Біоми Землі - ТУНДРА

 

Біоми Землі - ТУНДРА




БИОМЫ ТУНДРЫ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
ЖИВОТНОЕ НАСЕЛЕНИЕ
ЛЕСОТУНДРА
Животные и лишайники
Кого в тундре больше — хищников или фитофагов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Тундра (от фин. tunturi — безлесная, голая возвышенность) — тип биома, распространенный в арктическом поясе Земли. Сложился в условиях холодного влажного климата и наличия в почве многолетней мерзлоты. Занимает широкую полосу (от нескольких десятков до 1000 км) вдоль побережий Евразии и Сев. Америки, включая Гренландию; встречается в горах таежного биома. Мощность многолетней мерзлоты достигает 300–400 м и более. Мерзлота охлаждает почву и замедляет биохимические процессы, препятствует фильтрации поверхностных вод и способствует заболачиванию. Из-за нее грунтовый сток ничтожен, поэтому летом реки в тундре сильно мелеют, а зимой во многих из них сток практически прекращается.
Климат тундры суровый. Лето короткое (2–3 мес.) и достаточно холодное, со средн. температурой в июле +5о С на севере и до +12о С на юге; зима долгая (около 8 мес.) со средн. температурой января от –5о С (Мурманское побережье) до –35о С (северо-восток Азии). В тундре Сев. Америки в январе температура равняется –10–33о С. Годовое количество осадков 200–500 мм, что в условиях тундры превышает испарение, которое приходится главным образом на очень короткий период вегетации (от 40 дн на севере биома до 100 дн на юге). Почвы в тундре в основном глеевые и торфяно-болотные.
Биомы тундры — образование молодое. Согласно современным воззрениям, их возникновение относится к плиоцену, а формирование тундры в ее современных границах — к плейстоцену и даже голоцену.

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ

Недостаток тепла летом, долгая зима с сильными ветрами и неравномерным распределением снежного покрова, мерзлота — все это лимитирует жизнедеятельность биоты.
В растительном покрове тундры преобладают низкорослые криофитные формы, приспособленные к использованию тепла приземного слоя и защитных функций снежного покрова. Для многих кустарничков характернны стелющиеся и подушковидные формы роста. Благодаря низкорослости тундровые растения зимой покрываются снегом, предохраняющим их от вымерзания, а летом их надземные органы оказываются в наиболее прогретом и экологически наиболее благоприятном слое воздуха.
Флора тундр бедна, но состав сообществ разнообразен. Характерные виды: полярные березки и ивы, кустарнички — голубика, брусника, вороника, багульник, некоторые виды злаков, осок, пушиц, мхи, лишайники. В долинах рек — луга из злаков, осок и разнотравья, обычно заболоченные. По сравнению с растительностью других типов биомов в тундре большое значение имеют лишайники и особенно мхи. Сплошной моховой покров в условиях тундры оказывает существенное влияние на температурный режим почв и глубину сезонное протаивания и, следовательно, влияет на условия обитания др. растений. Растительность не полностью покрывает поверхность почвы; иногда до 60 % площади лишено живого покрова.
Один из важнейших признаков тундр — их безлесие.
Запасы фитомассы заметно возрастают от арктической тундры (в среднем около 50 ц/га) к южной (200–300 ц/га). Подземная фитомасса преобладает над надземной. Ежегодный прирост фитомассы в арктической тундре составляет около 10 ц/га, в южной — 25–40 ц/га.
В тундре много торфа. В нем встречаются крупные стволы деревьев, поэтому считают, что еще несколько тысяч лет тому назад лесотундра простиралась дальше на север.

