Развитие и смена биогеоценоза

Неко­то­рые уче­ные и фи­ло­со­фы вос­при­ни­ма­ют био­сфе­ру Земли как еди­ный живой ор­га­низм. Пи­са­тель Ста­ни­слав Лем в своем ро­мане «Со­ля­рис» опи­сал встре­чу людей с по­доб­ной фор­мой жизни – живой пла­не­той Океан. Но так же, как слон не смог бы найти общий язык с огром­ной бак­те­ри­ей, так и герои ро­ма­на не смог­ли ис­сле­до­вать прин­ци­пи­аль­но новую форму ра­зу­ма. Автор де­ла­ет вывод, что че­ло­век ищет в кос­мо­се не про­сто ра­зум­ную жизнь, а формы жизни, по­хо­жие на него са­мо­го, ко­то­рые могли бы кон­так­ти­ро­вать с лю­дь­ми на рав­ных. Если нам ко­гда-ли­бо по­ве­зет найти таких «бра­тьев по ра­зу­му», то для нас и для них об­щи­ми будут за­ко­ны фор­ми­ро­ва­ния и смены био­гео­це­но­зов.

 

 

 

 

Био­гео­це­но­зы, или на­зем­ные эко­си­сте­мы со сба­лан­си­ро­ван­ным кру­го­во­ро­том ве­ществ, смо­гут су­ще­ство­вать бес­ко­неч­но долго, пока внеш­ние силы не вы­ве­дут их из рав­но­ве­сия. Дей­стви­тель­но, тем­но­хвой­ная тайга, ко­выль­ные степи, ши­ро­ко­лист­вен­ные дуб­ра­вы за­ни­ма­ли опре­де­лен­ные тер­ри­то­рии ты­ся­че­ле­ти­я­ми после по­след­не­го оле­де­не­ния.

 

 

 

Де­я­тель­ность че­ло­ве­ка за по­след­ние сто­ле­тия силь­но из­ме­ни­ла ланд­шаф­ты Земли.

 

 

Раз­ви­тие био­гео­це­но­за про­ис­хо­дит не как раз­ви­тие ор­га­низ­ма. Рост и услож­не­ние ор­га­низ­ма опре­де­ля­ет­ся на­след­ствен­но­стью, то есть за­ло­жен­ны­ми в зи­го­те ге­на­ми. Био­гео­це­но­зы воз­ни­ка­ют по дру­го­му прин­ци­пу.  Они фор­ми­ру­ют­ся на ос­но­ве слу­чай­но­го или са­мо­про­из­воль­но­го под­бо­ра видов, име­ю­ще­го­ся в окру­жа­ю­щей среде и спо­соб­но­го су­ще­ство­вать в дан­ных усло­ви­ях.

 

 

Воз­ни­ка­ю­щий таким путем со­став видов не су­ще­ству­ет долго, а ме­ня­ет­ся. Про­цесс из­ме­не­ния идет до тех пор, пока не уста­но­вит­ся со­об­ще­ство, спо­соб­ное под­дер­жи­вать сба­лан­си­ро­ван­ный кру­го­во­рот. Такой про­цесс са­мо­раз­ви­тия био­ло­ги­че­ских си­стем на­зы­ва­ет­ся сук­цес­си­ей.

 

Сук­цес­сия – по­сле­до­ва­тель­ная, необ­ра­ти­мая и за­ко­но­мер­ная смена од­но­го био­це­но­за дру­гим на опре­де­лен­ном участ­ке среды во вре­ме­ни.

Сук­цес­сии могут быть пер­вич­ны­ми и вто­рич­ны­ми, то есть вос­ста­но­ви­тель­ны­ми.

Пер­вич­ные сук­цес­сии на­чи­на­ют­ся с за­се­ле­ния об­на­жив­ших­ся участ­ков тер­ри­то­рий. Это осыпи, от­ме­ли, голые скалы, сы­пу­чие пески или валы, со­здан­ные че­ло­ве­ком.

 

 

 

Без­жиз­нен­ные участ­ки сна­ча­ла за­ни­ма­ют виды, ко­то­рые спо­соб­ны быст­ро рас­се­лять­ся, за­но­сят­ся вет­ром и водой их се­ме­на, споры, при­ле­та­ют на­се­ко­мые, за­бе­га­ют мел­кие гры­зу­ны, и неко­то­рые из них при­жи­ва­ют­ся на дан­ном участ­ке.

Об­ра­зу­ет­ся со­об­ще­ство из слу­чай­ных видов – их на­зы­ва­ют пи­о­не­ра­ми. Они, как пра­ви­ло, ма­ло­устой­чи­вы, а их вид вско­ре вы­тес­ня­ет­ся но­вы­ми по­се­лен­ца­ми.

