Субарктические ландшафты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Равнинные ландшафты

Горные ландшафты

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Субарктические ландшафты занимают весь полуостров Таймыр, восток Западно-Сибирской равнины и включают как равнинные (Северо-Сибирская низменность), так и горные (горы Бырранга, плато Путорана, Анабарский массив) ландшафты. Субарктические ландшафты во многих отношениях еще близки к арктическим. Характерны низкая теплообеспеченность, длительная суровая зима, сплошная многолетняя мерзлота и связанные с ней явления, безлесье, невысокая биологическая продуктивность.

Равнинные ландшафты

Широтно-зональная дифференциация ландшафтов отражается в наличии здесь природных зон тундровой и лесотундровой. Первая разделяется на подзоны арктотундровую, типичной, южной тундры. Секторные различия выражаются в увеличении степени континентальности климата с северо-запада, где проявляется влияние западного переноса влажного и относительно теплого воздуха на юго-восток, который находится преимущественно под влиянием континентального умеренного воздуха, выхолаживающегося зимой и прогретого летом.

Климат. Приток солнечной радиации мало возрастает по сравнению с Арктикой. Но, благодаря длительному летнему освещению, почти не уступает величинам, типичным для бореального пояса, - суммарная годовая радиация составляет 65-75 Ккал/см2. Полярный день на широте 73° длится с начала мая до середины августа. Однако потери радиации велики за счет высокого альбедо (8-9 месяцев в году здесь лежит снег) и эффективного излучения. Годовой радиационный баланс составляет 5-15 Ккал/см2 (с увеличением на юг), с положительными значениями 4-5 месяцев в году (с мая по август - сентябрь). Таким образом, он значительно больше, чем в Арктике [9].

Соответственно сезонам года климат зимой складывается под влиянием баренцево-карской ложбины Исландского минимума и Азиатского антициклона (октябрь-май). Циклоническая деятельность, таким образом, максимальна на западе (в среднем пять циклонов в месяц). Летом устанавливается область пониженного давления. Воздействие исландского центра ослабевает, с севера поступает холодный арктический воздух.

Поступление летом арктического воздуха оказывает существенное влияние на температурный режим. Нигде более на суше не наблюдается такого высокого широтного градиента летних температур, как в тундре. Повышение температуры на 1° с севера на юг происходит на протяжении 25-50 км. На равнинах умеренного пояса (50-65° с.ш.) такое же повышение происходит примерно через 500 км. Соответственно, здесь мы наблюдаем частую смену узких зональных полос: арктической, типичной, южной тундр, лесотундры.

Температурные условия зимы более суровые, чем в Арктике. В силу усиления континентальности средние температуры уменьшаются также с запада, северо-запада на юго-восток. Подобные закономерности характерны и для абсолютных минимумов и максимумов температур. Число дней без солнца составляет от 200 на севере до 160 на юге. Весенний переход через 0° происходит на севере 20 июня, на юге 10 июня. Осенью переход через 0° совершается первого сентября на севере, 20 сентября на юге. В целом дифференциация температурного поля максимальна летом, зимой контрасты температур сглаживаются. Годовые амплитуды температур колеблются от 32-34° (Западно-Сибирская равнина) до 46° в районе п. Хатанга. Устойчивого периода с суммарной температурой воздуха за период с средними суточными температурами выше 10° в основном не наблюдается, лишь в бассейнах рек Хатанга и Хета (южная тундра) сумма температур достигает 200-400°. Если учитывать температуру т.н. метеорологического лета (более 15°), то на севере субарктических ландшафтов таких дней практически нет [3].

Условия увлажнения находятся в зависимости от условий атмосферной циркуляции, орографии, годового хода температур. Среднее годовое количество осадков составляет 400-500 мм, а в районе п. Дудинка до 600 мм. В целом выделяется широкая полоса с повышенными осадками в интервале 71-69° с.ш. Уменьшение осадков к северу от этой полосы связано с резко пониженным влагосодержанием воздуха в теплое время года и отрицательным влиянием холодных морей на развитие восходящих движений. Максимум осадков приходится на теплый период - август-сентябрь на западе, июль-август на востоке. Число дней с осадками в год более 0,1 мм составляет в среднем 140-160 дней, с интенсивностью 1,0 мм и более от 30 дней (мыс Челюскина) до 53-54 дней (Дудинка, Хатанга). Суммарная продолжительность осадков при суточных количествах более 0,1 мм составляет за летние месяцы около десяти суток, а за теплый период в районе г. Дудинка - около 25 дней. Интенсивность осадков невысока.

Снежный покров характеризуется длительностью залегания, значительной плотностью, неравномерностью отложений в зависимости от рельефа и ветровой деятельности. Число дней с снежным покровом колеблется от 280 на севере до 240 на юге. Устойчивый покров появляется 21-30 сентября, а его разрушение происходит 1-21 июня. Средняя высота снежного покрова уменьшается с юго-запада от 75 см (район г. Дудинка) на северо-восток (менее 40 см) [7]. Плотность снега максимальна на побережье Карского моря и на западе (0,31-0,35). К юго-востоку и югу, где ветровой перенос и уплотнение уменьшаются, плотность составляет 0,25-0,26. К маю плотность может резко повышаться почти в 2 раза. А плотный снег, обладающий повышенной теплопроводностью, становится плохой защитой почвы от морозов.

Абсолютная влажность, определяющая влагосодержание, как и повсюду в полярных областях, невелика. Это - следствие преобладания низких температур воздуха и незначительного испарения. Зимой абсолютная влажность вообще ничтожна (1-0,5 мб), увеличиваясь в июле до 5-10 мб. Относительная влажность изменяется с такими же закономерностями, но характеризуется большей величиной в течение всего года. В целом зимой она относительно выравнивается, уменьшаясь с севера на юг (85-80 %), летом относительная влажность постоянно высокая на побережье арктических морей (85-90 %), а к югу в июле-августе она уменьшается за счет увеличения температур до 70-65 %. Ввиду высокой относительной влажности на побережье здесь постоянно наблюдается большое количество влажных дней. Так, на мысе Челюскина их в январе насчитывается 23.

