Текст книги "По тундрам, лесам, степям и пустыням"

Автор книги: Александр Кожевников

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 15 страниц)

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБИТАТЕЛЕЙ ТУНДРЫ

Какие же приспособления находим мы у арктических растений? Что позволяет им переносить суровые условия Арктики и какие признаки отличают их от растений наших умеренных широт?

Прежде всего они являются многолетниками, мелкими кустарниками и травянистыми растениями с многолетним зимующим корнем. Однолетние растения в тундре почти совершенно отсутствуют, и количество их закономерно убывает по направлению с юга на север. Если между 60 и 62° северной широты однолетних растений насчитывается 5% от общего числа обитающих здесь видов, то на самом крайнем севере между 71 и 74° их остается всего лишь 1%. Переход к многолетнему образу жизни является вполне понятным, так как однолетние растения, прорастающие ежегодно из семян, естественно, нуждаются в более длительном времени для своего развития, чем многолетники, развивающиеся за счет отложенных запасов и частично зимующие в зеленом виде. К этому следует добавить, что далеко не каждый год в условиях обманчивого арктического лета растения успевают принести зрелые семена.

В некоторых районах, например на Шпицбергене, такие виды, как водяника и овсяница овечья, в настоящее время не дают зрелых семян, а размножаются исключительно лишь вегетативно, то есть бесполым путем.

Интересно отметить, что те роды растений, которые в умеренных широтах обычно представлены однолетними видами, в Арктике представлены многолетними (например, мак).

Вторая характерная особенность обитателей суровой Арктики – это подготовка с осени зимующих почек. В это время года удается внутри почек без труда обнаружить не только зачатки будущих листьев, но и бутоны (рис. 5). Понятно поэтому, что весной, как только сойдет снег, эти растения развиваются с поразительной быстротой, покрываясь, как по мановению волшебного жезла, новыми листьями и цветами. «В восемь дней все преобразилось, – описывает арктическую весну в тундре Андерсон, – снег растаял, там, где неделю назад царствовали тона зимы, теперь повсюду зеленеют листья и пестреют цветы. Чем дальше мы будем двигаться на север, тем внезапнее будет этот переход зимы в лето».

К этому следует добавить, что среди арктических растений имеется большое количество вечнозеленых, то есть таких, листья которых осенью не отмирают, а зимуют в зеленом виде и весной с первыми лучами солнца начинают ассимилировать, то есть усваивать углекислоту.

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».

ХАРАКТЕР РОСТА АРКТИЧЕСКИХ РАСТЕНИЙ

Мы уже отмечали, что для кустарников, обитателей тундры, характерен карликовый рост. То же можно сказать и про травянистые растения, нередко образующие плотные подушки (рис. 6). Подушки некоторых камнеломок и бесстебельной смолевки настолько плотны, что издали напоминают затянутые мхом камни или дернинки мхов. Тем удивительней видеть их в период цветения, когда они покрываются множеством бледнорозовых и белых цветков. Низкий рост арктических растений является очень важным приспособлением. Он не только позволяет им воспользоваться защитой снегового покрова, но и дает возможность получать некоторое дополнительное количество тепла, так как почва нагревается значительно сильнее, чем окружающий воздух; так, например, 7 июля на Шпицбергене температура воздуха на высоте 1 метра около полудня была 4,7°. В то же время температура на поверхности дернинки бесстебельной смолевки (Silene acaulis) была 15,5°, температура почвы на глубине 8 сантиметров, где сосредоточена основная масса корней, была – 9,3°, на глубине же 20—30 сантиметров находилась уже мерзлота. Подушкообразный рост растений имеет и еще одно преимущество: он обусловливает малую поверхность всего растения. Наименьшую поверхность, как известно, имеет шар, многие же растения-подушки как раз имеют почти правильную полушаровидную форму. А чем меньше поверхность растения, тем меньше влаги будет оно испарять.

