АРКТИЧЕСКИЕ ЛАНДШАФТЫ.
К арктическому типу относятся ландшафты северного полярного, или арктического, пояса, который не совпадает с Арктикой в ее традиционном толковании. Границы Арктики до сих пор трактуются по-разному. Обычно к ней принято относить и зону тундры, но в строгом смысле слова арктический пояс расположен севернее тундры. В его пределах различают две зоны — высокоарктическую и внешнеарктическую (Григорьев, 1970). Высокоарктическая зона может быть названа ледяной или зоной вечного мороза. Годовой радиационный баланс в ней отрицательный, средние температуры воздуха всех месяцев ниже 0°. Эта зона расположена вне суши — в пределах Центрального Арктического бассейна. Внешнеарктическая зона более известна как зона полярных (арктических) пустынь (термин введен Б. Н. Городковым в 1935 г.). В дальнейшем под арктическими ландшафтами суши мы будем подразумевать ландшафты зоны арктических пустынь вместе с покровными ледниками. В южном полушарии их аналогами служат антарктические ландшафты. В Евразии южная граница арктических ландшафтов проходит у 75-й параллели. К ним относится большинство островов Северного Ледовитого океана: Северо-Восточная Земля (архипелаг Шпицберген), Земля Франца-Иосифа, Северная Земля, Северный остров Новой Земли, Де-Лонга. Основные черты арктических ландшафтов связаны с длительной полярной ночью, господством арктических воздушных масс, низким радиационным балансом. Земная поверхность получает здесь за год 57—67 ккал/см2 суммарной радиации, что не намного меньше, чем в тайге. Однако из-за больших потерь радиации на отражение от поверхности снега и льда радиационный баланс составляет лишь 6—10 ккал/см2- год; с октября по апрель он характеризуется отрицательными величинами.
Существенное значение имеет адвекция тепла с циклонами и морскими течениями из Северной Атлантики. Средняя температура поверхностных вод Арктического бассейна около —1,7°, поэтому зима на арктических островах значительно теплее, чем в более южных районах Сибири. Однако лето очень холодное. Значительная часть тепла расходуется на таяние снега и сезонной мерзлоты. Средняя температура самого теплого месяца не превышает 2—3°. Зимние температуры существенно понижаются по мере удаления от Атлантического океана, и вследствие этого нарастает континентальность. Можно наметить два сектора: западный, Приатлантический, где годовая амплитуда температур на 7—8° ниже средней для данных широт и климат следует определить по 10-балльной шкале континентальности Н. Н. Иванова (1959) как морской или слабоморской (4—5-я ступени)*, и восточный, Континентальный или слабо континентальный (6-я ступень).
Арктические воздушные массы содержат мало влаги, хотя относительная влажность у них высока. Годовое количество осадков в среднем — около 200 мм (на западе больше, на востоке меньше). Из-за ничтожной испаряемости коэффициент увлажнения (отношение количества выпавших осадков к испаряемости) высокий — 2—3. Хотя максимум осадков наблюдается летом, большая часть их выпадает в твердом виде. Снежный покров держится 280—300 дней в году. На высоте нескольких сот метров над уровнем моря твердые осадки не всегда успевают растаять за лето, накапливаясь, они формируют ледники. Так что в этой зоне ледники можно рассматривать как высотно-поясное образование (лишь далее к северу, за пределами последних островов суши, теоретически ледяной пояс должен смыкаться с широтной ледяной зоной). Однако ледники арктических островов спускаются до уровня моря, часто формируя берега, а многие острова Земли Франца-Иосифа, острова Виктория, Ушакова, Шмидта представляют собой сплошные ледяные купола.
* В западном секторе самое холодное время года смещено на февраль—март, а самое теплое — на август.
Существенное отличие полярных ледников от горных, расположенных в более низких широтах, и их контрастность с внеледниковыми арктическими ландшафтами позволяют рассматривать их как подтип или тип ландшафтов.
Ледниковые ландшафты. Ледниками покрыто более половины площади арктических островов Евразии. На Земле Франца-Иосифа подо льдом находится 85% площади. Арктические ледники относятся к покровному типу. Для них характерны ледяные купола, в центре которых толщина льда достигает 300— 400 м. Сливаясь, купола образуют щиты (крупнейший из них на Северном острове Новой Земли — 19 тыс. км2). Выводные ледники спускаются к морю, откалываются и дают начало айсбергам. Поверхность куполов платообразная, поднимается на 1000 м и более над уровнем моря (на Новой Земле), кое-где из-под нее выступают нунатаки.
На поверхностях ледниковых куполов господствует климат вечного мороза. Выше 300 м средняя температура в самый теплый месяц (август) обычно отрицательная. Годовое количество осадков с поднятием на каждые 100 м возрастает на 30—50 мм и на самых высоких участках достигает 1000 мм и более. Граница питания ледников, где приход осадков балансируется с их расходом на таяние, испарение, механический снос, возрастает с севера на юг и с запада на восток от 200—300 до 600—700 м. Фирновая зона выделяется на самых высоких куполах: на Земле Франца-Иосифа — выше 400 м, на юге Северной Земли — выше 900 м.
