Здесь бросаются в глаза также своеобразные растения — подушки камнеломок и смолевок и ряд травянистых растений, среди которых выделяется своими яркими цветами арктический многолетний мак.
Унылые пространства пятнистых тундр, где большие пятна совершенно голой почвы чередуются с участками, заселенными растениями, до недавнего времени казались загадочными. Исследователи тундры не знали, каким образом получаются эти голые пятна, и высказывали ряд разноречивых мнений. В настоящее время принято считать наиболее вероятным, что отсутствие растительности в пятнистой тундре обусловлено вымерзанием ее вследствие сдувания и без того тонкого снежного покрова. Обнажившаяся или едва прикрытая слоем снега почва сильно промерзает и трескается. В трещины затем проникает вода, вследствие чего при вторичном замерзании отдельные участки тундры вспучиваются, а затем в дальнейшем сглаживаются в результате деятельности ветра, снежных буранов и низких температур.
В пятнистой тундре можно наблюдать, как убогая растительность использует каждый камень для защиты, каждую неровность рельефа для своего поселения. Здесь в наиболее суровых условиях существования обитают лить сравнительно немногие виды, наиболее приспособленные к жестокой зиме и холодному короткому лету с резкими колебаниями температуры и сильными иссушающими ветрами.
Рис. 5. Снежный лютик с цветочными почками
Плодоношение у растений-полярников идет тоже чрезвычайно быстрым темпом. Так, например, на Таймыре находили снежный лютик и северный проломник в стадии зрелых плодов уже 27 июля, то есть еще в самом начале арктического лета.
Быстро пробуждается от зимнего сна полярная флора, молниеносно начинает она свое развитие, чтобы успеть закончить его в течение короткого лета. Однако так же быстро и внезапно наступает зима, сковывается морозом не успевшая еще глубоко оттаять почва и начинается суровая арктическая ночь. Чельман, один из немногих исследователей, наблюдавший полярную флору в течение круглого года, описывает следующим образом тундру в момент наступления суровой зимы:
«Многие растения стоят с замерзшими, но живыми листьями, с набухшими цветочными почками, с наполовину или почти спелыми плодами. Находясь в полной жизнедеятельности, они были захвачены внезапно леденящим холодом».
Рис. 6. Подушкообразное растение (альпийская крупка)
Вообще приспособления, направленные к уменьшению испарения, характерны для растений, обитателей тундры. Листья их очень мелки, а потому имеют небольшую испаряющую поверхность. Интересно при этом, что виды, живущие на крайнем севере, имеют листья намного мельче, чем их ближайшие родственники, населяющие более южные широты. Многим из вас, вероятно, хорошо известна обыкновенная
Рис. 7. Клюква обыкновенная вверху и мелкоплодная внизу (по Д. П. Сырейщикову)
Приспособления, уменьшающие испарения, мы привыкли обычно находить у растений-сухолюбов, растущих в условиях недостатка влаги, поэтому наличие их и представителей арктической флоры с первого взгляда может показаться странным. В самом деле, хотя 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, уже давно подмеченная путешественниками и позволившая известному ботанику Вармингу искать некоторое внешнее сходство между растительностью Сахары и растительностью Гренландии.
Рис. 8. Арктический хрен
Замечательный пример в этом отношении представляет арктический хрен (Cochlearia fenestrata) (рис. 8). Чельман наблюдал его у берегов Чукотки зимующим в стадии незаконченного цветения. В таком виде это растение переносило охлаждение до 46° и затем весной вновь продолжает свое развитие и цветение, прерванное долгой полярной ночью. Никаких особых внешних признаков, которые можно бы рассматривать как специальные приспособления к защите от холода, это маленькое растение не имеет.
Суровые условия роста растений в тундре не отражаются существенным образом на их цветении, которое протекает здесь в некоторых случаях даже особенно пышно. Так, например, в тундре наблюдали экземпляры арктического мака, на которых насчитывалось до сотни раскрытых цветков. Заметим, что и сами цветки растений крайнего севера кажутся значительно крупнее, чем цветки растений умеренных широт. Это обстоятельство объясняется, однако, низкорослостью арктических растений, по сравнению с которыми цветки соответственно кажутся крупнее. Многие представители полярной флоры являются прекрасными декоративными растениями и, несомненно, что такие растения, как купальницы, маки, незабудки, некоторые лютики и ряд других, при соответствующем отборе и улучшении их путем скрещивания смогут в дальнейшем дать ценный материал для озеленения наших далеких северных окраин, где возникают новые города и промышленные центры.
ПОЧЕМУ В ТУНДРЕ НЕ РАСТЕТ ЛЕС
Вопрос о причинах безлесия туидры является одним из интереснейших и вместе с тем спорных вопросов. Различные ученые высказывали по этому поводу самые различные предположения.