ЖИВОТНОЕ НАСЕЛЕНИЕ

Суровый климат и нехватка кормов зимой обусловливают бедность животного населения в тундре и сравнительную простую его структуру. Фауна ее складывается из видов, постоянно живущих здесь, и видов, которые появляются здесь только в теплое время года, а на время долгой, холодной зимы без солнца переселяются далеко на юг. Из позвоночных остаются песец, лемминги, некоторые полевки (экономка, узкочерепная, северосибирская и др.), белая сова (а в горах северо-востока Сибири — длиннохвостый суслик, камчатский сурок, северная пищуха). В годы бескормицы песец и сова откочевывают в лесотундру. Зимние миграции на юг свойственны северному оленю.
Численность животных сильно колеблется от года к году. Резкие дву-трехлетние колебания численности леммингов влекут за собой нарушение пищевых цепей, затрагивающих песцов, хищных и др. птиц, которые становятся кормом для хищников. Нередко внезапные похолодания вызывают гибель птиц во время гнездования. В результате наблюдаются сильные колебания зоомассы. Средн. величина ее для типичной тундры составляет 70–90 кг/га, причем большая часть приходится на беспозвоночных. Однако при вспышках размножения грызунов их масса может достигать 30–40 кг/га; биомасса птиц на водоемах (летом) приближается к 160, а в отдельных случаях отмечалось 300 кг/га.
Жизнь животных в тундрах сосредоточена в основном в почвенно-подстилочном, наземном и кустарничковом ярусах. В первом из перечисленных ярусов преоблдают по численности очень мелкие круглые черви — нематоды, микроортроподы — коллемболы, клещи — гамазиды и орибатиды, мелкие кольочатые черви — энхитреиды, обычны также дождевые черви и личинки друкрылых — комаров-типулид, комаров-толкунчиков, различных мух. Доминируют по биомассе дождевые и кольчатые черви. Последние могут быть активными даже на снегу.
В тундре есть насекомые-опылители, собирающие нектар и пыльцу с цветов. Наиболее заметны среди них шмели, которые, благодаря особой холодостойкости, в сев. широтах более разнообразны, чем в южных. Высокую температуру своего тела (около 40о С при т-ре воздуха 10о С) они поддерживают при помощи специфических движений грудных мышц. Шмели гудят не только во время полета, но и в спокойном состоянии — так внешне проявляется этот процесс самосогревания.
Животные играют немаловажную роль в ландшафтах тундры. В частности, лемминги (копытный, сибирский, норвежский и др.), ведущие активную жизнь и зимой, усиленно выедают пушицу, осоку и злаки (каждая особь потребляет 40–50 кг растительной пищи в год). Их ходы содействуют образованию мелкобугристого рельефа и мозаичности растительного покрова, роющая деятельность улучшает структуру почвы, а экскременты удобряют ее. Олени (дикие и домашние), объедая молодые побеги деревьев и уничтожая при осенней чистке рогов подрост, влияют на сев. границу леса.
Основными жителями тундры, ее аборигенами являются северные олени (в Гренландии и на севере Канады — овцебыки), заяц-беляк, землеройки-бурозубки, тундровая и белая куропатки, кречет, пуночка, лапландский подорожник, рогатый жаворонок (рюм). Кое-где постоянно живут волки, белые совы, вороны. Заходит в тундру и белый медведь.
Кочуя к югу, дикий северный олень еще несколько сотен лет назад зимой заходил на территорию Украины. Не все особи отдельных видов принимают участие в кочевках, так как у тундровых животных выработались приспособления к выживанию в суровых условиях тундры. У них на зиму отрастают более длинный мех или перья. Интересно, что чем меньше размеры животного, тем относительно более густым и длинным мехом оно обрастает. Так, мех северного оленя на зиму удлиняется сравнительно мало, а у маленького грызуна лемминга длина меха увеличивается в несколько раз. Это объясняется тем, что при уменьшении объема любого тела в кубе поверхность его уменьшается только в квадрате. Следовательно, мелким тундровым животным, имеющим относительно большую поверхность тела, необходима более серьезная защита. Мех и оперение особенно развиваются на конечностях, которые, естественно, больше охлаждаются. Так, у песца все подошвы ног покрывает густая шерсть, которая не только утепляет ноги во время морозов, но и помогает зверьку легко бегать по скользкому снегу и льду. У белых куропаток и белых сов на пальцах ног перья отрастают настолько, что полностью прикрывает их когти. Это не только утепляет пальцы птиц, но и увеличивает поверхность лапок и способствует передвижению по снегу.
