Глава 2 Экскурсионная деятельность школьников в изучении современного состояния тундры России

2.1 Особенности природы зоны тундры России

Тундра – природная зона субарктического пояса, расположенная между ледяной зоной на севере и лесотундрой на юге (приложение 1). Термин «тундра» заимствован из языка саами, которые живут на Кольском полуострове и называют тундрой безлесные вершины гор [26].

Тундрой заняты арктические острова Колгуев, Вайгач, южный остров Новой Земли и на материке побережье Северного Ледовитого океана от Кольского полуострова на западе до Камчатки на востоке. Южная граница ее на материке проходит следующим образом: Мурманское побережье Кольского полуострова, юг Канина полуострова, Нарьян-Мар на Печоре, устье р. Оби, устье р. Таза, Дудинка на Енисее, Хатанга, дельте Лены, нижнее течение Индигирки, дельта Колымы. Восточнее Колымы материковая тундра, как равнинная зона, сильно сужается и на отдельных участках горы вплотную подходят к морскому побережью. На Дальнем Востоке тундра получает значительное распространение в Анадыро-Пенжинской депрессии. В основном территория зоны располагается севернее полярного круга. Дальше всего на север она отодвигается в Средней Сибири, где в районе Хатанги ее южная граница переходит за 72⁰ с. ш. На Дальнем Востоке в следствие воздействия Тихого океана южная граница тундры смещается на юг почти до 60⁰ с. ш.

Рельеф тундры разнообразен и сформирован на различных геоструктурах (приложение 2). Среди разновозрастных геоструктур наиболее древние – участки докембрийской складчатости – слагают Кольский полуостров, остров Колгуев, они относятся к Восточно-Европейской платформе. Южный остров Новой Земли составляют естественное продолжение герцинских структур Урала. В основном вся площадь современного шельфа сравнительно недавно под влиянием новейшей тектоники опустилась, большая ее часть затоплена эпиконтинентальными морями.

Тундра Кольского полуострова в основе сложена докембрийскими сланцами, гранитами и гнейсами, собранными складками в докембрийское время. Коренные породы покрыты новейшими ледниковыми и после ледниковыми – отложениями: маренами, озами, песчаными полями, торфяниками; много озер.

Остров Колгуев образован четвертичными отложениями, покрыт моховой тундрой, достигает в высших точках 90м. Между Печорой, и ее протокой Усой, берегом моря и хребтом Пайхой располагается Большеземельская тундра. Значительная часть ее покрыта моренными отложениями. Местами в Большеземельской тундре множество небольших озер [23].

Тундры Западной Сибири в ледниковое время были покрыты ледяным покровом; ледник спускался по Оби, на юг до впадения Иртыша и до р. Ваха. Четвертичная морская трансгрессия проникала по долинам рек Оби, Таза и Енисея несколько южнее Полярного круга.

Линия от пересечения р. Пясины 700 с.ш. и примерно до низовьев Оленека составляет северную границу Средне-Сибирского плоскогорья и вместе с тем южную границу Таймырской тундры, к которой Среднесибирское плоскогорье спускается крутыми обрывами. На севере Таймыра расположен горы Бырранга; сложенные из дислоцированных палеозойских отложений в районе реки Таймыр, они достигают абсолютной высоты 500–600м. Между горами Бырранга и Среднесибирским плоскогорьем простирается Северо-Сибирская низменность абсолютной высотой 50-70м., сложенная мезозойскими морскими отложениями, ледниковыми наносами и осадками четвертичной морской трансгрессии.

В целом тундра представляет собой равнинную местность, иногда низменную, пересеченную небольшими холмами, или же возвышенную с кочковатой поверхностью. Однако в тундре имеются довольно высокие места, например Чукотка, представляющая горную страну; Тиманский кряж, местами превышающий 200м; хребет Пай-Хой, имеющий высоту 450м; высота отдельных возвышенностей на Новой Земле до 1000м.

