Приспособление растений к условиям тундры кратко
Обновлено: 04.07.2024
Условия жизни для растений в тундре необычайно тяжелы: вечная мерзлота, сильные ветра, медленный процесс почвообразования, короткое холодное лето. Поэтому растительность тундры крайне скудна. Здесь преобладают карликовые формы деревьев (березы, ивы, ели), невысокие кустарники, многочисленны мхи и лишайники. Кроны деревьев в тундре имеют своеобразную шпалерную форму. От ствола отходят многочисленные побеги, которые сильно ветвятся. Стволы и нижние ветки деревьев и кустарников скрыты подушкой мхов, что спасает их от промерзания. В тундре все растения жмутся к земле, потому что у поверхности почвы температура выше. В тундре многочисленны мхи, которые способствуют заболачиванию. На болотах помимо мхов растут различные ягодники: голубика, брусника, клюква, морошка. Из-за вечной мерзлоты растения испытывают дефицит влаги. Для уменьшения испарения они имеют ряд приспособлений: мелкие опушенные или покрытые восковым налетом листья. В тундре короткое лето и семена растений не успевают вызревать, поэтому здесь нет однолетков, а многолетники размножаются вегетативно. Здесь мало насекомых. Для их привлечения цветковые растения тундры имеют необычайна яркий и крупный венчик.
Тундра – природная зона, расположенная за Северным полярным кругом, выше зоны тайги. Это суровый холодный край. Зима здесь длится не менее 8 месяцев и сопровождается сильными ветрами (до 40 м/с) и низкой температурой воздуха (до -50 °С). Осадков выпадает немного, но поскольку испаряемость низкая, местность заболочена. Лето здесь короткое и прохладное: даже в июле средняя температура не превышает +10 °С. Продолжительность вегетационного периода, за исключением южных областей тундры, составляет всего 2-2,5 месяцев. Какие же растения могут жить в таких суровых условиях? Как они приспособились к жизни в тундре? Есть ли у них особые свойства? Ответы на эти вопросы вы узнаете из этой статьи.
Адаптация растений к суровым условиям
Своеобразие природных условий тундры заключается в следующем.
- Вечная мерзлота, недостаток тепла
Мощность вечной мерзлоты в тундре огромна. В районе Воркуты она, например, колеблется от 80 до 130 м. За короткое лето оттаивает лишь 0,3-1 м верхнего слоя почвы. Слабая теплопроводная способность местной дерновины и наличие вечной мерзлоты задерживает летом прогрев оттаявшего грунта.
Адаптация: по этой причине корни тундровых растений в основном располагаются горизонтально и не проникают в почву глубже, чем на 50-60 см.
- Заболоченность и недостаток влаги
В тундре много воды, высокая влажность почвы и воздуха. Обилие воды не является результатом выпадения интенсивных осадков, их здесь выпадает немного, обычно не более 250 мм в год — столько же, сколько в полупустынях и сухих степях. Т.е. тундра по количеству осадков относится к самым сухим ландшафтам. А обилие влаги – следствие слабой испаряемости, что, в свою очередь, объясняется малым количеством тепла.
Недостаточное снабжение растений влагой при низких температурах почвы, наряду с высоким содержанием воды в моховой подстилке приводит к так называемой физиологической сухости, когда при низкой температуре корни растений функционируют слабо и всасывают мало воды.
Адаптация: холодный климат и дефицит влаги приводит, с одной стороны, к миниатюризации растений – замене древесных растений на карликовые кустарники. С другой стороны, у растений вырабатываются ксероморфные черты: толстая кутикула, восковой налет, малая величина листовых пластинок – все, что уменьшает испарение влаги через устьица.
В летний период растения в тундре развиваются в условиях особого светового режима. Солнце поднимается невысоко над горизонтом, но зато на протяжении двух месяцев светит 24 часа в сутки. При таком световом режиме растения даже за короткий период вегетации успевают получить достаточно много света. Причем вследствие большой прозрачности атмосферы интенсивность света здесь довольно высока. Летом это приводит к интенсивному прогреву листвы растений в приземном слое воздуха.
Адаптация: для уменьшения перегрева растения выработали ряд адаптационных приспособлений: блестящая поверхность листьев, сильная опушенность, листья часто скручены в трубочку, а устьица расположены на нижней стороне листа.
Для тундры характерны сильные ветры и неглубокий (не более 20-40 см) снеговой покров.
Адаптация: чтобы защитить себя от ветра и морозов, растения образуют скопления, растут вплотную друг к другу. А благодаря своей низкорослости, они лучше используют тепло приземного слоя воздуха и предохраняют себя от излишнего испарения, вызываемого сильными ветрами.
