Растительный покров тундры. Морфологические и биологические особенности растений тундры

Вдоль побережий Северного Ледовитого океана широкой полосой протянулась тундра - местность без леса с болотами, речками и ручейками. Здесь настолько суровый климат, что высокие деревья расти не могут.

Долгая морозная зима, продолжающаяся 9 месяцев в году, сменяется коротким и прохладным летом. Из-за низких температур земля промерзает, летом успевает оттаять только самый верхний слой почвы, на котором растут мхи, лишайники, травы, маленькие кустарнички - голубика, морошка, брусника, а также стелющиеся карликовая ива и карликовая береза. Растения приспособились к такому суровому климату: как только наступает лето, они начинают торопливо цвести, чтобы успеть дать плоды и семена до наступления холодов. Созревшие семена пережидают долгую зиму, не замерзая.

В тундре постоянно дуют очень сильные ветры. Зимой нередко бывает пурга и скорость ветра достигает 30-40 м в секунду.

Преобладают в тундре вечнозеленые растения с кожистыми листьями. У них есть различные приспособления, которые уменьшают испарение и дают возможность не затрачивать весной много времени на образование новых листьев. Из-за суровых условий жизни прирост органической массы у растений ничтожен.

Растениям тундры присущи своеобразные формы, которые помогают им наилучшим образом использовать солнечное тепло и защищаться от ветра. Особенно характерны так называемые шпалерные формы кустарников и деревьев. Их образуют, например, березы, ели, различные ивы. Стволы и ветки этих растений, кроме отдельных веточек, скрыты под мхом или лишайником.

Многие тундровые растения приобрели подушкообразную форму. От корневой шейки таких растений в разные стороны отходят многочисленные побеги, которые, в свою очередь, неоднократнyhо разветвляются. Плотная подушка лучше прогревается солнечными лучами, побеги хорошо защищены от иссушающего действия ветра. Отмирающие нижние листья падают вниз, перегнивают и обогащают почву под подушкой перегноем. Подушки образуют, например, бесстебельная смолевка, камнеломки. Они так плотны, что издали напоминают затянутые мхом камни. Тем удивительнее видеть их в период цветения, когда они покрываются множеством бледно-розовых и белых цветков.

Растения в тундре вообще жмутся к земле. Благодаря этому они меньше подвергаются иссушающему действию ветра и получают больше тепла, так как почва здесь прогревается сильнее, чем воздух. У многих тундровых растений очень крупные цветки. Цветки многих растений ярко окрашены и хорошо заметны издали. Для растений это очень важно, так как в тундре мало насекомых, производящих опыление. Лужайки с ярко-зеленой сочной низкорослой травой, покрывающиеся в первые недели короткого лета пестрым ковром пышных цветков: синими незабудками и горечавками, желтыми лютиками, розовыми кистями астрагалов и красными гроздьями мытников - радуют глаз. Многие представители тундровой флоры - прекрасные декоративные растения и, несомненно, могут украсить новые города и промышленные центры, строящиеся на далеком Севере.

Нет настоящей древесной растительности. Карельское слово «тундра» (по-фински «тунтури») означает безлесное пространство.

Для деревьев здесь слишком суровые условия: низкие температуры, многолетняя мерзлота, короткий безморозный период и сильные ветры. Только в лесотундре появляются отдельные деревья. Тундровая растительность состоит из многолетних низкорослых растений: мхов, лишайников, кустарников, кустарничков и небольшого числа многолетних трав. Однолетние растения здесь не могут выжить. За несколько прохладных недель они не успевают пройти полный жизненный цикл – от прорастания семени до образования новых семян. У тундровых многолетников уже с осени формируются зимующие почки с зачатками листьев, а иногда и бутонов. Это позволяет растениям быстрее начать цветение и плодоношение. Растения могут произрастать на Севере только благодаря тому, что выработали целый комплекс приспособлений к суровому . Морозоустойчивости содействует высокая концентрация клеточного сока или способность к затвердению. Клетки затвердевающих растений замерзают и тем самым спасаются от обезвоживания. Одно из важнейших приспособлений – низкорослость. Карликовые виды распространены как среди кустарников и кустарничков, так и среди трав. Они распластаны по земле, корни разрастаются в горизонтальном направлении и не идут в глубину. Прижимаясь к земле, растения наилучшим образом используют тепло приземного слоя воздуха. Зимой карликовый рост позволяет не возвышаться над «одеялом» . Летом низкорослость защищает от излишнего испарения, вызываемого ветрами, поскольку их скорость у поверхности меньше.

А растениям тундр приходится бороться за воду, несмотря на ее обилие в . Это объясняется близким залеганием . Холодная почва летом затрудняет поглощение влаги корнями. Наземные же части находятся в теплом приземном слое воздуха. Здесь возникают условия для активного испарения. Поэтому многие растения для экономного расходования воды помимо низкорослости выработали и другие приспособления. Это мелкие листья, уменьшающие испаряющую поверхность, густое опушение на нижней стороне листа, где находятся устьица и др. Хозяева тундры – мхи и лишайники – могут зимовать даже без снежного покрова. Чтобы избежать повреждений морозами, они зимой обезвоживаются. Эти растения покрывают даже голые скалы, так как не нуждаются в почве. Они поглощают питательные вещества и воду прямо из воздуха. Растительный покров тундры неоднороден. С севера на юг возрастает биологическое разнообразие. В арктических пустынях около 50 видов растений, на севере тундр – 100-150 видов, на юге – до 250 видов. В том же направлении увеличивается и биологическая масса растений. В арктических пустынях растений очень мало. Это мхи, лишайники, водоросли, редкие карликовые цветковые – арктические злаки, камнеломки, лютики, полярный мак. Растения не образуют сомкнутого покрова. Отдельные куртины разобщены обширными пятнами оголенного грунта. В тундрах с севера на юг выделяются подзоны арктических, мохово-лишайниковых и кустарниковых тундр. Арктические тундры – переходная полоса от арктических пустынь к тундре. Растительный покров здесь по-прежнему разрежен. Преобладают мхи и лишайники, много участков, лишенных растительности. Мохово-лишайниковые тундры имеют уже более пышную растительность. Господствуют зеленые мхи и кустистые лишайники. Однако становится довольно много карликовых ив и березок, кустарничков (брусника, голубика, шикша, дриада) и трав (горец живородящий, родиола розовая, мытник, злаки, осоки и др.). На сильно заболоченных участках типичны кочкарные тундры с кочками из осоки и пушицы. В кустарниковых тундрах – царство карликовых березок, ив, багульника, ягодных кустарничков, ягельных пастбищ. В долинах рек появляются единичные деревца. Растительность лесотундр – это перемежающие участки тундр и леса. Полосы довольно высоких деревьев тянутся по долинам рек. На междуречьях – островки низкорослых искривленных берез, елей и лиственниц. У многих деревьев однобокие «флаговые» кроны. Лесные участки чередуются с кустарниковой тундрой.

Познакомимся подробнее с растительным миром наших тундр.
Типичная тундра представляет собой безлесное пространство с низким и не всегда сплошным растительным покровом. Основу его составляют мхи и лишайники, на фоне которых развиваются низкорослые цветковые растения - кустарники, кустарнички, травы. Деревьев в настоящей тундре нет - условия жизни здесь для них слишком суровы. За короткое и холодное лето на молодых побегах не успевает полностью сформироваться защитный слой покровной ткани, необходимый для нормальной перезимовки (без такого слоя молодые ветви погибают зимой от потери воды).. Условия для перезимовки деревьев в тундре крайне неблагоприятны: сильные иссушающие ветры, снеговая корразия, которая систематически «подрезает» молодые деревца и не дает им подняться выше снега.
Важное значение имеет и еще одно обстоятельство - низкая температура тундровой почвы летом, которая не позволяет корням восполнить большие потери воды надземной частью дерева при испарении (так называемая физиологическая сухость тундровых почв).

Только на самом юге тундровой зоны, в более благоприятных климатических условиях, можно встретить отдельные деревья. Они растут на фоне характерной тундровой растительности и стоят довольно далеко друг от друга, образуя так называемую лесотундру.
Очень большую роль в растительном покрове тундры играют мхи и лишайники. Их здесь много видов, и они нередко образуют сплошной ковер на огромных пространствах.
Большинство мхов и лишайников, встречающихся в тундре, не связано в своем распространении исключительно с тундровой зоной. Их можно найти и в лесах. Таковы, например, многие зеленые мхи (плевроциум, хилокомиум, кукушкин лен), лишайники из рода клядония (сюда относятся олений мох и другие родственные ему и похожие на него виды). Однако есть и специфические тундровые виды мхов и лишайников.
Как мхи, так и лишайники прекрасно переносят суровые условия тундры. Эти низкорослые неприхотливые растения могут зимовать под защитой даже тонкого снегового покрова, а иногда и вовсе без него. Почвенный слой как источник воды и питательных веществ для мхов и ли­шайников почти не нужен - они получают все необходимое в основном из атмосферы. У них нет настоящих корней, а развиваются только тонкие нитевидные отростки, основное назначение которых прикреплять растения к почве. Наконец, мхи и лишайники благодаря своей низкорослости наилучшим образом используют летом приземный, наиболее теплый слой воздуха.
Основную массу цветковых растений тундры составляют кустарники, кустарнички и многолетние травы. Кустарнички отличаются от кустарников только меньшими размерами - они по высоте почти такие же, как небольшие травы. Но тем не менее ветви их одревесневают, покрываются снаружи тонким слоем защитной пробковой ткани и несут на себе зимующие почки. Провести четкую грань между кустарниками и кустарничками довольно трудно.
На ровных пространствах тундры, где снеговой покров неглубокий, как кустарники, так и кустарнички бывают низкими, они не возвышаются над снегом. Среди этих растений мы находим некоторые карликовые виды ив (например, травянистая ива), багульник, голубику, водянику, карликовую березку. Нередко бывает так, что кустарники и кустарнички располагаются в толще мощного мохово-лишайникового покрова, почти не поднимаясь над ним. Эти растения словно ищут защиты у мхов и лишайников (в лесу дело обстоит совершенно иначе). Некоторые из кустарников и кустарничков - вечнозеленые (водяника, брусника, багульник), другие сбрасывают листья на зиму (различные ивы, карликовая березка, голубика, арктоус и др.).
Человека, впервые попавшего в тундру, особенно удивляют карликовые ивы. Некоторые из них чрезвычайно малы, имеют ползучие побеги, распростертые среди мохового ковра, и очень напоминают какие-то мелкие травянистые растения. Лишь приглядевшись, замечаешь у таких «трав» настоящие ивовые сережки, правда очень мелкие и короткие. Листья карликовых ив тоже необычно мелкие, для нас непривычные.
Почти все травянистые растения тундры многолетние. Однолетних трав крайне мало. Объясняется это тем, что в тундре слишком короткое и холодное лето. За несколько прохладных летних недель трудно пройти полный жизненный цикл - от прорастания семени до образования новых семян. Для этого необходимы очень быстрые темпы развития в условиях низкой температуры.
Почти нет в тундре и таких растений, у которых развиваются сочные подземные органы - клубни и луковицы. Поздно оттаивающая почва тундры с вечной мерзлотой неблагоприятна для произрастания подобных растений.
Многолетние травянистые растения тундры отличаются низкорослостью. Среди них есть некоторые злаки (овсяница приземистая, луговик альпийский, мятлик арктический, лисохвост альпийский и др.) и осоки (например, осока жесткая). Встречаются также немногие бобовые (астрагал зонтичный, копеечник неясный, остролодочник грязноватый). Однако большинство видов принадлежит к так называемому разнотравью - представителям различных семейств двудольных растений. Из этой группы растений можно назвать горец живородящий, мытник Эдера, купальницы - европейскую и азиатскую, родиолу розовую, ва-силистник альпийский, герани - лесную и белоцветковую. Характерная особенность тундрового разнотравья - крупные, ярко окрашенные цветки. Окраска их самая разнообразная - белая, желтая, малиновая, оранжевая, голубая и т. д. Когда тундра цветет, она похожа на пестрый красочный ковер. Зацветает тундра обычно сразу, внезапно - после того как наступят первые теплые дни. И цветут одновременно очень многие растения. Из-за того, что теплый период непродолжителен, время цветения различных растений почти совпадает. Четкой очередности цветения разных видов, какая бывает, например, на лугу или в лесу, здесь нет.
Зима наступает в тундре быстро и внезапно, почва тотчас же сковывается морозом, замерзают и растения. Лето резко обрывается. Приход зимы застает растения в состоянии активной жизни. После первых зимних морозов многие из них стоят с замерзшими, но живыми листьями, с набухшими цветочными почками, с наполовину созревшими или почти зрелыми плодами.
Арктическое лето коротко и обманчиво. В отдельные годы растения тундры не успевают принести зрелые семена. У некоторых из них в этих условиях выработалась способность к живорождению: в соцветиях вместо цветков развиваются луковички или клубеньки, способные при прорастании дать начало новому растению. Такое явление можно наблюдать, например, у горца живородящего.
У многих представителей тундровой флоры имеются приспособления, направленные к уменьшению испарения в летнее время. Листья тундровых растений часто мелкие, а поэтому испаряющая поверхность невелика. Нижняя сторона листьев, где находятся устьица, нередко покрыта густым опушением, которое препятствует слишком сильному движению воздуха около устьиц и, следовательно, уменьшает потерю воды. У некоторых растений края листьев завертываются вниз и сам лист имеет вид не полностью замкнутой трубки. Устьица, расположенные на нижней стороне такого листа, оказываются внутри трубки, что также ведет к уменьшению испарения.
Приспособления, направленные к сокращению потери воды, имеют важное значение для тундровых растений. Летом холодная почва тундры сильно затрудняет поглощение воды корнями растений, в то время как надземные органы, располагающиеся в теплом приземном слое воздуха, имеют все условия для энергичного испарения.

Климатические условия тундры чрезвычайно суровы, с долгими, морозными бессолнечными зимами, холодными, ураганными ветрами. Промерзшая почва не успевает оттаять за короткое лето. Тонкий слой обедненной, холодной почвы, находящийся над вечной мерзлотой, мало приспособлен для богатой растительности.

Поэтому здесь вы не встретите высоких деревьев. Здесь обитают растения, приспособившиеся к прохладному, сухому климату, недостатку солнечных лучей. И только на самом юге климатические условия смягчаются. Там уже можно встретить отдельно стоящие деревья, находящиеся, все же, довольно далеко друг от друга.

Но все же основной ландшафт тундры составляют мхи и лишайники. Большое разнообразие видов образуют огромный сплошной ковер, растянувшийся на многие километры. Также часто можно встретить кустарники, кустарнички, многолетние травы, составляющие основу цветковых растений. Все они дают питание животным, обеспечивают гнездование птицам, сохраняя, тем самым, постоянную среду обитания.

Сегодня мы с вами поговорим о представителях флоры этой местности, узнаем какая есть информация, интересные факты о растениях тундры.

Интересные особенности растительного мира тундры

Большинство месяцев в году эта местность имеет унылый вид. Редкие, низкорослые растения или скрыты под снегом, или пригибаются к самой земле сильными холодными ветрами. Но когда приходит весна, все преображается. На короткое время унылая местность превращается в пестрый цветастый ковер.

На пригорках расцветают камнеломки, радуют глаз цветы остролодочника и сиверсии ледяной. Болота пестреют от осоки и пушицы. Вслед за первыми полярными цветами, пышно расцветает камчатский рододендрон. Его почки набухают еще с прошлого года, а с наступлением весны спешат поскорее зацвести, набраться сил до следующего цветения.

Интересные факты о цветущих растениях тундры: многие из них не успевают расцвести за короткое лето. Как только появляются цветы, их уже присыпает первый снег. Это не дает семенам созреть. Поэтому дозревают они только на следующую весну.

Вот еще характерные, очень интересные представители флоры этой местности:

Арктический мох

Это растение наиболее часто встречается в тундровой зоне. Растет на поверхности почвы, но более предпочитает водоемы. Растение интересно тем, что не имеет корневой системы, а прикрепляется к почве с помощью ризоидов - длинных, тонких нитей.

Этот вид богат питательными веществами, к тому же растет весь год. Поэтому он служит одним из главных источников питания для многих животных, птиц в период их миграции.

Арктический мох представляет особый интерес для ученых, так как на его примере можно проследить естественную эволюцию жизни в суровом климате.

Толокнянка обыкновенная

Еще ее называют медвежьей ягодой, хотя на самом деле ее очень любят поедать не медведи, а птицы. Красные плотные ягоды, мелкие зеленые листья привлекают к себе пернатых обитателей тундры. Кустики толокнянки низкорослые, находятся почти у самой поверхности почвы. А сами ягоды могут находиться на них весь год, прячась зимой под снегом.

Морошка

Морошка - многолетнее травянистое растение. Интересно, что она близкая родственница малины, они относятся к одному роду. Однако в отличие от малины, морошка никакой не кустарник, да и ягоды обеих похожи лишь внешне, но цвет у них разный.

С наступлением весны из тоненького корневища, спрятанного в почве, вырастает невысокий прямой стебель. Он имеет несколько листьев и только один цветок. К концу лета на стебельке появляется красная ягода. Интересным фактом является то, что красная ягода морошки свидетельствует о ее незрелости. А спелая ягода всегда желто-оранжевая, словно восковая.

Именно их собирают местные жители, готовят варенье, сушат или употребляют в пареном или моченом виде.

Багульник

Невысокий, красиво цветущий кустарник с небольшими, слегка загнутыми по краям листьями. Стебель и листья багульника покрыты своеобразными волосками, что помогает ему сохранять тепло в суровом климате тундры. Необычным является то, что кустарник не объедают животные, так как части растения пахнут довольно резко, да к тому же ядовиты.

Алмазный лист

Это растение относится к семейству ивовых. Однако имеет существенные отличия от своих родственников. Алмазный лист напоминает низкорослую иву, растущую почти у самой земли. Как и у багульника, его ствол, стебли, корни покрыты волосками, сохраняющими тепло. Но в отличие от него, алмазный лист не ядовит, его употребляют в пищу люди и животные. Растение богато витаминами и кальцием, что делает его надежной защитой от цинги.

Если рассматривать интересные факты о тундровой зоне нашей планеты, нельзя не сказать об обширных месторождениях нефти и урана. Их исследования, добыча нарушает итак не очень устойчивое равновесие экосистемы данной местности.

Кроме того, именно здесь в глубине почвы содержится около трети углеродного слоя планеты. Летом, во время таяния вечной мерзлоты, углерод, являющийся парниковым газом, выделяется в атмосферу, усиливая формирование парникового эффекта.

Эти явления постепенно меняют условия привычного существования растений тундры. Поэтому ученые проводят исследования, анализируют возникающие нарушения ее экосистемы, с целью снижения предстоящей угрозы.

Тундра расположена в северном полушарии на материковом Северного Ледовитого и на некоторых островах (о.Волгуев, о.Новой (южный), о. Вайгач и т.д.) субполярного климатического пояса. С она граничит с зоной арктических пустынь, с южной стороны - зоной лесотундры. Название «тундра» в переводе с финского tunturi обозначает «безлесная, голая ».

Для тундры характерен холодный и влажный субарктический климат. Практически отсутствует сезонное лето. Лето холодное: оно длится всего несколько недель при среднемесячной не более +15оC. А зимы, напротив, долгие. Температура может опускаться до 50оС ниже нуля. Особенность тундры – вечная мерзлота.

Из-за влияния Арктики климат избыточно влажный, но низкие температуры не дают влаге впитываться в почву или испаряться, поэтому образуются водно-болотистые территории. Почва перенасыщена влагой, но содержит очень мало гумуса. Весь год дуют сильные, холодные ветры. Сложнейшие природные условия обуславливают небогатый и животный мир. Немногие представители флоры приспособлены к суровому климату.

Флора тундры

Тундра - это безлесное пространство с низким растительным покровом. В основном здесь встречаются мхи и . И те и другие хорошо переносят суровые климатические условия тундры. Они могут зимовать даже под защитой тонкого снежного покрова или же вовсе без него.

Многие мхи и лишайники тундры можно найти и в других климатических зонах: хилокомиум, плевроциум, кукушкин лен. Но некоторые например ягель, произрастают исключительно в альпийской тундре.

Эти растения получают и воду из атмосферы, поэтому нет потребности извлекать их из почвы. Нет и настоящих корней, а назначение нитевидных отростков – прикрепление растения к поверхности. Этими особенностями объясняется обилие мхов и лишайников в тундре.

В тундре также произрастают многолетние низкорослые растения: кустарники и травы. Среди кустарников наиболее распространены голубика и морошка. Среди травяных растений следует отметить: луговик альпийский, овсяницу приземистую, мятлик арктический.

Только изредка на защищенных от ветра местах встречаются одинокие карликовые деревья: полярные ивы, карликовые березы, северная ольха. Высота этих деревьев не более полуметра. Высоких деревьев в тундре нет. Они не могут укорениться, так как даже в самое теплое время года оттаивает не более чем на 30-50 см. Из-за этого же корни не могут впитывать необходимую влагу.

Кроме того, за короткое лето на побегах не успевает сформироваться покровная ткань, и при понижении температуры деревья замерзают.

В тундре все растения имеют ксероморфные признаки, то есть они приспособлены к недостатку влаги: многие имеют восковой налет или волосяной покров, листья растений мелкие и часто свернуты. Таким образом, представители флоры так или иначе приспособлены к суровым климатическим условиям тундры.