Tundra - definicja, klimat, rośliny, zwierzęta, rodzaje i zagrożenia

Tundra to bezdrzewny biom stref zimnych, w którym niskie temperatury (średnia roczna poniżej 0°C) i krótki sezon wegetacyjny (50-60 dni) uniemożliwiają rozwój lasów. Nazwa pochodzi od fińskiego słowa tunturi oznaczającego „bezlesną równinę”. Tundra zajmuje ok. 8 mln km², czyli ok. 10% powierzchni lądów Ziemi, i występuje głównie na północnych krańcach Eurazji i Ameryki Północnej oraz na szczytach wysokich gór na każdym kontynencie.

W artykule omawiamy trzy rodzaje tundry (arktyczną, alpejską i antarktyczną), klimat z konkretnymi danymi liczbowymi, adaptacje roślin i zwierząt, wieloletnią zmarzlinę (permafrost) oraz zagrożenia związane ze zmianami klimatycznymi.

Gdzie występuje tundra? Rozmieszczenie geograficzne

Tundra arktyczna rozciąga się pasem wzdłuż wybrzeży Oceanu Arktycznego - od północnej Kanady przez Grenlandię, Islandię, północną Skandynawię (Laponia) po Syberię w Rosji. Tundra alpejska występuje natomiast powyżej górnej granicy lasu na każdym kontynencie.

Półkula północna (główne obszary tundry arktycznej):

• Kanada - od Labradoru po Jukon (największy obszar po Rosji)
• Alaska - północne wybrzeże (North Slope)
• Grenlandia - wybrzeża wolne od lądolodu
• Skandynawia - północna Norwegia (Finnmark), Laponia fińska i szwedzka
• Rosja - najrozleglejsze obszary: od Półwyspu Kolskiego po Cieśninę Beringa
• Wyspy arktyczne - Svalbard (Spitsbergen), Nowa Ziemia, Ziemia Franciszka Józefa, Wyspa Baffina

Tundra alpejska w Polsce: piętro halne w Tatrach (powyżej ok. 1800 m n.p.m.) oraz arktyczno-alpejska tundra w Karkonoszach (Równia pod Śnieżką).

Klimat tundry - kraina lodu i wiatru

Tundra to „zimna pustynia” - roczna suma opadów wynosi zaledwie 150-400 mm (porównywalnie z Saharą), a temperatury zimowe spadają do −50°C.

Zjawiska specyficzne:

• Dzień polarny (lato) - Słońce nie zachodzi przez 24h, dając roślinom „maraton fotosyntezy”
• Noc polarna (zima) - Słońce nie wschodzi przez tygodnie lub miesiące

Rodzaje tundry - arktyczna, alpejska, antarktyczna

Wyróżniamy trzy podstawowe rodzaje tundry, różniące się lokalizacją, klimatem i bioróżnorodnością: arktyczną (najrozleglejszą), alpejską (górską) i antarktyczną (najuboższą).

Tundra arktyczna

Największy obszarowo typ tundry. Rozciąga się na północ od granicy lasu (tajgi) na szerokościach 60-75°N. Cechy wyróżniające:

• Wieloletnia zmarzlina (permafrost) obecna pod całą powierzchnią
• Roślinność: mchy, porosty, turzyce, trawy, krzewinki (borówki), karłowate brzozy i wierzby
• Fauna: renifery/karibu, lisy polarne, wilki arktyczne, zające bielaki, lemingi, sowy śnieżne, piżmowołu (woły piżmowe)
• Podtypy: tundra mszysta, tundra krzewinkowa, tundra kamienista (pustynna)

Tundra alpejska

Występuje powyżej górnej granicy lasu w górach na całym świecie. Kluczowa różnica wobec tundry arktycznej: brak wieloletniej zmarzliny - gleba rozmarza latem całkowicie.

• Tatry: 1800-2300 m n.p.m. (piętro halne/alpejskie)
• Alpy: 2200-2800 m n.p.m.
• Karkonosze: Równia pod Śnieżką
• Roślinność: murawy alpejskie, goryczki, dzwonek alpejski, dębik ośmiopłatkowy, sasanka alpejska
• Fauna: kozica, świstak, koziorożec alpejski, orzeł przedni, płochacz halny

Tundra antarktyczna

Obejmuje wybrzeża Antarktydy i wyspy subantarktyczne (Georgia Południowa, Szetlandy Południowe). Najbardziej ekstremalny typ tundry.

• Jedynie 2 rodzime gatunki roślin naczyniowych: śmiałek antarktyczny (Deschampsia antarctica) i kolobrzeg antarktyczny (Colobanthus quitensis)
• Dominują mchy, porosty i glony
• Brak ssaków lądowych; dominują pingwiny (90% biomasy ptaków Oceanu Południowego) i foki

Roślinność tundry - życie na granicy przetrwania

Rośliny tundry wykształciły 5 kluczowych adaptacji do ekstremalnych warunków: niski wzrost, krótki cykl rozwojowy, meszek izolacyjny, rozmnażanie wegetatywne i płytki system korzeniowy.

