![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Охрана природы, Экология, Природопользование
Почему не "стареют" естественные лесные экосистемы: динамика случайных нарушений |
Почему не "стареют" естественные лесные экосистемы: динамика случайных нарушений Нередко от работников лесного хозяйства приходится слышать утверждение, что "если лес своевременно не срубить, то он переспеет и погибнет от старости". На первый взгляд это утверждение не лишено некоторого смысла - ведь деревья действительно не вечны, и если какой-либо участок леса состоит из деревьев преимущественно одного возраста, то рано или поздно он должен начать распадаться от старости, под воздействием дереворазрушающих грибов и насекомых-фитофагов. С другой стороны, огромные массивы лесов в самых разных частях земного шара тысячи и миллионы лет существовали без какого-либо вмешательства человека (в том числе и рубок). Кое-где такие массивы дожили и до наших дней, и на их территории практически нет участков погибшего от старости леса. Для того, чтобы понять, почему не стареют и не гибнут от старости естественные леса, надо разобраться в естественных механизмах смены поколений деревьев в этих лесах. Если посмотреть на то, как устроен любой из массивов естественных лесов практически в любой части Земли, то первое, что бросается в глаза - сильная пространственная неоднородность этих лесов. Лес состоит из отдельных деревьев или их групп разного возраста, разных видов; практически везде можно найти подрост разной высоты; иногда встречаются участки, образованные преимущественно деревьями одного возраста, но это скорее исключение, чем правило. Связано это с тем, что процессы развития, роста, старения и гибели отдельных деревьев, их групп и отдельных участков леса в пределах такого лесного массива происходят неодновременно и зависят от огромного количества случайных причин - вываливания деревьев ветром, гибели от болезней, пожаров или экстремальных погодных условий и т.д. В результате в лесу формируется сложная мозаика из небольших участков, каждый из которых имеет свою историю развития, свою структуру древостоя и других ярусов леса, свой наиболее вероятный путь дальнейшего развития. Каждый из таких участков, безусловно, развивается и в какой-то степени "стареет" по мере старения господствующего на нем поколения деревьев; гибель старых деревьев в пределах такого участка дает возможность развития более молодым деревьям на той же территории. На каждом маленьком участке леса деревья растут, стареют, гибнут от старости или иных причин и замещаются новыми, которые вновь стареют и гибнут и так до бесконечности. Лес же в целом, состоящий из бесчисленного множества таких отдельных участков, тысячелетиями остается в состоянии устойчивого равновесия и никогда не стареет. Такая устойчивая система, позволяющая лесным массивам тысячелетиями оставаться в состоянии равновесия и обеспечивающая постепенность смены поколений деревьев по мере их старения и гибели, получила название динамики случайных нарушений. Эта динамика характеризует все естественные лесные массивы Земли, еще не преобразованные хозяйственной деятельностью человека. Если говорить о бореальных лесах (лесах умеренных поясов Земли), в том числе о российской тайге, то основное значение для поддержания устойчивости лесных экосистем во времени имеют два вида нарушений - нарушения, связанные с жизнью популяций древесных пород (т.е
. естественной гибелью отдельных старых деревьев или их групп) и пожары. "Оконная" динамика Основным механизмом смены поколений деревьев, поддержания специфической мозаичности лесов и высокого биологического разнообразия во многих типах леса является динамика, связанная с гибелью отдельных старых деревьев или их групп, образования за счет этого "окон" в пологе древостоя и формирования в этих окнах групп молодых деревьев. Этот механизм постепенной смены поколений деревьев получил название оконной динамики (а соответствующая ей мозаичность лесных экосистем - оконной мозаики). В настоящее время оконная динамика является основным механизмом самоподдержания естественных тропических, субтропических и бореальных влажных ("дождевых") лесов, а также некоторых наименее затронутых хозяйственной деятельностью человека лесов таежной зоны. Четко выраженная оконная динамика наблюдается в лесах, в течение очень длительного времени (существенно превышающего время жизни основных видов деревьев) не подвергавшихся воздействию катастрофических нарушений - пожаров, вырубок, сельскохозяйственных расчисток и т.д. Для таежной зоны Европейской России этот срок составляет 200-500 лет, увеличиваясь с юга на север, от более влажных регионов к более сухим и от участков с более богатыми почвенными условиями к более бедным участкам. Связано это с тем, что после катастрофических нарушений как правило формируется относительно одновозрастное и простое по структуре первое поколение деревьев, развивающееся относительно синхронно и потому относительно синхронно гибнущее от старости, болезней и вредителей. Более или менее равновесный характер оконной динамики устанавливается лишь по мере роста и начала распада следующего, хотя бы относительно разновозрастного поколения деревьев. Сохранились, однако, участки таежных лесов, где оконная динамика древесного яруса и связанная с ней мозаичность всех остальных ярусов леса существуют в течение тысячелетий. В Европейской России такие леса особенно характерны для ненарушенных промышленными рубками участков западного макросклона Среднего и Северного Урала, но отдельные их участки можно встретить и в других частях таежной зоны. Для этих лесов характерны следующие особенности: Высокая мозаичность древостоя и всех остальных ярусов леса, связанная с постоянным вываливанием или (реже) усыханием "на корню" отдельных старых деревьев, их групп или целых участков древостоя и формированием на их месте новых, более молодых групп деревьев, а также преобладание или значительная доля участков с низкой сомкнутостью крон деревьев и высокой освещенностью нижних ярусов леса. Непрерывность процесса гибели крупных деревьев и образования окон обеспечивает поддержание разновозрастности древостоев, их стабильности во времени (при рассмотрении больших площадей леса) и сложной световой мозаики под пологом леса. Благодаря этой световой мозаике и наличию под пологом леса сильно освещенных участков, в таких лесах можно встретить как исключительно теневыносливые виды растений, например кислицу или седмичник, так и светолюбивые виды - малину, иван-чай и другие.