Растительный мир на поверхности ледников представлен тремя видами водорослей, которые окрашивают снег в разные цвета. В настоящее время ледники деградируют, запасы льда в них ежегодно сокращаются примерно на 0,2%.
Ландшафты арктических пустынь, непосредственно соседствующие с полярными ледниками, имеют перигляциальный (приледниковый) характер. Здесь повсеместно развита многолетняя мерзлота, мощность которой измеряется сотнями метров, а глубина сезонного протаивания (деятельного слоя) — несколькими дециметрами. С мерзлотой связано образование морозобойных трещин и полигональных грунтов. В результате сортировки твердого материала при попеременном замерзании, оттаивании и вспучивании деятельного слоя образуются структурные грунты с каменными многоугольниками.
Краткость и низкая температура вегетационного периода, многолетняя мерзлота, сильные ветры, снежная корразия, солифлюкция, неравномерное увлажнение — это всё факторы, определяющие бедность флоры и слабое развитие растительного покрова. В зоне арктических пустынь известно лишь 50—60 видов сосудистых растений — криофитных (морозостойких) арктических и арктоальпийских трав высотой 5—10 см, часто подушкообразных (виды мака — Pa-paver, крупки — Draba), а также дерновинных (фиппсия — Phippsiaalgida, мятлик укороченный — Роа abbreviata и др.). Эти растения произрастают поодиночке или небольшими группами, в основном по трещинам полигонов, так что их корневые системы не смыкаются (Александрова, 1983). Поверхность полигонов покрыта тонкой корочкой из накипных лишайников и синезеленых водорослей. Встречаются кустистые лишайники, реже мхи, но нет ни кладоний (олений мох), ни сфагновых мхов. Болота в арктических ландшафтах только минеральные, торф в них не образуется. Фитомасса полярных пустынь на Земле Франца-Иосифа составляет около 16 ц/га воздушно-сухого веса (Александрова, 1977), причем на долю сосудистых растений приходится всего 22% (в тундре — 80—90%). Преобладает надземная часть растений (в тундре — подземная). Надежных данных о продуктивности растительности полярных пустынь нет. По-видимому, она значительно меньше 10 ц/га.
Животный мир также беден. Жизнь белого медведя, как и большинства птиц, трофически связана с морем. Песец предпочитает выращивать потомство в более южных районах. Лемминг и северный олень еще встречаются на Шпицбергене, Новой Земле и Северной Земле, но на Земле Франца-Иосифа их уже нет. В арктических пустынях нет ни пресмыкающихся, ни земноводных. Для млекопитающих и птиц характерны кочевки и сезонные миграции. Довольно значительна биомасса беспозвоночных, преимущественно двукрылых насекомых (комары-дергуны и др.).
Низкие температуры, крайне ограничивая микробиологическую активность и разложение органических остатков, способствуют накоплению мертвого органического вещества. Под влиянием ветра и воды оно скапливается в трещинах грунта и мелких впадинках, что придает почвенному покрову мозаичный характер. Гумусовый горизонт формируется в так называемых карманах — по трещинам полигонов, отстоящих одна от другой на несколько дециметров. Почвенный профиль укорочен и слабо дифференцирован. Легкорастворимые соли и карбонаты из него выщелачиваются. Из-за трещиноватости почва хорошо аэрируется и оглеение отсутствует. Реакция близка к нейтральной (рН=6,4—6,8), поглощающий комплекс насыщен основаниями (96—99%).
В сезонном ритме арктических ландшафтов самые продолжительные фазы — зимние. В континентальном секторе зима «безъядерная»: с ноября по март — апрель средние температуры воздуха держатся на одном уровне и не превышают —20°. В Приатлантическом секторе (Шпицберген, Новая Земля) зимой возможны оттепели. Часто дуют сильные ветры с метелями. С наветренных участков снежный покров полностью сдувается. Полярную ночь можно рассматривать как первую фазу зимы. В зависимости от широты она длится от 100 до 120—130 суток (в среднем с конца октября до середины февраля). Вторая фаза зимы — наиболее холодное время года, период между окончанием полярной ночи и наступлением полярного дня (в среднем со второй половины февраля до начала апреля). Завершающая фаза зимы совпадает с началом полярного дня (вторая-третья декады апреля). В это время стоит ясная погода, и хотя продолжительность солнечного сияния наибольшая, радиационный баланс еще отрицательный, средняя температура не поднимается выше —20, —\5°.
Весенними месяцами можно считать май и июнь. Солнце в это время не заходит за горизонт, радиационный баланс становится положительным, средняя температура воздуха довольно быстро повышается до 0°, хотя минимальная в мае может достигать —35°. Мощность снежного покрова продолжает увеличиваться до конца мая — начала июня, и лишь после перехода средней температуры через 0° снег начинает интенсивно таять. Короткая фаза (1—2 недели) до окончательного схода снежного покрова — переход к лету.