Важным приспособлением тундровых животных к холоду является их способность накапливать подкожный жир. На зиму очень жиреют песцы, северные олени, белые куропатки. У оленей, например, толщина подкожного жира достигает 3–5 см.
У тундровых животных существует ряд приспособлений для разгребания снега. У белых куропаток к зиме удлиняются когти, что облегчает им выгребание корма, занесенного снегом. Даже у маленьких леммингов когти отрастают настолько, что образовываются подобие копытцев, отчего один из видов этих грызунов был назван копытным леммингом. У него к зиме когти 3-го и 4-го пальцев разрастаются в мощные вильчатые “копытца”. Ими копытный лемминг легко прокапывает зимние подснежные и подстилочные ходы. У северного оленя всю морду покрывает шерсть, а снег он разгребает широкими копытами. Важным приспособлением к жизни на севере является белый зимний мех животных, что делает их малозаметными на фоне белого снега.
Северный олень (в Америке его называют карибу) ранее был только диким животным, но после одомашнивания его, которое произошло сравнительно недавно (в некоторых местностях тысячу лет назад), основное поголовье северных оленей в тундре и лесотундре составляют домашние олени. В диком состоянии северный олень сохранился только в азиатской и американской тундрах. Северные олени очень хорошо приспособлены к жизни в тундре. Благодаря густому и теплому меху, расширенным копытам, между которыми растет длинная и жесткая шерсть, олени в течение всех сезонов года находят корм. Питаются они лишайниками, которые в зимнее время добывают, разгребая снег копытами. Северный олень — единственный вид позвоночных животных, который может нормально жить в течение длительного времени, питаясь только лишайниками. Он поедает различные их виды, но главным образом ягели. Однако едва ли можно сказать, что олень специализировался на питании лишайниками. Он может жить и размножаться, питаясь одними лишайниками, но легко обходится и без них. Более того, многие травянистые корма он ест с большей охотой.
Северный олень играет очень важную роль в жизни человека. На севере его используют как транспортное средство, из его шкур шьют одежду, обувь, шкурами покрывают жилье, а оленье мясо — основная еда населения тундры.
В горных тундрах по обе стороны Берингова пролива обитает снежный баран, чубук, или баран-толсторог; крупный и коренастый, с мощными толстыми рогами у самцов. Кормятся снежные бараны травянистыми растениями и побегами кустарников, держатся в каменистых ущельях по крутым склонам.
Сравнительно крупным (длина тела до 2,5 м, масса до 270 кг) обитателем тундры является овцебык. Не так давно (несколько сотень лет назад) он был распространен также в тундрах Европы и Азии, но ради мяса, шерсти и шкур его уничтожили. Этому способствовало то, что овцебыки тысячи лет жили в безлюдных районах и у них не выработалась привычка избегать человека. Даже в ХХ в. овцебыки подпускали людей к себе вплотную, а поэтому их убивали копьями и просто кольями. Овцебык так же, как северный олень, хорошо приспособлен к жизни в тундре. Тело его покрывает густая и длинная шерсть, а сам по себе он кряжистый — шея короткая и толстая, конечности короткие. Питается травой, лишайниками и мхами, которые он может достать из-под снега. В последние годы овцебыка взяли под охрану и делаются попытки его реакклиматизации.
Песцы также постоянно живут в тундре, хотя часть из них на зиму откочевывает. Мех песцов пользуется большим спросом, а потому они издавна являются объектом промысла. Это же можно сказать и о зайце-беляке.
На крайнем северо-востоке Азии, а также на Аляске, в тундре и лесотундре живут сурки и суслики, которые зиму проводят в спячке (до 9 мес). Бывают случаи, что зверьки не выдерживают такой долгой спячки и замерзают.
Весной и летом в тундре и лесотундре на короткое время расцветает бурная жизнь. Буйно развиваются растения, на гнездование прилетает множество птиц. Весна в тундре наступает поздно, но быстро проходит, и уже в начале мая прилетают первые временные ее обитатели — лебеди, гуси и утки, а вместе с ними различные хищники, в частности сокол-сапсан. Такие хищные птицы, как мохноногие канюки и белые совы, отлетавшие на юг, прилетают раньше.
