Правило Тинеманна. Экологическая инженерия.

• Примеры и дополнительная информация

1. Русскими и туркменскими учеными разработаны методы улучше- ния пустынных пастбищ без полива и удобрений. Они основаны на подборе продуктивных и устойчивых местных видов, которые, не конкурируя друг с другом, могли бы сообща наиболее полно ис- пользовать почвенную влагу — главный ограничивающий в пус- тынях ресурс. Растительные сообщества формируют из видов, над- земные и подземные части которых располагаются на разном уров- не: над почвой — до высоты 2—5 м и в почве — до глубины 15 м. Это деревья и кустарники (саксаул, джузгун, эфедра), полукустар- ники (полынь, терескен и др.), многолетние и однолетние травы. Таким образом, растительный покров на искусственных пастби- щах многоярусный и дает более полноценный набор кормов, чем на нарушенных пастбищах.

 

77

2. Увеличение численности или улучшение жизненного состояния какого-либо вида после того, как из его местообитания был удален конкурент, называют экологическим высвобождением. Оно проис- ходит, если виды частично перекрывались в использовании ресур- сов. Например, если в еловом лесу выбрать площадку с осокой во- лосистой и окопать ее, подрезав корни ели, то через несколько дней этот участок будет выделяться более темной зеленью. Это значит, что у растений осоки резко улучшилось азотное питание после то- го, как из почвы перестали забирать азот еловые корни.

3. Акклиматизация видов, т. е. переселение их в отдаленные районы, часто приводит к нежелательным результатам из-за конкурентных отношений. Один из самых известных примеров — массовое раз- множение завезенных в Австралию кроликов, которые там стали вредить на полях и пастбищах, а также подрывать кормовую базу местных травоядных — кенгуру. Численность кенгуру в результа- те резко снизилась.

4. Расселение ондатры — пример успешного размножения вида, не встретившего конкуренции в новых районах обитания. Этот зве- рек был завезен в Европу из Северной Америки в первой трети века. В настоящее время он стал широко распространенным про- мысловым видом и в нашей стране, включая Сибирь. Ондатра — грызун, питающийся сочной околоводной растительностью. Видов со сходным образом жизни в нашей фауне нет. Однако там, где встречается ценный пушной зверь выхухоль, ондатра вытесняет его с берегов водоемов, хотя выхухоль питается не растениями, а различными водными беспозвоночными.

5. Виды растений сильно различаются по конкурентной способности. Одни из них могут прорастать только на оголенных местах, но не выдерживают конкуренции и быстро исчезают, когда там по- являются другие виды. У них огромное количество легко распро- страняемых семян, и такие растения постоянно кочуют, первыми осваивая места, где нарушается растительный покров. К таким растениям относятся всем известные однолетние сорняки лебеда, мокрица, а из многолетних — мать-и-мачеха.

Конкурентоспособные виды, заняв пространство,-долго удержива- ют его за собой, не пуская других. У таких растений обычно очень мощная корневая система и длительный жизненный цикл. Ковыль в степи может жить до 100 лет, сохраняя зимой жизнеспособные подземные органы и каждую весну выпуская новые побеги. На месте старых отмирающих растений вырастают новые, и ковыль- ные участки степи существуют очень долго, если они не наруша- ются человеком.

7Я

• Вопросы. 1. В каких случаях экологически близкие виды уживаются в одном сообществе? 2. Назовите 5—6 видов растений, первыми появляющихся на вспа- ханных полях или обнажившихся участках земли. Долго ли они удерживаются на месте, если предоставить участки стихийному зарастанию? Что можно сказать о конкурентной способности таких видов? 3. JHa одном из морских мелководий су- ществовало сообщество из 8 видов малоподвижных животных: моллюсков мидий и морских блюдечек, сидячих рачков морских желудей и морских уточек и других. Всеми ими питался один вид хищника — крупная морская звезда, которая больше всего поедала мидий. Чтобы сохранить сообщество, всех морских звезд выловили и удалили. Через некоторое время на участке не осталось никаких видов, кроме мидий. Объясните, как это могло произойти. Какой вывод можно сделать о роли хищников в сообществах на основании этого примера? 4. Как рациональнее про- извести посадку леса с учетом возрастания конкуренции между деревьями по ме- ре роста: сразу на расстояние, соответствующее площади питания взрослого де- рева, или более густо, с последующим прореживанием? Объясните вашу точку зрения. 5. Назовите как можно большее число способов избежать пищевую кон- куренцию: 1) у совместно обитающих насекомоядных птиц; 2) у муравьев. 6. На- зовите виды растений и животных, которые выступают конкурентами по отноше- нию к человеку в его сельскохозяйственной и промысловой практике.

 

• Темы ДЛЯ дискуссий. 1. Должен ли человек стремиться уничтожить дикие виды, являющиеся конкурентами домашних животных и растений? 2. Конкури- рующие виды часто можно найти в природе в одном местообитании. Значит ли это, что закон Гаузе о конкурентном исключении неверен? 3. Как бы вы спланиро- вали территорию старых отвалов, чтобы создать на этом месте богатое многови- довое сообщество растений и животных? 4. Считают, что одновидовые посевы культурных растений менее эффективны с экологической точки зрения по сравне- нию с многовидовыми. Согласны ли вы с этим мнением? Почему да или почему

f  нет? Какую связь это имеет с проблемой межвидовой конкуренции растений?

 

 

ВСПОМНИТЕ                     § Ц, популяции

Ареал

гт                                              В жизни любого живого существа большую роль

Популяция

д                                                играют отношения с другими представителями

Внутривидовые                   собственного вида. Отношения эти осуществля-

отношения^                            к у г с я  в   п о п у л я ц и я Х  л   «Популюс»  по-латыни —

«народ», и в точном переводе слово «популяция» означает «население вида на какой-либо территории».