Общая характеристика растений тундры
Высшие растения здесь в подавляющем большинстве являются многолетниками, т.к. из-за короткого лета однолетние не способны давать зрелые семена.
Большинство растений тундры низкорослы или распластаны по земле, а их корневая система разрастается преимущественно в горизонтальном направлении и почти не идет вглубь почвы.
Для этой природной зоны характерны растения с листьями, собранными в прикорневую розетку, ползуче кустарники и кустарнички (последние отличаются меньшими размерами). Некоторые из кустарников и кустарничков — вечнозеленые (брусника, водяника и др.), другие сбрасывают листья на зиму (карликовая березка, арктическая ива, голубика и др.).
Огромную роль в растительном покрове тундры играют мхи и лишайники. Строго говоря, лишайники не являются ни растениями, ни животными. Это партнерство двух различных организмов – гриба и определенного вида водорослей. Для жизни и роста лишайникам нужно следующее: неповрежденная поверхность, чистый воздух и много времени. Две самые распространенные арктические формы – это накипные лишайники и ягель (олений мох).
Издалека ягель похож на светлую губчатую массу, растущую на поверхности земли. При близком рассмотрении можно увидеть, что он состоит из полых стеблей, которые разветвляются в форме маленьких рогов.
Летом тундра ярко цветет: полярный мак, камнеломки, горец живородящий, синюха, мытник Эдера, дикий лук, рододендрон, иван-чай, родиола розовая, дриада (куропаточья трава), василистник альпийский и т.д. Все это – растения длинного дня с очень коротким и энергичным циклом развития.
Характерная особенность разнотравья тундры — крупные, ярко окрашенные цветки.
Полярный мак
Из бобовых преобладают остролодочник грязноватый, астрагал зонтичный, копеечник арктический.
Копеечник арктический
На пойменных участках можно встретить некоторые злаки: лисохвост луговой, мятлик луговой и альпийский, а также вейник незамечаемый. Есть здесь и осоки, например, осока норвежская.
Несмотря на суровые климатические условия, растительный мир тундры летом невероятно красив
У многих растений рост весной начинается раньше достижения плюсовой температуры в околопочвенном слое воздуха, а фотосинтез может протекать и при отрицательных температурах. Например, у злака Дюпонция Фишера фотосинтез протекает при температуре -5 °С. А рекордсменами в этом отношении являются лишайники, у которых усвоение CO2 обнаружено при температуре -24 ° С.
Особенностью фотосинтеза тундровых растений летом в период полярного дня является непрерывность процесса в течение суток. Растения Арктики приспособлены к более эффективному использованию в фотосинтезе слабого света при относительно низких температурах.
Есть в тундре и деревья, например, ива арктическая. Внешне на дерево она совсем не похожа. Изогнутый серый ствол и ветви ивы арктической стелются по земле, образуя крону в виде подушки. Летом ветви покрыты маленькими листьями с гладкими краями, через которые проглядывают крупные сережки (соцветия). Как в сережках с мужскими цветками, так и в сережках с женскими цветками есть нектар, привлекающий насекомых, а в мужских сережках образуется ярко-красная или желтая пыльца. Заросли арктической ивы имеют высоту от 2 до 30 см, но корни у нее крепкие, что позволяет прочно держаться над поверхностью земли. Для многих обитателей тундры листья, сережки, семена, кора и ветки арктической ивы служат пищей.
Ива арктическая
Зима в тундре приходит быстро и внезапно. Многие кустарники и кустарнички зимуют под снегом, не сбрасывая свои мелкие плотные кожистые листочки (клюква, брусника, голубика, морошка).
Морошка
Весной после оттаивания они сразу начинают вегетацию. Отдельные растения уходят под снег не только зелеными, но и цветущими, например, кохлеария арктическая. Есть и такие, которые вырабатывают морозостойкий сок, что предотвращает их замерзание зимой, например прострел (сон-трава).
Сон-трава
Выводы
Тундра покрыта многолетними травянистыми растениями, мхами, лишайниками, мелкими цветами и приземистыми кустарниками. Для произрастания деревьев здесь слишком короткий вегетационный период.
Зона тундры занимает преимущественно побережье Северного Ледовитого океана. Условия жизни растений здесь довольно суровые.
Влияние климата тундры на растения
В тундре среди многих неблагоприятных для жизни растений факторов, один из наиболее важных — недостаток тепла. Наиболее тёплые лишь приземный слой воздуха и самый верхний слой почвы. Поэтому тундровые растения низкорослы, очень многие образуют ползучие и стелющиеся формы. Для травянистых растений характерна подушечная или дернинная форма, у многих листья собраны в прикорневую розетку.