С приходом тепла быстро развивается карликовая береза и ивняки. В эту пору весны в тундру и лесотундру прилетают многочисленные кулики: ржанки (3 вида), зуйки (2), камнешарка, песочники (> 15), турухтан, удивительный с лопатообразынм расширенным клювом куличок-лопатень, бекасовидные веретенники (2), малый веретенник, плавунчики (2). Турухтаны-самцы весной устраивают красочные брачные бои-турниры, при этом гнездовой наряд у самцов необычен: их шею украшает пышный воротник из перьев, расцветка которого настолько разнообразна, что невозможно найти двух одинаково окрашенных птиц. У плавунчиков (в противоположность большинству птиц) самцы окрашены бледнее, чем самки. Это объясняется особенностями их гнездового поведения. Самка плавунчика, отложив кладку, оставляет ее на попечение самца, который насиживает яйца, а затем водит птенцов. Лишь изредка некоторые самки плавунчиков помогают самцу в воспитании птенцов.
Обычны на гнездовании и некоторые чайковые. Характерные обитатели тундры — поморники, среди которых чаще других встречается длиннохвостый поморник. Питаются поморники леммингами, разоряют гнезда птиц, поедая яйца и птенцов, отбирают добычу у чаек (нападая на них, они вынуждают чаек отрыгнуть добычу). В тундрах Вост. Сибири имеются разреженные колонии вилохвостой и розовой чаек.
Особенностью фауны тундры и лесотундры является небольшое количество видов (около ста), хотя каждый вид представлен множеством особей. В тропиках, наоборот, видов очень много, но они малочисленны. Весной в тундре на одном озере можно увидеть столько лебедей, что все озеро кажется белым от них. В низкорослых зарослях ивняков гнездится очень много уток (морская чернеть, шилохвость, чирки) и куликов. На берегах озер гнездятся рыбоядные птицы гагары, которые очень ловко плавают и ныряют, а на суше ходят плохо. Свои гнезда они устраивают у самой воды, для того чтобы в случае опасности своевременно прыгнуть в воду. На более сухих местах располагаются гнезда белых куропаток. В зарослях ивняков по берегам многочисленных озер гнездятся мелкие певчие птицы. Здесь можно услышать пение синешейки, белобрового дрозда, камышевки-барсучка и других мелких птиц. В это время лесотундра отличается от тундры только поросшими, как правило, разреженным лесом и криволесьем участками, где встречаются белки, а также лисицы, горностай, росомаха, бурый медведь, лось.
Кроме многочисленных птиц и млекопитающих, летом в тундре и лесотундре появляется огромное количество насекомых, особенно комаров и мошек. Их так много, что они мгновенно могут облепить лицо, лезут в нос, глаза, забираются под одежду. В воздухе роями летают другие кровососы, в частности оводы, которые причиняют много вреда животным и людям.
В конце лета в тундре становится холоднее и насекомые исчезают. Однако и летом в тундре погода достаточно изменчива. В июле бывает так тепло, что температура воздуха достигает +35о С, после чего может наступить резкое похолодание до +4о С с сильными ветрами и моросящими дождями.
Хотя лето короткое, птицы успевают до осени высидеть и выкормить птенцов, так как в тундре летом солнце светит круглосуточно и птицы имеют больше времени на добывание корма для потомства, чем в умеренных широтах. На сон и отдых тундровые птицы тратят меньше времени. Кроме того, на севере сквозь слой атмосферы к поверхности Земли проникает значительно больше ультрафиолетовых лучей, что обусловливает более интенсивный рост птенцов. Однако часто бывает, что птенцы тех птиц, которые прилетели несколько позже, до наступления холодов полностью не вырастают и гибнут.
Отлет птиц из тундры на юг начинается уже в августе, а то и в конце июля. Первыми в теплые края на зимовку отправляются кулики, за ними — воробьиные певчие птицы, затем уже утки, гуси и лебеди.
В конце августа достаточно заметно начинается осень. Наступает долгая полярная ночь, в тундре и лесотундре остается только незначительное количество животных, среди которых самыми многочисленными бывают лемминги и связанные с ними как с добычей песцы, совы и другие хищные звери и птицы. В те годы, когда леммингов мало, хищные птицы и звери, которые кормятся ними, откочевывают в более южные широты. Массовое размножение, пересение и гибель леммингов являются важным фактором жизни животных в тундре и лесотундре. В отдельные годы лемминги плодятся настолько интенсивно, что заселяют всю тундру. В поисках корма, они начинают переселяться стаями, передвигаясь с места на место, переплывают реки и озера и при этом в огромных количествах гибнут. За полчищами леммингов следуют многочисленные хищники — звери и птицы, которые довершают уничтожение этих грызунов. В отдельные годы леммингов бывает так мало, что их невозможно даже обнаружить. Изучение причин колебания численности животных, особенно их массовых размножений и гибели, является одной из первоочередных проблем современной экологии.