Возрожденные глыбово-складчатые горы Новой Земли, сходны с Уральскими горами. Северо-Сибирская, Яно-Индигирская и Колымская низменности, – это тундры плоских равнин. В осевой части Кольского полуострова протягивается Хибинский кряж, в котором выделяются Мончетундра, Хибины (до 1191м), Ловозерская тундра и возвышенность Кейвы. Кряж окружен чередующимися участками возвышенных и низменных равнин. Прибрежные низменности были названы поморами «берегами» Мурманским, Терским и Кандалакшским.

Общим для рельефа тундры является господство реликтовой и современной ледниковой и криогенной морфоскульптуры. В западной части зоны наиболее распространены экзарационные формы рельефа: сглаженные ледником выступы (сельги, фьельды) и понижения рельефа (котловины выпахивания, нередко занятые озерами). А также менее масштабные бараньи лбы, курчавые скалы, троговые долины, фьорды. Менее развиты водно-ледниковые формы (маргинальные озы), друмлины и морены. Повсеместно на равнинах развиты полигональные образования и термокарсты [25].

Тундра расположена довольно далеко на севере, поэтому климат там холодный. Южная граница тундры проходит примерно по июльской изотерме 10°С, то есть совпадает с южной границей холодного пояса. Но в тундре все же теплее, чем в арктических пустынях. Тундра – зона полярной ночи и полярного дня. Средняя температура самого теплого месяца не выше +10⁰С. В тундре короткое и холодное лето, продолжительная и суровая зима. Вследствие низкой температуры испарение незначительное. Характерно и малое количество осадков (в среднем 200 - 300мм в год), основная их доля приходится на июль и август. Морозы в тундре длятся от полугода до восьми с половиной месяцев, температура в азиатской тундре достигает иногда -52⁰С. Для тундровой зоны характерны сильные ветры и большая облачность. Ясных дней очень мало. Особенно сильны ветры на Ямале и в низовьях Енисея. Ветры круглый год холодные: зимой они дуют с юга, с переохлажденного материка в сторону теплого океана, летом с севера, с холодного океана на теплый материк.

Во второй половине сентября в тундре наступает длительная зима. В декабре солнце уходит под 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.

Климат тундры изменяется с запада на восток. Так, на Мурманском побережье сильно сказывается влияние Атлантического океана, и, вследствие этого, здесь умеренный морской (океанический) климат: довольно много осадков (до 400 мм в год), умеренная зима (средняя температура февраля -6,2⁰С, июля +9,1⁰С) и малая мощность многолетнемерзлотных грунтов. К востоку климат делается более континентальным, материковым. Так, в дельте Лены осадков выпадает менее 100мм в год; средняя температура января доходит до -32⁰ С, июля до +5⁰С. За Колымой на климат тундры оказывает влияние Тихий океан: климат здесь холодный [8].

Сумма активных температур в тундре от 0 до 40⁰С, и вся зона относится к очень холодному подпоясу, но в связи с изменением континентальности с запада на восток зона неоднородна. Так, в западной части Кольского полуострова зона относится к влажной тундровой океанической провинции с очень холодной, избыточно влажной, умеренно мягкой, достаточно снежной зимой, со среднеянварской температурой -10⁰С и продолжительностью холодного периода около 180 дней. К востоку от Урала, усиливается суровость зимы, и эта территория имеет более суровый климат со среднеянварской температурой от -30 до -35⁰С и продолжительностью холодного периода 290 дней. И на востоке тундровой зоны, на Чукотском полуострове, под влиянием Тихого океана наблюдается некоторое смягчение климата: очень холодная, достаточно снежная зима со среднеянварской температурой от -25 до -20⁰С (приложение 3).

В тундре постоянно дуют очень сильные ветры, скорость ветра достигает 30-40 м в секунду. Ветры сдувают снег с возвышенностей в лощины, долины рек и оголившаяся земля сильно промерзает. Скованная морозом почва не оттаивает полностью за короткое лето, и на некоторой глубине из года в год сохраняется мерзлая почва - многолетняя мерзлота, которая характерна для всей зоны тундры. Мощность мерзлого слоя достигает нескольких сотен метров и более. Самый глубокий предел вечной мерзлоты отмечается в верховьях реки Вилюй в Якутии. Рекордная глубина залегания вечной мерзлоты — 1 370 метров — зафиксирована в феврале 1982 года. На крайнем западе тундровой зоны этого слоя уже нет. Чем дальше к востоку, тем шире полоса вечномерзлотных почв.

