Одум - Экология - т.1 (947506), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Верхушечная почка сеянцев болотной сосны хорошо защищена пучком длинных плохо горящих игл (рис. 5.24, вставка). Таким образом, ниаовые пожары избирательно благоприятствуют этому виду. При полном отсутствии пожаров поросль лиственных деревьев быстро растет и заглушает болотную сосну. Злаки и бобовые также элиминируются, и поэтому виргинская куропатка и другие животные, нуждаюгциеся в бобовых,не могут процветать в таких лесных местностях при полном отсутствии пожаров.
По общему мнению экологов, великолепные девственные редкостойные сосновые леса на береговой равнине и их обильная дичь являются частью экосистемы «пожарного», или «огнеклимаксного», типа. Лнмгггирующпе факторы л фпзпчсгкпе факторы г(аль~ Рис. 5.2ь Дза крайних тина пожара.
А. Результат слльпшо зг расее~ о поз; ~ ра в Лйдахо с последующей сильной зрозиен зодосборлога бассейна. Б. Планомерное зылгнгангге з лесу пз болотной сосны па юго-западе Джорлжпи, с целью устранить конкуренцию со стороны лпстзгппых порол. г поп лир ~- вать рост бобовых и способстзовзть производстзу ценной соснозой древесины. Выжигание произзодптся зо влажных условиях, вечерозг (ночью огонь будет потушен росой). Обратите внимание па бетгый цвет дыма, сзпдетельстзующпй о малой потере алемептов питания.
и па то. что узкий фронт огня зо многих »гостах легко перешагнуть. Таьяе небольшие позерхпостпые пожары не вредят мурааьям, почзеплым нас««юным н пелкнм мленопитающим. В. Спелый лес из болотной сосны, зыращелпый г применением планомерных пожароз На снимке — Э. Комаргк, один пз перзых нсследозателсй зкологпческо(г роли пожаров, читает лекпию студентач. Вставка — проросток болотшьй сосны; верхушечная почка хорошо защлгцгпа от огпн длинными иглами. (А — спинок Службы леса С)Н»К( Б — фото Л. Нила, научно-исследовательская станция Талл-Тимберз;  — фото Ю.
Одума.) Долгосрочный реаультат разумного использовагцгя огня ягпо видев на примере участков научно-исследовательской станции Тол ь Тимберз в северной Флориде ц на близлежапщх плантащгях юг о-западной Дягорджпи, где уже много лет около полумиллиона гектаров леса управляются ца основе принципов, разработанных покойным Г. Стоддардоьг и Э. и Р.
Коьгарекаьггг, которые еще в 30-х годах начали изучение влияния пожаров па зкосистему в целом. Стоддард (8(оИагг), 1936) одним из первых выступил на защиту контролируемых или «плановых» выяхпганий для увеличения про- 21 Вака» Л»!333 Глава 5 дукцип древесины и дичи в те времена, когда, с профессиональной точки зрения лесоводов, всякий пол«ар считался вредным. Влагодаря системе «точечных» выжиганий и разнообразному использованию земли на участках, предназначенных для высокоприбыльного выращивания леса, удается многие годы поддерживать высокую численность куропаток и диких индеек.
В 1963 — 1978 годах на Станции ежегодно проводились «конференции по экологии пожаров». Труды этих конференций отражают не только местный опыт, но и взаимоотношения пожаров, почвы, растительности и климата в глобальном масштабе. Особенно важную роль пожар играет в прериях.
При достаточной влалсности (например, в высокотравных прериях Среднего Запада СШЛ) пожары благоприятствуют травам за счет деревьев, а в сухих условиях (как па юго-западе США) огонь часто бывает необходимым, чтобы охранить прерию от вторжения пустынных кустарников. Главные точки роста и запасы энергии злаков находятся под землей, так что травы быстро и пышно отрастают после выгорания сухих надземных частей, при котором в почву возвра.щаются элементы питания. Показано, что тесная связь выгорания и выедання травы играет ключевую роль в поддержании поразительного разнообразия антилоп и других крупных травоядных и пх хищников в восточноафрпкансних саваннах. Возможно, самый изученный тип пожаров — это тот, который распространен в эносистеме чапараля на гобережье Калифорнии, в Средиземноморье и в других районах с дождливой зимой и сухим летом.