Лето — бесснежный период — соответствует второй половине полярного дня (июль и большая часть августа). Хотя в это время возможны заморозки и снегопады, но вслед за разрушением устойчивого снежного покрова начинает оттаивать деятельный слой, и появляются условия для вегетации растений. В период интенсивного таяния снега вода в реках резко прибывает. После кратковременного паводка мелкие речки пересыхают и лишь после дождей ненадолго заполняются водой. Постоянный сток в течение лета наблюдается на реках ледникового питания. Почвогрунты оттаивают на максимальную глубину (40— 50 см) лишь во второй половине августа. К этому же времени верхний слой пересыхает и растрескивается, поскольку влаги испаряется, по-видимому, больше, чем поступает с осадками и от таяния снега и мерзлоты. Частые переходы температуры через 0° способствуют морозному выветриванию.
Поверхность почвы и приземный слой воздуха нагреваются значительно сильнее, чем воздух на высоте 2 м, где ведутся метеонаблюдения. Средняя температура на поверхности почвы может достигать 10°, а максимальная 20—30°. При таких температурных условиях возможна жизнедеятельность микроорганизмов и растений. Фазы вегетации у разных видов не вполне совпадают, но протекают очень быстро. У большинства цветковых вегетация возобновляется в начале июля, а уже к началу августа их листва расцвечивается. Лето — период наибольшей активности животного мира. На это время прилетают многие птицы (гуси, гаги, кулики и др.).
К осени условно можно отнести сентябрь и начало или первую половину октября. Дни становятся короче, средняя температура ниже 0°, количество осадков сокращается. Вскоре после перехода температуры через 0° наступает ледостав и большинство речек промерзает до дна, сток прекращается. Почва начинает промерзать в конце августа, и к середине сентября сезонная мерзлота смыкается с многолетней. Примерно к этому времени устанавливается снежный покров.
Арктические ландшафты не отличаются большим видовым разнообразием. Уже начиная с высоты 120—150 м, появляются признаки высотной поясности — горные полярные (арктические) пустыни с каменистыми россыпями, покрытые лишайниками, среди которых изредка встречаются единичные цветковые растения.
Низменные приморские равнины. Морские аккумулятивные и аккумулятивно-абразионные террасы высотой до 100—120 м образуют береговые равнины Северной Земли, а также Новой Земли и некоторых других островов. Типично мелкополигональная поверхность изрезана довольно густой сетью речек и ручьев. В северных районах по трещинам полигонов формируются полосы мохово-лишайниковой дернины с единичными цветковыми: фиппсией, маком (Papaverradicatum), камнеломкой (Saxifragahy-perborea) и др. На юге сосудистых растений больше, появляются карликовые ивы — полярная (Salixpolaris) и ползучая (S. reptans).
Низменные пластовые равнины на рыхлых мезозойских отложениях. Небольшие фрагменты ландшафтов этой группы с разреженным мохово-травяным покровом представлены на свободных ото льда участках восточных островов Земли Франца-Иосифа.
Низменно-возвышенные базальтовые плато. Большая часть островов Земли Франца-Иосифа представляет собой останцы сильно раздробленного плато из нижнемеловых базальтов, в основном перекрытых льдами. Отдельные участки базальтовой поверхности выступают из-подо льда на Земле Александры и Земле Георга; они подверглись ледниковому выпахиванию и ледниковой аккумуляции. Много мелких ледниковых озер. На щебнистом элювии базальтов и на морене преобладают лишайники. Там, где до середины лета сохраняется снежный покров, и выше 300 м растительность практически отсутствует.
Возвышенные холмистые предгорные денудационные равнины на складчатых структурах. В эту группу входят цокольные возвышенности Северной Земли (300—600 м) на пенепленизированных каледонских структурах. (К этой группе можно отнести и ландшафты свободных ото льда участков Северо-Восточной Земли.) Поверхность их усеяна каменистыми россыпями и имеет характер горной арктической пустыни с единичными цветковыми растениями и эпилитными лишайниками.
Складчато-глыбовые горы на палеозойских структурах. Среднегорья Новой Земли служат продолжением денудированного и омоложенного герцинского
сооружения Уральских гор. В пределах арктической зоны они почти целиком скрыты под ледяным щитом и лишь изредка вблизи побережий выступают в виде нунатаков (до 1590 м). Ландшафты представляют собой типичную горную полярную пустыню.
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра общей экологии и биологии
РЕФЕРАТ
«Арктические ландшафты»
Выполнил студент 2 курса экологического факультета
группы ЭК-23
Баранов Михаил Михайлович
Проверил преподаватель
Бережная Наталья Пантелеевна
Краснодар 2007
Список используемой литературы:
|