Почвы тундры маломощные, содержат до 5% гумуса. Различают тундрово-глеевые, подзолистые, дерновые, перегнойно-карбонатные, тундровые подбуры и другие почвы. В некоторых местах встречаются песчаные и супесчаные почвы. На более сухих песчаных участках формируются подзолы и подбуры. Тундровые почвы развиваются в условиях значительного недостатка тепла и влаги. Поверхностный горизонт мощностью 1-3 см состоит из торфа и небольшой примеси перегноя. Ниже до глубины 40-50 см располагается слабо дифференцированная на горизонты минеральная масса, подстилаемая многолетнемерзлотным слоем. На поверхности почв часты выцветы солей, а летом в результате миграции солей могут образовываться мелкие солоноватые озера. В восстановительных условиях, обусловленных избытком увлажнения, почва приобретает голубовато-серый, голубой или синий цвета [21, 29].

Многолетняя мерзлота, низкая температура, малое количество осадков и сильный ветер создают в тундре своеобразную и очень суровую обстановку. Флора зоны тундры очень бедна. В тундрах России насчитывается не более 500 видов высших растений. С поверхности растений воды испаряется больше, чем подается корнями. Поэтому растения в тундре имеют ксероморфные черты, они приспособлены к уменьшению испарения: их мелкие листья часто свернуты, одеты волосяным покровом, имеют восковой налет и другие особенности. 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, ели, березы, различные ивы. Стволы и ветки этих растений, кроме отдельных веточек, скрыты под мхом или лишайником. Многие растения тундры стелются по земле (полярные ивы, береза) (Приложение 4).

Из-за суровых условий жизни прирост органической массы у растений ничтожен. У полярной ивы на Кольском полуострове побеги удлиняются за год всего на 1-5мм и дают по 2-3 листа, лишайники нарастают всего на 1-3мм в год [1].

Большинство растений тундры многолетние. Некоторые многолетники потеряли в тундре способность приносить зрелые семена и размножаются только вегетативно. Так, не дают семян карликовая береза, вороника, овсяница. Редки в тундре клубневые и луковичные растения (Приложение 5).

Многие тундровые растения приобрели подушкообразную форму. Плотная подушка лучше прогревается солнечными лучами, побеги хорошо защищены от иссушающего действия ветра. Подушки образуют, например, камнеломки, бесстебельная смолевка. Они так плотны, что издали, напоминают затянутые мхом камни. В период цветения, они покрываются множеством бледно-розовых и белых цветков.

У многих тундровых растений очень крупные цветки. Так, соцветия арктической ромашки, высота которой 10-25 см, достигают 8 см в диаметре. Цветки многих растений ярко окрашены и хорошо заметны издали. Для растений это очень важно, так как в тундре мало насекомых, производящих опыление (Приложение 6).

В ландшафтном отношении зона тундры распадается на три подзоны.

1. Арктическая тундра (Приложение 1). В ней среди многочисленных участков голой почвы ютится жалкая растительность - лишайники, угнетенные мхи и некоторые мелкие кустарнички. Такая тундра носит название пятнистой. В некоторых местах тундры на поверхность выходят каменистые грунты. Это каменистая тундра. Здесь островками растут отдельные растения или небольшие группы. Чаще всего встречаются полярные маки с красными, желтыми, белыми цветками, дриада, кассиопея, арктическая толокнянка (Приложение 7).

2. Средняя типичная (мохово-лишайниковая) тундра. Ландшафт мохово-лишайниковой тундры сер и однообразен, практически отсутствует древесная растительность. В моховом покрове преобладают зеленые мхи. Реже встречаются торфяные мхи, не образующие обычно сплошных ковров. Лишайники представлены огромным количеством видов. Наиболее распространены кустистые. Здесь растут в небольшом количестве и кустарнички: вороника, арктическая толокнянка и др. (Приложение 8).

