Полярные пустыни характеризуются пятнистым фрагментарным растительным покровом, господством лишайников, отчасти мхов с участием трав.
По данным В. Д. Александровой (1971), запасы фитомассы составляют 0,5—1,6 т/га. На долю зеленой части в фитомассе благодаря господству лишайников и мхов приходится более 80%. В зеленой части лишайники и мхи составляют 95%. Продукция очень мала — 0,1—0,2 т/га/год. В ее структуре основную роль играют, как и в фитомассе, зеленые ассимилирующие органы (60%). В то же время значимость мхов и лишайников как растений, характеризующихся малой скоростью роста, меньше, чем в фитомассе.
Запасы мортмассы лишь немногим превышают запасы фитомассы, составляя 1,6 т/га. В ее структуре известная роль принадлежит отмершим подземным органам трав. Отношение запасов мортмассы к продукции 7:1, что свидетельствует о сильной заторможенности разложения растительных остатков.
Запасы фитомассы значительно увеличиваются уже в арктических тундрах, хотя и здесь растительный покров разорван и преобладают пятнистые кустарничково-травяно-мохово-лишайниковые тундры (Александрова, 1958; Базилевич и др., 1986). На вершинах холмов, междуречий вследствие выхолаживающего эффекта эти запасы минимальны — 2,4 т/га; на пологих склонах и равнинах они возрастают до 5 т/га и в пограничных районах, с типичными тундрами — до 13 т/га (Смородникова, 1983; Вильчек, 1984). В структуре фитомассы всюду преобладают подземные органы, на пологих склонах и равнинах их относительное количество наибольшее (63—71%) вследствие большего участия кустарничков и трав и меньшего — мхов и лишайников. Соответственно в тундрах равнинных участков уменьшается значимость зеленой части (до 25—30%).
Продукция тундр на более высоких позициях рельефа также ниже, чем в равнинных тундрах, и составляет 0,5—1 и 1,5—3 т/га/год соответственно. Ведущее место в структуре продукции принадлежит подземным органам. Второе место занимают зеленые части.
Запасы и структура мортмассы находятся в соответствии с запасами фитомассы, составляя в тундрах на относительно повышенных элементах рельефа 1,5—3 т/га и на склонах и равнинах до 5—8 т/га, а в пограничных районах с типичными тундрами до 30 т/га. Соотношение запасов мортмассы и фитомассы изменяется от 1:1 до 2:1. В большинстве случаев основную часть мортмассы слагают отмершие подземные органы. Запасы мортмассы превышают величину продукции в 4—10 раз, что указывает на сильную заторможенность разложения органических остатков.
К подземным органам отнесены корни, корневища, а в тундрах также многолетние стебли кустарничков и кустарников, узлы кущения трав, погруженные в слой отмерших мхов и лишайников или в подстилку.
В субарктических типичных тундрах, преимущественно пятнистых кустарничково-моховых, как Европейской, так и Азиатской территории прослеживается дальнейшее увеличение запасов фитомассы: в среднем 11—13 т/га на вершинах водоразделов и 17—45 т/га на пологих склонах и равнинах, в среднем 22 т/га в ЕТС и 27 т/га на Таймыре (Павлова, 1969; Ходачек, 1969; Игнатенко, Хакимзянова, 1971; Поспелова, Жаркова, 1972; Поспелова, 1973; Shamurin et al., 1972; Богатырев, 1973, 1976; Зырянов, Колпащиков» 1981; Поспелова, Орлов, 1984; Вильчек, 1987). При этйм наблюдается наибольшее накопление фитомассы в типичных тундрах Таймыра. Возможно, это обусловлено богатством почвообразующих пород и почв, а также наличием в центральной части полуострова горной системы, вытянутой в широтном направлении и препятствующей вторжению холодных арктических масс воздуха в Таймырскую низменность. На относительно более молодых речных террасах запасы фитомассы ниже, чем на равнинах междуречий, — около 22 т/га.
В структуре фитомассы преобладают подземные органы. При этом их доля возрастает от европейских типичных тундр (60—65%) к азиатским (до 70%). В связи с более суровым и континентальным климатом на востоке стелющиеся формы растений прижаты к почве и их многолетние части погружены в подстилку. Доля последних в фитомассе ниже (до 6—7%), особенно на вершинах водоразделов, по сравнению с этой долей в европейских типичных тундрах (до 15%).
Продукция типичных тундр на вершинах водоразделов составляет 1—2 т/га/год, достигая на равнинах 2,5—5 т/га/год. Продукция почти наполовину обеспечивается подземными органами растений. Роль одревесневших надземных частей в ней невелика. Благодаря господству в типичных тундрах кустарничков и мхов относительный прирост здесь около 12—15%.
Лучшие условия увлажнения типичных тундр сравнительно с арктическими способствуют пышному разрастанию мхов (доля их в зеленой части 75—85%). В то же время создаются условия для консервации растительных остатков, и запасы мортмассы в типичных равнинных тундрах могут достигать значительных величин, особенно нА Азиатской территории, — 30—70 т/га. Эти запасы в тундрах ЕТС обычно в 1,5 раза, а на Азиатской территории более чем в 3 раза превышают запасы фитомассы. Мортмасса на 70—90% состоит из отмерших подземных органов. Запасы подстилки много меньше.
