§ 30. Тундра — растительность высокогорий и северных широт

Определения и обозначения

Тундра — природная зона с холодным климатом, коротким летом и преимущественно низкой растительностью. Это означает, что здесь редко встречаются высокие деревья, а большую часть растительного покрова составляют мхи, лишайники, травы и кустарники. Название помогает представить, какие условия ограничивают рост растений. Тундра бывает не только на севере, но и высоко в горах.

Многолетняя мерзлота — слой почвы и горных пород, который остаётся мёрзлым несколько лет подряд. В тёплый сезон его верхняя часть может оттаять, но глубже сохраняется лёд и мёрзлая земля. Поэтому корни не могут свободно проникать вниз, как в незамёрзшую почву. Это понятие помогает понять, почему почва тундры особенная и почему вода в ней может застаиваться.

Горная тундра — безлесная высокогорная область, где условия для растений сходны с условиями тундры северных широт. Здесь холод связан не с близостью к полюсу, а с большой высотой над уровнем моря. Чем выше склон, тем труднее деревьям расти и тем больше места занимают низкие растения. Понятие позволяет сравнивать растительность гор и далёкого севера.

Карликовые растения — низкорослые растения, приспособленные к холоду, ветрам и короткому лету. Их небольшая высота помогает укрываться от сильных порывов и использовать тепло, которое сохраняется у поверхности земли. Многие из них растут медленно, а за короткое лето должны успеть пройти важные этапы развития. Этот термин объясняет, почему растения тундры часто выглядят маленькими, хотя это полезное приспособление.

Как это устроено

К северу от лесной зоны становится холоднее, а тёплый период — короче. Деревьям всё труднее накапливать достаточно тепла для роста, а их молодые побеги уязвимы к морозу и ветру. Поэтому при движении на север леса постепенно редеют, и их сменяют низкие растения тундры. Ещё дальше к полюсу условия становятся настолько суровыми, что преобладают арктические пустыни с очень скудной растительностью. Так возникают последовательные природные зоны, связанные с изменением климата.

Многолетняя мерзлота ограничивает развитие корней, потому что большая часть грунта остаётся твёрдой и холодной даже летом. Корни могут расти преимущественно в тонком верхнем слое, который успевает оттаять. Вода, попавшая в почву после дождя или таяния снега, не всегда уходит глубже: её задерживает мёрзлый слой. Поэтому отдельные участки тундры бывают влажными и заболоченными, хотя воздух остаётся холодным. Значит, мерзлота влияет и на то, где растения могут закрепиться, и на доступность воды.

Высоким деревьям нужны достаточно тёплое лето, время для роста и условия, в которых корни могут развиваться. В тундре им мешают холод, короткий сезон, ветер и неглубокий слой оттаявшей почвы. Низкие кустарники и стелющиеся растения находятся ближе к земле, где ветер слабее и сохраняется больше тепла. Их форма помогает не только переносить непогоду, но и переживать холодный период под снегом. Поэтому тундровые растения чаще образуют низкий покров, а не высокий лес.

Лето в тундре короткое, и у растений мало времени, чтобы отрастить листья, зацвести и образовать семена. Низкие температуры замедляют жизненные процессы, поэтому с наступлением тепла растениям важно быстро использовать благоприятные дни. Некоторые виды начинают развитие сразу после схода снега, а цветение у разных растений может происходить в сжатые сроки. Если летний сезон заканчивается рано, семена могут не успеть созреть. Такая зависимость от календаря объясняет, почему сроки роста и размножения особенно важны для тундровых растений.

В горах температура обычно понижается с высотой, а условия для роста деревьев становятся всё менее подходящими. Поэтому на склоне растительность меняется поясами: лес уступает место кустарникам, травам, мхам и лишайникам. Выше лесной границы начинается горная тундра, где холод и короткий период роста напоминают условия северных широт. Причина сходства одна — растения получают меньше тепла, хотя достигается это по-разному. На севере холод связан с положением далеко от экватора, а в горах — с высотой.

Тундра северных широт и горная тундра

Сначала сравните причину холода и расположение относительно лесов: по этим признакам типы тундры различаются. Затем посмотрите на растения и их приспособления — здесь заметно сходство. Таблица помогает не путать место распространения с условиями жизни.

Разбор задач

Почему почти нет высоких деревьев?

