Степ до Тундри

Степовий

У покриві степової рослинності переважають трави, що ростуть на сухих ґрунтах (Eroglu et al. 2012). У цьому режимі рослиноїдні тварини збільшують доступність поживних речовин, прискорюючи кругообіг поживних речовин. Це збільшує первинне виробництво. Протягом епохи плейстоцену арктичні степи підтримували великі випасаючі рослиноїдні тварини, такі як мамонти, бізони та яки (Zimov 2005). Сьогодні трави все ще підтримують популяцію північних оленів/карібу. В даний час степові спільноти Якутії та Сибіру приурочені до терас над заплавами та схилів до долин річок на південь (Юрцев, 1982).

Тундра

У покритті рослинності тундри переважають мохи та чагарники, такі як карликові берези та верби, що ростуть на заболочених ґрунтах. Екосистема має нижчий рівень первинного виробництва та кругообігу поживних речовин, отже темпи зростання повільні. Зростання моху обмежується вологою, тому вологий та поживний ґрунт сприяє та підтримує ріст моху.

Двигуни та причини зміни режиму

Травоядні рослини спричинили масштабні зміни рослинності по всій Арктиці (Speed et al. 2009; Bråthen et al. 2007; van der Wal 2005; Srivastava & Jefferies 1996). Рослиноїдні тварини витоптують рослинність і випорожнюють фекалії на ґрунти з обмеженим вмістом поживних речовин, що сприяє росту трав, підтримуючи популяцію травоїдних тварин. За відсутності рослиноїдних трав підстилка збільшується, що призводить до збільшення вологості ґрунту, що зменшує доступність поживних речовин, сприяючи росту неприємних мохів.

Клімат може діяти як двигун, змінюючи температуру повітря, що пов’язано зі зміною вологості ґрунту. Вологість ґрунту є ключовою складовою в підтримці мохового покриву чи покриву травою. Зростання моху більше обмежується водою, ніж поживними речовинами. Однак поживні речовини доступніші в більш сухих ґрунтах, що сприяють росту трави. В даний час клімат змінюється, і в довгостроковій перспективі степ, тундра чи інший режим будуть домінувати в арктичних екосистемах у невизначеній ситуації.

Як працює зміна режиму

Перехід від Степу до Тундри
Степ, в якому переважає трава, утримується шляхом витоптування та надходження поживних речовин з фекаліями рослиноїдних тварин. Збагачені ґрунти сприяють зростанню покриву травою (Shaver et al. 1986). Трави мають сильний вплив на вологість ґрунту, оскільки вони пересихають ґрунт через високу транспірацію (Зімов 2005). Умови сухого ґрунту пов'язані з підвищеною доступністю поживних речовин, що інтенсифікує ріст трави (Nadelhoffer et al. 1991).

За відсутності рослиноїдних рослин, покрив мохом збільшується, створюючи ґрунтові покриття, що вводяться в воду. (Зімов 1995). Забруднені водою ґрунти запобігають розкладанню органічних речовин, тому доступність поживних речовин зменшується, що обмежує ріст трав і, отже, сприяє зростанню моху (Zimov 1995). Зі збільшенням зростання моху щільність травоїдних тварин також зменшується, оскільки мох має нижчу харчову цінність.

Тундра, в якій переважає мох, сприйнятлива до витоптування, порушення, спричиненого великими рослиноїдними тваринами; тому покрив мохом зростає із низькою щільністю травоїдних тварин (van der Wal 2001). Мохи спричиняють збільшення вологості ґрунту. Поєднання високої вологості ґрунту створює умови для забруднених водою ґрунтів, створюючи оптимальні умови для росту моху (Зімов 1995).

Перехід від Тундри до Степу