Потенциальная продуктивность тундры
В связи с тем что была выявлена довольно высокая потенциальная продуктивность тундры, встал вопрос: как и чем она обеспечивается? Основное в этом процессе — создание растениями органического вещества из неорганических соединений.
Оставляя в стороне приспособления растений к суровым условиям севера, обеспечивающие не только существование, но и продуцирование большой фитомассы в короткий период, который отвела природа, нельзя не заметить, что для этого требуется довольно большое количество минеральных веществ.
Размещение гнезд птиц на территории стационара «Харп»
Между тем поступление минеральных соединений извне в тундровых биогеоценозах меньше, чем в других ландшафтных зонах. Обычно они извлекаются из подстилающих материнских пород, приносятся осадками и горизонтально перемешающимися почвенными водами. Из-за вечной мерзлоты, исключающей циркуляцию грунтовых вод и проникновение корней растений на глубину, вынос минеральных веществ из материнских пород ослаблен. По этой же причине почти отсутствует горизонтальное движение почвенных вод и перенос ими минеральных солей. Меньше, чем в других зонах, поступает подвижных их соединений и с осадками из-за особенностей циркуляции воздушных масс и режима осадков.
В этих условиях особое значение должны иметь процессы «возврата» в почву органического вещества. Между тем известно, что микробиологическая активность на севере замедлена из-за низких температур почвы (хотя в последние годы было показано, что она выше, чем считали ранее). В полевых экспериментах лаборатории геоботаники по определению скорости разложения отмершей растительности было установлено, что за год в тундровых ассоциациях разлагается 10— 27% ее надземной массы, а в луговых ассоциациях близ водоемов — 34 %. При такой сравнительно низкой скорости распада важны и другие пути обогащения почв.
В упомянутых опытах было замечено, что все растения имели явные следы поедания их мелкими почвенными беспозвоночными животными. Но велика ли роль животного населения в обогащении почвы? Было установлено, что в тундровых ассоциациях биомасса сапрофагов (поедателей органических остатков), прямо участвующих в переработке отмершей растительности, равнялась в среднем 19 кг/га (75% массы всех беспозвоночных животных), а местами она была больше в несколько раз. Это несомненно свидетельствует о значительной роли их в разложении органических остатков и ускорении круговорота химических элементов. Много богаче животное население водоемов. В среднем биомасса водных беспозвоночных в озерах равнялась 120— 130 кг/га, а в отдельных местах достигала нескольких сотен килограммов. Такое богатое развитие жизни в воде обусловлено, в частности, поступлением . сюда с суши органических и минеральных веществ. Такова особенность гидрологического режима тундровой зоны, где преобладает поверхностный сток, на долю которого приходится 3/4 от количества выпадающих осадков. С поверхностными водами растворимые вещества и сносимые растительные остатки частью попадают в реки, а частью аккумулируются в озерах и временных водоемах, расположенных в понижениях тундры. Водоемы занимают около 20% поверхности и служат важным звеном в цепи перемещений вещества.