GEOGRAFSKI OBZORNIK POLARNI POKRAJINSKI TIPI IN TUNDRA Juri j Kunaver UDK 919 POLARNI POKRAJINSKI TIPI IN TUNDRA Jurij Kunaver, dr., Oddelek za geografijo Filozofske fakulete, Aškerčeva 12, 61000 Ljubljana, Slovenija Članek obravnava pomembnejše naravne zna- čilnosti polarnih in subpolarnih pokrajin ter podrobneje tundrski pokrajinski tip. UDC 919 POLAR LANDSCAPES AND TUNDRA Jurij Kunaver, Dr., Oddelek za geografijo Filozofske fakulete, Aškerčeva 12, 61000 Ljubljana, Slovenia The article deals with the most important natural characteristics of the polar land- scapes and especially that of tundra. Polarna območja so pogosto sino- nim za "večno noč ter sneg in led", kar pomeni stalno pomanjkanje sončnega obsevanja in stalno nizke temperature. Zanje so značilne t. i. mrzle puščave in stepe s skromnim rastlinstvom in žival- stvom. Le v polarnih morjih je pod me- njajočim se ledenim oklepom bogato življe- nje z zelo razvejano prehrambeno verigo od planktona do kitov. V tem članku predstavljamo nekatere klimatske, vegeta- cijske in edafske značilnosti različnih polarnih biomov ali naravnih pokrajin, zlasti tundro. Članek je torej namenjen spoznavanju najbolj neprijaznih območij na Zemlji, o katerih pa imamo pogosto pomanjkljivo predstavo. Novembrska števil- ka nemške didaktične revije Geographie Praxis, iz katere smo črpali snov za ta prispevek oziroma iz članka G. Stäbleina, je skušala na skoraj 44 straneh velikega formata približati to snov uporabnikom v šolah. Povod za to pa je tudi strokovni članek I. Drnovška o Svalbardu v tej šte- vilki GO. Pojav puščavskosti je tudi v polarnih pokrajinah povezan s pomanj- kanjem vegetacije, vendar so polarna območja v primerjavi s tropskimi in sub- tropskimi puščavami zaradi še skromnej- še produktivnosti rastlinske odeje še na slabšem. Ta je posledica pomanjkanja toplote in vode. Na videz to preseneča, saj v polarnem poletju sije sonce tudi takrat, na primer poleti, ko je pri nas noč in je polnočno sonce skoraj polovico leta nad obzorjem. Poleg tega je v mogoč- nem ledenem pokrovu nad kopnim Antar- ktike in Grenlandije shranjeno 28 milijo- nov k m 3 vodnih rezerv. Pomanjkanja sončnega obsevanja v polarnih območjih ni mogoče izravnati niti z dolgim polet- nim obsevanjem nizko ležečega sonca. Razlike v energetski bilanci so zaradi močnega toplotnega izžarevanja v času polarne noči kot tudi zaradi albeda (od- boja) svetlih površin morskega in kopne- ga ledu bistveno večje ali imajo celo nega- tivno bilanco. Obe polarni kaloti (kalota pomeni krogelni odsek) se torej nepresta- no ohlajata, vendar se toplotna bilanca v globalnem klimatskem sistemu izravnava s poldnevniško usmerjenim toplotnim transportom iz nižjih v višje geografske širine z izmenjavo zračnih in morskih tokov. V polarnih območjih so za rast- linstvo tudi v toplejšem letnem obdobju skrajno neugodne razmere. Uspeva lahko le tam, kjer se na površju v kratkem polarnem poletju zbira snežnica, kjer se omehčajo trajno zamrznjena tla in kjer se temnejše kopnine med snegom močneje segrejejo. Za rast drevja je vegetacijska doba v polarnih območjih prekratka, po- larno poletje prehladno in zime brez sne- ga so preveč mrzle. Za aktivno fotosinte- zo rastlin je potrebna najmanj temperatu- ra 4°C, torej je vegetacijska doba število dni s srednjo dnevno temperaturo preko 4°C. V polarnih območjih jih je manj kot 100. Severna oziroma južna polarna drevesna