Абрам Фет - Катастрофы в природе и обществе

При такой фазовой кривой насекомые будут размножаться безостановочно до точки 3, и популяционная вспышка становится неизбежной. Как только популяция оказывается достаточно плотной, насекомые начинают нападать на спелый лес, и этот режим питания сохраняется,

Рис.13

пока весь спелый лес не погибнет. Тогда плотная популяция насекомых начинает спускаться по склону горы,"приводя в действие" не работавший до того участок 2-3 свойственной этой области кривой рисунка 12. Теперь в лесу, растущем на склоне, начинается вспышка размножения, истребляющая этот лес и скатывающаяся, как волна, сверху вниз. Наконец, вспышка достигает нижней зоны леса, которой свойственна фазовая кривая рис.8. Здесь не может существовать слишком многочисленная популяция, так как справа от точки 1 она может только уменьшаться; излишнее число залетевших насекомых вымирает, и вспышка прекращается.

Так как насекомые не трогают молодых деревьев, то после угасания вспышки лес обычно восстанавливается, начиная расти с возраста, привлекающего насекомых. Поэтому со временем на вершинах гор и на склонах вырастает спелый лес, примерно однородный по возрасту, после чего снова начинается вспышка. Периодическое повторение вспышек действует аналогично лесным пожарам, также опустошающим сразу весь лес, но после пожара лес может вовсе не восстановиться, что после вспышки случается реже. В таких случаях горы покрываются травой или лесом другого типа. Вследствие периодических экологических катастроф, в верхней зоне гор не наблюдается "переспелый" лес с участками деревьев разного возраста: на аэрокосмических снимках чаще всего можно увидеть вершины сопок, покрытые молодым лесом.

Вмешательство человека может изменить вид фазовой кривой, обычно в неблагоприятную сторону. Так, "подъем" кривой, изображенный на рис.13, в природе происходит при особенно благоприятных для насекомых условиях, когда они могут перейти к питанию сильными деревьями; но к такому же подъему кривой может привести ослабление леса вследствие вырубки или промышленного отравления воздуха, облегчающее насекомым использование леса. Так человек провоцирует вспышки массового размножения.

С другой стороны, человек может также уменьшить вероятность вспышек или вовсе прекратить их, прибегнув к химическому или биологическому уничтожению насекомых-вредителей; при этом фазовая кривая может опуститься, как это изображено на рис.14, и опять принять форму рис.8.

Рис.14

До сих пор мы рассматривали популяционные вспышки на примере насекомых – вредителей леса. Но выясненные при этом закономерности носят весьма общий характер. Приведем несколько других примеров, показывающих, что вспышки массового размножения могут иметь важное значение для человека.

Самым известным примером являются вспышки размножения саранчи. С точки зрения зоологической классификации саранча – это попросту один из видов кузнечика, обитающий в засушливых степях, в особенности в степях восточной Азии. В "нормальных" условиях эти кузнечики не являются "общественными" насекомыми и живут, как наши; но если по каким-нибудь (еще не вполне выясненным) причинам плотность их популяции слишком возрастает, то у них вырастают крылья (редуцированные в обычном состоянии), они обретают способность летать, собираются в огромные стаи, становятся тем, что называют саранчой, и перелетают в другие страны, уничтожая там растительность и перемещаясь по мере поедания корма, точно так же, как это делают вредители леса.

Другой пример – исчезновение лесов в древней Греции. Эта горная страна в исторические времена всегда была безлесной, с оголенными скалистыми хребтами. Но в доисторическую эпоху греческие горы были покрыты лесом, о чем сохранились воспоминания в традиции греков, и что подтверждается палеонтологическими исследованиями. Вряд ли эти леса были вырублены редким населением. Существует предположение, что их уничтожили козы, домашние животные, вследствие вспышки массового размножения. Поскольку козы съедали молодые побеги деревьев, лес не восстановился, и дожди смыли с гор не защищенную лесом почву. Таким образом, "классический греческий пейзаж", который мы теперь знаем, является результатом спровоцированной человеком экологической катастрофы. Возможно, таким же образом возникли некоторые пустыни, вследствие чрезмерного выпаса крупного рогатого скота, лошадей и овец – например, пустыня Сахара.

Случайно завезенные в Австралию кролики не нашли в этой стране достаточно сильных естественных врагов; местные сумчатые хищники, к тому времени уже редкие, не могли контролировать их численность, и происшедшая популяционная вспышка поставила под угрозу все сельское хозяйство. Дело дошло до того, что построили изгородь от кроликов через весь континент.

Вероятно, что и наш вид пережил вспышку массового размножения, когда люди освоили охоту на мамонтов и перешли тем самым на новый режим питания. Когда мамонты были истреблены, численность людей, по-видимому, резко сократилась. Возможно, еще одна вспышка размножения человека произошла в двадцатом веке.

Этот поучительный пример связан с размножением лосося. Лосось во взрослом состоянии живет в открытом море, а нерестится в реках нашего Дальнего Востока и Америки, причем каждая рыба через семь лет возвращается для нереста в место своего рождения, в устье той же реки; во время перед нерестом там собирается много рыбы. В пограничной зоне шириной в 12 миль, запрещенной для иностранцев, ее отлавливали только наши рыбаки, а на подходах к этой зоне – также японские рыбаки. Чтобы помешать им это делать, советские ихтиологи предложили правительству расширить запретную зону до 24 миль; предполагалось, что от этого улов лосося значительно увеличится. Но в действительности он заметно уменьшился, а возрос лишь позже, после нескольких семилетий. Чтобы понять, что произошло, мы изложим соображения ихтиологов (пользовавшихся другим описанием) на нашей модели (рис.15), где численности популяции К, М относятся к последовательным семилетиями и потому разнесены по времени на семь лет (все равно, считать ли мальков или рыб, пришедших на нерест).

Лосось – один из видов, численность которых резко убывает при перенаселении, то есть фазовый портрет его популяции загибается резко вниз. На рис.15 жирная кривая изображает фазовый портрет до расширения запретной зоны, а кривая над ней – предполагаемый фазовый портрет после расширения. До этого популяция находилась в устойчивом равновесии 1, а после, как предполагалось, должна была перейти в точку нового равновесия 2, с бо'льшим значением населения.