаются птицами и мелкими млекопитающими.
Многие тундровые животные зимой приобретают белый цвет шерсти, например: лисы, зайцы и куропатки. Этот камуфляж помогает и хищнику, и добыче: хищники могут незаметно подкрасться, а жертва легко спрятаться в снегу.
Альпийские млекопитающие
Альпийские тундры также ограничены по количеству видов и разнообразию животных. К таким животным относятся горный баран, горный козел, серна, несколько диких кошек и множество птиц. Горные козы зимой проводят заметно больше времени на возвышенностях.
В отличие от млекопитающих арктических тундр, некоторые альпийские млекопитающие впадают зимой в спячку. Сурки, суслики, прыгающие мыши и другие грызуны потребляют большое количество растительности летом и ранней осенью, прежде чем наступает спячка. Другие мелкие млекопитающие, такие как пищуха и полевки, осенью собирают сено для зимнего кормления. Также встречаются и другие животные, которые активны круглый год, например, кролики и лисы, которые обитают на обширных территориях альпийских местообитаний.
Птицы
Большинство тундровых птиц являются перелетными, задерживаясь здесь достаточно долго. Единственным исключением является куропатка, которая зимой питается почками ивы и другими открытыми частями растений, а летом — листьями, бутонами и цветами. У куропаток сильно оперенные лапы, которые обеспечивают некоторую изоляцию от зимнего снега и льда.
Некоторые перелетные птицы питаются семенами и плодами, пока летом не появятся насекомые и пауки. Другие же, такие как снежный гусь (другое название — снежные казарки) изменяют ландшафт, т.к. зимуют в прибрежных заболоченных районах, где своими короткими, но сильными клювами выкапывают корни болотных трав в пищу. Они часто оголяют участки земли, оставляя после себя в основном мох, что увеличивает приток солнечной энергии в почвы. Таким образом, они косвенно способствуют глубоким оттепелям, которые могут привести к ползучести почвы на склонах.
Важными хищными птицами являются длиннохвостые поморники, которые прилетают летом, и полярные совы, которые живут круглый год. Они питаются мелкими птицами и насекомыми, лемминги являются наиболее важным элементом их рациона.
Насекомые
Количество видов насекомых в Арктике невелико, по сравнению с количеством видов в регионах с умеренным климатом. Арктические насекомые устойчивы к морозам зимой. Некоторые виды, такие как адаптированные к тундре комары, обладают высокими концентрациями глицерина, который действует как «антифриз», понижая температуру, при которой происходит замерзание. Многие тундровые насекомые и пауки имеют темный цвет, который поглощает больше солнечного света и позволяет им поддерживать более высокую температуру тела.
Условия тундры
На флору и фауну арктических и альпийских тундр влияют различия в продолжительности дня и концентрации углекислого газа (CO2) в атмосфере. На большей части Арктики свет преобладает непрерывно в течение от одного до четырех месяцев. Поэтому, многие растения арктической тундры обильно цветут при постоянном или почти непрерывном воздействии солнечного света.
У насекомых жизненные ритмы реагируют на преобладающую температуру и солнечный свет. Уровни CO2 ниже в альпийских тундрах из-за более разреженного воздуха на больших высотах, и альпийские растения более эффективно используют эти более низкие уровни CO2 в фотосинтезе, чем их арктические аналоги.
Последствия человеческой деятельности
Тундровые регионы Земли суровы и отдалены, поэтому там поселились меньше людей, чем в других средах. В тундре они имеют давнюю историю. Например, первые люди, прибывшие в Северную Америку из Азии более 20 000 лет назад, прошли через обширные тундры на обоих континентах. С тех пор деятельность человека в экосистемах тундры увеличилась, в основном за счет добычи продуктов питания и строительных материалов. Люди изменили ландшафт из-за строительства жилых домов и других построек, а также за счет строительства горнолыжных курортов, шахт и дорог.
Охота, бурение нефтяных скважин и другие виды деятельности загрязняют окружающую среду и угрожают дикой природе в тундровых экосистемах. Ученые-экологи обеспокоены тем, что продолжающееся расширение этой деятельности — наряду с выбросом загрязнителей воздуха, некоторые из которых разрушают озоновый слой, и парниковых газов, ускоряющих изменение климата — начало влиять на саму целостность и устойчивость Арктики и Альп.