Adaptacje do warunków tundrowych:

• Niski wzrost (przyleganie do podłoża) - ochrona przed wiatrem i wykorzystanie ciepła gruntu
• Krótki cykl rozwojowy - kwitnienie i owocowanie w kilka tygodni (sezon to zaledwie 50-60 dni)
• Delikatny meszek na liściach i pędach - izolacja termiczna
• Rozmnażanie wegetatywne - nie tylko przez nasiona (bardziej niezawodne w ekstremalnych warunkach)
• Płytki system korzeniowy - permafrost uniemożliwia głębsze zakorzenienie

Kluczowe gatunki:

• Chrobotek reniferowy - porost będący głównym pokarmem reniferów; rośnie 3-5 mm rocznie
• Wełnianki (Eriophorum) - charakterystyczne białe „waty” kwiatostanów
• Brzoza karłowata (Betula nana) - płożący się krzew o wysokości do ok. 1 m
• Wierzba arktyczna (Salix arctica) - najdalej na północ sięgająca wierzba na świecie

Zwierzęta tundry - mistrzowie przetrwania

Zwierzęta tundry przetrwają temperatury do −50°C dzięki grubej warstwie tłuszczu, podwójnemu futru, białemu umaszczeniu zimowemu (kamuflaż) i sezonowym migracjom.

Kluczowe adaptacje:

• Reguła Bergmanna - większe rozmiary ciała = mniejsza utrata ciepła (mniej powierzchni w stosunku do objętości)
• Podwójna warstwa futro/upierzenie - gęsty podszerstek + dłuższe włosy wierzchnie
• Białe umaszczenie zimowe - kamuflaż: lis polarny, zając bielak, pardwa (kuropatwa śnieżna)

Ssaki

Ptaki

• Sowa śnieżna - poluje głównie na lemingi; doskonały wzrok i słuch
• Pardwa (kuropatwa śnieżna) - białe upierzenie zimowe, brązowe letnie
• Rybitwa popielata - migracja z Arktyki do Antarktyki i z powrotem, ok. 70 000 km rocznie - najdłuższa migracja zwierzęcia na Ziemi

Gleby tundrowe i wieloletnia zmarzlina (permafrost)

Permafrost to grunt o temperaturze 0°C lub niższej przez minimum 2 kolejne lata - pokrywa ok. 25% lądów półkuli północnej i magazynuje 1400-1700 gigaton węgla organicznego (2× więcej niż cała obecna atmosfera).

Struktura gruntu tundrowego:

• Warstwa czynna (aktywna) - górna warstwa gleby (od kilkunastu cm do ok. 1 m), która rozmarza latem i zamarza jesienią. W niej rozwija się cały system korzeniowy roślin.
• Permafrost - pod warstwą czynną; grubość od kilku metrów do ponad 1000 m (najgłębiej w Syberii).

Profil glebowy: słabo wykształcony, płytki - poziom próchniczny do 10 cm, zawartość próchnicy ok. 1-3%, odczyn silnie kwaśny. Nadmiar wody utrzymywanej nad zmarzliną powoduje procesy beztlenowe (glejenie). Typ gleby: gleby torfowo-glejowe tundrowe.

Ludzie tundry - rdzenni mieszkańcy

Na tundrze mieszka ok. 4 mln osób, głównie ludy rdzenne: Inuici (Arktyka kanadyjska, Grenlandia, Alaska), Saamowie (Laponia) i Nieńcy (północna Rosja) - tradycyjnie zajmujący się hodowlą reniferów, łowiectwem i rybołówstwem.

• Inuici - Grenlandia, arktyczna Kanada, Alaska; tradycyjnie: polowanie na foki, morsy, wieloryby
• Saamowie (Lapończycy) - północna Norwegia, Szwecja, Finlandia; hodowla reniferów od tysięcy lat
• Nieńcy - rejon Jamału w Rosji; koczownicza hodowla reniferów, rybołówstwo

Zagrożenia - tundra w obliczu zmian klimatu

Arktyka ociepla się 2-4× szybciej niż reszta świata („arktyczne wzmocnienie”) - rozmarzający permafrost może uwolnić 1400-1700 Gt węgla organicznego, uruchamiając pozytywne sprzężenie zwrotne przyspieszające globalne ocieplenie.

1. Rozmarzanie permafrostu - uwalnianie CO₂ i metanu (gaz cieplarniany ok. 80× silniejszy niż CO₂ w perspektywie 20 lat). Ryzyko „punktu zwrotnego”: Arktyka ze zlewu węgla staje się jego emiterem.
2. „Zazielenienie Arktyki” - krzewy i drzewa wkraczają na tereny dotychczas bezdrzewne, zmieniając albedo (ciemna roślinność pochłania więcej ciepła niż śnieg).
3. Wydobycie surowców - ropa (Alaska - Prudhoe Bay), gaz (Półwysep Jamalski w Rosji) - niszczenie siedlisk i zanieczyszczenie.
4. Infrastruktura na permafrocie - topniejący grunt traci nośność, budynki i drogi ulegają zniszczeniu (szczególnie w rosyjskich miastach arktycznych).