Среднее годовое испарение (Е) изменяется от 100 мм и менее на севере до 150 м на юге (рис. 4). Испарение здесь является главным фактором расхода тепла в тепловом балансе. Коэффициент испарения (отношение испарения к годовой сумме осадков) менее 0,5. Испаряемость (Ео) близка к фактическому испарению (100-200 мм в год). Коэффициент увлажнения, как отношение годового количества осадков к испаряемости (по Н.Н. Иванову), таким образом, составляет около 2-2,5 и характеризует условия избыточного увлажнения. Наибольшие значения коэффициента увлажнения характерны для бассейна р. Пясина, для предгорий плато Путорана.

При высокой относительной влажности характерна высокая повторяемость облачности и пасмурных дней с летним максимумом и увеличением этих показателей к северу от 150 до 200 дней в году. Вероятность ясного неба зимой составляет на большей части Таймыра 40-45 % с уменьшением к западу до 30 % и менее, летом - от 10 до 20 % по всей территории. В целом за год ясных дней на западе около 30, на востоке до 50.

В соответствии с перестройкой барических полей для прибрежных районов Таймыра на северо-западе характерны муссоноподобные ветра - зимой с южной составляющей, летом с северной. Минимальная ветровая деятельность приурочена к зимним (январь, февраль) и летним (июль, август) месяцам, а максимальная - к переходным сезонам (апрель-май, октябрь-ноябрь) [9]. На побережье максимум ветров в ноябре-январе, а минимум в июле. Повторяемость скоростей ветра различной величины по месяцам приведена. Количество дней с сильными ветрами на северо-западе достигает 100. Во внутренних частях Таймыра средние скорости ветров резко падают (не более 4-5 м/сек).

Характерным климатическим явлением в Субарктике является изморозь. Количество дней с отложением льда на растениях, проводах и т.п. составляет около 30-40, с максимумом на побережье.

Внутренние воды. Средний годовой слой стока в субарктических ландшафтах составляет 250-300 мм и обеспечивается в основном за счет местной составляющей (бассейны рек Таймыра, Пясина, Хатанга).

Модуль стока 8-15 л/сек/км2, а коэффициент стока 0,6-0,8- Столь высокий показатель обеспечивается за счет наличия многолетней мерзлоты. В районе Норильска и Дудинки модуль стока повышается до 20-40 л/сек/км2 (позднее таяние снега в горах Путорана, наличие дождей и наледей на реках). 65-85% годового стока обеспечивается в теплый период (май-август), 15-20 % - осенью. Объем годового стока по побережью Карского моря (без Енисея) составляет 137 км3. Сток р. Таймыра составляет 29 км3, р. Хатанга - 104,7 км3, р. Пясина - 82 км3. Общие водные ресурсы рек побережья Карского моря (кроме бассейна Енисея) составляют 304 км3. Годовой сток Енисея близ устья 630 км3. Многолетние колебания стока в Субарктике в многоводные годы могут быть на 25-60 % выше, а в маловодные годы на 20-40 % ниже, чем средние многолетние величины [9].

Реки Субарктики относятся к рекам с весенним половодьем и паводками в теплое время года. Питание рек преимущественно снеговое - 60 %, дождевое - 20 % Грунтовый сток ничтожен, зимой во многих реках сток практически прекращается. По-ловодье начинается во второй половине июня и даже в начале июля. Годовое распределение стока: весна - 70-80 %, лето и осень 15-25 %, зима - менее 5 %. Характерны высокие подъемы вод, по р. Нижняя Таймыра уровень половодья превышает меженный на 5,0-7,5 м. По р. Пясина наивысшие уровни при половодье достигали 9-16 м за счет заторных явлений. Летняя межень неустойчивая за счет паводков, высота паводков по р. Пясина достигает 6-7 м. Для зоны приенисейской лесотундры (Норильский район) максимум половодья приурочен к середине июня характерны высокая летняя межень, очень большие паводки за счет ливневых осадков, высокие модули летне-осеннего меженного стока - 10-20 л/сек/км2. В отдельные годы уровень паводков по высоте и водности в 2-4 раза превышает половодья, и они приобретают по рекам Талнах, Хараелах, Амбарная катастрофический характер. В целом среднее количество паводков за сезон 4-5 при средней продолжительности 5-8 дней.

Лед на реках появляется в конце сентября. Ледостав на р. Пясина начинается в первой декаде октября, продолжительность ледостава 262 дня, средняя толщина льда 188 см

Температура воды становится положительной (более 0,2°) в начале июня, переход через 4° состоится примерно 20 июня, а осенью около 20 сентября. Средние многолетние температуры за теплый период (май-октябрь) колеблются от 2° (север) до 4° (юг).

Водный баланс рек побережья Карского моря (кроме бассейнов Оби и Енисея) составляет: осадки - 588 мм, сток- 310 мм, испарение - 278 мм. Для устья Енисея те же показатели составляют, соответственно, 520,238,282 мм при коэффициенте стока 0,46. В целом же для территории субарктических ландшафтов показатели водного баланса колеблются: осадки - 400-500 мм, сток 250-300 мм, испарение - 150-200 мм [4].

Поверхностные воды субарктических ландшафтов слабо минерализованы, относятся к гидрокарбонатному классу с нейтральной, слабощелочной реакцией. Минерализация вод в половодье 40-100 мг/л, зимой 200-230 мг/л. Годовой сток растворенных веществ в Карское море составляет около 77020 тыс. т. Основной сток обеспечивают катионы кальция, магния, натрия, калия, гидрокарбонат-ион, сульфат-ион, хлор-ион, суммарно до 6 т/км/год. Суммарный сток растворенных веществ Енисея (у Игарки) составляет 43 200 тыс. т при модуле стока 17,5 т/км2 и среднегодовой минерализации воды 91,7 мг/л.

Относительно слабая минерализация вод обусловлена низкими температурами воды и почв, почти полным отсутствием фунтового питания. Воды часто имеют болотный запах, буроватый цвет за счет органических веществ. При окислении органики, соединений железа, марганца происходит снижение содержания кислорода в воде и соответственно изменение цвета, вкуса, запаха, уменьшается способность вод к самоочищению. При образовании льда на реках и озерах в незамерзающей воде происходит увеличение содержания органических веществ (гумины), радиоактивных веществ, солей. Чем дольше ледостав, тем хуже качество воды и меньше кислорода. В летние солнечные дни содержание кислорода в воде больше, чем в пасмурные.

