Арктические ландшафты

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 арктичес

ких 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:

А. Г. Исаченко «Ландшафты СССР». ЛГУ 1985 г.