Условие. На участке тундры растут мхи, лишайники и низкие кустарники. Нужно определить, почему здесь почти нет высоких деревьев. Не следует искать только одну причину: рост дерева зависит сразу от нескольких условий среды. Проверим, какие из них характерны для тундры.

1. Вспомним, что лето в тундре короткое и прохладное, поэтому дереву мало времени и тепла для роста.
2. Учтём сильные ветры: высоким побегам сложнее выдерживать их воздействие, чем низким растениям.
3. Добавим влияние мерзлоты: корни могут развиваться только в оттаявшем слое почвы.

Ответ. Высоких деревьев почти нет, потому что холод, короткое лето, сильные ветры и мерзлота мешают их росту. Мхи, лишайники и низкие кустарники лучше переносят такие условия.

Сходство и различие двух тундр

Условие. Сравните условия для растений в тундре северных широт и в горной тундре, указав общее и различие. Важно сравнивать не только растительность, но и причину появления холода. Тогда ответ будет объяснять и сходство, и различие. Используем расположение каждой области.

1. Выделим общее: растения сталкиваются с холодом и коротким периодом роста, поэтому в обеих областях распространены низкие формы.
2. Определим причину холода на севере: тундра находится в высоких широтах, далеко от экватора.
3. Определим причину холода в горах: он связан с большой высотой над уровнем моря.

Ответ. Обеим тундрам свойственны холод и короткий период роста. Различие в том, что северная тундра расположена в высоких широтах, а горная — выше лесной границы в горах.

Смена растительности на склоне

Условие. На склоне лес сменяется низкими кустарниками, мхами и лишайниками. Нужно объяснить эту смену и предсказать, что произойдёт с границей леса при потеплении климата. Свяжем высоту с температурой, а затем применим эту зависимость к изменению климата. Так получится обоснованное предположение, а не просто догадка.

1. При подъёме температура обычно понижается, а условия для роста деревьев становятся менее подходящими.
2. Выше лесной границы могут выживать низкие растения, способные переносить холод и короткий сезон роста.
3. Если климат потеплеет, условия для деревьев станут подходящими на большей высоте, поэтому граница леса может подняться вверх по склону.

Ответ. Растительность сменяется из-за похолодания с высотой. При потеплении граница леса может сместиться выше, хотя конкретное изменение зависит и от местных условий.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что тундра бывает только на севере. Так думают, потому что чаще всего тундру связывают с полярными областями, но похожая растительность встречается высоко в горах. Проверьте себя вопросом: может ли большая высота создать холодные условия, сходные с северными? Если да, значит, возможна и горная тундра.

Ошибка — объяснять отсутствие леса только многолетней мерзлотой. Мерзлота действительно ограничивает развитие корней, но деревьям также мешают холод, короткое лето и сильные ветры. Один признак не объясняет всё разнообразие условий. Проверьте ответ: назвали ли вы несколько факторов, а не только состояние почвы?

Ошибка — путать мхи и лишайники. Они часто растут рядом, поэтому их легко принять за одну группу, но это разные группы организмов. Соседство не означает, что это одно и то же. Чтобы проверить себя, называйте их раздельно: мхи и лишайники.

Ошибка — считать низкий рост растений случайностью или признаком их слабости. Низкая форма помогает переносить ветер и использовать тепло у поверхности почвы, поэтому она полезна в тундре. Проверьте себя: объясняет ли высота растения его выживание в данных условиях? Если да, перед вами приспособление, а не случайная особенность.

Связь с другими темами

Для понимания тундры нужно знать, что растениям необходимы свет, тепло, вода и подходящая почва. Эта тема связана с природными зонами и широтной зональностью: по мере движения от экватора к полюсам меняется климат, а вслед за ним — растительность. Сходство северной и горной тундры помогает перейти к изучению высотной поясности. Знания о растительных приспособлениях также пригодятся при разговоре о влиянии климата на экосистемы.

Что запомнить

• Тундра — холодная безлесная природная зона с коротким летом.
• Многолетняя мерзлота влияет на почву и развитие корней.
• В тундре широко распространены мхи, лишайники, травы и низкие кустарники.
• Низкорослость помогает растениям выживать при холоде и сильных ветрах.
• В горах тундровая растительность располагается выше границы леса.
• Сходство горной и северной тундры связано с похожими климатическими условиями.