Дополнительная характеристика гидрологических районов

Тундровая зона: - Ямало-Гыданский район, максимум весеннего половодья в конце мая, летние и осенние паводки. Летняя межень средняя по водности, зимняя - низкая. Ледостав устойчивый, большой продолжительности;

Таймыро-Усть-Ленский район, максимум половодья в начале июня, летние и осенние паводки. Летняя межень средняя по водности. Ледостав устойчивый, большой продолжительности. Реки промерзают.

Лесная зона; - Пурский район, максимум половодья в конце мая, продолжается около двух месяцев (55-60 % объема годового стока), летние и осенние паводки. Межень продолжительная, летняя - высокая, зимняя - средняя по водности (зимний сток 15-20 %). Ледостав устойчивый, большой продолжительности;

Средне- и Нижнетунгусский районы, максимум половодья в середине мая (до 60 % годового стока), летние и осенние паводки. Межень продолжительная, средняя по водности. Ледостав устойчивый, большой продолжительности;

Оленекский район, максимум половодья в начале июня, летние и осенние паводки. Межень продолжительная, летняя - средняя по водности. Ледостав устойчивый, большой продолжительности. Зимой отмечается промерзание всех рек;

Вилюйский район, максимум половодья в середине мая, летние паводки. Ледостав устойчивый, большой продолжительности;

Ангарский район, максимум половодья в начале мая, летние и осенние паводки. Межень продолжительная, летняя - средняя по водности, зимняя - низкая. Ледостав устойчивый, средней продолжительности;

Иртышско-Енисейский район, максимум весенне-летнего половодья в начале июня, продолжительность половодья около двух месяцев (60 % объема годового стока), половодье зарегулировано болотами, летние и осенние паводки. Межень продолжительная, средняя по водности. За летне-осенний период стекает около 25 % объема годового стока. Ледостав устойчивый, средней продолжительности; зимняя межень со стоком около 15 % от годового.

Горно-лесная зона: Восточно-Саянский район, максимум половодья в середине июня, летние и осенние паводки. Летние паводки на юго-востоке района превышают максимум поло-водья. Зимняя межень средняя по водности. Ледостав средней продолжительности;

Алтайско-Западно-Саянский район, максимум половодья в середине мая, летние и осенние паводки. Летняя межень высокая, зимняя - средняя по водности. Ледостав средней продолжительности [7].

Горно-Тундровая зона: - Центральная часть плато Путорана, максимум половодья в середине июня, летние и осенние паводки. Высокая летняя и средняя по водности зимняя межень. Ледостав большой продолжительности.

Степная зона: Минусинско-Чулымский район, максимум половодья в конце апреля-начале мая, летние паводки. Межень продолжительная, летняя - средняя по водности, зимняя - низкая. Ледостав устойчивый, средней продолжительности

Для ландшафтов Субарктики в пределах Северо-Сибирской низменности характерно большое количество мелких озер преимущественно термокарстового происхождения. Их насчитывается 318849 с суммарной площадью 38 487 км2. К числу наиболее крупных относится озеро Таймыр. Оно является проточным, с высокими весенними и низкими зимними уровнями подъема воды. Годовая амплитуда колебаний около 6 м. Подъем уровней начинается во второй половине июня (до начала июля), затем начинается спад в течение лета и осени. В отдельные годы летом наблюдаются подъемы уровня от дождевых паводков до 0,5-0,7 м. Ледостав начинается в начале октября, его продолжительность около 266 дней, а максимальная толщина льда достигает 2 м (апрель-май). Температура воды на поверхности у берегов максимальна в августе - 7,3°, в сентябре и марте она составляет 0,1° и менее. Переход через 0,2° происходит в последней декаде июня, а осенью через ту же величину - в конце сентября. Абсолютный максимум температуры воды составляет 16,6°. К внутренним водам относится также вода, заключенная в подземных льдах. Площади многолетнемерзлых пород с подземными льдами в пределах Северо-Сибирской низменности составляют 344000 км2, а в горах Бырранга 180000 км2 с объемами подземных льдов, соответственно, 1032 км3 и 180 км3

Многолетняя мерзлота. Своеобразие субарктических ландшафтов во многом определяется наличием «вечной» мерзлоты. В подзоне арктических тундр она имеет практически сплошное распространение. Сквозные талики развиты лишь при повышенной трещиноватости коренных пород - под озером Таймыр, под руслом р. Нижн. Таймыра. Мощность мерзлоты не менее 500-600 м, а в горах Бырранга может достигать 800-1000 м. Температура горных пород от -9 до -14°, в горах до -17°. Сезонное протаивание не более 50-70 см. Под руслами крупных рек (Пясина, Нижн. Таймыра, Шренк и др.) возможны узкие несквозные водопроводящие талики с верхней поверх-ностью многолетней мерзлоты на глубине нескольких метров. Льдистость рыхлых отложений составляет 25-35 %, характерны также мощные повторно-жильные льды. В районе бухты Прончищевой высота жил от 5 до 25 м (максимально до 40 м), а ширина по верху 4-5 м [9].

Из криогенных процессов преобладает морозобойное растрескивание, выветривание, солифлюкция. Пучение и термокарст развиты относительно слабо ввиду небольшой глубины сезонного протаивания. Морозобойное растрескивание развито повсеместно, как в рыхлых, так и в коренных породах. Полигонально-валиковый микрорельеф с полигонами в диаметре 10-20 м и жильными льдами сплошь покрывает поймы, первые надпойменные террасы, заболоченные днища впадин, поверхности заболоченных междуречий.

Криогенное выветривание повсеместно превращает коренные породы в крупноглыбовые развалы и россыпи. На плоских поверхностях с неглубоким залеганием коренных пород происходит морозная сортировка грунтов и формируются каменные кольца, пятна-медальоны и другие структурные образования. На склонах крутизной более 3-4° развивается солифлюкция. Термокарст развит локально - в долинах рек, на прибрежных низменностях. На террасах имеются аласные (осушенные) термокарстовые впадины. По долинам рек отмечаются многолетние бугры пучения, наледи.