ЛЕСОТУНДРА

Между лесным и тундровым биомами расположена лесотундровая зона, или лесотундра. Она протянулась полосой в 30–400 км в Европе, Азии и Сев. Америке, вклиниваясь значительно дальше на север по долинам рек. Рельеф лесотундры в основном равнинный.
Климат лесотундры характеризуется коротким и прохладным летом со средн. температурой июля +10–14о С (в отдельные дни бывает жара до +35о С) и долгой и (около 8 месяцев) и холодной зимой со средн. температурой января –10–40о С. Годовая сумма осадков 150–370 мм; выпадают они главным образом летом. Снежный покров толщиной 30–100 см местами не успевает растаять в течение лета. Повсюду, кроме некоторых участков в Европе, распространена многолетняя почвенная мерзлота. Почвы по большей мере торфяно-болотные, луговые и глеево-подзолистые, маломощные, с малым содержанием гумуса. Растительный покров характеризуется сочетанием и чередованием угнетенной древесной (береза, осина, ива, ольха, ель, сосна, лиственница), травянистой (осоки, злаки, разнотравье) и лишайниково-моховой растительности.

Человек издавна осваивает тундру и лесотундру. Основу хозяйства здесь составляет животноводство, в частности оленеводство. Этому способствует огромная площадь пастбищ в этих биомах (85–90 %). Кроме оленеводства важной отраслью хозяйства является промысел пушных зверей (заяц-беляк, песец, волк, лисица, росомаха, горностай, в лесотундре — белка). В последнее время в лесотундре развивается звероводство (разводят песцов, черно-бурых лисиц, норок).

