Тема 7

Тема 7. Типи біомів суходолу: тундра

Відповіді на питання для самоконтролю:

1. Причини безлісся тундри.

Безлісся – це характерна зональна риса. До основних причин безлісся тундри можна віднести наступні: низькі температури, вічна мерзлота, сильні вітри, а отже, висока транспірація, фізіологічна сухість – значні витрати на транспірацію при слабкому засвоєнні холодної води коренями високостовбурних рослин (дерева гинуть від дефіциту вологи), бідність азотного живлення або пейноморфоз.

2. Загальна характеристика біому тундри.

Тундра – це безлісий зонобіом з вузьким шаром життя, пануванням екосистем, в яких основну роль  відіграють життєві форми мохів, лишайників, які стеляться або низькорослих чагарників. Тундри займають найбільш північне положення на материках і островах Північної півкулі. В південних полярних широтах формуються ана- логи тундр, проте там із-за складних обрисів материків й різного широтного положення тундри не формують єдиної зони і знаходяться переважно на островах (ана- логи тундр). На північ від тундри розташовуються лише полярні пустелі, на південь від тундри – підзона лісотундри. Південна межа тундри проходить по липневій ізо- термі +10° С і річною 0°.

В різних субарктичних секторах південну межу  тун- дри формують різні породи. В Скандинавському секторі – береза бородавчаста, на півночі Східної Європи – ялина європейська, в Західному Сибіру – модрина сибірська, в іншій частині Сибіру та Далекого Сходу – модрина Даурська або Гмеліна, на Камчатці – береза Ертмана, а в Америці – ялина Меріана.

3. Адаптації тундрових рослин.

Адаптації рослин (особливості флори)

1. Відсутність однорічних рослин (окрім деяких бур’янів – зірочник), панування багаторічників.

2. Серед квіткових рослин переважають дрібні чагарнички: а) вічнозелені: на момент танення снігів у них підготовлена  система  органів  асиміляції  (брусниця,  куріпкова

трава);

б) літньозелені: на момент танення снігу мають систему гілок, хоча і без листків (карликові берези, верби);

3. Ксероморфізм листків: шкірясті, пласкі або вузькі вересового типу із-за фізіологічної сухості, нестачі води й азоту.

3. Майже відсутні рослини з бульбами, цибулинами, кореневищами (геофіти).

3. Форми рослин:

а) шпалерні – стеляться по поверхні ґрунту з піднятими вверх листками (верба полярна, сітчаста);

б) рослини подушки (крупка, ломикамінь);

в) карликові форми мають більшість видів, які в зви- чайних умовах досягають великих розмірів (верба пухна- ста – 20 см);

6. Корені рослин зосереджені в поверхневих горизонтах, що пов’язано з низькою температурою ґрунту та постійним рухом ґрунтів;

6. Висока морозостійкість. Наприклад, ложкова трава в період цвітіння може витримувати температуру до –46° С, тоді як фізіологічний стрес настає при температурі –50° С.

6. Безлісся, оскільки між випаровуванням води і надходженням її в корені дерев існує розрив взимку та навесні.

7. Строки цвітіння більшості видів рослин співпадають, оскільки вони мають короткий вегетаційний період (цвітуть відразу майже всі види).

8. Квіти яскраві, з поверхневим розташуванням нектарників, відкритим віночком, запилюються зазвичай двокрилими комахами, джмелями (бобові). Період квітування короткий (наприклад, морошка цвіте дві доби), оскільки шансів на запилення комахами мало (вітри, заморозки)

9. Домінує вегетативне розмноження, іноді квіти запилюються вітром та комахами.

10. Значна тривалість життя тундрових рослин дозволяє «дочекатися» сприятливого сезону для генеративного роз- множення. Наприклад, тривалість життя верби арктичної – 200 років, багна болотяного – 100 років, берези карликової – 80 років.

11. Каротинізація листків (жовтий відтінок), що пояснюється необхідністю відбивати надлишок ультрафіолетової радіації.

Шар життя, що об’єднує в угрупованні всі підземні і надземні яруси в тундрі дуже вузький – до 1 м.

4. Адаптація тварин тундри.

Адаптації тварин (особливості фауни)

1. Різко виражені відмінності у складі літніх та зимових мешканців. Взимку в тундрі залишаються лемінги, деякі полівки, північний олень, біла тундрова куріпка.

2. У деяких північних птахів великі розміри кладок, в порівнянні з видами, які мешкають південніше. Відмічається також більш швидкий ріст пташенят (великий світловий день і можливість вигодовування). Влітку зустрічаються гуси, качки, казарки, лебеді, білі куріпки, горобині.

3. Із комах переважають двокрилі: комарі, мошки. Комахи й інші безхребетні мешкають в підстилці та верх- ньому торф’яному ґрунтовому горизонті.

4. Правило Бергмана: при просуванні від полюсів до екватора розміри теплокровних тварин зменшуються, а холоднокровних – збільшуються.

5. Правило Алена: при просуванні від полюсів до екватора у близьких видів відбувається збільшення виступаючих

частин тіла (вуха і хвости). Це пов’язано зі зменшенням тепловіддачі через капіляри вушних раковин у північних видів.