Сильная заторможенность процессов разложения растительных остатков обусловливает широкое отношение мортмассы к продукции: в европейских типичных тундрах — 7 (на склонах) — 16 (на вершинах водоразделов) и в азиатских — 15. Эти отношения шире, чем в арктических тундрах.
Субарктические южные тундры (кустарничково-кустарниково-моховые и мохово-лишайниково-кустарничково-кустарниковые) характеризуются значительным разнообразием показателей продуктивности. Взападной части ЕТС (Кольский полуостров) они очень бедны, в связи с тем что формируются на сравнительно повышенных отметках рельефа (около 150 м); это сближает их с горными, как правило, более сильно выхолаживаемыми тундрами. Запасы фитомассы здесь на вершинах холмов лежат в пределах 4—12 т/га (в среднем 7,5 т/га), увеличиваясь на склонах до 10—17 т/га, а в среднем 14 т/га (Манаков, 1970, 1972). Структура фитомассы этих тундр отличается значительной долей зеленых частей — до 40% (из которых больше половины приходится на лишайники, отчасти мхи) и одревесневших надземных частей — до 35—40%. Таким образом, в отличие от структуры фитомассы рассмотренных выше типичных тундр как ЕТС, так и Азиатской территории, роль подземных органов здесь много меньшая (доля их 25—30%). Лучшее развитие надземной части в этих тундрах связано с несколько более мягкими климатическими условиями западных окраин ЕТС по сравнению с другими «регионами. К сожалению, материалы по характеристике мортмассы отсутствуют.
Продукция южных тундр западной части ЕТС также невелика, особенно на вершинах холмов, где она составляет всего 0,7—1,5 т/га/год, возрастая на склонах до 1,5—3,5 т/га/год (в среднем 2 т/га/год). Относительный прирост около 15%. Продукция более чем наполовину формируется зелеными ассимилирующими органами (до 60%). Подземные части имеют подчиненное значение — их доля 25—30%. Роль же одревесневших надземных органов довольно значительна, особенно в тундрах склонов.
Южные тундры восточной части ЕТС, а также Западной Сибири сходны по показателям продуктивности с типичными тундрами той же территории, но несколько богаче тундр северо-западной части ЕТС. Запасы фитомассы на вершинах водоразделов здесь 7—13 т/га, возрастая на склонах и равнинах до 20—25 т/га (Шамурин, 1970; Хантимер, 1970; Рахманина, 1971; Андреяшкина, Горчаковский, 1972; Игнатенко и др., 1973; Гашева, 1974; Троценко, 1974; Горчаковский, Андреяшкина, 1975; Стенина и др., 1979; Вильчек, 1986). В структуре фитомассы преобладают подземные части (50—60%). Доля зеленых ассимилирующих органов 20—25% (при этом на 1/4 они представлены мхами), а одревесневших надземных стеблей и стволиков не более 15—20%. Продукция в равнинных тундрах составляет 2,5—3,5 т/га/год, снижаясь до 1,5—2 т/га/год в тундрах на вершинах водоразделов. Основная масса продукции формируется подземными органами (40—50%).
Накопление мортмассы весьма существенно — в тундрах склонов и равнин 20—50, а иногда 80 т/га. Запасы мортмассы в 1,5—3 раза превышают запасы фитомассы и в 9—20 раз годичную продукцию. В связи с сильной заторможенностью разложения растительных остатков, особенно в подземной сфере, мортмасса более чем на 80— 90% состоит из отмерших подземных органов.
Южные тундры Средней Сибири (п-ов Таймыр) отличаются самой большой продуктивностью из всего ряда сообществ зоны южной тундру (Ignatenko et al., 1972; Поспелова, 1973). Показатели продуктивности здесь отчетливо возрастают по сравнению с типичными тундрами того же региона. Так, запасы фитомассы в среднем составляют около 40 т/га. В структуре фитомассы, как и в южных тундрах других регионов, отмечается увеличение роли надземных многолетних одревесневших органов, хотя подземные части остаются господствующими. Продукция в этих тундрах заметно возрастает сравнительно с типичными, достигая в среднем 5 т/га/год и более. В структуре продукции подземные органы остаются преобладающими.
Более высокая продукция и сильная заторможенность разложения растительных остатков (особенно подземных частей и обильных здесь мхов) обусловливают значительное накопление мортмассы — в среднем до 60 т/га. Таким образом, запасы мортмассы в 1,5 раза превышают запасы фитомассы и в 8—10 ра5 продукцию.
Южные тундры Восточной Сибири и Притихоокеанского региона по показателям продуктивности беднее, чем на Таймыре, и довольно сходны с южными тундрами Западной Сибири: запасы фитомассы в среднем 13 т/га, продукция более 2 т/га/год (Андреев, Галактионова, 1978). В структуре фитомассы и продукции преобладают подземные органы.
Данные о запасах мортмассы отсутствуют. Однако можно полагать, что они значительны. Так, в крайних восточных районах южной тундры (Корякское нагорье, Анадырская низменность) при запасах фитомассы в среднем 25—46 т/га соответственно и продукция составляет 2,7—5 т/га/год. Накопление отмерших растительных остатков около 100 т/га (Вихрева-Василькова и др., 1964; Богданов и др., 1979).
Как в фитомассе, так и в продукции и мортмассе преобладают подземные части. Отношение мортмассы к фитомассе и к продукции здесь наиболее широкое, из всего ряда рассмотренных южных тундр (до 4 и 35 соответственно).