Алексей Целлариус - Я познаю мир. Живой мир

image l:href="#image57.png"

Дубовая листовёртка

image l:href="#image58.png"

Деградация популяции дуба при порослевом возобновлении (А). При семенном возобновлении деревья каждого поколения не снижают, жизнеспособности (Б)

Взялись разбираться, что же, собственно, происходит в дубравах при вспышке численности. Оказалось следующее. Уничтожение листвы приводит к увеличению освещенности под кронами дубов в начале лета и к изменению режима температуры и влажности. В результате меняется состав лесного травостоя, заросли сныти замещаются разнотравьем. И, вот сюрприз, оказалось, что в этих условиях великолепно чувствуют себя проростки дуба. До того, в густой тени, в зарослях сныти, молоденькие дубки погибали в первые годы жизни. Возобновление дуба было порослевым, происходило за счет вегетативного размножения.

А лесоводам уже более ста лет известно, что леса с семенным возобновлением деревьев намного более устойчивы и к вредителям, и к засухе. Экосистемы семенных дубрав отличаются от вегетативных, в частности, гораздо большим богатством не только растений, но и животных. Так что листовертка, когда условия этого потребовали, просто переключила экосистему дубравы на другой (и лучший!) способ существования. Смена курса при этом не привела к резким перестройкам, дубрава осталась дубравой, но её устройство изменилось в соответствии с новыми требованиями времени.

Лесная экосистема, казалось бы, довольно уязвима для разнообразных напастей. А напасти случаются всякие и помимо человека. То буря повалит деревья, то пройдет по лесу зажженный молнией пожар. Однако леса существуют, несмотря на все время от времени случающиеся неприятности. А существуют они благодаря особым ремонтным бригадам, которые восстанавливают нарушения за довольно короткий с точки зрения леса срок – всего за сотню–другую лет. Этот процесс восстановления называется демутационной сукцессией. В ходе этой сукцессии ценотическая среда восстанавливается в несколько этапов.

Где–нибудь в Костромской губернии растет на сухой песчаной гряде старый зеленомошный сосняк–брусничник. Но вот пришли лесорубы, сосняк вырубили, почву перепахали гусеницами тракторов, а потом ещё и сожгли то, что на языке лесников называется «порубочные остатки». На месте векового бора возникла песчаная пустыня. Семена сосны будут сюда попадать, если, конечно, в окрестностях сохранилась сосна. Но большинство семян просто не прорастет, а те, кому это удастся, будут страдать и часто гибнуть от засухи, морозов и вредителей. Конец? Проходит, однако, несколько лет, и в эту пустыню проникают совершенно определенные виды растений, вытесняющие сорняки. Там, где почва выгорела посильнее, до чистого песка, поселяются мхи, а вслед за ним – вереск и лишайник кладония. В мелких западинках, где повлажнее и которые не очень затронуты выжиганием остатков, появились овсяница, медвежье ухо, кошачья лапка. Это и есть работники аварийной службы лесной экосистемы. Через десяток лет они создадут условия, в которых сосновые семена будут приживаться. Конечно, большая часть проростков будет продолжать гибнуть. Но с каждым годом выживших будет становиться всё больше, молодые сосенки начнут тянуться вверх, смыкаться кронами, под кроны начнет проникать брусника, сосняк войдет в стадию жердняка, начнутся «рубки» ухода, и через сотню–другую лет возродится сосновый бор. Если только лет через пятьдесят–шестьдесят сюда снова не придут лесорубы.

image l:href="#image59.png"

Лишайник кладония

image l:href="#image60.png"

Овсяница

image l:href="#image61.png"

Коровяк медвежье ухоКошачья лапка

Когда подобная напасть случается с другим леса, скажем, с майниковым ельником, восстановительные работы требуют более сложных операций, которые идут в несколько этапов.

image l:href="#image62.png"

Майник двулистный Белоус

На месте уничтоженного ельника вырастает трава–белоус, которая создает условия для проникновения сюда березы и черники. В черничнике, под прикрытием березы, начинает возобновляться ель, и через полсотни лет здесь возникает ельник–черничник, который ещё через некоторое время возвращается в исходное состояние ельника майникового. Если же почвенный покров был выжжен очень основательно, то на месте ельника начнут расти мхи и вереск, затем поднимется сосна, а ельник возродится под прикрытием уже не березы, а сосны. Но возродится обязательно.

Может возникнуть вопрос: а где работники аварийной службы пережидают периоды мирного существования лесов? До появления человека эти периоды могли быть очень длительными, фронта работ для ремонтников могло не появляться очень долго. Как они не вымерли? На самом деле восстановление лесов на обширных пространствах, так сказать «капитальный ремонт», – не единственная задача ремонтников. Сплошь и рядом происходят местные нарушения. Упало огромное старое дерево, повалило, падая, ещё пару деревьев помоложе. Подул сильный ветер, повалил ещё несколько старых деревьев, лишившихся прикрытия соседей. В лесном пологе регулярно возникают дырки. Вот эти дырки и штопают ремонтные бригады, постоянно занимаясь текущим ремонтом экосистемы.

Хотя в слово биосфера и входит частица «био», однако это понятие, строго говоря, не имеет отношения к биологии. Изначально термин «биосфера» – из области геологии, точнее геохимии. Деление внешнего слоя Земли на сферы – атмосфера, гидросфера, литосфера – используется геологами с незапамятных времен и отражает своеобразие состава и химических процессов в этих средах. То же самое относится и к биосфере. Биосфера – это та часть верхних слоев планеты, в которых присутствуют активные живые организмы, за счет которых это «геохимическое пространство» имеет совершенно особый состав и особый ход преобразования геологических пород.

С точки зрения эколога, биосфера – совокупность всех экосистем планеты. Эти экосистемы влияют друг ка друга, некоторые из них поставляют друг другу различные вещества или создают друг для друга определенные условия и существовать сами по себе не могут.

Например, леса и болота регулируют сток рек, от которого зависит существование экосистем озёр и морских заливов. Лесные экосистемы, главным образом экосистемы тропических лесов, отвечают за климат планеты. Надо сказать, что в лесах сосредоточено более половины всей массы живых существ планеты, включая и обитателей океанов. Леса расположены в местах, где выпадает наибольшее число осадков. Значительную часть этих осадков растения лесов испаряют обратно в атмосферу. Растения одного гектара вечнозеленого тропического леса ежедневно испаряют около 150 (ста пятидесяти!) тонн воды. Это приблизительно в двадцать раз больше, чем при той же температуре испаряется с одного гектара открытой водной поверхности. А теперь посчитаем – площадь только тропических лесов на планете – около пятнадцати миллионов квадратных километров. Площадь Мирового океана – около 360 миллионов. Результат впечатляет – влажные тропические леса производят такое же количество облаков и, следовательно, дождей, сколько весь Мировой океан. Если экосистемы вечнозеленых тропических лесов исчезнут с лица Земли, а к этому, похоже, дело и идет, климат на планете катастрофически изменится.