Биогеоценоз

      Саморегуляция в лесном биогеоценозе. Процесс саморегуляции в дубраве проявляется в том, что все разнообразное население леса существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность* особей каждого вида определенным уровнем. Насколько велико в жизни леса значение такой регуляции численности, можно видеть из следующего примера. Листьями дуба питается несколько сотен видов насекомых, но в нормальных условиях каждый вид представлен столь малым количеством особей, что даже их общая деятельность не наносит существенного вреда дереву и лесу. Между тем все насекомые обладают большой плодовитостью. Количество яиц, откладываемых одной самкой, редко бывает менее 100. Многие виды способны давать 2-3 поколения за лето. Следовательно, при отсутствии ограничивающих факторов численность любого вида насекомых возросла бы очень быстро и привела бы к разрушению экологической системы. 

      Наблюдения  показывают, что некоторая часть  потомства погибает под влиянием  различных неблагоприятных условий  погоды. Но основную массу уничтожают  другие члены биогеоценоза: хищные  и паразитические насекомые, птицы,  болезнетворные микроорганизмы. 

      Ограничивающее  действие экологической системы  все же не исключает полностью  случаев массового размножения  отдельных видов, которое бывает связано с сочетанием благоприятных факторов среды. Однако после мае совой вспышки особенно интенсивно проявляются регулирующие факторы (паразиты, болезнетворные бактерии и др.). которые снижают численность вредителей до средней нормы. 

      Минерализация  органических остатков. Огромное  значение в жизни леса имеют  процессы разложения и минерализации  массы отмирающих листьев, древесины,  остатков животных и продуктов их жизнедеятельности. Из общего ежегодного прироста биомассы надземных частей растений около 3-4 т на 1 га естественно отмирает и опадает, образуя так называемую лесную подстилку. Значительную массу составляют также отмершие подземные части растений. С спадом возвращается в почву большая часть потребленных растениями минеральных веществ и азота. 

      Животные  остатки очень быстро уничтожаются  жуками-мертвоедами, кожеедами, личинками  падальных мух и другими насекомыми, а также гнилостными бактериями. Труднее разлагается клетчатка  и другие прочные вещества, составляющие  значительную часть растительного  опада. Но и они служат пищей для ряда организмов, например грибков и бактерий, имеющих специальные ферменты, которые расщепляют клетчатку и другие вещества до легкоусвояемых Сахаров. 

     Как  только растения погибают, их  вещество полностью используется  разрушителями. Значительную часть  биомассы составляют дождевые  черви, производящие огромную  работу по разложению и перемещению  органических веществ в почве.  Общее число особей насекомых,  панцирных клещей, червей и других  беспозвоночных достигает многих  десятков и даже сотен миллионов  на гектар. В разложении опада особенно велика роль бактерий и низших, сапрофитных грибков. 

      В  лесном биогеоценозе ясно прослеживается  круговорот веществ и движение  энергии. 

      Лесной  биогеоценоз, использующий энергию  излучения Солнца, в принципе  неистощим как источник органического  сырья. Понятно поэтому большое  внимание, которое уделяют охране, восстановлению и разумному использованию  лесов. Правильно поставленное  лесное хозяйство, учитывающее  особенности леса как сложной  экосистемы, позволяет длительно  эксплуатировать лесные массивы,  не уничтожая их, а повышая  выход хозяйственно ценной продукции. 

     Изменения  в биогеоценозах 

     Хотя  биогеоценоз является саморегулирующейся  системой, стремящейся к устойчивому  состоянию, однако последнее никогда не достигается полностью. Этому препятствует непостоянство внешних условий, например климатических, а также изменения, возникающие в результате жизнедеятельности организмов, из которых состоит биогеоценоз. Остановимся на двух проявлениях изменчивости биогеоценоза: на изменении численности отдельных видов и на изменениях самих биогеоценозов. 

     1.Колебания  численности.  

     Численность  популяции любого вида животных  или растений зависит от баланса  рождаемости и гибели. Увеличение  популяции может быть вызвано  повышением рождаемости, как и  понижением числа погибающих. В природе оба показателя зависят от множества экологических факторов, действующих часто в противоположных направлениях. В наземных биогеоценозах особенно выражены колебания численности в популяциях животных. В результате взаимных приспособлений разных видов в биогеоценозе устанавливается определенный для каждого вида уровень таких колебаний. Для одних видов колебания не велики, для других могут быть значительными, и вид, редкий в данном году, в следующем может стать обычным. Чтобы установить непосредственные причины колебания численности, необходимо детально знать биологию интересующего нас вида и его врагов, особенности влияния на данный вид различных экологических факторов и, наконец, изменчивость этих факторов. Сопоставляя такие данные, можно обнаружить тот из факторов среды, который чаще и сильнее отклоняется от оптимальной для вида величины и, следовательно, изменяет численность популяции. Рассмотрим некоторые примеры. Численность многих видов животных зависит от изменений количества корма. Такая связь особенно заметна на видах, узкоприспособленных к определенному типу пищи. Так, белка питается главным образом семенами хвойных деревьев, и поэтому численность ее сильно зависит от урожая шишек. Пища является основным ограничивающим фактором и для хищников. 

      Размножение  растительноядных насекомых сдерживается  преимущественно хищниками, паразитами  и болезнетворными микроорганизмами. Но если нормальные соотношения  между растительноядными насекомыми  и их врагами нарушаются, то  численность первых может увеличиваться  в десятки и сотни раз. Массовые  размножения некоторых насекомых  наносят особенно большой урон  сельскому хозяйству. 

      Вспышки  размножения вредителя бывают  разной силы и обычно длятся  недолго. Численность вредителя,  достигнув максимума, очень быстро  снижается. Для большинства вредителей  причины снижения сходны. Они  заключаются в ускоренном размножении  хищников и паразитов, а также  в развитии различных вирусных, бактериальных и грибковых заболеваний.  Действию этих биологических  факторов способствует возникающий  при массовых размножениях недостаток  корма. 

      Труднее  определить непосредственные причины,  вызывающие вспышки размножения.  Чаще всего они связаны с  прямым илу косвенным действием  условий погоды. Так, массовое  размножение сибирского шелкопряда, наносящего иногда на миллионах гектаров огромный ущерб лесам Сибири, обычно наступает после сухого теплого лета. 

      Большое  влияние на соотношение видов  в биогеоценозе оказывает деятельность  человека. Общеизвестно, что неограниченная  охота привела местами к почти  полному уничтожению многих ценных  промысловых зверей и птиц, например  бобров, копытных, водоплавающей дичи  и др. Иногда деятельность человека  приводит и к усиленному размножению  ряда видов. Так, против насекомых-вредителей стали широко применять некоторые яды. Они уничтожают не только этих насекомых, но и часть хищных и паразитических животных. Вместе с тем некоторые устойчивые к ядам сосущие насекомые и растительноядные кле щи, которые прежде подавлялись хищниками, стали усиленно размножаться и наносить вред сельскому и лесному хозяйству. Изучение динамики численности различных организмов в биогеоценозе и причин, ее определяющих, необходимо для того, чтобы предвидеть и предотвращать массовое размножение насекомых-вредителей. Это одна из важных задач экологии. 

     2.Cмена биогеоценоза.  

     Любой  биогеоценоз развивается и эволюционирует. Ведущее значение в процессе  смены наземных биогеоценозов  принадлежит растениям, но их  деятельность неотделима от деятельности  остальных компонентов системы,  и биогеоценоз всегда живет  и изменяется как единое целое.  Велика также роль деятельности  человека. Знать закономерности  и направление естественной смены  биогеоценоза необходимо не только  для понимания причин разнообразия  окружающей нас природы, но  и для управления этими процессами. 

      Смена  идет в определенных направлениях, а длительность существования  различных биогеоценозов очень  различна. Примером изменения недостаточно  сбалансированной системы может  служить зарастание водоема. Вследствие  недостатка кислорода в придонных  слоях воды часть органического  вещества остается неокисленной и не используется в дальнейшем круговороте. В глубоких местах остатки планктона откладываются на дне, образуя мелкозернистый ил. В прибрежной зоне накапливаются остатки водной растительности, образующие торфянистые отложения. Водоем мелеет, чему способствуют также отложения глины и песка, поступающие с водосборной площади. Прибрежная водная растительность распространяется к центру водоема, образуются торфяные отложения. Озеро постепенно превращается в болото. Исчезают рыбы и рланктон открытых участков. Многие растения и животные замещаются другими видами, более приспособленными к условиям болот. Окружающая наземная растительность постепенно надвигается на место бывшего водоема. В зависимости от местных условий здесь может возникнуть осоковый луг, лес или иной тип биогеоценоза. 

      Некоторые  устойчивые биогеоценозы после  нарушения способны к самовосстановлению, которое осуществляется через  ряд этапов. Примером может служить  закономерная смена биогеоценозов  при восстановлении елового леса. После вырубки или пожара условия  на месте ельника настолько  изменяются, что ель не может  снова заселить освободившуюся  площадь. На открытых местах  всходы ели повреждаются весенними  заморозками, страдают от солнечного  нагрева и не могут конкурировать  со светолюбивыми растениями. В  первые два года на вырубках  и гарях буйно развиваются  травянистые растения: кипрей (иван-чай), вейник и др. Вскоре появляются многочисленные всходы березы, осины, а иногда сосны, семена которых легко разносятся ветром. Они вытесняют травянистую растительность и постепенно образуют мелколиственный или сосновый лес. Только теперь возни кают условия, благоприятные для возобновления ели. Теневыносливые всходы ели успешно конкурируют с подростом светолюбивых лиственных пород. Когда ель достигает верхнего яруса, она полностью вытесняет лиственные деревья. Так, через ряд временных биогеоценозов восстанавливается исходный биогеоценоз елового леса. 

     3.Географическая  зональность биогеоценозов.  

     Различные  типы биогеоценозов тесно связаны  с географической зональностью. На территории СССР с севера  на юг последовательно располагается  ряд природных зон: тундра, тайга,  лиственный лес, степь, пустыня.  Каждую зону характеризуют преобладающие  типы коренных биогеоценозов.  Наиболее заметно зональные изменения  проявляются в растительности  — ведущем компоненте биогеоце-ноза. Это сопровождается столь же сильным изменением видового состава животных-потребителей и организмов, разрушающих органическое вещество. Почва, будучи важной составной частью экосистемы и результатом ее деятельности, также меняется по географическим зонам. 

     Биогеоценозы, создаваемые человеком 

     Вы  познакомились со структурой  природных биогеоценозов и процессами, протекающими в них без прямого  участия человека. Хозяйственная  деятельность людей — мощный  фактор преобразования природы.  В результате этой деятельности  формируются своеобразные биогеоценозы. К числу их можно отнести,  например, агроценозы, представляющие собой искусственные биогеоценозы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека Н1 Примерами могут служить искусственно создаваемые луга, поля, пастбища. При создании таких биогеоценозов человек широко применяет разнообразные агро-приемы: посев высокопродуктивных трав, мелиорацию (при избыточном увлажнении), внесение удобрений, различные способы обработки почв, иногда искусственное орошение и т. п. К числу создаваемых биогеоценозов следует отнести также парки, плодовые сады и ягодники, лесные насаждения и т. п. 

      При  создании искусственных биогеоценозов  необходимо возможно полнее учитывать  формы взаимоотношений, которые  складываются в таких сообществах  между их компонентами и почвой. Особенно важно учитывать свойства  почвы, необходимость ее охраны  от разрушения ветрами и водой  (эрозии), сохранения естественной  структуры и целостности почвенного  покрова и др. 

      Высокая  численность растений одного  вида на значительных площадях  может привести к тому, что  питающиеся этими растениями  насекомые, которые в естественных  биогеоценозах встречались редко,  сильно размножатся и станут  опасными вредителями возделываемых  культур. Например, свекловичный  долгоносик на естественных лугах  питался немногочисленными видами  растений семейства бурачниковых, не причиняя им большого вреда. Положение в корне изменилось, когда была введена в культуру сахарная свекла, занявшая огромные площади. "Безобидный" свекловичный долгоносик превратился в массового вредителя одной из важнейших сельскохозяйственных культур. Аналогичных примеров существует немало. 

      Создаваемые  человеком искусственные биогеоценозы  требуют неустанного внимания  и активного вмешательства в  их жизнь. При высокой агротехнике  и учете взаимодействия компонентов  агроценоза они могут быть высокопродуктивными, как, например, искусственные луговые угодья, лесонасаждения и т. п.