Последствия изменения климата для тундровых регионов привлекли большое внимание ученых, политиков и общественности. Это внимание частично объясняется высокой чувствительностью тундры к общей тенденции глобального потепления. В то время как с 1900 года средняя глобальная температура приземного воздуха повысилась примерно на 0,9 ° C (около 1,5 ° F), средняя температура приземного воздуха в Арктике повысилась на 3,5 ° C (5,3 ° F) за тот же период. Во многих частях региона с конца 20 века несколько лет подряд наблюдалось рекордное зимнее тепло. Средние трехмесячные зимние температуры на архипелаге Шпицберген в Норвегии в 2016 году были на 8–11 ° C (14,4–19,8 ° F) выше, чем в среднем за 1961–1990 годы. Большинство климатологов согласны с тем, что эта тенденция к потеплению сохранится, и некоторые модели предсказывают, что на суше в высоких широтах к концу 21 века будет на 7–8 ° C (12,6–14,4 ° F) теплее, чем в 1950-х годах.
Глобальное потепление уже произвело заметные изменения в экосистемах арктических и альпийских тундр. В этих экосистемах появляются новые виды деревьев, а прибрежные районы страдают от повышения уровня моря. Оба явления сокращают географическую протяженность арктической тундры.
Другие изменения, происходящие как в арктических, так и в альпийских тундрах, включают увеличение плотности кустарников, более раннюю весеннюю оттепель и более позднюю осень, сокращение среды обитания местных животных и ускоренное разложение органического вещества в почве. Эти процессы действительно могут способствовать большему потеплению в тундре, чем в других регионах. Например, климатологи отмечают, что более темные поверхности зеленых хвойных деревьев и зоны, свободные ото льда, уменьшают отражательную способность поверхности Земли и поглощают больше солнечной радиации, чем более светлые снег и лед, тем самым увеличивая скорость потепления.
Одно из самых ярких происходящих изменений в Арктике — быстрое таяние морского льда. Некоторые климатические модели предсказывают, что в скором будущем летний морской лед в Северном Ледовитом океане исчезнет полностью. Отсутствие летнего льда усилит существующую тенденцию к потеплению в арктических тундровых регионах, а также в регионах за пределами тундры, потому что морской лед гораздо лучше отражает солнечный свет, чем открытый океан, и, таким образом, оказывает охлаждающее воздействие на атмосферу. Кроме того, исследования показывают, что отступление морского льда повысит продуктивность тундровой растительности, и, как следствие, накопление растительной биомассы может привести к более экстремальным явлениям, таким как крупные тундровые пожары.
Наконец, свободный ото льда Северный Ледовитый океан свободит доступ для рекреационной и промышленной деятельности; что, вероятно, создаст дополнительную нагрузку на тундровые растения и животных, а также поставит под угрозу устойчивость самой тундровой экосистемы. В альпийских тундрах потепление климата может стимулировать более активную деятельность человека и увеличить ущерб, наносимый растительным и животным популяциям там.
Судьба вечной мерзлоты в более теплом мире — особенно важный вопрос. Вместе тундра и тайга составляют примерно одну треть глобального накопления углерода в почве, и большая часть этого углерода связана в вечной мерзлоте в виде мертвого органического вещества. Часть этого органического вещества сохранялась в течение многих тысяч лет не потому, что его трудно разложить, а потому, что земля оставалась замороженной. В результате таяния вечной мерзлоты органический материал подвергнется микробному разложению, в результате которого в атмосферу будет выделяться углерод в форме CO2 и метан (CH4). Потепление климата также увеличивает частоту пожаров тундры в Арктике.
Напротив, более высокая продуктивность растений в результате более длительного и теплого вегетационного периода может компенсировать некоторые выбросы углерода в результате таяния вечной мерзлоты и тундровых пожаров. Действительно, экологи и климатологи отмечают большую неопределенность в отношении будущего углеродного цикла в Арктике в 21 веке. Однако они обеспокоены тем, что перенос парниковых газов из тундровых экосистем в атмосферу может усугубить изменения климата Земли из-за обратной связи, в которой небольшое повышение температуры воздуха на поверхности запускает цепочку событий, которые приводят к дальнейшему потеплению.
P.S.
Если Вам понравилась и была полезна данная информация, поделитесь ею в соц. сетях со своими друзьями и знакомыми. Так вы поддержите наш проект “Экология жизни“ и сделаете свой вклад в сохранение окружающей среды!
- Какие напитки особенно полезны для здоровья: обзор популярных вариантов - 27.09.2024
- Не теряйте вайб от путешествия: покупайте билеты онлайн - 24.09.2024
- Амброзия растение - 01.07.2024
