Взаимоотношение фитоценоза и среды

Как уже указывалось, растение и среда представляют собой диалектическое единство. В настоящее время ни у кого не вызывает сомнений средообразующая роль растений. Если отдельные растительные организмы находятся под влиянием среды и в свою очередь действуют на неё, то фитоценоз, т. е. совокупность отдельных организмов, также находится под влиянием среды, которая формируется в свою очередь под влиянием растительности.

При воздействии на среду фитоценоз по существу создаёт свою внутреннюю среду, которая называется фитосредой. При изучении фитосреды сообщества легко заметить, что фитосреда одного сообщества, например соснового леса, резко отличается от фитосреды другого сообщества - берёзового леса.

Взаимовлияние среды и фитоценоза чрезвычайно многообразно, каждый экологический фактор оказывает влияние на строение и жизненные функции фитоценоза, но и структура фитоценоза оказывает не меньшее влияние на среду в целом и на отдельные её факторы.

Влияние фитоценоза на влажность. Любой фитоценоз оказывает существенное влияние на влажность почвы и воздуха. Это особенно хорошо заметно в древесных сообществах, где влажность поверхности почвы бывает выше, чем на открытой, безлесной территории, а на глубине почвы, наоборот. Объясняется это тем, что в лесу на поверхности почвы имеется большое количество органических остатков, которые впитывают влагу, и крона деревьев уменьшает испарение с поверхности почвы. На определённой глубине почвы влага в сильной степени поглощается мощной корневой системой древесной растительности. Так, по данным Высоцкого, влажность почвы на поверхности чёрного пара равняется 3,6 %, целины - 5,9 %, леса – 15 %; на глубине 25 см - соответственно 24,2; 17,5 и 18,4 %.

Фитоценозы, особенно древесные, задерживают своей листвой выпадающие осадки. Чем старше по возрасту лесной массив, тем большее количество осадков перехватывает его крона.

Различные виды растений задерживают неодинаковое количество осадков, поэтому и влажность почвы под фитоценозом бывает разная. Например, лиственный лес, как правило, задерживает влагу своими листьями меньше, чем сосновый и еловый. Это объясняется тем, что вода с листьев лиственных растений легко стекает, а у хвойных растений она в виде капель задерживается на иглах.

Фитоценозы в большой степени влияют на режим стока воды и тем самым предохраняют почвы от вымывания питательных веществ и эрозии. Фитоценоз оказывает сильное влияние на водный режим не только внутри самого сообщества, но и далеко за его пределами. Например, полезащитные лесные полосы способствуют накоплению большого количества влаги внутри лесных полос и в примыкающих к ним полям.

Влияние фитоценоза на температуру. Растительный покров сильно влияет на температуру воздуха и почвы. Температура воздуха внутри фитоценоза всегда много ниже, чем на открытом месте. Особенно легко это обнаружить в лесу. Кустарниковая и травянистая растительность также влияет на температурный режим почвы и воздуха. Но характер влияния может резко меняться в зависимости от строения и географического положения фитоценоза.

Густой луговой растительный покров всегда препятствует проникновению тепла к поверхности почвы, и поэтому летом почва на лугах бывает холоднее, чем на открытых местах.

Влияние фитоценоза на тепловой режим зависит от многих причин: видового состава, возраста, ярусности, густоты стояния и др.

Несомненно, что растения одного и того же фитоценоза, но разных ярусов находятся в неодинаковых температурных условиях.

Влияние фитоценоза на освещённость. Количество света, проникающего в фитоценоз, в значительной степени зависит от ярусности, густоты стояния, видового состава растительности и других особенностей строения фитоценоза. В любом фитоценозе часть солнечных лучей поглощается растениями и тем сильнее, чем ярче выражена ярусность и облиственность сообщества. Хорошо известно, что при одинаковой густоте стояния растений в сосновом лесу всегда бывает светлее, чем в лиственном.

В различных фитоценозах количество света, проникающего к отдельным ярусам, неодинаково. Прежде всего это зависит от строения растений верхнего яруса. Проникновение различного количества света в яруса обусловливает и видовой состав растений отдельных ярусов. Как уже указывалось, в зависимости от отношения к свету растения делятся на 3 основные группы: светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые. Представители этих экологических групп растений лучше растут при определённом количестве света. Так, например, для такого светолюбивого растения, как лиственница европейская, минимальное количество света составляет 20% от полного дневного освещения. При наличии меньшего количества света лиственница гибнет. У другого светолюбивого растения - сосны обыкновенной - хвоя перестаёт расти при 9,1% от полного дневного освещения. Тогда как такое тенелюбивое растение, как бук лесной, может расти при наличии всего 1,3% света от полного дневного освещения. Если буковые деревья растут при очень слабой освещённости, то травянистая растительность этих лесов получает под пологом деревьев ещё меньше света.

Влияние фитоценоза на освещённость резко изменяется в зависимости от периода года: весной, когда деревья стоят без листьев, нижний ярус - травянистая растительность - получает света гораздо больше, чем летом.

Влияние фитоценоза на скорость и силу ветра. Скорость ветра на ровной поверхности бывает всегда сильнее в верхних слоях атмосферы, чем в нижних. Фитоценоз оказывает большое влияние на скорость ветра, и чем дальше, например, в глубь леса, тем меньше становится сила ветра. Различная сила ветра наблюдается и по ярусам: в нижнем ярусе сила ветра всегда бывает меньше, чем в верхнем.