В подзонах типичной, южной тундр и в лесотундре многолетняя мерзлота распространена также практически повсеместно. Глубина сезонного протаивания 0,3-0,8 м. Сквозные талики локальные, по тектоническим разломам (долины левобережных притоков р. Хатанга), под руслом Енисея. Под наиболее крупными озерами (Кокора, Лабаз) сквозные талики отсутствуют, хотя несквозные отмечаются и под озерами, и под днищами рек. Имеются сквозные талики водно-химического типа, связанные с минерализованными водами низов криогенной толщи. Вблизи слияния рек Котуй и Хета (долина р. Угоряк) известен Уксусниковский источник с высокоминерализованной водой и температурой -6°. При растворении пород солянокупольных структур, залегающих близко к поверхности, формируются засоленные аллювиальные воды, не замерзающие зимой (Соленая долина в Нордвикском районе).

Мощность криогенной толщи нарастает с юга на север и с запада на восток и колеблется от 300 до 600 м. Большие изменения мощностей мерзлоты наблюдаются в пределах положительных тектонических структур (Малохетский вал в районе Усть-Порта и др.). Температуры мерзлой толщи от -6° до -13°. К днищам речных долин температуры повышаются до -2, -4°. Это связано с распределением снежного покрова и различием в составе пород, в днищах долин развиты преимущественно песчано-галечные отложения, а на водораздельных поверхностях - суглинисто-супесчаные. Много пластовых залежей льда (мощностью до 20 м) и повторно-жильных льдов высотой до 25 м.

Характерно широкое развитие термокарста и соответствующих озер, формирующих озерные равнины. В термокарстовых впадинах создаются благоприятные условия для процессов пучения. Образование озер связано с вытаиванием подземных льдов, в т.ч. сегрегационных, и проседанием грунтов. Наиболее активно термокарстовые процессы развиваются на поймах, первых надпойменных террасах и на заболоченных участках. В связи с равнинностью и большой заболоченностью шире, чем в арктической тундре, развито морозобойное растрескивание с формированием ледяных жил и полигонального рельефа [9]. Характерны многочисленные проявления криогенной сортировки - структурные грунты, пятна-медальоны.

В пределах лесотундровой зоны в приенисейской части (70-67° с.ш) температура мерзлой толщи от -1 до -6°, глубина протаивания может достигать 1,5-3,5 м в песках, галечниках. Мощность мерзлотной толщи зависит от рельефа - 50-100 м по пойме и террасам Енисея, 100-250 м в пределах озерно-ледниковых равнин. Для всей зоны развития субарктических ландшафтов в пределах Западно-Сибирской равнины мерзлая толща характеризуется гораздо меньшими температурами - от -6 до -10, мощность ее 100-200 м.

Постоянно мерзлая толща субарктических ландшафтов обусловливает охлаждение почвы и замедление биохимических процессов, препятствует фильтрации поверхностных вод и способствует заболачиванию, резко ограничивает грунтовое питание рек и их эрозионную деятельность. Специфические мерзлотные процессы и создаваемые ими формы мезо-, микрорельефа обусловливают, в свою очередь, пестроту микроклиматов, увлажнения, распределения почвенно-растительного покрова и животного населения, создавая характерную мозаичную морфологию ландшафтов. Криогенные процессы резко усиливаются вследствие разреженного растительного покрова, а также ветров и перераспределения снежного по-крова. Наличие многолетней мерзлоты определяет неустойчивость субарктических ландшафтов. Её стабильность, сезонное оттаивание и даже само существование зависят от многих обстоятельств и в первую очередь от растительного покрова как важнейшего стабилизирующего фактора. Растительная дернина затрудняет теплообмен между мерзлым слоем и воздухом, скрепляет почву, препятствует сортировке грунтов.

Экзогенные процессы. Эрозионно-денудационные процессы в тундре в целом ослаблены. Их сдерживают многолетняя мерзлота, кратковременный сезон деятельности текучих вод, слабая интенсивность атмосферных осадков, влагоемкая моховая дернина, длительное залегание снега по долинам водотоков, регулирующее влияние многочисленных озер.

Наибольшей среди всех природных зон Сибири в Субарктике является интенсивность физического выветривания с господством его морозной составляющей. Важную роль в химическом выветривании играет литофильная растительность (в основном лишайники). Широко развиты процессы массового смещения материала по склонам. Они слагаются из гидротермически обусловленных смещений грунта (крип) и течений грунта вязкотекучей или жидкотекучей консистенции (солифлюкция). Скорость смещения обломков при крипе достигает 25 мм в год, а скорость солифлюкционного течения -до 3-4 см в год [7]. При этом формируются солифлюкционные покровы, террасы, потоки, языки, валы. Эрозия временных потоков связана в тундре и лесотундре с таянием снега, представлена плоскостным и струйчатым размывом и в целом значительно уступает солифлюкции. При этом формируются своеобразные ложбины стока - делли, придающие склонам «расчесанный» характер. Несмотря на избыточное увлажнение, для Субарктики характерны и эоловые процессы. По интенсивности они уступают лишь пустыням. Причина в сильных ветрах и слаборазвитом растительном покрове. Наиболее характерны снежно-эоловые формы.

Средняя мутность вод рек составляет 26-50 г/м3 (бассейн р. Таймыра), менее 25 г/м3 (прочие территории). Общая интенсивность эрозии (по стоку взвешенных наносов - модулю твердого стока) относительно невелика - по большим рекам 5,8 т/км2/год, по малым рекам около 20 т/км2/год. Но в целом это больше, чем в таежной зоне. Всего по Енисею (у г. Игарка) выносится в год 3150 тыс. т взвешенных веществ, а в бассейн Карского моря в год 22286 тыс. т.

Растительность. По сравнению с арктическими ландшафтами, в субарктических возрастает продолжительность вегетационного периода, его теплообеспеченность, а также увлажнение. Но недостаток летнего тепла, краткий и прохладный вегетационный период, низкие температуры и мерзлота почв, длительные зимы с ветрами и неравномерным распределением снежного покрова играют лимитирующую роль, в первую очередь для расселения древесной растительности.

Геоботанически на полуострове Таймыр отмечается самое северное в нашем полушарии положение южных границ тундры и лесотундры. Причина этого в том, что при одной и той же средней температуре самого теплого месяца в указанных зонах сумма положительных температур на Таймыре ниже, но, с другой стороны, ниже и влажность вегетационного периода, более сильное испарение [8]. Это способствует продвижению лесов к северу. Большое значение имеет рубеж подзоны арктической тундры. Фитоценологически арктические тундры имеют большую общность с арктическими ландшафтами и одновременно принципиально отличны от типичных, южных тундр. С указанной границей совпадает граница многих высокоарктических форм и одновременно северная граница более или менее широкого распространения бореальных (включая субарктические) элементов флоры.