Здесь пожары .и производимые растениями антибиотики создают уникальный циклический климакс, описанный в гл. 8 (см, также рис. 8 в Приложении). Ыа рис. 5.25 показан пример использования пожаров в охотничьем хозяйстве на верховых болотах Англии. Многолетние обширные эксперименты показали, что выжигание пятнами или полосамп площадью около 1 га каждая (примерно 6 таких пятен на 1 км') приводит к увеличению популяпии шотландской куропатки и добычи охотников. 11уропатки, которые питаются почками вереска, нуждаются для гнездования и укрытия от врагов в зрелом (невыжженом) вереске, по на выжженных восстанавливающихся участках они находят больше пища. Это хороший пример компромисса между зрелостью и молодостью в экосистеме, имеющего важное значение и для человека (см. гл.
8). Растения, как и следовало ожидать, выработали специальные адаптации к поясару так же, как они сделали это по отношению к другим лимитирующим факторам. Зависящие от пожаров и толерантные к пожарам виды моя но разделить на две основные груп.пы: 1) «восстанавливающиеся» виды, которые вкладывают больше энергии в подземные запасающие органы и меньше — в органы размножении (незаметные цветки с малым количеством нектара, Лимитирующие факторы и физические факторы среды 3(5 Рпс. 5.25. Вересковое болото в Лнглии, выхкжепяое полос«ма п пятя«ми, чтобы увезячять продукцию дичи. Светлоокрашеяяые пятна имеют плоШадь примерно по 1 га. Спи»хек служит иллюстрацией желательного соотпошеяия молодой и зрелой растительиости (подробиостя см, в гл.
7, разя.з), а также принципа «краевого эффекта» (см. гл 7), (Р)сох»1, 1968; воспроизведено с разрешения автора,) малочисленные семена) и потому могут быстро регенерировать после того, как пожар убьет надземные части; и 2) «гибнущие з зрелости» виды, которые, напротив, дают многочисленные устойчивые семена, готовые прорасти сразу после пожара. Вопрос «жечь или пе жечь», конечно, может смущать отдельного гражданина, так как последствия выжигания могут быть очень различными в зависимости от време»«и и интенсивности. По своей неосторожности человек нередко бывает причиной увеличения частоты «диких» пожаров, поэтому необходимо активно бороться ча пожарную безопасность в лесах и вонах отдыха. Частное лицо ни в коем случае пе имеет права намеренно или случайно вызывать пожар в природе; но каждый нз нас должен знать, что использование огня специально обученными людьми — часть правильного землепользования.
Хороший обзор экологии пожаров 21' Глава 5 дается в сборнике пол редакцией Козловскп н Альгрена (Ког1отче1гй А11!деев, 1974); рекомендуются также более ранние работы Лльгренов (АЫдгеп, АЬ1атеп, 1960) н Купера (Соорег, 1961), 5. Антропогенный стресс и токсичные отходы как лимитирующий фактор индустриальной цивилизации Определения Природные экосистемы обладают значительной резпстептностью, упругостью илн обоими этими свойствами, которые помогают пере;носить периодические тягкелые или острые нарушающие воздействия. Возможно, это связано с тем, что экосистемы от природы адаптированы ь таким воздействиям. И в самом деле, многие организмы нуждаются в стохастическнх (случайных) нарушающих воздействиях, например пожарах или бурях, для долговременной устойчивости своего существования.
Поэтому экосистемы нередко довольно хорошо восстанавливаются после многих периодических антропогенных нарушений, например случаев загрязнения среды плн периодического снятия урожая. Но хронические (постоянные, продолнающпеся) нарушеншт могут привести к выраженным и устойчивым последствиям, особенно в случае загрязнения промышленными хпмичесшгми отходами, ранее не существовавшими в окружающей среде.