Влияние фитоценоза на почву. Как указывал крупнейший почвовед нашей страны В. В. Докучаев, почвообразовательные процессы проходят под влиянием материнских горных пород, рельефа, климата и живых организмов. Существенную роль в почвообразовательном процессе выполняют фитоценозы. Разные типы почв образуются под влиянием различных фитоценозов, так, например, формирование чернозёмов проходило под воздействием степной травянистой растительности, подзолистые почвы в северных областях образовались при непосредственном влиянии хвойной древесной растительности, красноземы создались при участии субтропической и тропической древесной растительности.

Почвообразовательные процессы неразрывно связаны с накоплением органических веществ. Основным поставщиком их являются растения, которые откладывают эти вещества в виде опадающих надземных частей, отмерших корневых систем и т. д. Количество откладываемой органической массы зависит от характера, структуры фитоценозов.

В различных фитоценозах на 1 га почвы опадает следующее количество надземных частей (в тоннах): в тундре и лесотундре - 0,4, в смешанном лесу - 5...7, в степи - 6...10, в пустыне - 0,4...2,3, во влажном тропическом лесу - 100...200.

Фитоценозы способствуют накоплению гумуса в почве, образованию структуры почвы, обусловливают различный химический, механический состав, плодородие почвы, её тепловой режим и др.

На формирование почв большое влияние оказывают не только высшие, но и низшие растения, которые в процессе своей жизнедеятельности накапливают в почве большое количество органической массы. Таким образом, в природе всегда наблюдается значительное влияние растительности, на строение почвы, и, наоборот, строение почвы оказывает влияние на характер растительности.

Влияние фитоценоза на рельеф. Как уже было отмечено, растительность сильно регулирует характер стока воды, его скорость и равномерность, что приобретает особое значение на холмистых и горных рельефах. Организация правильного использования растительности фитоценозов, например организация плановой пастьбы животных, предохраняет вытаптывание склонов и их размыв. Неразумная вырубка лесов приводит обычно, особенно на горных склонах, к смыванию почвенного покрова, а следовательно, и к уничтожению фитоценоза.

Влияние деятельности человека на фитоценозы. Жизнь человека неразрывно связана с растениями, от которых он получает разные продукты питания и сырье для различных видов промышленности. Влияние человека на растительный покров земного шара превышает влияние любого другого фактора среды. Растительность всех континентов сильно изменена человеком, и в настоящее время воздействие человека на растительность возрастает. Остановимся на некоторых примерах изменения фитоценозов человеком.

В 1501 г. в Атлантическом океане был открыт остров, названный островом Святой Елены. В то время он был густо покрыт местной растительностью. Англичане завезли на этот остров коз, которые уничтожили почти всю местную растительность.

Аналогичную картину уничтожения человеком местных фитоценозов и создания новых можно наблюдать почти во всех районах земного шара. В США -на месте уничтоженных огромных лесных массивов возделываются сельскохозяйственные растения, завезённые из других стран мира, даже сорные растения здесь являются иноземными.

Однако, хотя человек и повинен в исчезновении многих растений, вместе с тем он сделал много по внедрению новых растений, им созданы новые растительные сообщества, которые можно назвать культурными фитоценозами.

В Советском Союзе в настоящее время издан ряд законов по охране природы. В различных географических зонах создано много заповедников, в которых проводится большая научно-исследовательская работа по сохранению естественных богатств как растительного, так и животного мира.

 

Смена фитоценозов

Помимо временных изменений, у фитоценозов бывает и полная смена, когда один фитоценоз заменяется другим. Причинами могут быть землетрясения, извержение вулканов, сильное изменение климатических условий под влиянием, например, смены русла реки и других естественноисторических факторов. Сильное влияние на смену фитоценозов оказывают представители мира животных и, особенно, деятельность человека. Например, постройка таких больших каналов, как Беломорско-Балтийский, Волго-Донской, Каракумский и др., оказала огромное влияние на изменение климата большой территории, что в свою очередь вызвало смену состава растительности и, следовательно, фитоценозов.

Влияние животных на смену фитоценозов особенно резко выражено в горных районах, где неправильно организованная пастьба способствует уничтожению ценных в кормовом отношении видов трав и, наоборот, способствует распространению малоценных, вредных и даже ядовитых видов трав, которые животные при пастьбе обходят, эти виды быстро размножаются, часто происходит полная смена фитоценозов.

Сильные ветровые бури вызывают ветровую эрозию почв, уничтожение почвенного покрова на огромных площадях, в результате чего происходит смена фитоценозов.

Не меньшее значение в смене фитоценозов приобретает водная эрозия, которая вызывается смывом верхних слоёв почвы бурными потоками. Смена лесных фитоценозов часто происходит под влиянием действия лесных пожаров, которые возникают под влиянием грозы, а также небрежного отношения человека.

В районах сложных гидротехнических сооружений, при создании искусственных морей и озёр значительно изменяется климат, а следовательно, происходит смена фитоценозов.

 

Описание фитоценозов

Описание фитоценозов проводится по специально разработанным в методических руководствах положениям. В качестве предварительной схемы описания видового состава фитоценоза можно пользоваться следующей формой (по М. В. Маркову):

Перед сбором количественных показателей необходимо составить подробную характеристику условий, в которых находится данный фитоценоз.

 

№	Название растений	Фаза вегета­ции	Ярус	Жизнен­ность	Оценка обилия по шкале Друде	Данные учёта
Обилие, число экземпля­ров на 1 м^2	Густота, число побегов на 1 м^2	Зелёная масса, г/м"	Коэффи­циент встречае­мости