Любой вид — это большая популяция и, в свою очередь, состоит из более мелких популяций, так как вид неоднородно распреде- лен в пространстве.

Взаимосвязь отдельных популяций. В пределах занимаемой видом общей территории — ареала — встречаются места как более пригодные, так и малоподходящие для жизни. Поэтому возникает некоторая отгра- ниченность одной популяции от другой. Соседние популяции сообщают-

79

ся друг с другом в процессах расселения, переноса семян и зачатков, сезонных миграций. У некоторых видов такая связь соседних популя- ций постоянная, у других — эпизодическая. Например, у озерных окуней — островной тип распределения, когда одно пригодное для жиз- ни пространство (озеро) резко отделено от другого, как острова в море. У них связь популяций возникает только изредка, в половодья или на- воднения. У семиточечной божьей коровки, свободно перелетающей из одного местообитания в другое, границы между отдельными популяция- ми сильно размыты.

Условия жизни видов в разных частях ареала могут сильно разли- чаться. Например, белки в лесах Белоруссии и Дальнего Востока живут в условиях разного климата, в разных типах леса, в окружении разных врагов и т. д. Каждая популяция оказывается приспособленной к своим условиям. Поэтому любой широко распространенный вид экологически неоднороден.

Взаимоотношения особей внутри популяции. Члены одной и той же популяции — это соседи, вынужденные сообща осваивать занимае- мую территорию и размножаться на ней, поэтому у них много общего в приспособительных особенностях и возникает разная степень взаимо- действий. По характеру этих взаимодействий популяции разных видов

чрезвычайно различны. У некото- рых видов все особи живут пооди- ночке, независимо друг от друга, лишь изредка встречаясь для раз- множения (например, жуки-жуже- лицы или некоторые пауки). Дру- гие образуют в неблагоприятные периоды скопления, вместе пере- живают зиму или засуху в подходя- щих условиях  (божьи коровки). У третьих создаются временные или постоянные семьи, объединяющие родителей и потомство (рис. 48). Есть виды, у которых в пределах популяций особи объединяются в крупные группы, — стаи, стада, ко- лонии (рис. 49), где совершают со- вместные действия (защиту, мигра- ции, добывание пищи). Отношения в популяциях — это внутриви- довые взаимодействия. В популя- циях встречаются все типы биоти- ческих связей, характерные для

80

разных видов, но наиболее распространены два прямо противополож- ных: конкурентные и взаимовыгодные (мутуалистические) отношения. Например, всем известно, что грачи при прилете сначала устраивают драки из-за пригодных мест для гнезда, а затем сообща защищают свою колонию и совместно кормятся на пашнях. В стаях собак или обезьян более сильные особи имеют первое право на пищу (результат конкурент- ных отношений), но они же в наибольшей мере защищают всю стаю (взаимовыгодные связи).

Численность, плотность и структура популяций. Главная ха- рактеристика любой популяции — это ее численность. Она сразу гово- рит нам о том, хорошо или плохо чувствует себя вид в данных условиях. Однако не всегда легко получить эту характеристику, так как для этого надо пересчитать всех особей популяции. Поэтому чаще используют дру- гой показатель — плотность популяции. Плотность — это число осо- бей, приходящихся на единицу пространства, которую мы выбираем для Учета, например число растений пшеницы или одуванчика на квадрат- ный метр или число рачков-дафний в литре воды из данного водоема. Таким образом, можно количественно сравнивать разные популяции, независимо от общего размера занимаемой ими территории. Соотноше- ние особей разного пола или разного возраста — показатели структуры

Я1

популяции. Структура — это соотношение частей в любой системе. По- пуляции можно сравнивать и по распределению особей в пространстве, т. е. по их пространственной структуре, и по другим признакам. Все эти признаки —   количественные.   Следовательно,  популяции  характеризу- ются прежде всего количественными показателями. Ведя наблюдения за отдельными популяциями, мы должны уметь учитывать и рассчиты- вать, оценивать и прогнозировать их численность.

Основные процессы, происходящие в популяции. Основные процессы, происходящие в популяциях, — это рождение и смерть отдельных особей, их частичное расселение за пределы данной террито- рии или появление вселенцев из других популяций. Эти процессы отра- жаются в соответствующих характеристиках: рождаемость,  смерт- ность, вселение (иммиграция) и выселение (эмиграция).

Указанные характеристики отражают скорость, интенсивность про- исходящих процессов и включают в себя единицы времени, т. е. это вре- менные показатели. Так, рождаемость — это число особей, родившихся в популяции за месяц, год или десятилетие, смертность — число особей, погибших за это же время. Эти характеристики можно выражать в до- лях или процентах от общей численности. Например, рождаемость в 20% за год означает, что за это время на каждые 100 особей популяции появилось 20 новых.

Соотношение процессов рождаемости, смертности, вселения и высе- ления определяет численность конкретных популяций.

Человек в своей конкретной практике имеет дело не с отдельными особями или целыми видами, а именно с популяциями растений, живот- ных и микроорганизмов. Домашние животные также живут по популя- ционным законам. Поэтому так важно понимание этих законов и эколо- гически грамотное управление численностью популяций.

 

 

• Популяция.                          • Популяция — это население вида на Внутривидовые                        определенной территории. Приспо-

взаимодействия.                 собленность  вида  к  условиям  зани-

Численность                       маемой  территории  отражается  в  ее

популяции.                        численности. Между членами популя- Плотность популяции.    Ч и и возникают закономерные связи, Структура популяции.    поэтому популяция — надорганиз- Рождаемость.  менная система.