Природные зоны России

               Климат. Это один из важнейших факторов, формирующих высотную поясность. С поднятием в горы меняются температура, увлажнение, солнечная радиация, направление и сила ветра, типы погоды. Климат определяет характер и распространение почв, растительности, животного мира и т.д., а следовательно, разнообразие природных комплексов.

               Экспозиция склонов. Она играет существенную роль в распределении тепла, влаги, ветровой деятельности, а следовательно, процессов выветривания и распределения почвенно-растительного покрова. На северных склонах каждой горной системы высотные пояса расположены обычно ниже, чем на южных склонах.

На положение, изменение границ и природный облик высотных поясов оказывает влияние и хозяйственная деятельность человека.

Уже в неогене на равнинах России существовали широтные зоны, почти аналогичные современным, но в связи с более теплым климатом зоны арктических пустынь и тундр отсутствовали. В неоген-четвертичное время происходят существенные изменения природных зон. Это было вызвано активными и дифференцированными неотектоническими движениями, похолоданием климата и возникновением ледников на равнинах и в горах. Поэтому природные зоны смещались к югу, изменялся состав их флоры (усиление листопадной бореальной и холодостойкой флоры современных хвойных лесов) и фауны, формировались самые молодые зоны — тундра и арктическая пустыня, а в горах — альпийский, горно-тундровый и нивально-гляциальный пояса.

В более теплое микулинское межледниковье (между московским и валдайским оледенениями) природные зоны смещались к северу, а высотные пояса занимали более высокие уровни. В это время формируется структура современных природных зон и высотных поясов. Но в связи с изменением климата в позднем плейстоцене и голоцене границы зон и поясов смещались несколько раз. Это подтверждается многочисленными реликтовыми ботаническими и почвенными находками, а также спорово-пыльцевыми анализами четвертичных отложений. Так, например, в голоцене (5-6 тыс. лет назад) во время климатического оптимума леса продвигались к северу на 300 км и занимали тундру. В районе устья Пясины, Верхней Таймыры и севернее 76° с.ш. найдены стволы лиственницы, березы и ели. В то время, по-видимому, северная граница лесотундры была на 4-5° севернее современной, а многолетняя мерзлота или отступала, или имела деятельный слой свыше 2 м.

Размещение растительных зон и подзон в эпоху голоценового оптимума

2.2. Краткая характеристика зон

Зона арктических пустынь. В этой зоне лежат Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, Новосибирские острова. Для зоны характерно огромное количество льда и снега во все сезоны года. Они являются главным элементом ландшафта.

Круглый год здесь преобладает арктический воздух, радиационный баланс за год менее 400 мДж/м2, средние температуры июля 4-2°С. Относительная влажность воздуха очень велика — 85%. Осадков выпадает 400-200 мм, причем почти все они выпадают в твердом виде, что способствует возникновению ледниковых щитов и ледников. Однако в некоторых местах запас влаги в воздухе небольшой и поэтому при повышении температуры и сильном ветре образуется большой ее недостаток и происходит сильное испарение снега.

Почвообразовательный процесс в Арктике протекает в маломощном деятельном слое и находится на начальной стадии развития. В долинах рек и ручьев и на морских террасах формируются два типа почв — типичные полярно-пустынные на полигональных дренированных равнинах и полярно-пустынные солончаковые на засоленных приморских участках. Они характеризуются малым содержанием гумуса (до 1,5%), слабо выраженными генетическими горизонтами и очень небольшой мощностью. В арктических пустынях почти нет болот, мало озер, на поверхности почвы в сухую погоду с сильными ветрами образуются солевые пятна.

Растительный покров крайне разрежен и пятнист, для него характерны бедность видового состава и исключительно низкая продуктивность. Доминируют низкоорганизованные растения: лишайники, мхи, водоросли. Годовой прирост мхов и лишайников не превышает 1-2 мм. Растения исключительно избирательны в своем распространении. Более или менее сомкнутые группировки растений существуют лишь в укрытых от холодных ветров местах, на мелкоземе, где больше мощность деятельного слоя.

Основной фон арктических пустынь образуют накипные лишайники. Обычны гипновые мхи, сфагновые мхи появляются лишь на юге зоны в очень ограниченном количестве. Из высших растений характерны камнеломка, полярный мак, крупка, звездчатка, арктическая щучка, мятлик и некоторые другие. Злаки пышно разрастаются, образуя полушаровидные подушки диаметром до 10 см на удобренном субстрате у гнездовий чаек и нор леммингов. У пятен снега растут ледяной лютик и полярная ива, достигающая всего 3-5 см высоты. Фауна как и флора, бедна видами; встречаются лемминг, песец, северный олень, белый медведь, а из птиц повсеместно распространены белая куропатка и полярная сова. На скалистых берегах многочисленны птичьи базары — массовые гнездовья морских птиц (кайры, люрики, белые чайки, глупыши, гаги и др.). Южные берега Земли Франца-Иосифа, западные берега Новой Земли представляют собой сплошной птичий базар.

Зона тундр. Она расположена вдоль побережья морей Северного Ледовитого океана, что связано в основном с климатическими процессами.