Животные и лишайники

Связи животных с лишайниками — интереснейшая и слабо изученная экологическая проблема. Она особенно важна при изучении экологии тундры, где лишайники играют большую, чем где бы то ни было роль в растительном покрове. Они представлены там множеством видов и жизненных форм.
Взаимоотношения животных с лишайниками в тундре очень разнообразны. Для многих мелких беспозвоночных, например клещей, ногохвосток, их куртинки и подушки служат местом обитания. Отмирающие части лишайников, очевидно, служат пищей животным-сапрофагам. Многие птицы, например ржанки и куропатки, выстилают лишайниками гнезда. Лемминги иногда делают из лишайников зимние гнезда.
Лишайники весьма питательны. Грибные гифы, образующие слоевище, состоят в основном из особого полисахарида, называемого лишайниковым крахмалом. В них обнаружены многие аминокислоты, имеются и различные витамины (аскорбиновая кислота, В12, никотиновая кислота и др.). Очень разнообразны минеральные вещества, входящие в состав тела лишайников.
Известно очень мало видов беспозвоночных, для которых лишайники служат основным кормом. Например, среди бабочек с их бесконечно разнообразными трофическими связями с растениями описано всего несколько видов, гусеницы которых развиваются на лишайниках.
Все растительноядные птицы, обитающие в тундре (гуси, куропатки), лишайников не едят.
Ягели — основной зимний корм для северного оленя. Зимой они не отмирают, не увядают и не теряют своих питательных качеств. Во влажной среде их ткани мягки и сочны, легко скусываются и размельчаются. Они образуют сплошные ковры, что позволяет животным насыщаться с небольшой площади, а это особенно важно при зимнем подснежном питании, когда приходится разгребать снег.
По поводу питания леммингов лишайниками существуют противоречивые данные. Одни авторы утверждают, что лемминги питаются ними, другие — отрицают это.
Растут лишайники очень медленно. Ягель за год отрастает всего на 4,8 мм. Продуктивность ягельников очень низка — около 7 ц/га. Скусывая ягель, олень уничтожает за один раз ту часть лишайника, которая нарастала примерно 10 лет. Для полного восстановления сильно выбитого зимней пастьбой ягельника нужно 15–20 лет. Летом на ягельниках часто бывают пожары, после чего они могут восстановиться лишь через 70 лет.

Кого в тундре больше — хищников или фитофагов?

Зоологи не раз отмечали, что среди тундровых птиц резко преобладают виды, питающиеся животной пищей — хищники, рыбоядные и насекомоядные. Плотоядность свойственна всем наиболее процветающим в высоких широтах группам птиц (гагары, чистики, кулики, чайки). Здесь преобладают такие животноядные нырковые утки как гаги, турпаны, морянка. Но внимательно присмотревшись к этим перечням, можно увидеть, что преобладание плотоядных видов — это черта не всей орнитофауны тундры, а в первую очередь, птичьего населения водоемов.
В тундрах отсутствуют растительноядные виды рыб. Типично плотоядными формами являются обитающие здесь хариусы, гольцы, ряпушки, пыжьян, муксун, чир, омуль, нельма и др. Только до лесотундры доходят виды рыб со смешанным типом питания (плотва, елец, язь).
Хотя среди млекопитающих-обитателей тундры, казалось бы, много хищных и вообще плотоядных (волк, лисица, росомаха, бурый медведь, ласка, горностай, землеройки), оказывается, что все перечисленные виды являются пришельцами из других биомов или спорадически встречаются в тундре. Из хищных млекопитающих истинными аборигенами тундры являются только песец и белый медведь.
Аналогичные примеры дают некоторые группы насекомых и паукообразных. Среди жуков в тундре широко распространены хищные жужелицы и стафилины, из клопов далее всего на север проникают хищные виды из семейства сальдид. Резко сокращено разнообразие растительноядных клещей, но хорошо представлены пауки и хищные клещи.
Однако всем хищникам надо чем-то питаться. И если в тундре хорошо представлена группа плотоядных, то должна существовать еще более многочисленная группа жертв — растительноядных или сапрофагов (животных, питающихся мертвыми остатками). Действительно, здесь разнообразны и многочисленны многие типичные фитофаги (пилильщики, жуки-листоеды, потребители почвенных водорослей нематоды и личинки двукрылых). Главную массу беспозвоночных в тундре составляют сапрофаги — различные кольчатые черви (дождевые, энхитреиды), клещи, личинки двукрылых. Хотя в действительности большинство из них имеют смешанный тип питания и относятся к консументам 3-го порядка.


Создан 30 окт 2007



  Комментарии       
Всего 1, последний 3 года назад
Борислав 31 окт 2013 ответить
Дорогой Орест! Считаю подачу материала образцовой. Работал прекрасный профи, любящий и материал, и форму показа. Здорово. Чудная эстетика. Горжусь братом.
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником