ЛЕСНЫЕ ОСТРОВА НА ЗАПАДЕ БОЛЬШЕЗЕМЕЛЬСКОЙ ТУНДРЫ

Вопрос о миграции северной границы лесотундры на протяжении полутора столетий являлся постоянной темой исследований отечественных ботаников и географов. Этот вопрос достаточно сложен и проблематичен во многих отношениях, поскольку на распространение древесных пород, наряду с естественно-историческими факторами, существенное влияние в последнее время оказывает деятельность человека. Спорным вопросом является даже оценка общей тенденции миграции лесной границы за последние 150 лет. Целый ряд исследователей прошлого века и начала нынешнего (Н.Я.Озерецковский, К.М.Бэр, А.Г.Шренк, А.Ф. Миддендорф, Ф.Б.Шмидт, С.Соммье, Р.Р.Поле и др.) безоговорочно признавали деградацию границы леса и ее отступление к югу под влиянием чисто климатических факторов. Этих же взглядов придерживался и Г.И.Танфильев (1911), который отмечал, что в тиманской тундре, на границе распространения мерзлоты, северная граница леса постепенно отодвигается на юг. Б.Н.Городков (1932, 1946), А.И.Толмачев (1932), Ю.Д.Цинзерлинг (1934) и А.А.Корчагин (1940) также отмечали миграцию южной границы тундры к югу, связывая это с увеличением влажности климата.

Однако, наряду с этим, существует обоснованная точка зрения, которая отражает иные взгляды на направление миграции границы леса. Так, по мнению В.Н.Андреева (1956), различные типы лесных массивов в пределах экотона "тайга-тундра" являются отдельными звеньями в заселении тундры лесом, которое происходит с различной скоростью на протяжении приблизительно 500 лет. Причем этот автор, как и целый ряд других (А.В.Журавский, 1915; Н.Г.Датский, 1934; Л.Н.Тюлина, 1936; В.С.Говорухин, 1947; С.Regel, 1950), отмечали современное наступление леса на тундру. Направление данного процесса большинство исследователей связывают, прежде всего, с глобальным климатическим потеплением, приводящим к деградации вечной мерзлоты и смещению к северу ее границы, которая в значительной степени определяет специфику экотона "тайга-тундра".

Если в 50-60-е гг. отечественные ученые ставили задачу выявления причин безлесья тундры и путей его преодоления, то в настоящее время пришло отчетливое осознание того, что тундра является уникальной и наиболее уязвимой природной зоной, которую необходимо сохранить с ее естественным исторически-сложившимся биоразнообразием. Протяженность тундры с юга на север составляет лишь 300-400 км, а общая территория гораздо меньше площади, занятой любым другим зональным биомом Земли. Уникальность тундровой зоны состоит в характерной для нее резкой широтной зональности растительного покрова, обусловленной резким градиентом климата в высоких широтах. Так, на территории Большеземельской тундры на протяжении 300 км среднеиюльская температура уменьшается с 12 до 6°, вызывая смену нескольких, отличных друг от друга поясов, зон и подзон. В условиях высоких широт любые, даже незначительные климатические изменения, приведут к последствиям гораздо более существенным, чем в умеренных широтах и скажутся, в первую очередь, на состоянии растительного покрова. Именно поэтому растительные сообщества экотона "тайга-тундра" и реликтовые флористические комплексы, сохранившиеся на территории тундры в виде еловых островов со времен термического оптимума голоцена, являются наиболее чувствительными и информативными индикаторами при мониторинге глобальных физико-географических процессов.

Сотрудниками лаборатории экологии и охраны тундры на протяжении трех лет проводились комплексные почвенно-ботанические исследования в бассейне р.Ортина - правого притока р.Печора в ее нижнем течении. Для этой территории, зональным типом растительности которой являются крупноерниковые тундры, характерно существование большого числа фрагментов березовых (Betula tortuosa) и еловых (Picea obovata) редколесий. По-видимому, причиной их сохранения является близость р.Печора, обусловливающей более мягкие климатические условия в регионе. Еловые редколесные острова различны по происхождению. Так, группы из молодых деревьев Picea obovata, приуроченные к местообитаниям с более благоприятными микроклиматическими условиями и активно распространяющиеся по хорошо дренированным и лучше прогреваемым склонам рек и ручьев, являются вторичными по отношению к тундровой растительности. О характере миграции ели за последние 150 лет можно говорить, сравнивая материалы экспедиции А.Г.Шренка, который в 1837 г. побывал в западной части Большеземельской тундры, с распространением ели в настоящее время. А.Г.Шренк отмечал лишь отдельные угнетенные экземпляры елей по склонам р.Северной, бассейн которой расположен южнее бассейна р.Ортина. В настоящее время ель фактически доходит до устья р.Ортина и часто формирует по берегам реки и в ее долине не только отдельные острова, но и густые, иногда сомкнутые массивы.

Наряду со вторичными еловыми редколесьями, в этой части Большеземельской тундры встречаются реликтовые еловые острова, изолированные от основного ареала ели в суббореальный период голоцена (4500 лет назад) при росте нестабильности климата и общем снижении глобальной температуры. О реликтовом характере этих островов свидетельствует целый ряд особенностей. Во-первых, их положение в ландшафте - они занимают возвышенные участки рельефа на водоразделах, часто приурочены к периферии песчаных обнажений и иногда расположены на остаточных песчаных буграх (высотой до 6 м) посреди песчаных обнажений большой площади. Территория, занимаемая еловыми островами, составляет от нескольких десятков до нескольких тысяч квадратных метров. Во-вторых, почвы под такими островами имеют современный и погребенный профили с подзолистыми горизонтами. И, наконец, анализ флористического состава этих сообществ позволяет говорить о сохранении целостных бореальных флористических комплексов еловых островов. 60% видов сосудистых растений (Sorbus gorodkovii, Juniperus communis, Lonicera pallasii, Ribes nigrum, R.rubrum, Arctostaphylos uva-ursi, Linnaea borealis, Orthilia obtusata, Carex globularis, Diphasiastrum complanatum и др.) и 48% лишайников представлены бореальными видами. Систематический и географический анализ флоры реликтовых еловых островов показал, что по доле бореальных видов и соотношению долготных и широтных элементов она наиболее близка к флоре лесотундры.

Существование семенного возобновления в благоприятные вегетационные периоды, разновозрастного подроста и достаточно активного вегетативного размножения свидетельствует о жизнеспособности ели в таких островах. Но не вызывает сомнения факт, что генетическая структура субпопуляций Picea obovata, изолированных в течение длительного времени, отличается от структуры макропопуляции ели, имеющей непрерывный ареал.

Уже на первых этапах исследований методами популяционной генетики нами было показано, что в изолированных субпопуляциях Picea obovata произошло значительное снижение уровня генетической изменчивости. Так, анализ электрофоретических спектров хвои только по одной ферментной системе - пероксидазам, показал, что общее число фракций пероксидаз и число аллелей в полиморфных локусах было значительно ниже в островных субпопуляциях ели, по сравнению с основной популяцией Picea obovata из подзоны северной тайги.

Реликтовые еловые острова на западе Большеземельской тундры были выбраны нами в качестве объектов долговременного мониторинга. С использованием материалов аэрофотосъемки и спектрозональной космосъемки проведено их детальное картирование, сделана серия геоботанических описаний. Установлено, что любые глобальные климатические изменения однозначно приведут к пространственной или структурной трансформации этих сообществ. Так, если изменения климата будут проходить по сценарию глобального потепления, то еловые острова с комплексом бореальных видов могут стать активными источниками их интрогрессии в тундровые сообщества. Материалы исследования реликтовых еловых редколесий были доложены нами на конференции "Climate Change Effect on Northern Terrestrial and Freshwater Ecosystems" (Rovaniemi, Finland, 1997) и приняты к печати в журнал "Chemosphere".

О.Лавриненко
И.Лавриненко