Модуль 2. Биомы России и их современное состояние

Биом – сложная динамическая система, экологическое единство косных и живых компонентов конкретной территории в их взаимодействии, со своими функциональными связями, структурой и динамикой экосистем. Среди факторов, определяющих его состояние и изменение в процессе развития, можно выделить природные – геологические условия, рельеф, климат, поверхностные и грунтовые воды, почвы и растительные сообщества, и антропогенные. В ответ на повторяющиеся нарушения в процессе ценогенеза сформировались типичные сукцессионные ряды восстановительного типа (демутации). Это смены-стадии поступательного развития нарушенного биогеоценоза, через которые происходит постепенное восстановление сообщества, близкого к исходному типу.

Таким образом, биом – это сложная конкретная ландшафтно-региональная единица, характеризующаяся своими биогеоценотическими комплексами, экологическими и сукцессионными рядами, отражающими количественные и качественные изменения биогеоценозов в связи с варьированием экологических условий в пространстве и во времени. Разнообразие биомов определяется высоким уровнем ландшафтного разнообразия России, представленного зональными экосистемами: полярными пустынями, арктическими и субарктическими тундрами, лесотундрой, северной, средней и южной тайгой, лесами и редколесьями из лиственницы, хвойно-широколиственными лесами, лесостепью и луговыми степями, умеренно-засушливыми и сухими степями, полупустынями; интразональными: маршами, разными типами болот, пойменными лугами и лесами; разными горными экосистемами: лесными, степными, луговыми, тундровыми, нивальными, петрофильными.

Современное состояние биомов – результат длительного исторического развития под воздействием природных процессов и антропогенных факторов, причем за последние столетия антропогенные в значительной степени перекрыли по масштабу и интенсивности природные и сила их влияния постоянно нарастает.

Тема 6. Природные особенности и антропогенная трансформация биома тундры

1. Природно-экологические особенности биома тундры.

2. Широтная дифференциация тундрового биома.

3. Антропогенная трансформация растительного покрова.

4. Современное состояние и основные направления развития тундрового биома.

1. Природно-экологические особенности биома тундры.

Формирование тундровых биомов определяется суровыми климатическими условиями. Зима длинная, до 8 месяцев. Средняя годовая температура ниже нуля. Атмосферных осадков выпадает немного 300-400 мм, в основном в виде снега. Снеговой покров маломощный. В связи с низкими температурами испаряемость низкая, что приводит, не смотря на низкое количество осадков, к избыточному увлажнению.

Почти повсеместно распространены многолетнемерзлотные породы («вечная мерзлота»), мощность которых изменяется от 300-400 м в арктических тундрах до первых метров в южных тундрах. Глубина сезонного оттаивания колеблется от 30-40 см в северной полосе до 0,5-2 м в южной. Постоянно мерзлый слой обусловливает охлаждение почвы и замедление биохимических процессов, препятствует фильтрации поверхностных вод и способствует заболачиванию; он резко ограничивает грунтовое питание рек и их эрозионную деятельность. С мерзлотой связаны специфические геоморфологические процессы и формы мезо- и микрорельефа (термокарстовые формы, полигональный и мелкобугристый рельеф).

Стабильность многолетнемерзлотных грунтов, колебания верхней границы мерзлоты и даже само ее существование зависят в первую очередь от растительного покрова, имеющего значение важного стабилизирующего фактора. Растительная дернина затрудняет теплообмен между мерзлым слоем и воздухом (поддерживает тепловое равновесие), скрепляет почву, препятствует сортировке грунта.

Недостаток тепла и избыток влаги, мерзлота, низкая емкость биологического круговорота, небольшое количество растительного пада, его замедленная гумификация и минерализация – все это определяет главные черты геохимических процессов и почвообразования. Химическое выветривание протекает слабо, высвобождающиеся основания вымываются из почвы, так что она обеднена кальцием, натрием, калием (но обогащена железом и алюминием). Широкое распространение в Субарктике имеют тундровые глеевые почвы с торфянисто-перегнойным горизонтом, под которым находится сравнительно однородная глеевая минеральная вязкая толща. В связи с низкой продуктивностью растительности торфообразование слабое; мощность торфа редко превышает 1 м. Почвенный покров, как и растительный, характеризуется мозаичностью.

Продолжительность залегания снежного покрова до 220-280 дней – главный отрицательный фактор в жизни большинства животных и растений. Его толщина зависит от рельефа, а также от континентальности климата. В то же время снег играет и роль положительного экологического фактора. В качестве хорошего теплоизолятора он защищает почву, растения и животных от зимних морозов; предохраняет растения от снежной корразии: ветви, выступающие над снегом, срезаются или сильно повреждаются зимней поземкой, поэтому высота растений полностью зависит от мощности снегового покрова.

Биота тундры характеризуется молодостью и бедностью видового состава. В тундре отсутствует древесная растительность; много ягодников: морошка, брусника, клюква, княженика, голубика. В растительном покрове кроме мхов и лишайников, распространены низкорослые психрофитные и криофитные формы цветковых растений, приспособленные к существованию в условиях низких температур, к использованию тепла приземного слоя и защитных функций снежного покрова.

Растения тундры характеризуются низкой интенсивностью фотосинтеза, медленным накоплением органической массы, малой энергией роста. Наиболее распространенная жизненная форма – карликовые кустарнички и многолетние травы. Стебли у них короткие, листья малых размеров и у многих собраны в прикорневую розетку. Обычны здесь и подушковидные формы.

У животных тундры также выработался ряд приспособлений, облегчающих существование в суровых условиях. Например, у песца белая покровительственная окраска, короткие уши. Он быстро нагуливает толстый слой жира. Имеет пушистый и теплый зимний мех. Подошвы густо покрыты мехом, который греет лапы и препятствует скольжению по снегу.

Жизнь многих животных связана с морем. Это китообразные и ластоногие, а также охотящиеся главным образом за тюленями и рыбой белые медведи. За рыбой также охотятся птицы: чистиковые, чайки и другие обитатели больших птичьих базаров на приморских скалах.

Животное население тундры в связи с резкими и изменениями условий по сезонам (полярный день, ночь) чрезвычайно сильно отличается по составу зимой и летом. Зимой тундра пустынна. Подавляющее число зверей и птиц откочевывает на юг. Среди немногих видов, остающихся в тундре на зиму, следует выделить леммингов, северных оленей, некоторых полевок, тундровых куропаток.

Летом тундра поражает обилием видов и высокой численностью животных, особенно птиц, которые здесь обитают, кормятся и гнездятся в этот кратковременный период, прилетая со всего мира. Это водоплавающие, главным образом, представители отряда гусеобразных – утки, гуси, казарки, лебеди и околоводные птицы (кулики и др.); много различных куриных, воробьиных и хищных птиц. Из насекомых преобладают двукрылые (комары, мошки, а вблизи обширных стад оленей – слепни и оводы).