meja je običajno enaka julijski izotermi 10°C. Še točnejše je določena z izolinijo 30-dnevne vegetacijske dobe rasti drevja, ki je enaka dnevom s temperatu- ro nad 10°C. Onstran drevesne meje so hladne polarne stepe in tundra. Čim kraj- še je vegetacijsko obdobje, tem manj rast- linstva je v tundri. Na Svalbardu je na zahodni obali še 170 vrst cvetočih rast- lin, na otokih jugovzhodno od Svalbarda pa samo še 70. Na Antarktičnem poloto- 16 GEOGRAFSKI OBZORNIK ku sta le še dve vrsti cvetočih rastlin in to trava Deschampsia antarctica in klinč- nica, Colobanthus quitensis, ki ju najde- mo do 64° južne širine. Zaradi kratkega poletja so cveto- vi pogosto nastavljeni že vnaprej, vendar tudi to ne zadošča za dozorevanje semen. Rastline plazilke in hemikriptofiti, katerih nadzemeljski del v zimi propade, so dobro prilagojeni na snežno odejo, ki jih ščiti pred hudim mrazom. Brstiči in listki lahko pod snegom prezimijo do temperature -30°C. Nekatere zimzelene vrste ohranijo preko zime nepoškodovane asimilacijske organe, s katerimi začnejo s fotosintezo čim izgine snežna odeja. Poseb- no na revnejših tleh so kseromorfne rast- linske oblike pogostejše. Polarna območja so že dolgo poznana kot t. i. svetovni vremenski stroj, ki je posledica temperaturnih raz- lik med polarnimi in izvenpolarnimi območji in posebne razporeditve zračnega pritiska. Tega v nadaljnem ne bomo raz- lagali razen temperaturnih, vetrovnih in padavinskih posebnosti, od katerih je odvisen posamezen klimatski in pokrajin- ski tip. Polarna območja imajo srednjo letno temperaturo pod 0°C, z izjemo oce- anskih subpolarnih območij kot na pr. na Islandu in nekaterih subarktičnih otokih. Polarno poletje je čas taljenja snega, površinskega odtajanja zamrzlih tal, močnega odtekanja vode v potoke in reke, lomljenja morskega ledu in pri zado- stnem vegetacijskem obdobju tudi cvetenja v območjih tundre in v skalnih razpo- kah v gruščnatih območjih. Temne skal- nate površine se lahko segrejejo tudi nad 20°C, čeprav je temperatura zraka v neposredni okolici lahko istočasno blizu ledišča ali pod njim. To so izmerili na Svalbardu in na drugih krajih v Arktiki. V polarnih območjih se lahko poletne temperature dvignejo nad 0°C tudi v viš- jih, trajno poledenelih območjih. Za ilustracijo precejšnjih regional- nih razlik naj služi primer severnega pola na zaledeneli morski gladini s pov- prečno letno temperaturo -20°C, julijsko pa 0°C, kar še daleč ni tako mrzlo kot na južnem polu. Na ledeni antarktični planoti je v nadmorski višini 2800 m povprečna letna temperatura -49°C, de- cembra pa je -28°C. Klimatsko je treba zato razlikovati: • hladno-vlažno oceansko območje in • zelo hladno-suho kontinentalno območje. Postaje na obalah kot npr. Is- fjord Radio na Svalbardu ali Deception v območju Antarktičnega polotoka imajo izdatnejše padavine in manjše temperatur- no kolebanje v primerjavi s kontinental- nimi postajami kot je Tiksi v Sibiriji blizu ustja Lene ali na južnem polu. Temperaturo polarnih območij torej dodat- no znižuje velika poraba energije za ta- ljenje snega ali ledu in močan odboj ali albedo sončnih žarkov. Srednja zimska temperatura okrog zaledenelega severnega pola je -17°C, če tega ne bi bilo, bi bila okrog 0°C. Na območju polarne fronte, ki ima na južni poluti bolj ali manj kon- stanto lego okrog 500 km pred obalami Antartike, je vreme precej spremenljivo. Polarna območja so večinoma