Температура
Зима продолжается 7-8 месяцев, а лето короткое и холодное. Летние температуры не поднимаются выше +15 °C, а среднегодовая температура ниже 0 °C. Даже в июле в тундре бывают заморозки и выпадает снег. Осадков немного (200-250 мм), но вследствие низких температур и короткого лета испарение незначительное, поэтому создаётся избыточное увлажнение.
Ветер
Снеговой покров в тундре неглубокий (15-30 см), сильные ветры целиком сдувают его с повышенных участков, обнажая почву. Поверхность снега под влиянием ветра всё время находится в движении. Снег, гонимый сильными ветрами, оказывает механическое воздействие на растения, возвышающиеся над снеговым покровом, как бы подстригая их.
Почва (вечная мерзлота)
Почти на всей территории тундровой зоны распространена вечная мерзлота. Почва оттаивает летом на глубину не более 1,5-2 м. Близкое залегание холодного, скованного льдом грунта ограничивает рост корней растения вглубь и заставляет их располагаться лишь в поверхностном слое почвы, а также способствует заболачиванию территории. Оттаивание почв в начале лета идёт очень медленно, поэтому корни растений вынуждены функционировать при сравнительно низких температурах. Хотя в тундровых почвах много воды, она с трудом поглощается корнями растений в связи с низкой температурой почвенного слоя.
Тундровые растения развиваются летом в условиях особого светового режима. Солнце здесь поднимается невысоко, но зато на протяжении многих дней светит круглые сутки. Благодаря этому растения даже за короткий вегетационный период успевают получить достаточное количество света. Они хорошо приспособлены к длинному дню, растения короткого дня в условиях тундры развиваться не могут.
Растительный покров
Жизненные формы
Основу растительного покрова тундры составляют мхи и лишайники, на фоне которых развиваются цветковые растения — кустарники, кустарнички, травы. Деревьев в тундре нет, что объясняется неблагоприятными условиями для вызревания побегов, семян и их прорастания.
Виды растений
Из кустарников и кустарничков наиболее часто встречаются карликовые виды ив (Salix), багульник (Ledum palustre), голубика (Vaccinium uliginosum), водяника чёрная (Empetrum nigrum), берёза карликовая (Betula nana), кассандра (Chamaedaphne calyculata), брусника (Vaccinium vitis-idaea), морошка приземистая (Rubus chamaemorus) и некоторые другие. Среди них есть как вечнозелёные, так и листопадные формы. Из травянистых растений распространены злаки: овсяница приземистая, луговик альпийский (Deschampsia alpina), мятлик арктический (Poa arcticus), осоки, бобовые (астрагал зонтичный — Astragalus umbellatus, копеечник арктический — Hedysarum arcticum), а также довольно богато представлено разнотравье. Из этой группы растений особенно характерны камнеломки (Saxifraga), мак полярный (Papaver radicatum), синюха северная (Polemonium boreale) (рис. 136), горец живородящий (Polygonum viviparum) василистник альпийский (Thalictrum alpina) и др. Характерная особенность тундрового разнотравья — крупные, ярко окрашенные цветки. Поскольку тёплый период короткий, время цветения большинства растений совпадает, и тогда тундра становится похожей на пёстрый красочный ковёр.
в тундре:
- в тундре для жизни растений наиболее благоприятен лишь самый верхний слой почвы и самый нижний слой воздуха, примыкающий к земной поверхности. Тот и другой слой измеряется всего несколькими сантиметрами. Поэтому многие тундровые растения очень низкорослы, они распластаны по земле, а их корневые системы разрастаются в основном в горизонтальном направлении и почти не идут в глубину.
- тоже маленькая площадь у листьев ( по той же причине)
В тундре выпадает незначительное количество осадков, но благодаря непроницаемому слою из вечной мерзлоты в почве всегда имеется достаточное количество, нередко даже и избыток влаги. Тем не менее поступление воды в растение бывает здесь затруднено вследствие низкой температуры почвы, понижающей общую жизнедеятельность корней; в силу сильного нагревания поверхности почвы, особенно в летние дни, и иссушающей деятельности ветров, испарение здесь очень сильное. Этим и объясняется засухоустойчивая структура арктических растений
- Образование плотных "подушек" у некоторых травянистых растений. Подушки камнеломок настолько плотны, что издали напоминают затянутые мхом камни или дернины мхов. Подушкообразный рост имеет преимущество - он позволяет растению иметь очень маленькую поверхность и тем самым резко уменьшить поверхностное испарение. Подушковидная форма выгодна растениям еще и тем, что в подушках надежно укрыты старыми отмершими и живыми зимующими листьями точки роста растений. В целом, внутри подушки температурный режим более благо.
Какие особенности мхов и лишайников помогают им выживать в условиях тундры?
Читайте также: