Рослинність зон арктичних пустель і тундри

Умови формування

У зоні вічного морозу вищі рослини відсутні, оскільки тут температура найтеплішого місяця, в середньому, не перевищує 0°С. Південніше, в міру збільшення кута падіння сонячних променів, а значить зростання температури повітря й тривалості літа, з’являється рослинний покрив, який від арктичних пустель до південної тундри стає дедалі густішим і багатшим. Ці зміни відбуваються досить поступово.

Є загальні риси природних умов полярних широт, до яких пристосувалася рослинність:

-    низька температура повітря (навіть у найтепліший місяць у середньому від 0...+3°С в арктичних пустелях; до +3...12°С у тундрі); заморозки можливі у будь-який літній день. Спостерігається сувора довга зима, великий контраст між температурами зими і літа;

-    короткий вегетаційний період (до 1,5 місяці в арктичних пустелях і 1,5...2,5 місяці в тундрі).

 

 

 

Кількість тепла – головний чинник, що зумовлює зміни полярної рослинності (з півночі на південь; її відмінність на південних і північних схилах);

-    сильні вітри, які здувають і без того тонкий сніговий покрив у зниження рельєфу, обшарпують гілки, висушують листя рослин;

-    порівняно невелика кількість атмосферних опадів, особливо у внутрішньоконтинентальних районах (150...300 мм), але й дуже мале випаровування, що у поєднанні з повсюдним поширенням багатолітньої мерзлоти зумовлює надмірне ґрунтове зволоження (заболоченість і перезволоженість ґрунтів), їх оглеєння і кислу реакцію, бідність елементами мінерального живлення;

-    поширені кріогенні форми рельєфу (кам’яні полігони, морозобійні тріщини, плямисті тундри, горби пучіння), що робить рослинний покрив Арктики дуже мозаїчним.

 

Розглянемо приклади пристосування рослинності як до кожної з перелічених особливостей екотопу, так і до всього комплексу умов.

Головна риса арктичних пустель і тундр – безлісість, відсутність дерев. Деревна рослинність програє менш вибагливим екологічним групам рослин, які тут краще адаптуються до умов середовища – лишайникам і мохам, у меншій мірі – багатолітнім травам, а південніше – чагарникам.

Безлісість зумовлена комплексом екологічних умов, перш за все кліматичних (як показують досліди, низькі температури і коротке літо не дозволяють деревам постійно відновлюватися – швидко проростати, дозрівати насінню; сильні вітри висушують листя, а заметілі обривають гілки; холодна вода слабко всмоктується коренями і це не дозволяє влітку достатньо живити високо підняті над землею гілки; ґрунти надто холодні, бідні елементами мінерального живлення; істотна конкуренція з боку інших рослин (наприклад, суцільна мохова дернина не дозволяє проростати насінню дерев).

Навіть улітку сприятливим для розвитку рослин є верхній (відталий на 0,3...1,5м) шар ґрунту і такий же за потужністю приземний шар повітря. Саме в цьому інтервалі й зосереджена рослинність, яка досить бідна за видовим різноманіттям (одна з причин бідності – молодий вік тундри, що сформувалася упродовж антропогенового періоду і зайняла сучасні межі лише після закінчення останнього материкового зледеніння, 12...10 тис. р. тому).

Але, попри молодий вік біогеоценозів, багато видів полярних рослин глибоко адаптовані до суворих умов (можливо вони існували ще у дольодовиковий період у схожих умовах високогір’я). Більшість тундрових вищих рослин – психрофіти (пристосовані до холодного вологого клімату та фізіологічної сухості). Вони низькорослі, притиснуті до землі – сланкі, шпалеро- або подушкоподібні, часто з ксероморфними ознаками. Завдяки подушкоподібній формі тундрові рослини влітку перебувають у більш прогрітому шарі повітря, а взимку вкриті снігом, який зберігає їх від вимерзання. Коренева система рослин теж розростається переважно вшир. Надземна фітомаса менша за підземну (приблизно вдвічі).

Ще одне пристосування багаторічних трав і чагарників до низьких температур – зібрані у прикореневу розетку листки, які захищають бруньки від замерзання (у каменеломок, крупок, дріад, полярних маків). Температура у прикореневій розетці полярного маку на 6-8°С вище від навколишнього повітря.

До короткого вегетаційного періоду рослини пристосовуються прискорюючи цикл розвитку і розмноження. Часу, щоб дати насіння у полярних рослин обмаль. Тому їх квіти часто великі і яскраві, щоб привабити комах. Крім того, велика рефлектороподібна квітка може повертатися за Сонцем, і в її центрі температура теж значно вища, ніж навколишнього повітря (що дозволяє утворити і зберегти зав’язь). Особливо вражає килим великих яскравих квітів на коротенькому стеблі у межах арктичної тундри. Але переважають квіткові рослини, які самозапилюються, або запилюються за допомогою вітру. Поширене й вегетативне розмноження (пагонами).

Деякі рослини тундри, як не дивно, мають вічнозелене листя (брусниця, водяниця, дріади, кассіопеї тощо) завдяки вмісту  в них смолистих речовин та здатності клітин замерзати без руйнування. Таке пристосування дозволяє економити сили рослин, не витрачаючи їх щорічно на ріст листя.

У тундрі досить багато ягідних рослин (чорниця, брусниця, морошка), які пристосовані до розповсюдження плодів тваринами.

Пристосуванням до фізіологічної сухості, сильних висушуючи вітрів і цілодобового освітлення влітку є невелика поверхня листків, їх глянцева, часто покрита восковим нальотом поверхня.

Отже тундра – зона величезних контрастів, до яких змушені пристосовуватися рослини (від надмірної кількості води, яку вони не можуть використати через низьку температуру – до літнього цілодобового сонячного освітлення).

Таким чином характерні риси рослинності тундри – низькорослість і пригніченість, повільний ріст (полярна верба досягає товщини менше 1 см за 100 років), багаторічність, мала видова різноманітність, малоярусність, мозаїчність, яка зумовлена кріогенним рельєфом.