onstran nje, zato so pogosto pod vplivom polar- nih vzhodnikov, ki jih ustvarjajo mrzle in težke polarne zračne mase. Če se zrak spušča z visokih ledeniških planot, je to katabatski slapoviti veter, ki dose- že veliko hitrost in pogosto cele dneve pometa po snegu. Podoben je peščenemu viharju. Postaja z najbolj pogostimi vihar- ji na Zemlji je francoska antarktična postaja Dumont d'Urville (66° j. g. š in 140°z. g. d.). Srednja letna hitrost vetra je 20 m/s (8 stopenj po Beafortu). Na Antar- ktiki je bila doslej izmerjena tudi že srednja hitrost 26,8 m/s, kar pomeni skoraj 100 km/h. Povprečna letna količina padavin je v polarnih območjih le 100 do 200 mm. Na 800 do 1000 mm se dvigne le na obrobju antarktičnega kontinentalne- ga ledu in na južnem delu Grenlandije ter v oceanskih subpolarnih območjih. Padavine se pojavijo le, če od obale v kontinentalne polarne predele oziroma na območje kontinentalnega ledu vdre ciklon s toplim zrakom, ki se dviga, s tem ohla- di in praviloma povzroči snežne padavi- ne. Mnoge polarne postaje beležijo pov- prečno 200 dni s snežnimi padavinami, ki pa ne povzročijo debelejše snežne ode- je; letno je te večinoma manj kot pol metra. Priložnostno v polarnih območjih tudi dežuje, kar so zabeležili v sovjetski 17 GEOGRAFSKI OBZORNIK potujoči meteorološki postaji v bližini severnega pola poleti 1937. Sicer pa je neposredno merjenje količine padavin zaradi vetrovnega prelaganja snega moč- no oteženo. O količini padavin sklepamo lahko posredno s pomočjo prirastka sre- na na ledenikih in ledenih površinah. Polarna območja lahko klimatsko razvrščamo po različnih kriteriji. Klimat- ska klasifikacija po Koppenu pozna: • snežne klime (E in F klime) s sred- njimi temperaturami najtoplejšega meseca pod 10°C, • tundrske klime (ET (E) klime) s sred- njo mesečno temperaturo posameznega meseca nad 0°C in • ledeno klimo (EF (F) klima) s srednjo mesečno temperaturo posameznega mese- ca pod 0°C. Troll in Paffen (1964) delita po- larne klime v • ledeno klimo (I/l) z najtoplejšim mese- cem pod 0°C (klima območij s celinskim ledom), • polarno klimo (1/2) z najtoplejšim mese- cem pod 6°C (klima mraznega grušča), • subpolarno klimo (1/3) s poletjem od 6 do 10°C in zima pod -8°C (tundrska klima) in • subpolarnooceansko klimo (1/4) s polet- jem od 5 do 12°C in s snegom revno zimo (subpolarni travniki, visoka barja, resave). Polarna območja so omejena s polarnim krogom. Glede na vodne razme- re (število humidnih in sneženih mese- cev) in toploto razlikujeta: • visokokontinentalno semihumidno klimo (D 1 sh) s 6 do 9 humidnih mesecev, • kontinentalno semihumidno klimo (D 2 sh) s 6 do 9 humidnih mesecev, • kontinentalno-humidno klimo (D 2 h) z 10 do 12 humidnih mesecev, • maritimno-humidna klima (D 3 h) z 10 do 12 humidnih mesecev in • klimo trajno zaledenelih območij. Kontinentalnost se določa z in- deksom, ki upošteva predvsem dnevna in letna temperaturna kolebanja. Območja tundre in nekatera druga subpolarna območja je mogoče na podlagi razmerja med temperaturami in padavinami in indeksa aridnosti za izvenpolarne predele označiti kot humidna. Le kontinentalni deli Aljaske, severozahodni del Kanade in vzhodna Sibirija se lahko štejejo med aridna območja onstran "klimatološke sušne meje". Polarna območja s povprečno letno temperaturo zraka -7°C in manj so območja merzlote ali permafrosta. Podla- ga je vse leto močno zamrznjena in