 

 

На пи­о­нер­ной ста­дии со­об­ще­ство несба­лан­си­ро­ван­ное, в нем еще не сфор­ми­ро­ва­лись слож­ные  цепи пи­та­ния, не за­ня­ты все эко­ло­ги­че­ские ниши, рас­ти­тель­ная про­дук­ция не пол­но­стью ис­поль­зу­ет­ся кон­су­мен­та­ми и ре­ду­цен­та­ми, ко­то­рые на­кап­ли­ва­ют­ся в эко­си­сте­ме. Новые виды, по­се­лив­ши­е­ся здесь, тоже из­ме­ня­ют среду, делая ее непри­год­ной  для себя, и по­то­му вско­ре вы­тес­ня­ют­ся кон­ку­рен­та­ми.

 

 

В ре­зуль­та­те про­ис­хо­дит оче­ред­ная за­ме­на од­но­го био­гео­це­но­за ка­че­ствен­но дру­гим, то есть про­ис­хо­дит смена био­гео­це­но­за. Воз­ни­ка­ю­щее на этом этапе пи­о­нер­ное со­об­ще­ство на­зы­ва­ют также незре­лым.

 

           

Смена био­гео­це­но­зов – это за­ме­на од­но­го био­це­но­за дру­гим, ка­че­ствен­но от­ли­ча­ю­щим­ся от преды­ду­ще­го. По­сте­пен­но, по мере про­ник­но­ве­ния по­пу­ля­ций дру­гих видов, со­об­ще­ство ста­но­вит­ся всё более устой­чи­вым. В нем на­рас­та­ет ви­до­вое раз­но­об­ра­зие, про­ис­хо­дит всё боль­шее на­пол­не­ние его пред­ста­ви­те­ля­ми раз­ных жиз­нен­ных форм. Также про­ис­хо­дит рас­хож­де­ние видов по эко­ло­ги­че­ским нишам и яру­сам. Ослаб­ля­ет­ся кон­ку­рен­ция, уве­ли­чи­ва­ет­ся зна­че­ние вза­и­мо­вы­год­ных от­но­ше­ний. В со­об­ще­стве на­кап­ли­ва­ет­ся все боль­ше видов с дли­тель­ны­ми цик­ла­ми раз­ви­тия.

 

Мно­го­чис­лен­ные па­ра­зи­ты и хищ­ни­ки ре­гу­ли­ру­ют ко­ли­че­ство своих жертв, не до­пус­кая вспы­шек их чис­лен­но­сти. Вся про­дук­ция, со­здан­ная рас­те­ни­я­ми, идет на под­дер­жа­ние огром­ной армии жи­вот­ных, гри­бов и бак­те­рий.

 

 

В одних цепях пи­та­ния пе­ре­ра­ба­ты­ва­ют­ся части живых рас­те­ний и жи­вот­ных. В дру­гих – мерт­вая ор­га­ни­че­ская масса. Оба про­цес­са урав­но­ве­ши­ва­ют друг друга.

 

 

Био­гео­це­но­зы ста­но­вят­ся устой­чи­вы­ми, по­то­му что из­ме­не­ние среды, вы­зы­ва­е­мое од­ни­ми ви­да­ми, ком­пен­си­ру­ет­ся де­я­тель­но­стью дру­гих. Такие эко­си­сте­мы на­зы­ва­ют зре­лы­ми или ко­неч­ны­ми, ко­рен­ны­ми. Кру­го­во­рот ве­ществ в зре­лом био­гео­це­но­зе сба­лан­си­ро­ван.

Вто­рич­ные, или вос­ста­но­ви­тель­ные сук­цес­сии, на­чи­на­ют­ся после ча­стич­но­го на­ру­ше­ния эко­си­стем. Такие на­ру­ше­ния про­ис­хо­дят, на­при­мер, после лес­но­го по­жа­ра, рубки леса, в этих слу­ча­ях уни­что­жа­ют­ся не все эле­мен­ты эко­си­сте­мы, а оста­ет­ся сфор­ми­ро­ван­ная жи­вы­ми ор­га­низ­ма­ми почва, со­хра­ня­ют­ся се­ме­на, кор­не­ви­ща, споры, вы­жи­ва­ют даже неко­то­рые виды жи­вот­ных.

 

На­при­мер, ель­ни­ки в ев­ро­пей­ской части Рос­сии после рубок вос­ста­нав­ли­ва­ют­ся за 60-80 лет, про­хо­дя ста­дии вре­мен­ных со­об­ществ, ку­стар­ни­ко­вых за­ро­с­лей и мел­ко­лист­вен­ных лесов.

 

Эко­ло­ги­че­ские сук­цес­сии яв­ля­ют­ся ме­ха­низ­ма­ми раз­ви­тия и са­мо­под­дер­жа­ния  при­род­ных эко­си­стем.

По­ни­ма­ние за­ко­нов сук­цес­сии важно для мно­гих сто­рон де­я­тель­но­сти че­ло­ве­ка. Сле­ду­ет знать, что био­гео­це­ноз не может быть од­но­вре­мен­но вы­со­ко­устой­чи­вым и на­кап­ли­вать при этом из­бы­ток пер­вич­ной про­дук­ции.

Со­зда­вая аг­ро­э­ко­си­сте­мы – поля, сады и ого­ро­ды, – надо по­ни­мать, что они крайне неустой­чи­вы и тре­бу­ют по­сто­ян­ной под­держ­ки че­ло­ве­ка – вспаш­ки, удоб­ре­ния, по­се­ва, по­ли­ва и т.д.

 

Эта неустой­чи­вость про­яв­ля­ет­ся во вспыш­ках вре­ди­те­лей и ата­ках сор­ня­ков, эро­зии почв, ис­чер­па­нии ми­не­раль­ных со­еди­не­ний.

 

Если на сле­ду­ю­щий год не за­се­ять поле вновь, то оно стре­ми­тель­но пре­об­ра­зу­ет­ся в пу­стошь, а затем в ходе сук­цес­сии – в луг или ку­стар­ни­ко­вые за­рос­ли.

  

Чтобы не под­ры­вать ста­биль­ность био­це­но­за и по­лу­чать при этом пер­вич­ную про­дук­цию, люди долж­ны так ор­га­ни­зо­вы­вать ланд­шафт, чтобы он вклю­чал зре­лые и незре­лые эко­си­сте­мы. Имен­но по­это­му мечта пре­вра­тить землю в цве­ту­щий сад несбы­точ­на. Сад, поле – пи­о­нер­ные и неста­биль­ные эко­си­сте­мы. У че­ло­ве­че­ства про­сто не хва­тит сил бо­роть­ся про­тив за­ко­нов при­ро­ды. Сады и поля долж­ны че­ре­до­вать­ся в ланд­шаф­те с ле­са­ми, во­до­е­ма­ми и дру­ги­ми ти­па­ми био­гео­це­но­зов, обес­пе­чи­вая всё то би­о­раз­но­об­ра­зие, на ко­то­ром и стро­ит­ся устой­чи­вость при­род­ной среды в био­сфе­ре.

 

Неста­биль­ные эко­си­сте­мы

Да­ле­ко не все­гда тре­бу­ют­ся внеш­ние силы для того, чтобы из­ме­нить био­гео­це­ноз. В при­ро­де су­ще­ству­ет мно­же­ство неста­биль­ных со­об­ществ, це­ле­на­прав­лен­но из­ме­ня­ю­щих­ся даже без ка­ко­го-ли­бо внеш­не­го вме­ша­тель­ства. Ме­ле­ют и за­рас­та­ют глу­бо­кие озера, на месте мок­ро­го луга вско­ре по­яв­ля­ют­ся за­рос­ли ку­стар­ни­ков. Ли­шай­ни­ки на ска­лах по­сте­пен­но за­ме­ня­ют­ся мхами, а затем тра­ва­ми. Под ними фор­ми­ру­ет­ся тон­кий слой почвы. Всё это – при­ме­ры неста­биль­ной эко­си­сте­мы, со­об­ще­ства ко­то­рой быст­ро ме­ня­ют ви­до­вой со­став.

                   

Ко­рот­ко­су­точ­ные сук­цес­сии

На­ря­ду с круп­ны­ми, дол­го­сроч­ны­ми сук­цес­си­я­ми в при­ро­де про­те­ка­ет мно­же­ство мел­ко­мас­штаб­ных и сроч­ных сук­цес­сий. Про­ис­хо­дит за­рас­та­ние зем­ных вы­бро­сов кро­тов, за­ва­лов де­ре­вьев в лесу, ниш вы­со­ких луж, пру­дов и т.д.

 

На­ря­ду с рас­ти­тель­но­стью этих участ­ков ме­ня­ет­ся жи­вот­ное и мик­роб­ное на­се­ле­ние. Такие мел­кие сук­цес­сии по­сто­ян­но про­ис­хо­дят в круп­ных ста­биль­ных био­гео­це­но­зах, вос­ста­нав­ли­вая в них ло­каль­ные на­ру­ше­ния и под­дер­жи­вая це­лост­ность  эко­си­стем.

                   

Пер­ма­куль­ту­ра

Пред­став­ле­ние об эко­си­сте­мах дало на­ча­ло ин­но­ва­ци­он­но­му сель­ско­му хо­зяй­ству  – пер­ма­куль­ту­ре, или пер­ма­нент­ной аг­ро­куль­ту­ре. Впер­вые тер­мин был упо­треб­лен ав­стра­лий­ца­ми Бил­лом Мол­ли­со­ном и Дэ­ви­дом Холм­гре­ном в 1974 году.

           

Пер­ма­куль­ту­ра ста­ра­ет­ся со­здать есте­ствен­ную эко­си­сте­му и от­ка­зы­ва­ет­ся от  ис­поль­зо­ва­ния син­те­ти­че­ских удоб­ре­ний, пе­сти­ци­дов, ре­гу­ля­то­ров роста рас­те­ний, кор­мо­вых до­ба­вок и ге­не­ти­че­ски мо­ди­фи­ци­ро­ван­ных ор­га­низ­мов и семян. Ис­кус­ствен­но со­здан­ное пер­ма­куль­тур­ное со­об­ще­ство об­ла­да­ет устой­чи­во­стью и не тре­бу­ет даль­ней­ше­го вме­ша­тель­ства че­ло­ве­ка для под­дер­жа­ния своей струк­ту­ры.