Моховой ковер способствует заболачиванию тундры (Приложение 9). Тундровые болота, занимают до 30% всей площади тундр, Болота покрыты зелеными мхами и различными травами: осоками, пушицей узколистной, вахтой. Среди них растут различные ягодники: морошка, клюква мелкоплодная, голубика (Приложение 10).

3. Южная (кустарниковая) тундра. Она примыкает к лесотундре. Широко распространены в южной тундре заросли из полярной березки, кустарники. В верхнем ярусе растет главным образом карликовая березка, во втором – вороника, вересковые кустарнички - багульник, филлодоцея. Местами встречаются заросли низкорослых ив: полярной, сетчатой. Третий ярус (напочвенный покров) образован различными мхами и лишайниками, но они развиты значительно слабее, чем в моховых и лишайниковых тундрах. В речных долинах и по окраинам болот растут более крупные (до 1м и выше) ивы: шерстистая, лапландская и др. (Приложение 11).

Основную площадь зоны тундры занимают пастбища. Пастбища в зоне тундр в основном равнинно-тундровые. Они занимают огромную площадь - 290 млн. га. Различают две группы равнинно-тундровых пастбищ: а) лишайниковые, б) травянистые и кустарниковые [26].

Условия жизни животных в тундре весьма суровые: холодный климат, мало кормов, недостаточно укрытий. Многие животные, особенно птицы на зиму покидают тундру. Остаются зимовать песцы, лемминги, белые совы. Северные олени откочевывают в лесотундру [5].

Так же на территории тундры встречаются: полярные лисицы, косатки, морской лев, тюлень, белуха, различные рыбы и моллюски, лось, зайцы, волки, горностай, овцебык и конечно же белый медведь.

К эндемикам тундры относятся: северный олень, из птиц - белый гусь, пуночка, сокол-сапсан (приложение 12). Многочисленны белая и тундряная куропатки, рогатый жаворонок. В тундре много самых разнообразных насекомых - муравьи, кузнечики, мухи шмели, жуки, огромное количество комаров и мошки, в самых северных тундрах комаров почти нет, зато есть шмели, которые даже в особо ветреные дни собирают нектар с ярко окрашенных цветов [32,34].

Животные тундры играют большую роль в формировании ландшафта. Лемминги и олени активно выедают растительность и удобряют почву, а роющая деятельность леммингов разрыхляет почву и улучшает ее структуру. На такой почве лучше растут травы, они и служат главным питанием леммингов. А леммингами в свою очередь питаются почти все хищники тундры [33].

Ландшафт тундры формируется в суровых условиях, поэтому все биохимические и физические процессы протекают медленно. Любое вмешательство в природное равновесие тундры ведет к нарушению экосистемы.

Освоение тундры русскими связано в основном с разведкой и добычей полезных ископаемых.

На Кольском полуострове, в Хибинах добывают минерал апатит - он содержит фосфор. Это крупнейшее в мире месторождение апатитов. Апатитовый концентрат - основное сырье для производства суперфосфата. Апатит залегает вместе с нефелином, который содержит алюминий и может служить алюминиевой рудой.

На острове Вайгач имеются цинково-свинцовые, цинковые и медные месторождения, а на материке – месторождения флюорита (пгт. Андерма). На Кольском полуострове так же добывают никель (г. Мончегорск).

Восточно-Европейская тундровая область богата углями – Печерский бассейн. Ведется разработка и добыча коксующегося угля. Так же ведется добыча нефти и газа (Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция). Здесь же сосредоточены огромные запасы натриевых и калийно-магниевых солей, а так же бокситов.

На полуострове Ямал добывают нефть и газ. На севере Западной Сибири расположены нефтегазовые месторождения. Так же огромные запасы торфа и геотермальных и йодобромых вод.

Север Средней Сибири богат комплексными медно-никелевыми рудами, которые содержат не только указанные металлы, но и кобальт платиноиды, редкие металлы. Здесь начиная с 30-х годов XX в., ведется их добыча и переработка. (г. Норильск). Ведется добыча поваренной соли в устье Хатанги.

На северо-востоке сосредоточена основная часть запаса золота, алмазов: Магаданская область [23].