Тундра и геохимия тундровых ландшафтов

Человек, много лет проработавший в Заполярье, однажды рассказал мне о странном поведении северных оленей, этих характерных травоядных животных тундры. По его словам, олени зимой и весной приобретают «хищные» привычки: начинают поедать мелких грызунов — леммингов, птенцов и птичьи яйца. Признаюсь, мне это показалось мало правдоподобным, особенно когда мой собеседник упомянул, что олень, словно собака, любит глодать кости.

Позднее, ознакомившись со специальной литературой, я убедился в том, что мой собеседник был прав. Пораздумав над этим удивительным на первый взгляд явлением, я понял, что «хищные» наклонности в поведении северных оленей есть следствие основной геохимической особенности тундрового ландшафта.

Так что же это за ландшафт, в котором травоядное животное приобретает чуждое его природе свойство есть мясо и глодать кости? Попробуем сначала последовательно разобраться в некоторых фактах, на первый взгляд далеких от поведения северных оленей.

Начнем с природных условий тундры

Они характеризуются прежде всего холодом. Шесть-восемь меся- дев длится зима, в течение которой морозы нередко достигают 40° и более. На глубине 15—20 см в тундре залегает постоянно мерзлая почва; местами слой такой вечной мерзлоты прослеживается на глубину в сотни метров

Мало тепла бывает и в короткое лето. Солнце, низко стоящее над горизонтом, греет слабо, преобладает пасмурная погода, часто моросят дожди. Даже в самом теплом месяце, июле, средняя температура не поднимается выше 10°, и только два-три дня за все лето бывают по- настоящему теплыми (15—16, а местами даже до 30°). При этих температурах испарение очень невелико, почему в почве тундры много воды.

Такие условия неблагоприятны для жизни большинства растений. Поэтому в тундре растут лишь мхи, лишайники да немногочисленные травы и.кустарники.

Как же в ландшафте с таким климатом осуществляется биологический круговорот атомов?

Из-за недостатка тепла прирост органического вещества происходит медленно: например, диаметр ствола у кустарника можжевельника на Кольском полуострове за 50Э лет жизни этого растения не достиг и 10 см, лишайники в тундре вырастают за год всего на 1 —10 мм.

Мертвые остатки организмов в холодной и сырой тундровой почве разлагаются очень медленно и в большинстве случаев лишь частично. В результате в почве накапливаются и полуразложившиеся остатки растений и растворимые органические вещества, среди которых много различных органических .кислот (так называемые гумусовые кислоты).

Таким образом, значительная часть химических элементов, захваченных в процессе жизнедеятельности организмами из воздуха и почвы, продолжает и в мертвых растительных остатках находиться в органических соединениях. Иначе говоря, эти соединения не минерализуются, их атомы остаются недоступными для новых поколений растений.

Именно в этом — в бедности тундровых почв и вод растворимыми минеральными соединениями — и состоит характерная геохимическая особенность тундрового ландшафта. Поэтому и тундровая растительность содержит мало таких элементов, как кальций, натрий, магний, фосфор. Особенно бедны ими лишайники.

Ну вот, мы и подошли к разгадке странного поведения оленей.

Так как основной зимней пищей оленю служат лишайники, то зимой он испытывает сильнейшее «минеральное голодание»: организму животного не хватает кальция, магния, фосфора, натрия. Поэтому к весне олень начинает проявлять «хищные» наклонности: он ест птичьи яйца, птенцов, леммингов. Эта пища хоть частично восполняет недостаток минеральных элементов. Этим же объясняется поедание оленем костей, птичьего помета, морских водорослей, рыбы и даже питье морской воды.

Итак, тундровый ландшафт характеризуется слабым и медленным биологическим круговоротом атомов. В результате фотосинтеза там ежегодно создается мало органического вещества, мертвые остатки растений и животных разлагаются медленно, атомы надолго «задерживаются» в органическом веществе и почти не переходят снова в минеральное состояние.

Вместе с тем даже в условиях тундры можно намного усилить и ускорить биологический круговорот атомов и этим повысить продуктивность сельского хозяйства. Это стало возможным только благодаря глубокому и всестороннему изучению природных условий тундрового ландшафта, в том числе и его геохимических особенностей.

Так, например, если мы вспомним о бедности тундровых кормов кальцием, фосфором и другими элементами, нам станет понятным, что для успешного развития оленеводства (и вообще животноводства) в тундре необходимо практиковать минеральную подкормку домашних животных.

Минеральная подкормка северных оленей, использование минеральных удобрений, ускорение биологического круговорота атомов с помощью осушения и прогревания почвы — все эти приемы уже практически применяются колхозами и совхозами в тундре и дают возможность получать хорошие урожаи овощей и зерновые культур, развивать оленеводство.

Но тундра еще сравнительно мало освоена, многие полезные ископаемые и другие ее природные богатства еще почти не используются; в геохимическом отношении тундра также изучена плохо, Можно не сомневаться, что детальное исследование геохимии разнообразных тундровых ландшафтов даст много ценного и для развития там животноводства и земледелия, и для создания наиболее благоприятных условий жизни населения, и для поисков полезных ископаемых.

Геохимия тундровых ландшафтов важная и увлекательная тема будущих исследований.

К содержанию книги: ИСТОРИЯ АТОМОВ