Флора тундры Субарктики состоит из следующих генетических элементов - гипоарктических, арктических, арктоальпийских кустарников, кустарничков, многолетних трав, мхов и лишайников. Во флористическом отношении в пределах тундровой зоны произрастает около 350 видов высших растений (46 семейств). Наиболее богато представлены следующие семейства: злаковые - 60 видов, кре-тоцветные - 34 вида, осоковые - 33 вида, сложноцветные - 30 видов, гвоздичные - 25 видов, камнеломковые - 22 вида, ивовые - 18 видов. Среди родов наиболее широко развиты осоки, ивы, каменоломки, а также крупки, лютики, мытники и мятлики (от 24 до 10 видов). Видное место в растительных сообществах Субарктики занимают водоросли - сборная группа низших растений. Вследствие постоянно высокой влажности почв они находят здесь весьма благоприятные условия, особенно в подзоне арктических тундр. Здесь они образуют основную часть первичной продукции.

Подавляющая часть растений многолетники, преобладают низкорослые формы, приспособленные к использованию тепла приземного слоя и защитных функций снежного покрова. Зимний режим здесь настолько суров, что существование растительности, не защищенной снежным покровом, или исключается, или возможно только в особых местообитаниях. Чем больше снега, тем плодороднее почвы, богаче растительность и ее видовой состав. Однако если наносы слишком мощные, таяние снега затягивается, и растительность обедняется [1].

Многие растения тундры имеют ксероморфные черты для уменьшения испарения воды и являются вечнозелеными, начиная ассимиляцию сразу после стаивания снега. Выделяются растения, физиологически привязанные к обитанию в холодных и влажных условиях (психрофиты) либо к холодным и сухим местообитаниям (криофиты). Но имеется много видов - типичных мезофитов и гигрофитов. Все эти жизненные формы - явление в большей степени биотопическое, чем зональное.

Для тундры и лесотундры характерны также кустарники (фанерофиты) и кустарнички (хамефиты). Первые имеют открытые почки возобновления высоко над почвой. Это ерники (береза тощая, карликовая), ивняки (ива мохнатая, ползучая, красивая), ольховники. Вторые характеризуются наличием не отмирающих на зиму побегов с низкорасположенными (до 25 см от почвы) почками возобновления. Эта дриада, кассиопея, шикша черная, низкорослые и стелющиеся деревянистые формы ив и березок без главного ствола, местами багульник, голубика.

Различия жизненных форм и полидоминантность растительного покрова обусловливаются мерзлотным микрорельефом, неравномерным распределением снегового покрова. Как следствие, растительность имеет ярко выраженный мозаичный характер. Вдоль переувлажненных трещин полигонов поселяются гидрофитные травы и мхи, по валикам (в типичной и южной тундре) - полярные березки, иногда ивы, кустарнички, пушица и мхи, во внутренних частях полигонов, нередко имеющих вогнутую поверхность, болотная растительность из осок, пушиц и мхов, иногда появляются мелководные озерки, а в более дренированных местах - лишайниково-моховый покров. В плоходренированных местоположениях встречаются однородные (не полигональные) травяно-гипновые низинные болота, а в мес-тах, где долго залеживается снег, - тундровые луга из мезофильных арктоальпийских трав.

В подзоне арктических тундр растительность обычно двухъярусна и состоит из кустарничково-травяного и лишайниково-мохового ярусов. В первом преобладают пушица, осока, некоторые цветковые растения, во втором - мхи, на повышенных местах лишайники. Растительный покров, как правило, разомкнут. Повышенные участки заняты пятнистыми тундрами, которые небольшими участками доходят до южной границы тундровой зоны. Обычны полигональные гипновые, осоково-гипновые болота на торфяно-глеевых почвах. Торфонакопление выражено слабо, торф мощностью 0,1-0,54 м сильно минерализован.

В подзоне типичной тундры наиболее распространены дриадовые, мохово-кустарничковые, обычно пятнистые, тундры. Господствующее положение здесь занимает дриада (Dryas punctata), часто встречается ива круглолистая (Salix rotundifolia), голубика (Vaccinium uliginosum), мытник (Pedicularis veticillata). Лишайников немного, они цетрариевые и алекториевые. В кустарниковом ярусе характерно участие Кассиопеи (Cassiope tetragona), арктоуса (Arctous alpina), увеличивается количество голубики. Для бассейна Пясины отмечается наличие пушицево-кочкарных тундр. Моховые и лишайниковые тундры в этой подзоне не имеют широкого развития. [2]

Для южной тундры характерны ерники. Эдификаторами здесь являются карликовая и тощая березки (Betula папа, В. exilis). Первая встречается в приенисейской части, вторая замещает ее восточнее. Широко распространены смешанные ерниково-ивовые формации. Они имеют трехъярусное строение. В первом ярусе отмечается березка карликовая, ивы (Saiix lanata, S. pulchra, S. reptans), иногда ольха (Alnasterfruticosus), багульник (Ledum palustre), второй ярус-травяно-кустарничковый с голубикой, брусникой, осокой (Carex hyperborean), злаками (Arctagrostis latifolia), третий ярус - зеленые мхи. Болота относятся к группе полигональных, как и в типичной тундре.

Имеются и однородные мохово-травяные болота. В южной тундре они чаще кустарничково-сфагновые, хотя сфагновые появляются уже в типичной тундре. Мощность торфов 1-5 м, они состоят из остатков осок, зеленых и сфагновых мхов.

Тундровая зона левобережной части Енисея имеет те же подзоны, но они сдвинуты несколько южнее и отличаются значительной заболоченностью, развитием сфагновых болот, большим распространением мохово-лишайниковых формаций.

Нами были охарактеризованы в основном плакорные группировки растительности, отражающие зональное «лицо» ландшафта. Но в тундре часто проявляются различные виды интразональности, а, учитывая частую смену узких зональных и подзональных полос на Таймыре, и экстразональные явления. К экстразональным группировкам относятся острова самых северных в мире редколесий из даурской лиственницы в бассейне р. Новая (72°35' с.ш.), часто встречаемые в подзоне типичных тундр заросли ив, березки. Имеются сведения о достаточно широком распространении небольших массивов высокоствольных (до 2 м) ивняков и ольховников даже в арктической тундре, в горах и южных предгорьях Бырранга.