В таких случаях эволюционная история адаптации пе моя'ет помочь организмам. Если мы не сможем сокразпть, ограничить нлн как-то изолировать от глобальных систем жизнеобеспечения те весьма токсичные отходы, которые постоянно производит тратящее много энергии индустриализованное общество, этп ядовитые отходы будут непосредственно угрожать нашему здоровью и станут Лля человечества основным лимнтиру|ощим фактором.
Объяснения Для целей изучения полезно будет разделить антропогенпыа стресс экосистем на Лве группы, хотя эта классификация, как и всякая другая, будет несколько условной: $) острый стресс, для которого характерно внезапное начало, быстрый подъем интенсивности н небольшая продолжительность нарушений; 2) хронический стресс, при котором нарушения невысокой интенсивности долго продолх аются илн часто повторяются — это (по определению одного словаря) «постоянно беспокоящие» воздействия. Природные экосистемы обладают значительной способностью справляться с острым стрессом или восстанавливаться после него (см.
Лимитирующие факторы к фкзкческне факторы среды гл. 2, равд. 6). Пример механизма, обеспечивающего быстрое восстановление, — стратегия покоящихся семян (гл. 4, равд. 3), которая облегчает восстановление леса после его вырубки. Последствия хронического стресса труднее оценить, так как реакции на него не столь наглядны. Могут пройти годы, прежде чем полностью выявятся последствия стресса.
Например, потребовались годы, чтобы выявить связь между заболеваемостью раком и курением илп хроническим слабым ионизнрующим облучением. Еще не ясно, ведет ли экологический стресс к экологическому «раку» (беспорядочному росту на уровне популяций или сообщества). Но можно утверждать, что значительная часть раковых заболеваний у человека связана с веществами, загрязняющими пищу, воду и окружающую среду (Ерзье1п, 1974; Ве11, 1981).
Особенно опасны промышленные отходы, содержащие потенциальные стрессоры, которые представляют собой новые химические вещества и к которым живые организмы и экосистемы еще не смогли приспособиться, так как не встречались с ними ранее на протяжении своей эволюционной истории. Хроническое воздействие таких антропогенных факторов, вероятно, может вызвать существенные изменения в структуре н функции бнотических сообществ в ходе акклиматизации и генетической адаптации к этим факторам. Судя по некоторым данным, в переходный (адаптационный) период организмы особенно чувствительны к другим, вторичным факторам — например, к болезням, которые могут иметь катастрофические последствия. Возрастающий объем ядовитых отходов, наносящих вред здоровью человека при прямом контакте или загрязнении пищи и питьевой воды, приближается к критическим размерам.
В 1978 г., по оценке Совета по качеству окруткающей среды, производилось не менее 50 млн. т ядовитых отходов. В статье под названием «Отравление Лмерики» журнал «Тайм» (22 сентнбря 1980 г.) писал: «Из всех вмешательств человека в естественный порядок вещей ни одно не нарастает такими тревожащими темпами, как создание новых химических соединений. Только в США хитроумныо «алхимики» современности ежегодно создают около 1000 новых препаратов. По последним данным, на рынке имеется около 50000 разных химикатов. Многие пз них, бесспорно, приносят человеку большую пользу, но почти 35000 используемых в СШЛ соеушнений, по данным Федерального агентства охраны окружающеи среды, определенно или потенциально вредны для здоровья человека».
Возможно, наибольшую опасность, которая приведет к катастрофе, представляет загрязнение грунтовых вод и глубоких водоносных горизонтов, поставляющих значительную долю воды для городов, промышленности н сельского хозяйства. В отличие от поверхностных вод загрязненную грунтовую воду почти невозможно 318 Глава очистить, так как она не подвергается воздействию солнечного света, быстрого течения и других еслествеппых очищающих факторов, освобождающих от загрязнений поверхностную воду.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