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 клюква, растущая повсеместно в лесной полосе на торфяных болотах. Листья у этого растения кожистые и мелкие, однако у мелкоплодной клюквы, населяющей тундры крайнего севера, листья и ягоды еще мельче (рис. 7). Многие арктические растения имеют густое опушение, предохраняющее их от излишнего испарения. Нижняя поверхность кожистых листьев уже знакомой нам куропаточьей травы покрыта густым белым войлоком. Этот войлок, словно шубой, прикрывает расположенные здесь устьица. В других случаях устьица расположены в специальных полостях, образованных завернутыми, краями листьев.

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.

КАК ЗАЩИЩАЮТСЯ АРКТИЧЕСКИЕ РАСТЕНИЯ ОТ ХОЛОДА

Большой интерес представляет вопрос, каким образом защищаются от холода растения, обитающие в далеких северных широтах. Несомненно, большое значение имеют здесь уже отмеченные выше приспособления – скученный, подушкообразный или дерновинный рост и волосяной покров. То и другое способствуют ослаблению вентиляции вокруг растения и к скоплению среди отдельных плотно прилегающих друг к другу частей растений значительного количества неподвижного воздуха, являющегося, как известно, плохим проводником тепла. Однако основной причиной морозостойкости полярной флоры все же является высокая концентрация клеточного сока, благодаря чему температура замерзания расстения сильно понижается. Несомненно, большое значение имеют здесь и особые внутренние свойства самой протоплазмы. Последнее вытекает из того факта, что многие представители арктической флоры не имеют каких-либо особых внешних приспособлений для борьбы с холодом, но тем не менее с необычайной стойкостью переносят самые сильные морозы.

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.

Тайга в СССР занимает огромные пространства, едва ли не половину всей его территории, поэтому нам следует подробнее познакомиться с характером и жизнью растительности этого необъятного лесного «моря».

ЧТО ТАКОЕ ТАЙГА

Слово «тайга» на языке некоторых сибирских народов означает горы, покрытые лесами. В степной части Сибири лес растет только на горах, а потому за ним и закрепилось это название. Однако не всякий лес можно назвать тайгой. Мы понимаем под тайгой лес совершенно особого рода, а именно хвойный северный лес, лишенный примеси так называемых широколиственных деревьев – дуба, липы, клена, ясеня и других. Лишь береза и осина нередко встречаются в ней то в качестве примеси, то образуя самостоятельные насаждения временного типа на местах бывших пожарищ и порубок.

Основными древесными породами тайги в европейской части СССР являются ель и сосна, в меньшей степени – пихта и лйственица европейская, в Сибири – ель сибирская, сосна, пихта, кедр и лйственица (сибирская и даурская).

Для тайги в значительной мере характерна большая влажность почвы и нередко заболоченность. Сплошь и рядом встречаются здесь моховые болота или совершенно безлесные, или покрытые корявым сосняком или кедровником. Нередко можно наблюдать, как эти болота образуются под лесом, который отмирает под влиянием жизнедеятельности белого торфяного мха, плотным ковром заволакивающего почву.

Тайга всей Центральной и Восточной Сибири лежит в области вечной мерзлоты, которая, однако, не препятствует росту деревьев. В Якутии даурская лйственица, имеющая поверхностную корневую систему, прекрасно уживается на почвах, оттаивающих всего лишь на метр и даже полметра.

В тайге можно бродить целыми неделями, а окружающая вас картина будет оставаться почти неизменной. Особенно угрюма и сумрачна так называемая темнохвойная тайга из ели и пихты. Густые кроны этих деревьев тесно смыкаются своими ветвями и пропускают под свой полог мало света, а поэтому здесь и зимой, и летом царит полумрак. Косматые, наполовину отмершие нижние ветви деревьев покрыты гирляндами седых лишайников, среди деревьев много сухостоя и ветровала, через который нелегко пробраться. Особенно трудно итти по заболоченной тайге, где ноги вязнут в моховом покрове и то и дело спотыкаются о скрытые в нем сучья. Множество сухих веток торчит на вашем пути, лезет вам в лицо, рвет платье и нежную ткань накомарника – своеобразного приспособления из марли, надеваемого на голову, без которого жизнь в тайге во многих местах невозможна, так как без него тучи комаров и мелкого «гнуса» мгновенно облепят лицо. По сравнению с лиственным лесом тайга поражает своим безмолвием. В ней мало мелких певчих птиц, и лишь резкие крики кедровок и звонкий стук дятла нарушают ее торжественную тишину.