pre- prečuje prepustnost do globine 500 m (v Sibiriji ponekod, kjer je kot relikt ledene- ga obdobja, še globje). Poleti se tla odtaja- jo le od 20 do 100 cm globoko. Posledica je površinsko pretakanje in zastajanje vode, kar povzroča veliko razmočenost tal, oteženo prehodnost, nestabilnost in polzenje preperelinske odeje. V območju tundre je soliflukcija (krioflukcija) ali drsenje in polzenje vrhnje odtajane prepe- relinske odeje pomemben geomorfološki proces. Soliflukcija se prične že pri naklo- nu manjšem od 2°. S tem pride do od- stranitve oziroma premikanja rastlinske odeje in do nastanka značilnih solifluk- cijskih jezikov, teras in pasov. Tudi pojem periglacial in peri- glacialna ali obledeniška območja so pove- zana s polarnimi območji in permafros- tom. To so tista območja, ki so kratko- trajno brez snega in ledu na zunanjem obrobju poledenelega območja. Zanje so značilni posebni geomorfološki procesi zaradi odtajanja prsti nad permafrostom. Tako nastajajo zaradi številnih menjav zmrzovanja in odtajevanja pojavi površin- skega sortiranja razpadlega materiala kot so npr. kamniti kolobarji, ki jih imenu- jemo tudi poligonalna tla, če jih je več skupaj, dalje kamniti pasovi, prstni kolobarji in ledena poligonalna tla, rušnate kopice, če omenimo le najpogos- tejše. V reliefno razgibanih območjih so nižine in obalna predgorja pokrita z zele- no tundro - od tod tudi ime za Grenlan- dijo (Grönland - zelena dežela). Pobočja in gore so pokrita z mraznim gruščem, medtem ko so na višinah snežišča in ledeniki. V strmejšem reliefu so tipična strmejša gruščnata pobočja alpskega tipa s padajočim kamenjem kot posledico po- gostega zmrzovanja in odtajanja. To močno spominja tudi na puščavska pogor- ja v nižjih geografskih širinah. Na kratko še o prsteh. V polar- nih območjih so zelo razširjena nižinska hidromorfna tla, ki so bogata s humu- som. To so različni arktični kriosoli. Zanje je značilen profil s permafrostom. 18 GEOGRAFSKI OBZORNIK Kadar je talna vodna drenaža boljša, se pojavijo polarne rjave prsti z večjimi skalami na površju. Pri nizkem grmovna- tem rastlinstvu kot na primer pritlikavih brezah (Betula nana) in enospolni mahu- nici (Empetrum nigrum) pride lahko do nastajanja nano-podzola. Še bolj pogoste pa so zaradi zastajajoče vode zaglejene talne oblike. Na podlagi razlik v klimi, poledenelosti, razmerju morje-kopno, relie- fa in vegetacijskih razmer razlikujejo naslednje polarne in subpolarne pokrajine oziroma pokrajinske tipe: • ledene puščave na velikih poledenelih območjih, • ledene puščave na območjih skladnega in plavajočega ledu, • mraznogruščnate puščave z ledeniškim in periglacialnim reliefom, • hladna tundrska stepa polarnih nižin in subpolarnih območij, • oceanska tundra arktičnih in subarktič- nih otokov, • polarne obale z ledeniškim in obalnim reliefom; zanje so značilna ledeniška kole- banja, kolebanja morske gladine kot tudi zaledenitev obalnega morja. Oglejmo si najbolj zanimiv pokra- jinski tip, ki ga predstavljajo tundre. Tundra je brez drevja in je na splošno malovrstna rastlinska združba. Vegetacijo sestavljajo pritlikavo grmičevje, pritlikave cvetoče rastline ali nanofanerofiti (od 25 do 200 cm višine) in plazeče rastline ali hamefiti (do višine 25 cm). V tundri so najpogostejši pritlikava breza (Betula nana) in pritlikave vrbe (Salix), razni munci (Eriophorum) in šaši (Carex), maho- vi (Plytrichum, Dicranum) in