К числу наиболее показательных явлений интразональности относятся тундровые луга (луговое разнотравье). Они встречаются в подзонах типичных, южных тундр. Это мезофильные, богатые и самые продуктивные здесь сообщества. Они формируются в микроклиматических условиях при более оптимальном сочетании тепла и влаги, чем в целом по тундровой зоне.

Тип растительности в лесотундровой зоне отличен и от тайги, и от тундры. В силу тонкоствольности, низкорослости и разреженности древостоев их неправомерно называть лесами. С другой стороны, сомкнутость корневых систем придает деревьям эдификаторное (средообразующее) значение, что нехарактерно для тундры [2].

Флористическим ядром лесотундры являются гипоарктические растения - карликовые березки, кустарниковые ивы, багульники, толокнянка, шикша. Характерны брусника, голубика, морошка, отдельные андромеды, плауны.

В самой северной части лесотундровой зоны, контактирующей с тундрой, деревья представлены исключительно лиственницей: в западной, приенисейской части - лиственницей сибирской (Larix sibirica), в восточной (к востоку от р. Пясина) - лиственницей даурской (Larix dahurica). Редколесья сочетаются с тундровыми формациями, свойственными преимущественно кустарниковой тундре, а в приенисейской зоне часто с торфяно-бугристыми болотами. Южнее в западной части вместе с лиственницей начинают встречаться ель (Picea obovata) и береза (Betula Kusmisscheffii).

В районе наиболее южного положения лесотундры (от р. Хатанга до р. Дудинка) выделяются три типа лесотундровых формаций. Наиболее распространены разреженные моховые ельники с примесью лиственницы и березы. Из кустарников обычны ивы, багульник (Ledum palustre), шикша (Empetrum nigrum), ольховник (Alnaster fruticosus). Моховый покров состоит из обычных зеленых мхов. На выровненных водораздельных поверхностях развиты ельники лишайниковые с примесью березы и лиственницы. Лишайники преимущественно кладонивые (Ciadonia alpestris). Указанные редколесья чередуются с болотами («лайдами»). Болота относятся к типу бугристых с развитием на буграх лишайников, багульника, по понижениям - зеленых и сфагновых мхов.

В бассейне р. Хатанга к наиболее сухим местообитаниям приурочены лиственничники лишайниковые с средней высотой деревьев около 6 м. Редко в кустарничковом ярусе преобладают брусника, шикша, багульник. Лишайники разнообразны - кладониевые, цетрариевые. На достаточно увлажняемых склонах появляются лиственничники моховые, в кустарничковом ярусе развита дриада, кустарниковый ярус представлен ерниками, ивой. Имеются заросли кустарников, плоскобугристые болота [8].

Почвы. Главные черты почвообразования в субарктических ландшафтах, помимо широтно-зональных факторов, определяются многообразным влиянием криогенных процессов и многолетней мерзлоты. Почвенный покров имеет мозаичный, комплексный характер, разорван, что вызвано различными криогенными формами рельефа, почвы, находятся в неустойчивом динамическом состоянии опять же в силу активно I протекающих мерзлотных процессов (трещиннообразование, пучение, термокарст, солифлюкция и т.д.). Низкий почвообразующий биоклиматический потенциал определяет и низкую кинетику почвенных процессов. Для всей территории характерен определенный набор педогенетических процессов (оглеение, торфонакопление, оподзоливание, альфегумусовая миграция, засоление, окарбоначивание). Весьма существенно влияние рельефа и почвообразующих пород, определяющих условия увлажнения, состав, структуру почв. Все почвы субарктических ландшафтов по термическим условиям почвенных профилей относятся к мерзлотной формации. По степени увлажнения почвы разделяются на мезоморфные, гидроморфные и полугидроморфные.

Арктотундровые почвы, как правило, гидроморфные и относятся к слабоглеенным ввиду меньшего переувлажнения и лучшей аэрируемости, чем в типичной тундре. На наиболее дренируемых материнских породах ввиду усиления окислительных процессов развиваются мезоморфные почвы, пропитанные бурыми гумусовыми веществами и характеризующиеся наличием охристых пятен - подбуры. Арктотундровые почвы содержат довольно много гумуса (3-7 %), несмотря на небольшую мощность гумусового горизонта (2-5 см). Это объясняется значительным развитием подземной фитомассы. Органических кислот в почвах мало, поэтому почвы быстро нейтрализуются основаниями. Ввиду этого реакция почв слабокислая, характерна высокая насыщенность основаниями (60-80 %). Местами (на пятнах-полигонах) почвы карбонатные и иногда засолены [1].

В типичной и южной тундре наибольшие площади занимают тундровые глеевые почвы («глееземы тундровые»). Профиль почв слабодифференцирован. Мощность торфянисто-гумусового горизонта составляет обычно 2-5 см. Но интенсивность оглеения у плакорных тундровых глеевых почв, как правило, не очень велика. Лишь в условиях повышенного увлажнения, подтока поверхностных и почвенных вод происходит усиление процесса оглеения и заболачивания, формируются болотные, торфяно- или торфянисто-глеевые почвы. С другой стороны, всякое улучшение дренажа (легкий механический состав материнских пород, глубокоза-легающая многолетняя мерзлота и более быстрое ее протаивание) может существенно изменить почвообразование в сторону усиления окислительных процессов. По степени разложения органогенных горизонтов выделяются торфяноглеевые, глеевые торфянисто-перегнойные, перегнойно-глеевые почвы. Тундровые глеевые почвы являются кислыми, за исключением случаев формирования на кар-бонатных породах. Характерной особенностью почв является пропитанность гумусовыми веществами всего профиля.

Лесотундровая зона в отношении почвообразования имеет принципиальную общность, как с тундрой, так и с северной тайгой. По сравнению с тундрой усиливается подзоле и торфообразование. Почвенный покров отличается мозаичностью. При затрудненном дренаже и близком залегании многолетней мерзлоты господствуют тундровые торфянисто-глеевые, слабооглееные гумусные, перегнойно-глеевые, торфянисто-перегнойные почвы. На более дренированных местоположениях (Западная Сибирь) формируются подзолы иллювиально-железистые и иллювиально-гумусовые, а на западном склоне плато Путорана - грануземы с бурым оструктуренным профилем, признаками иллювиирования гумуса с накоплением глинистых минералов. При преобладании окислительных процессов (на песках, щебнистых отложениях) формируются подбуры. Перечисленные почвы образуют сложные комбинации с торфянисто-болотными почвами.