ЕЛЬ – ОСНОВНАЯ ПОРОДА ТАЙГА

Среди всех перечисленных хвойных деревьев, образующих необъятные лесные просторы, ель с полным правом должна быть поставлена на первое место. В европейской части СССР распространена ель европейская. Ее северная граница доходит до Белого моря, где это дерево нередко является последним представителем лесной растительности. На юге граница распространения ели почти всюду совпадает с северной границей чернозема, на котором ель, однако, может прекрасно расти при условиях специального разведения. Известны случаи удачной культуры ели на крайнем юге, например в причерноморских степях в Аскания-Нова. В Сибири европейскую ель сменяет ель сибирская, чрезвычайно на нее похожая и отличающаяся лишь формой чешуи на шишках. Чешуи европейской ели е вытянутые, треугольные, зазубренные на конце, у сибирской – закругленные и с цельным краем (рис. 9 и 10).

Рис. 9. Шишки европейской ели (по В. Н. Сукачеву)

Раньше полагали, что Уральские горы являются границей области распространения этих двух видов елей, однако в настоящее время сибирскую ель находят в ряде восточных районов европейской части и даже имеются указания на присутствие ее под Москвой. Как оказалось, между этими двумя видами нет особо резких различий и, сравнивая большое количество шишек той и другой ели, легко можно заметить самые постепенные переходы между ними.

Рис. 10. Ветки сибирской ели с шишками (по В. Н. Андрееву)

Сибирская ель распространена по всей огромной территории Сибири, однако она нигде не достигает северной лесной границы, уступая здесь место лиственице. На Дальнем Востоке ель доходит до Охотского моря, но здесь в более южных частях постепенно сменяется очень близким к ней видом – елью корейской.

Рис. 11. Ветвь сибирской пихты с шишками (по В. Н. Сукачеву)

На северо-востоке европейской части СССР и в Западной и Центральной Сибири наряду с елью обитает сибирская пихта. Это дерево с первого взгляда очень похоже на ель, а потому в общежитии эти два дерева нередко смешивают. Между тем их нетрудно различить даже издали по силуэту. Ель имеет широкую треугольную крону и менее острую вершину, для пихты же характерен более стройный силуэт в виде узкого конуса с острой верхушкой. Легко распознать их и по следующему признаку: у ели хвоя колючая и четырехгранная, у пихты – мягкая, плоская. Иначе расположены и шишки у этих деревьев. У ели шишки поникающие, свешивающиеся верхушкой книзу, у пихты, наоборот, прямостоящие (рис. 11). Имеются и другие резкие отличительные признаки у этих двух обитателей тайги, которые сразу же можно подметить, если сравнить их друг с другом. Пихту очень часто разводят в садах и парках, поэтому ее легко можно встретить даже там, где она в естественном состоянии не встречается, например под Москвой и Ленинградом.

КАК РАСТЕТ ЕЛЬ

Обращали ли вы внимание на то, как растет ель? Если нет, то присмотритесь внимательней к молодому стройному ее деревцу, у которого на стволе располагаются друг над другом кольца ветвей. Почему с такой правильностью располагаются эти кольца? Чтобы ответить на этот вопрос, присмотритесь к самой макушке деревца, которая торчит над самым верхним кольцом веток наподобие свечки. Эта верхушка представляет собой одногодичный побег, который развился из почки и вырос в течение предыдущего лета. На конце его нетрудно заметить несколько почек: одну покрупнее, верхушечную, и несколько более мелких – боковых (рис. 12). Что развивается из этих почек? Ответить на этот вопрос лучше всего весной, непосредственно наблюдая за их развитием.