lišaji (Cetra- ria, Cladonia). Tundra se lahko spremin- ja tudi na majhne razdalje glede na re- lief in na podlago. Pomembne pa so vi- šinske razlike. Tundra je lahko na obsež- nih območjih arktičnih obalnih pokrajin zelo monotona in enolična, veliko pestrej- ša pa postane na bolj razgibanem tere- nu. Medtem ko je v Arktiki v leso- tundri rastlinska odeja še zelo gosta, so na Antartiki take oblike tundre le v nekaterih območjih ob obalah. Taka sub- polarna tundra ima v najnižjih geograf- skih širinah še štiri mesece vegetacijske dobe, proti polu pa hitro upada. Z niža- njem temperatur se poraščena območja Slika 1: Razširjenost polarnih puščav in step na Zemlji. Meja snežnih padavin v nižini •v.y;.y.*. Me ja zaledenelosti morja Me ja ledenih gor Severna Južna Obe polobla polobla polobli v mio k m 2 • i Tundra 4,63 0,01 4,64 WM Mrazni grušč 1,11 0,03 1,14 ÜÜ Kontinentalne ledene puščave 2,00 14,00 16,00 E23 Morske ledene puščave 19,00 IS,00 34,00 Skupno 22,74 33,04 55,78 Delež od vseh površin 9% 1 3 % 11 % 0BDELRVH: 0. PEBK0 postopoma krčijo le na posamezna naha- jališča na obsežnih površinah mraznega grušča. Tundra postaja vedno bolj revna na vrstah, izgublja na višini rasti in sklenjenosti. Pri vegetacijskem obdobju en mesec in pri velikem deležu vse leto tra- jajočih snežnih zaplat je tundra na pri- mer na otokih skoraj že povsem razred- čena in pokriva le še 10 % površine. To je t. i. otočna tundra. Na redkih skalna- tih pobočjih, ki so obrušena od ledeni- 19 GEOGRAFSKI OBZORNIK kov, ki sc iznad ledenih puščav dvigajo kot nunataki, se poleg alg najdejo le še lišaji. Tundra na kamnitih krajih je liša- jasta tundra. Toda tudi ledene površine same kažejo sledove rastlinskega življenja. Različne alge pridejo z mlakami topečega snega tudi na led, t. i. endolitske alge pa najdemo v ledeniških in kamninskih razpokah, kamor vdira svetloba, potrebna za fotosintezo in kjer je še nekaj vlage. Naslednji tip je gruščnata tundra, ki je povezana z nekdanjimi poledenelimi ob- močji. Tam je marsikje skalnata podlaga pokrita le z morenskim gradivom ali z mraznim gruščem. Zaradi vetra nastane- jo velike površine, ki so prevlečene le z zmrznjeno skorjo. Za lokalno vegetacijsko sliko jo pomemben vpliv vetra na pičlo sncir.o odejo ter zaradi nizkega kota polet.ilh sončnih žarkov razporeditev in usmerje- nost nagnjenih pobočij . Najbolj ugodna rastišča so zato na prisojnih pobočjih. Tudi različna prepustnost in odtočne značilnosti tal ustvarjajo pomembne razli- ke med suho višinsko tundro in vlažnej- šo nižinsko tundro s šotnimi visokimi barji. To je mahovnata barjanska tun- dra, kjer pa manjkajo različne vrste bar- janskega mahu tipa Sphagnum iz zmer- nih geografskih širin. K mrazno-gruščnatim puščavam prištevamo tudi tako imenovane "oaze" na Antarktiki. To so območja brez ledu, ki so nastala zaradi sušnosti in posebne podlage oziroma reliefnih razmer in so obdane s kontinentalnim ledom. Take so suhe doline v Viktorijini zemlji v bližini Me Murda. Tudi oaza Schirmacher na vzhodni Antarktiki pri sovjetski postaji Novolazarevska je tako območje, kjer pa številna jezera in sledovi glaciacije kažejo na nekdanjo poledenitev. O življenju v teh območjih in problemih izrabe in varovanja polarnih območij bomo spregovorili v eni od nasled- njih številk. 1. Slüblein G. 1991: Polare Wüsten und T undren. Geographie Praxis, November, U/1991. Braunschweig, str. 6-12. 20