Животный мир. Поскольку тепло - главное условие протекания всех биологических процессов, недостаток его тормозит жизнь во всех ее проявлениях, в том числе по отношению к животным. Малая продолжительность теплого периода, низкие температуры зимой (при очень резких широтных сменах в теплый период), наличие многолетней мерзлоты определяют экстремальные условия жизни в субарктических ландшафтах, качественную бедность животного мира (число видов, приспособительных типов) [3].

Основная часть тундровой фауны деятельна лишь в летнее время (микроорганизмы, беспозвоночные животные). От длительности теплового периода зависит возможность завершения жизненных циклов животных. Краткость полярного лета создает особенно большие трудности для размножения многих птиц, хотя отдельные виды млекопитающих и птиц могут быть активными в течение всего года - песец, белый медведь, тундровая куропатка, северный олень, а некоторые даже размножаются зимой (лемминги).

Таким образом, главным отрицательным фактором является краткость теплого периода, поскольку во время низких зимних температур преобладающая часть организмов их непосредственному влиянию не подвергается, живя под снегом или становясь недеятельными.

Важнейшим фактором зимней жизни является снежный покров. Чем тоньше слой снега и суровее зимние условия, тем беднее животное население. С другой стороны, усиливаются различные защитные приспособления - опушение конечностей, плотное оперение птиц, повышенная упитанность и др.

Характерной особенностью животных Таймыра являются и резкие колебания численности, которые, помимо погодных условий, связаны с состоянием кормовой базы. Из неблагоприятных природных условий отметим гололеды, возвраты холодов, оттепели и заморозки, метели в переходные сезоны года. Защитными мерами от неблагоприятных условий являются миграции, кочевки, различного рода перемещения. Причем, чем суровее климат, тем ярче проявляются эти особенности. Самой подвижной группой являются птицы. Некоторые из них совершают дальние (более 15 тыс. км) перелеты. Это кулики, водоплавающие. Самые короткие миграционные пути у куропаток, сов, чаек [3].

В субарктических ландшафтах относительно высок процент видов с широкими зональными ареалами, вплоть до циркумполярных. Причина, очевидно, в невысоком видовом разнообразии, что ослабляет конкуренцию и способствует широкому расселению, однообразию ареалов.

Но многие субарктические виды животных, как и растений, имеют отчетливую приуроченность к отдельным подзонам тундры. Выделяются следующие зональные группы: гипераркты (арктическая тундра), эваркты (арктическая и частично типичная тундры), гемиакрты (южная тундра, лесотундра). Первые тесно связаны с морем - белый медведь, обитатели арктических птичьих базаров (люрик, белая чайка и др.). Характерные представители эварктов пуночка, белая сова, лемминги, гемиарктов - чернозобик, кулик, воробей, шмели. Типичными гипоарктами являются полевка Миддендорфа, белая куропатка, гусь пискулька.

По систематическому составу в субарктических ландшафтах преобладают наземные и пресноводные беспозвоночные, которых насчитывается около 3000 видов. В основном это насекомые - комары (как кровососущие, так и некровососущие), слепни, оводы, мухи, жуки, стрекозы, шмели, клопы, а также черви, моллюски, ракообразные, пауки и другие группы. Довольно обильны бабочки [3].

В состав позвоночных животных входят представители трех классов - птицы, млекопитающие, рыбы. Рептилии и амфибии вообще отсутствуют. По количеству видов преобладают рыбы и птицы. Среди рыб много ценных видов - лососевые (голец, таймень), сиговые (омуль, муксун, ряпушка, чир, пелядь, нельма), осетровые. В подзоне южной тундры и в лесотундре в реках и озерах обильны щука, окунь, карповые (язь), елец.

Среди птиц наиболее полно представлены отряды воробьиных (пуночка и др.), куликов (песчанка, краснозобик, кулик-воробей), пластинчатоклювые (гусь-гуменник, чернозобая и краснозобая казарки, белолобый гусь, тундровый лебедь), чаек (серебристая чайка). Кроме этого, здесь гнездятся куриные (тундровая и белая куропатки), хищные, совы, гагары, чистики.

Наземные млекопитающие насчитывают 20 видов, которые относят к четырем отрядам. Это землеройки (два вида), грызуны (семь видов), из которых наиболее характерны обской и копытный лемминги, полевки (три вида), зайцеобразные (заяц-беляк), парнокопытные (северный олень, в лесотундре лось). Отряд хищных насчитывает восемь видов (песец, ласка, горностай, волк, росомаха, лиса, бурый и белый медведи). Важно, что для субарктических ландшафтов Таймыра характерны, по сравнению с другими районами Субарктики, сдвиги ареалов многих животных к северу.

Между животными и растительными организмами Субарктики существуют разнообразные отношения, главную роль среди которых играют пищевые связи. Среди растительных преобладают микрофитофаги, питающиеся водорослями. Последние в арктических тундрах образуют основную часть первичной продукции. На долю микрофитофагов приходится до 70 % всех видов. К ним относятся нематоды (круглые черви), коллемболы, личинки двукрылых (мух и комаров). Комплекс водорослей с их потребителями играет огромную роль в жизни Субарктики. Животных, питающихся водорослями, поедают насекомые, пауки, клещи, а также птицы (особенно кулики), а последних - хищные птицы и млекопитающие (песец, горностай). Особенно велико значение указанных взаимоотношений в подзоне арктической тундры [3].

Весьма разнообразны взаимоотношения животных с лишайниками. Для многих мелких беспозвоночных (клещи, ногохвостки) их куртины и подушки служат местами обитания. Лемминги делают из лишайников зимние гнезда. Высокая питательность лишайников (полисахариды, аминокислоты, витамины) определяет их роль как важного зимнего корма для северного оленя, особенно в лесотундровой зоне. Он поедает в основном ягели - трубчатые формы лишайников рода Cladonia.

Огромную средообразующую роль в Субарктике играют мхи. Моховая дернина является местом обитания беспозвоночных, здесь концентрируются проростки и почки возобновления цветковых. Но как кормовая база они используются мало.

