Биосфероведение - Валерий Степанович Миловатский
На примере соснового бора мы видим как распределены его ярусы. Самый верхний ярус – кроны сосен. В них птицы и животные, которые питаются продукцией сосны. Ярус ниже – уровень сухих сучьев на стволах: здесь поселился лишайник со своим микробиоценозом, дятел промышляет короедов и так далее. Ещё ниже может быть кустарник, заросли папоротника, малины, других растений и крупные млекопитающие (лось, медведь, кабан), насекомые. Ещё ниже – ярус можжевельника, брусники, черники. Непосредственно на почве мягким ковром пружинит мох, заячья капуста, подстил почвы. Далее идут горизонты почвы, где корни, грибницы, микроорганизмы, почвенные животные, устраивают свой собственный мир. И так до материнского слоя. За горизонтальную организацию леса «отвечает» распределение центральных деревьев, опушек, полян, речек, неровностей рельефа и так далее.
Бор действует на окружающую среду, на воздух, воду, почву. Он создаёт свою атмосферу, свой микроклимат. Средняя площадь всей поверхности одной сосны, включая хвою, 30–40 га. Поэтому под её пологом активно изменяются воздушные потоки. «Воздействием леса охватывается масса воздуха», образуемые им внешние «турбулентные вихри способны летом стимулировать выпадение осадков из низких облаков». (А.Ю. Ретеюм) Бор способствует осаждению аэрозолей. Кроме того, накапливая солнечное тепло, он может «порождать местную циркуляцию атмосферы между лесом и прилегающей территорией, подобно бризам». (А.Ю. Ретеюм)
В сосновом лесу дышите полной грудью: его фитонциды очистили воздух от болезнетворных микробов, а накопленные им отрицательные аэроионы увеличат вашу бодрость. Не зря санатории для «легочников» строят в сосновых лесах. Есть удивительные примеры. Муж и жена оставили город и поселились в лесу. Там они открыли лесную лечебницу. К ним стали приезжать безнадёжно больные люди, которые вскоре выздоравливали. Какое лекарство применяли целители? Это было и внимательное, любовное отношение к людям, и психотерапия, травы и ягоды. Но главное, что исцеляло больных – это покой, красота и целительная сила деревьев и леса в целом.
Вышли мы из бора – скажем ему спасибо и подумаем о первостепенной важности лесов для нас и о нашем долге перед ними.
* * *
Первые леса на Земле образовались в конце девона, 350 миллионов лет назад. Палеонтологи свидетельствуют, что в те времена друг друга сменяли папоротниковые, хвощовые, плауновые, саговниковые леса. (Тогда папоротники и хвощи были деревьями, а не мягкими растениями, какими мы знаем их сейчас.) 150 миллионов лет назад появились леса высших растений, голосеменных, – гинкговые леса. Их остатки ещё и ныне сохранились на юге Китая.
И уже в третичном периоде (41 миллионов лет назад), наряду с уже существовавшими более древними хвойными лесами, появились леса покрытосеменных, близкие к современным. В этих древних лесах росли однодольные растения: пальмы, бамбук, панданы и двудольные: магнолии, платаны, фикусы, буки, дубы, клёны, орехи.
Ныне леса занимают на Земле 4 милларда га (40 млн. км2), а 1500 лет назад занимали 7 миллиардов га. В Европе ими занята 1/3 площади, в Африке – 1/4, в Австралии – 1/5. Все леса планеты дают 93 % фитомассы планеты, что составляет 45·109 тонн в год.
Наибольшее значение для биосферы имеют тропические леса. В них существует 4/5 животных и 1/3 растительных видов наземной биоты. Вместе с другими лесами они дают 50 % растительной продукции планеты и 50 % кислорода. «Именно тропические леса в большей мере определяют организованность окружающей природы. Именно они являются не только основным генетическим фондом биосферы, но также тем её подразделением, где совершается жизненно необходимый процесс планетного значения». (Ф. Я. Шипунов)
В настоящее время леса варварски, безумно ликвидируются. Уникальную сельву (лес – по-португальски) в бассейне Амазонки сводят по 2 % в год. В Гаити леса недавно занимали 80 % площади, после 20 лет рубки сейчас осталось 9 %. Во всём мире тропические леса уничтожаются по 0,5 % в год – и уже уничтожены на 58 %. На всей земле в год вырубается около 15 миллионов га леса. Из-за этого на грани вымирания находится 280 видов млекопитающих, 350 видов птиц и около 20 000 видов цветковых растений.
О значении лесов в целом для биосферы академик А.И. Перельман написал так: «Большой научный и практический интерес представляет вопрос о центре биосферы, то есть такой её части, которая играет ведущую роль, определяет своеобразие биосферы в целом, „управляет“ этой сложной системой. Нетрудно доказать, что центром служат ландшафты суши, а точнее, лесные ландшафты. Это объясняется тем, что именно здесь сосредоточена основная масса живого вещества планеты – главного геохимического агента биосферы». И добавляет ради справедливости: «Очевидно, к центру биосферы следует отнести и верхние горизонты океана, то есть фитосферу в целом».
Уничтожая лес, мы разрушаем самый центр биосферы. И в результате оказываемся без главного генофонда планеты, без могучего нашего целителя, защитника от сил стихии и засухи, лишаемся источника красоты. Без леса мы становимся убогими и больными.
Центр биосферы – вот что такое лес!
Глава 14. Основные экологические понятия
Трофические связи биоценоза и их структура. Видовая структура биоценоза: константность, равновесие и созревание биоценоза. Его пространственная структура: горизонтальная и вертикальная. Понятие о сукцессии и её завершающей стадии – климаксе.
Трофическая структура биоценоза
Рассмотрев экосистему леса, нам стало понятно, что организмы разных видов живут сообществами. По отдельности ни один вид не живёт. Эта зависимость может быть большей или меньшей, но она всегда есть. Даже самые независимые организмы, такие, как цианобактерии и архебактерии предпочитают «сотрудничать»: так цианобактерии с эубактериями образуют маты, архебактерии живут в полости погонофор. Масса организмов, особенно многоклеточных, представляющих собой надстройку биоты, паче всего же высокоорганизованные существа вовсе не могут жить без других, в «гордом одиночестве». Если некоторые растения ещё как-то могли бы обойтись без животных, то животные уж никак не проживут без растений: ведь они не могут усваивать ни солнечную, ни химическую энергии так, как это делают фототрофы и хемотрофы.
Самые очевидные и легконаблюдаемые связи между организмами – это пищевые (трофические) связи. Так, сосна пользуется «услугами» микоризы, лось поедает сосновые побеги, грибы и микроорганизмы «лакомятся» его экскрементами (помётом), часть из этих грибов и микроорганизмов образуют микоризу, микориза «выедает» органические продукты, выделяемые корнями сосны. Все такие связи в экологии называются трофической цепью. Трофических цепей в биоценозах много, они переплетаются между собой, образуя трофические сети.
Из цепей и сетей составляются более крупные структуры –