Б средней полосе СССР почки ели трогаются в рост во второй половине мая. В это время на фоне темнозеленой старой хвои бросаются в глаза своей яркой светлозеленой окраской молодые побеги, развивающиеся из почек. Из верхушечной почки ели развивается толстый и длинный побег, который растет чрезвычайно быстро и в каких-нибудь две недели достигает четверти, а иногда и полуметра. Вначале он еще очень нежен и поникает своей верхушкой, затем становится прямым. Из боковых почек вырастают более тонкие веточки, на которых, также как и на верхушечном побеге, вскоре снова образуются почки. К середине лета эти почки уже совершенно готовы, покрыты плотно стянутыми чешуями и находятся в периоде покоя, который продолжается до. мая следующего года.

Рис. 12. Верхушка одногодичного побега ели (по В. Н. Сукачеву)

Таким образом, на верхушке ели ежегодно образуется новое кольцо боковых ветвей и вырастает новый верхушечный побег (см. рис. 12). Следовательно, количество мутовок на деревце соответствует его возрасту и, сосчитав их, легко узнать, сколько им лет. На более взрослых деревьях нижние сучья обычно отмирают, но на месте их остаются кольцеобразно расположенные рубцы. При этом следует, однако, иметь в виду, что молодой проросток ели начинает збразовывать мутовки, лишь начиная с третьего-четвертого года своей жизни, поэтому к полученному путем подсчета мутовок возрасту следует еще прибавить три-четыре года.

Есть еще и другой способ узнать, сколько лет дереву, – это считать на пне его годичные слои. Знаете ли вы, как образуются эти слои? Дело в том, что дерево ежегодно утолщается путем нарастания новых слоев древесины. Эти слои бывают двух сортов: весенний слой, который состоит из более крупных и тонкостенных клеточек, и осенний – из более мелких, но имеющих более толстую клеточную стенку. Естественно, что на пне участки осенней древесины кажутся более темными, чем участки весенней древесины, а потому по ним мы и можем без труда узнать, сколько весен встречало на своем веку наше дерево.

Каждое дерево в лесу имеет свою историю, представляющую повесть о суровой борьбе за существование со своими соседями, борьбе за свет и необходимые питательные вещества почвы.

Вам, вероятно, приходилось бывать на лесосеках, где вновь начинает поселяться лес. Сколько молодых елочек или сосенок можно насчитать здесь на одном квадратном метре! Однако уже через несколько лет, когда елочки подрастут, количество их уменьшится в пять, а может быть даже и в десять раз. В борьбе за существование выживают лишь немногие, более здоровые и более сильно развитые: они заглушают своих соседей. Пройдет еще десяток лет, и количество елочек будет все более и более уменьшаться. Со временем из тысячи или десятка тысяч всходов останется лишь несколько штук взрослых деревьев, которые и достигнут верхнего полога леса.

В течение всей жизни дерева условия его роста постоянно меняются. Вот деревцо растет в густом окружении своих соседей и в условиях недостатка света и питательных веществ; оно откладывает тонкие годичные слои и образует тесно сближенные мутовки. Но вот, наконец, молодая елочка переросла своих соседей и, получив больше света, начинает быстро развиваться, все более и более их обгоняя. Через несколько лет дерево снова может попасть в затенение; это произойдет, когда верхушка его достигнет высоты кроны взрослых деревьев; тогда снова пойдет замедленный рост дерева, пока ветровая или проводимая человеком выборочная рубка в лесу не вернет ему благоприятные условия развития (рис.20). Все эти изменения оставляют глубокий след на стволе дерева, иногда на нем можно найти и отпечаток метеорологических особенностей какого-нибудь чрезмерно засушливого или, наоборот, холодного дождливого лета. В этом случае соответствующее ему более короткое расстояние между мутовками мы найдем почти у всех деревьев, растущих по соседству.

В первые годы своей жизни ель растет медленно и к десяти годам вырастает всего лишь на один-два метра. В дальнейшем рост ее идет гораздо быстрее и, как мы уже видели, за один год ель нередко удлиняется на 3/4 метра. Ель растет в течение всей жизни, до самых своих последних дней, и достигает 30 метров высоты. Она не является особо долговечной древесной породой, и 250—300 лет составляют ее предельный возраст.