Тундра — зона холода, сильных ветров, большой облачности, полярной ночи и полярного дня. Здесь короткое и холодное лето, продолжительная и суровая зима, малое количество осадков (в среднем 200-500 мм в год), причем большая доля их приходится на июль и август. Морозы в тундре длятся от полугода до восьми-девяти месяцев, температура в азиатской тундре достигает иногда — 52°С. В любой месяц в тундре возможны заморозки и выпадение снега. Сильные ветры сдувают снег, и не защищенная снегом почва сильно промерзает. Это одна из причин образования слоя многолетнемерзлых грунтов. Оттаивание распространяется летом на глубину до 0,5-1 м. Многолетнемерзлые грунты охлаждают почву, задерживают влагу, способствуют заболачиванию местности (около 70% ее территории заболочено).

Во второй половине сентября в тундре наступает длительная зима. В декабре солнце уходит за горизонт и наступает полярная ночь. В конце февраля солнце появляется над горизонтом, продолжительность дня увеличивается. С первых чисел апреля начинаются белые ночи, а со второй половины июля солнце вовсе не заходит. Солнце стоит невысоко над горизонтом, солнечным лучам приходится пронизывать значительную толщу атмосферы, поэтому большая часть их поглощается и рассеивается. Несмотря на обилие света летом, тепла в тундре недостаточно, к тому же значительная часть его, получаемая атмосферой, расходуется на таяние снега, а также на прогревание мерзлой почвы и холодных масс арктического воздуха.

Климат тундры изменяется не только с севера на юг, но и с запада на восток. На западе сильно сказывается влияние Атлантики и вследствие этого здесь господствует избыточно влажный климат. К востоку увеличивается континентальность и климатические различия в тундре возрастают. Для тундр характерен холодный и умеренно холодный и влажный арктический и субарктический климат. За Колымой на климат оказывает влияние Тихий океан, поэтому там зимы менее суровы с более мощным снежным покровом.

На побережье тундры развит молодой равнинный рельеф, обусловленный морскими трансгрессиями и деятельностью рек. Южнее эта равнинность нарушается холмами и грядами ледникового происхождения и останцовыми возвышенностями коренных пород (Канин Камень, горы Таймыра и Чукотского полуострова). В формировании морфоскульптур тундр ведущее значение имеет многолетняя мерзлота. Здесь распространены полигональные грунты и пятна — медальоны. На склонах широко развиты процессы солифлюкции. Поверхность тундр усеяна неглубокими озерами термокарстового и частично моренного происхождения.

Образование почв в тундре определяют низкие температуры, многолетняя мерзлота, избыточное увлажнение и материнские породы. Низкая температура затрудняет в почве химический и биологический процессы, а избыточная влага создает заболоченность и анаэробные условия почвообразования. Почвенные растворы и грунтовые воды имеют кислую реакцию и малую минерализацию и содержат большое количество органических веществ, железа и вивианита. Основные почвы тундр — тундрово-глеевые и подбуры. Они имеют небольшую мощность, малое содержание гумуса (2-3%), грубый механический состав.

Тундра — безлесная зона с низким и не всегда сплошным растительным покровом. Основу его образуют мхи и лишайники, на фоне которых развиваются низкорослые цветковые растения — травы, кустарнички и кустарники. У тундровых растений корневая система развивается в пределах небольшого деятельного слоя. Растения невысоко поднимаются над землей, часто имеют подушкообразные и стелющиеся формы. Кустарники — карликовая березка и ивы — нередко возвышаются над снегом, поэтому страдают от механических повреждений от переносимого ветром снега. В местах скопления снега растения лучше переносят суровую зиму, поэтому их состав здесь более разнообразен, но медленное таяние снега задерживает вегетацию. Неблагоприятные условия произрастания определяют малую продуктивность биомассы, но господство в составе растений многолетников обусловливает довольно значительные ее запасы — от 40 до 280 ц/га.

Тундра с севера на юг делится на три подзоны:

               Арктическая тундра расположена по северной окраине азиатской тундры. Растительность представлена здесь различными видами зеленых мхов и лишайниками; нет кустарников, распространена пятнистая тундра. Ее скудная растительность (мхи, осоки, лисохвост) поселяется только по ложбинам и трещинам, окружающим голые пятна грунта.

               Типичная лишайниково-моховая тундра широко распространена от острова Вайгач до Колымы. Растительность здесь представлена лишайниками, мхами (зеленые и гипновые), разнотравьем и кустарничками.

               Южная кустарниковая тундра. Растительность ее состоит из трех ярусов: верхнего кустарникового (карликовая береза, кустарниковые ивы и ольха); среднего травянистого (наиболее типичны осока и кустарнички брусники и водяники); нижнего лишайниково-мохового (преобладают бурые и зеленые мхи).