С первого взгляда может показаться, что главнейшей причиной безлесия тундры является общий недостаток тепла и, в частности, чрезмерно низкая температура. Однако это обстоятельство не имеет существенного значения, так как наиболее низкие из известных нам температур отмечены не в тундре, а в лесной зоне. Полюс холода лежит, как известно, в тайге Якутии — в окрестностях города Верхоянска, где температура падает до — 62°.
Причину безлесия тундры искали также в холодных и влажных ветрах, дующих с севера, в высокой относительной влажности воздуха, препятствующей росту деревьев, и в губительном действии весенних заморозков. Не забывали и о вечной мерзлоте, охлаждающее влияние которой на корневые системы деревьев рассматривали как основную причину безлесия тундры. Однако и здесь, как и в первом случае, указывалось, что в Восточной Сибири под тайгой имеется вечная мерзлота, которая тем не менее не препятствует росту деревьев. В настоящее время большое значение придают чрезмерному испарению древесными породами в тундре, происходящему в условиях затрудненного водоснабжения. Сначала полагали, что особенно губительным является зимнее испарение молодых ветвей, так как к ним вовсе не поступает вода из замерзшей почвы, однако впоследствии было установлено, что при температуре ниже — 20—25° испарения из тканей растений почти не происходит и наибольшее значение имеет не зимнее, а летнее испарение, во время которого наблюдается несоответствие между количеством поступающей и испаряемой влаги, вызываемое слабой работой корней в охлажденной вечной мерзлотой почве.
Не менее интересен также вопрос о взаимоотношении между лесом и тундрой. Северную лесную границу не следует представлять себе как прямую внезапно обрывающуюся линию. С продвижением к северу лес начинает постепенно «сдавать». Деревья становятся ниже, покрываются множеством лишайников, причудливо свешивающихся с их ветвей, появляется большое число суховершинных и сухостойных деревьев. Одновременно с этим насаждения становятся реже, принимая своеобразный парковый характер. В Сибири такое редколесье образует листве-ница сибирская и даурская, а на севере европейской части СССР — ель и отчасти береза.
Еще далее к северу сплошная полоса редколесья расступается, и здесь с лесными островами чередуются уже большие участки безлесной тундры. Это полоса так называемой лесотундры, в которой распределение леса находится в тесной зависимости от рельефа и почвенных условий, причем лес селится на более дренированных и защищенных местах. Далее к северу рост деревьев на водоразделах уже невозможен, и они находят себе приют лишь по долинам рек, образуя своеобразные зеленые языки среди унылых и монотонных безлесных пространств. Эта приуроченность древесной растительности к берегам рек объясняется, с одной стороны, смягчающим действием реки на климат, вызванным тем, что реки на севере текут, как правило, с юга и несут в себе более теплую воду, с другой же стороны, речные долины дренируют окружающую местность и тем самым сильно понижают здесь уровень вечной мерзлоты.
Исследователи тундры давно уже обратили внимание на присутствие пней и других остатков древесной растительности там, где в настоящее время лес заведомо не растет; в частности, находили пни, погребенные в торфяниках. Для объяснения этого явления было высказано несколько предположений; в частности, некоторые ученые считали наступление тундры на лес следствием происходящего в настоящее время ухудшения климата, другие же объясняли его как результат борьбы между этими двумя типами растительности. Тундра на ее южной границе богата торфяными болотами, и огромные пространства ее здесь затянуты белым сфагновым мхом. Этот мох, поселяясь под пологом деревьев, заволакивает почву плотным саваном, через который плохо проходит воздух и тепло. В результате лес заболачивается, и уровень вечной мерзлоты под ним повышается, что ведет постепенно к ухудшению роста деревьев, а затем и к их уничтожению.
Можно думать, что оба эти процесса — отступление леса под влиянием ухудшения климата и заболачивание — идут параллельно и, возможно, второй является следствием первого. В настоящее время накопилось уже много фактов, с очевидностью доказывающих, что в сравнительно недалеком прошлом климат тундры был значительно теплее, в результате чего лес продвигался к северу значительно дальше. Остатком этого сухого и теплого периода являются некоторые степные растения и животные, обитание которых в тундре считалось загадкой. В одной из следующих глав мы еще вернемся к этому вопросу.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. В ЦАРСТВЕ ТАЙГИ
I. ПО ЛЕСАМ
СССР — страна лесов. В ней сосредоточено около трети всей площади лесов земного шара. Если в среднем на одного жителя земного шара приходится 1,2 гектара площади, покрытой лесом, то на одного жителя СССР приходится 3,7 гектара, то есть больше чем в три раза. Леса в нашем Союзе распространены крайне неравномерно. Южные части его совершенно безлесны, если не считать горных лесов, в таежной же полосе сосредоточено до 90% всей нашей лесной площади.