С цветковыми растениями взаимоотношения животных гораздо разнообразнее, чем со споровыми. Многие птицы и млекопитающие являются растительноядными, в первую очередь зеленоядными. При этом отмечается широкий спектр потребляемых цветковых растений - злаки, осоки, кустарники и кустарнички, разнотравье. Таким образом, специализация питания отсутствует. Поедается в зависимости от условий, сезонности, состояния кормовой базы то, что более доступно животным.

Ландшафтно-геохимическая среда. Для тундровых, лесотундровых ландшафтов характерны малые биомасса и емкость биогеохимического круговорота веществ, его замедленность, преобладание ландшафтов кислого глеевого класса водной миграции, господство процессов глеегенеза и повсеместного развития криогенеза. Наиболее характерной геохимической особенностью является бедность почв и вод минеральными соединениями. Это связано с ослабленностью минерализации и гумификации растительных остатков, а также с слабым развитием химического выветривания с преобладанием кислых глеевых процессов. Воды в этих ландшафтах ультрапресные с минерализацией менее 0,1 г/л с преобладанием органических соединений над минеральными. В составе первых преобладают воднорастворимые фульвокислоты. Минеральный состав вод гидрокарбонатно-кремнеземный. Минеральные элементы часто присутствуют в форме металлоорганических комплексных соединений и коллоидных частиц. Концентрация рассеянных элементов в тундре не только для поверхностных и атмосферных вод, но и для грунтовых гораздо ниже средних мировых показателей, но между собой показатели достаточно близки [3]

К числу типоморфных геохимических процессов в тундровых, лесотундровых ландшафтах относятся хелатогенез, оксидогенез, детритогенез, глеегенез. Эти процессы проявляются как в субаэральных, так и в супераквальных и аквальных ландшафтах, с резким ослаблением процессов от лесотундры до арктической тундры.

Хелатогенез выражается в образовании и накоплении комплексных алюмо- и железогумусовых кислот, их солей и адсорбционных комплексов. При условии окислительного режима накопление оксидов - А12О3 и Fe2O3 (часть из них связана в металлорганические комплексы - хелаты) приводит к формированию своеобразных, прокрашенных в красновато-бурый цвет почв - подбуров (по В.А. Таргульяну). Наряду с железом и алюминием происходит накопление марганца и титана, а на кислых породах - кремнезема.

Оксидогенез в субаэральных ландшафтах приводит к химическому, биохимическому окислению минералов, содержащих железо и марганец, и формированию соответствующих гидроксидов, оксидов. При наличии органических веществ они могут переходить в подвижные формы и откладываться в аквальных обстановках.

Под детритогенезом понимаются процессы накопления в ландшафтах неразложившихся и полуразложившихся остатков растений и животных. Максимально эти процессы протекают как раз в тундре, при невысоких температурах, краткости теплого периода, периодических или постоянных анаэробных условиях, высоком содержании во мхах трудно поддающихся разложению органических веществ. Глеегенез также весьма характерен для субарктических ландшафтов при избыточном увлажнении, переувлажнении почв и пород, при близких к поверхности горизонтах грунтовых вод и верховодки, многолетней мерзлоты, обилии заболоченных площадей. Создающиеся при этом анаэробные условия приводят к развитию кислого оглеения с подвижным двухвалентным железом, высокой влагоемкостью. Тундровые почвы имеют рН, близкий к 4, они бедны азотом, доступным для растений [1].

Структура и функционирование субарктических ландшафтов. Определяющим здесь является биогеохимический круговорот минеральных и органических веществ в ландшафте. Общая структура живого вещества (16,88 т/га для типичной тундры) свидетельствует о господстве растений (96,4 %), далее следуют микроорганизмы - 3,53 % (бактерии, грибы, актиномицеты, простейшие), доля животных 0,07 %, причем наиболее значительна роль сапрофагов (табл. 9).

Для характеристики функционирования ландшафтов применяется целый ряд показателей, к числу основных относятся запасы фотомассы и продуктивность растительности. Указанные характеристики приведены в табл. 10. В целом они сильно возрастают от арктических пустынь (1,6 т/га и 0,25 т/га в год) к тундре и далее к лесотундре (40-50 т/га и 4-6 т/га в год), т.е. увеличиваются более чем в 20 раз. Доля продукции от запасов фитомассы (относительный прирост) падает от арктических тундр (обилие трав) к типичным и южным тундрам (доминирование кустарничков) и далее к лесотундре (появление древесных видов). По сравнению с другими природными зонами запасы фитомассы типичной и южной тундр сопоставляются с аналогичными показателями настоящих степей и северных пустынь. Годичная продукция может быть сопоставлена с соответствующими показателями лесотундры и северной тайги [9].

В целом южная тундра и лесотундра Таймыра отличается самой большой продуктивностью из всего рода подобных сообществ Северной Евразии. Это явление А.А. Григорьев объяснял, во-первых, более высокими величинами здесь радиационного баланса, чем на тех же широтах западнее (что вызывает смещение природных зон к северу), во-вторых, более благоприятным сочетанием тепла и влаги, чем в восточно-европейском секторе. «Чем выше показатель годового радиационного баланса и чем ближе его соотношение с количеством осадков (перечисленными в калории) к со-размерному (близком к 1), тем больше полнота строения и динамики, а также разнообразия состава географической среды».

Одной из характеристик структуры ландшафтов служит соотношение подземной и надземной живой фитомассы, соответственно и распределение углерода, азота, минеральных веществ. В фитомассе субарктических тундровых ландшафтов преобладают подземные органы (корни, корневища, погребенные побеги и др.), при этом продукция более чем наполовину обеспечивается последними. Отношение надземной фитомассы к подземной достигает 1:5 и более. В южной тундре отмечается снижение этого соотношения за счет увеличения роли кустарников, и уже в лесотундре преобладают надземные органы.

Сильная заторможенность разложения растительных остатков (особенно подземных частей и обильных мхов) обусловливает значительное накопление мортмассы - от 30 до 100 т/га и более. Таким образом, запасы мортмассы в 1,5-2 раза и более превышают запасы фитомассы и в 10-15 раз - продукцию. Указанные факторы свидетельствуют в целом о замедленных темпах биологического круговорота, хотя преобладание запасов мортмассы, видимо, обеспечивает относительную устойчивость субарктических ландшафтов и их функционирование в экстремальных природных условиях.