Лесотундра. Южнее тундры на морских, ледниковых и аллювиально-озерных равнинах простирается узкой полосой лесотундра — переходная зона от тундры к лесу. Для нее характерно присутствие редкостойных лесов на междуречьях. В климатическом отношении она отличается от тундры более теплым летом и снижением скорости ветра. Западная часть лесотундры до низовьев Енисея характеризуется продолжительностью холодного периода от 180 до 240 дней. Среднеянварская температура от -10 до -30°С, т.е. климат здесь очень холодный, избыточно влажный, с достаточно снежной зимой. Климат восточной части лесотундры отличается увеличением суровости зимы и уменьшением высоты снежного покрова. Зима умеренно снежная, продолжительность холодного периода до 260-290 дней, среднеянварская температура -30...-35°С. Биоклиматический потенциал, так же как и в тундре, очень низкий.

Важнейшей чертой этой зоны является наличие островных разреженных лесов, состоящих из сибирской ели, лиственниц даурской и сибирской и березы. Разреженность леса объясняется суровыми климатическими условиями. Для лесотундры характерно большое количество сфагновых торфяников, развитие тундрово-мерзлотных болотных и глеево-подзолистых почв, а по поймам рек распространены дерново-луговые.

Склоны речных долин и террасы летом покрываются пестро-цветными лугами, состоящими из лютика, огоньков, валерианы, и ягодниками. Луга служат летом и осенью прекрасными пастбищами для оленей и местообитанием для зверей и птиц. В тундре и лесотундре распространены песцы. Основная их пища — лемминги, но весной они часто разоряют гнезда птиц, поедая яйца и птенцов. Много водоплавающих птиц на озерах, реках, болотах. Здесь, весной гнездятся гуси, утки, лебеди, гагары. Среди птиц стали редкими белоклювая гагара, краснозобая казарка и стерх — эндемики России, пискулька, малый лебедь, соколы — кречет и сапсан. Мало птиц остается на зиму. Круглый год живет куропатка, белая сова. Около девяти месяцев тундра и лесотундра покрыты снегом. В рыхлый снег зарываются песец, белая куропатка, лемминг, а по уплотненному снегу они свободно передвигаются. Для оленей наиболее благоприятны малоснежные территории, так как там из-под снега они легко достают ягель.

Тундровые ландшафты начали формироваться у краев материковых ледников, шельфовых ледников и снежников в позднем плейстоцене, когда после таяния ледниковых покровов и регрессий морей Северного Ледовитого океана (18-20 тыс. лет назад) освободились большие площади суши. Следовательно, зоны арктических пустынь, тундр и лесотундр — самые молодые и существуют в суровых климатических условиях. Поэтому их природа очень ранима и восстанавливается крайне медленно.

В советские годы территорию северных безлесных зон заселяли в связи с изучением и освоением Арктики, Северного морского пути, полезных ископаемых и с развитием оленеводства. Под влиянием антропогенной нагрузки здесь нарушаются естественные процессы, особенно растительного покрова и грунта в связи с изменением термодинамики многолетней мерзлоты (просадка грунта и его оползание).

Для охраны природы в тундре и лесотундре необходимо соблюдение норм нагрузки на оленьи пастбища, ограничение и упорядочение движения гусеничного транспорта в бесснежное время, предотвращение загрязнения вредными химическими веществами, нефтью и нефтепродуктами, соблюдение установленных норм и правил охоты, поддержание естественных путей миграции диких животных.

Природоохранные мероприятия в этих зонах долгое время были очень ограниченны. Здесь существовали только участки Кандалакшского заповедника на Айновых островах и Семь островов у побережья Кольского полуострова. В 1975 г. был создан заповедник Остров Врангеля, позже организовали крупнейшие в России заповедники — Таймырский, Усть-Ленский, а в 1993 г. самый крупный заповедник нашей Родины — Большой Арктический.

Зона тайги. Зона занимает среди природных зон России наибольшую площадь, простираясь от западных границ России до побережья Охотского и Японского морей. В западной части Восточно-Европейской (Русской) равнины тайга граничит на юге с зоной смешанных и широколиственных лесов, восточнее Нижнего Новгорода — с лесостепной зоной. В Западной Сибири к югу от типично таежных ландшафтов располагается узкая полоса мелколиственных лесов из березы и осины, которую обычно включают в состав таежной зоны, поэтому и здесь тайга граничит с лесостепью. У подножий гор Алтая и Саян хвойные леса таежной зоны смыкаются с горнотаежными лесами.

Тайга расположена в двух климатических поясах — субарктическом и умеренном, что обусловливает значительные природные различия внутри нее. Радиационный баланс на севере зоны за год равен 900-1000 мДж/м2, на юге — 1400-1600 мДж/м2 (около Иркутска). Над всей территорией преобладает континентальный воздух умеренных широт. Поступление холодного воздуха из Арктики, проникающего летом и в переходные сезоны далеко к югу, вызывает резкие понижения температур.

Зимой радиационный баланс отрицательный, что способствует развитию устойчивой морозной погоды, повторяемость которой постепенно увеличивается к востоку. Средняя температура января в западной части тайги, где преобладает западный перенос воздушных масс, составляет -10...-16°С, в якутской тайге понижается до -35...-45°С. Продолжительность залегания снежного покрова изменяется от 120-180 дней в году в европейской тайге до 200-240 дней в тайге Северо-Востока и севера Средней Сибири. Мощность снежного покрова изменяется от 50-60 см до 90-100 см.