6. Незначна кількість зерноїдних птахів, оскільки насіннєві рослини малопродуктивні. їжею для птахів і ссавців є зелена маса рослин, кора та листки чагарничків, ягоди, лишайники (ягель). Ріст їх уповільнений, тому олені залишають пасовища надовго, здійснюючи міграції.

6. Міграції: сезонні (гуси), харчові (олені, лемінги, полярні сови).

6. Добре розвинений хутряний, пір’яний покриви, а також підшкірний жир у птахів і ссавців.

6. Велика роль лемінгів у трансформації зеленої маси, окрім того їхні ходи займають до 20% площі тундри. Зростання чисельності лемінгів повторюється кожні 3–4 роки. За рік один лемінг споживає до 50 кг фітомаси.

6. В тундрі відсутні рептилії й амфібії.

6. Приморські адаптації:

• гніздування птахів, які живляться рибою, на непри- ступних для хижаків скелях («пташині базари»);

• ластоногі мешкають на крижинах поблизу ополонок;

• активний спосіб життя білого ведмедя впродовж року в прибережній зоні або на кризі океану.

5. Загальна характеристика підзон тундри.

 Виділяють декілька підзон зонобіому тундри.

Полярні пустелі – це ще не сформова- ний зонобіом з початковою стадією заростання полігональних ґрунтів. Під час їх заростання спочатку (на Крайній пів- ночі) з’являються лишайники, а південніше – різнотрав’я. Діагностична ознака підзони – відсутність мохів. Відсутні також угруповання, оскільки структура їх ще не сформувалася. Відсутні осілі тварини, кровосисні комахи, проте вздовж скелястого узбережжя океану зустрічаються «пта- шині базари».

Підзона плямистої (арктичної) тундри. Діагностичною ознакою підзони є незімкнутий рослинний покрив. На півночі її проективне покриття ста- новить 40%, далі на південь досягає 95%. Чагарники відсутні і майже відсутні сфагнові мохи. Формування плямистої тун- дри відбувається таким чином. Під час мерзлотного збурення утворюються горби з кристаликами льоду всередині. Снігова корозія ніби зрізує дернину з такого горба, і суглинковий оглеєний ґрунт оголюється. Утворюється пляма. Вона може збільшуватися під час змивання ґрунту.

Підзона типової (субарктичної) тундри. Чагарникові тундри зазвичай розташовуються в глибині континенту, де вітри слабші, суми опадів вищі і середні температури літа досяга- ють +10° С. Мерзлота тане до глибини 150 см. Іноді чагарниковий ярус буває суцільним, корені густо пронизують моховий покрив, місцями формується справжня дернина. Характерними в угрупованнях є також гриби. Дуже багато сфагнових мохів, які були відсутні в попередній зоні. Іноді, особливо на кам’янистих субстратах, моховий ярус замінюється  лишайниковим  (Ямальські,  Гиданські,  Аляскінські, Лабрадорські  тундри).  Травостій  стає  багатшим,  з’являються кислиці, щавель, валеріана, жовтецеві, лапчатка,

осоки, лучні трави.

Підзона лісотундри (зоноекотон). Лісотундру іноді називають зоноекотоном, або підзоною. Вона розпочинається там, де дерева виходять на плакор, водорозділи. Тут зустрічається два типи рослинності – тундрова й лісова. Перехід від одного до іншого типу поступовий. Спочатку на  плакорі  з’являються  окремі  дерева,  низькі,  криві,

з прапороподібною кроною. Далі на південь вони зливаються в острівні угруповання, ще південніше з’являється розмита, мозаїчна, проте вже суцільна межа хвойного лісу. Підзона лісотундри не суцільна.

Перехідний характер лісотундр виявляється в тому, що розріджений деревний ярус просто накладається на тундровий. Далі на південь, де формуються вже самостійні угруповання, в нижніх ярусах ще присутні тундрові види (в Карелії ялинники з ярусами карликової берези). Клімат лісотундри м’якший у порівнянні з тундрою: середня темратура липня +12° С, більше випадає опадів (до 450 мм на рік), на більшу глибину тане мерзлота. Зростання тепла на південь обумовлює характер біоти лісотундри. Лісові угру- повання з рідколіссями займають в середині підзони 30% площі, тундровий комплекс 10%, а 60% площі припадає на азональні болота та луки. При такому співвідношенні наз- вати лісотундру самостійним зонобіомом важко.

6. Біоми та біоресурси.

За тепловим режимом з півночі на південь відбувається поступова зміна складу та структури тундрових біомів. На південь зростає роль спочатку чагарників, а потім перехід до лісової зони.

Біологічні ресурси.

1. Фітомаса використовується  для  пасовища  оленів. Кормові ресурси тундр Євразії практично вичерпані (327 млн га на 2280 тис. голів худоби).

2. Лісові ресурси відсутні, оскільки ліси малопродуктивні (модрина за 300 років виростає на 8–12 м).

3. Запас їстівних рослин значний: брусниця, лохина (буяхи), чорниця (0,4 т/га), гриби (до 0,7 т/га). В Канаді та Фінляндії в лісотундрі вирощують журавлину, яка дає значні прибутки.

4. Тваринні ресурси – хутро. Полюють на песців, горностая, а в Канаді на норку та ондатру. М’ясо північного оленя, шкіра, роги (панти) використовуються в медицині для отримання тонізуючої речовини пантокрину; вівцебик дає м’ясо і хутро в Канаді (інтродукований на Таймирі)