Непрерывный популяционный возрастной спектр большинства древесных пород, образующих древостой. В норме подобные леса являются полидоминантными с господством темнохвойных пород и примесью лиственных - в южной тайге ильма, липы, клена, дуба, ясеня, березы, в средней и северной тайге - березы. Как правило, темнохвойные породы деревьев (ель, пихта, сосна сибирская) характеризуется непрерывным возрастным спектром (рис. 6) и наличием всех возрастных стадий и возрастов деревьев (всходы могут отсутствовать, что связано с неежегодным обильным образованием еловых семян). Лиственные породы деревьев могут не иметь непрерывного возрастного спектра, что связано как с меньшей их долей в составе древостоя по количеству особей (и, соответственно, большими флуктуациями численности), так и с большей их зависимостью от размера образующихся окон (и, соответственно, большей зависимостью от действия ураганов, экстремальных погодных условий, вспышек численности вредителей и болезней). Наличие большого количества валежа разных размерных классов и разных степеней разложения, а также ветровального почвенного микрорельефа (включающего западины и бугры ветровально-почвенных комплексов разного размера и возраста). Валеж и ветровальный почвенный микрорельеф создают высокую степень неоднородности субстратных условий под пологом леса, обеспечивая, совместно со световой мозаикой, высочайшее разнообразие экологических ниш и возможность сосуществования в пределах одного участка леса огромного количества видов растений и животных. Наличие мощных, насыщенных органическим веществом верхних почвенных горизонтов, обеспечивающее, вместе с валежом и ветровальным микрорельефом, высокую влагоудерживающую способность этих лесных экосистем, преобладание внутрипочвенного стока над поверхностным и поддержание особого микроклимата под пологом леса, характеризующегося повышенной влажностью воздуха и верхних почвенных горизонтов и, как следствием, сглаженными суточными колебаниями температуры. Как правило - значительное участие или преобладание в составе травяно-кустарничкового яруса видов из группы таежного крупнотравья - щитовника австрийского, кочедыжника женского, диплазиума сибирского и других крупных папоротников, бодяков огородного и разнолистного, цицербиты альпийской или уральской и многих других сходных с ними по экологии видов растений. Леса с оконной динамикой древесного яруса имеют ключевое значение для сохранения в естественных условиях большого количества видов таежной флоры и фауны. Кроме того, благодаря огромному количеству запасенного в почве этих лесов и на ее поверхности мертвого органического вещества, эти леса имеют очень большое водорегулирующее (как эффективная природная губка) и климаторегулирующее (как резервуары исключенного из атмосферного круговорота углерода)8 значение. К сожалению, таких лесов сохранилось исключительно мало, и с каждым годом их площадь сокращается все сильнее и сильнее - прежде всего, под воздействием вырубок и возникающих вокруг них и лесовозных дорог пожаров. Лес и лесные пожары Лесные пожары - явление достаточно обычное для большей части таежной зоны Европейской России.
При выпасе скота также не было больших проблем с загрязнением среды, это объяснялось тем, что экскременты распределялись по пастбищам равномерно и тем самым включались в естественные циклы. Но на крупных предприятиях при концентрированном содержании животных положительные явления стали превращаться в негативные. В таком случае происходило накопление вредных отходов, оказывающих разрушительное влияние на экосистемы. Негативное воздействие животноводческих отходов сокращается в тех случаях, когда их используют в переработанном виде: компостируют либо превращают в навоз посредством смешения их с соломой, торфом или мелкими отходами деревообработки. Таким образом, отходы включаются в процессы круговорота и в пищевые цепи. Также важно не строить животноводческие комплексы вблизи мест проживания людей, сохранять вокруг них наиболее продуктивные (в частности, лесные) экосистемы. Зоны рядом с животноводческими комплексами носят название санитарно-защитных зон. Для птицефабрик на 400—500 тыс. голов подобные зоны, как правило, должны иметь ширину примерно 2,5 км, для свиноферм на 100 тыс. голов примерно 5 км, а для свиноферм на 200—400 тыс. голов уже 10—15 км и больше. 34. Лесной фонд планеты и России
1. Мониторинг состояний лесных экосистем
5. Что такое естественная тайга?
9. Естественно-научное познание: структура и динамика. Основы методологии естественно-научного познания
10. Современные лесозаготовки и их влияние на процесс естественного возобновления леса
12. Основные причины нарушения зрения
13. Применение оорных схем на уроках литературы в школах для детей с тяжелыми нарушениями речи
14. Депривационные феномены как причина и следствие нарушенного развития
15. Причины разнообразия и сходства экосистем
16. Солнечные пятна, динамика и механизм их образования, способы их учета в экологии и астрофизике
18. Жемчужина сибирской тайги. Соболь
19. Лекции по естественной географии
21. Льготы по налогу на прибыль, динамика их изменений
25. Объективные причины октябрьской революции 1917 г.
26. Причины поражения России в русско-японской войне 1904-05 гг.
28. Ответственность за нарушения налогового законодательства
29. Производства по делам о нарушении таможенных правил
30. Основные причины и закономерности появления государства и права
31. Английская литература (представители)
32. Билеты по Литературе (2003г., МТЭТ РГТЭУ)
33. Минск в мемуарной литературе: Библиографический реферативный обзор
34. Расцвет критического реализма в театральной культуре и литературе России
35. Естественная и гуманитарная культуры. Научный метод
36. Серебряный век в русской литературе и искусстве
37. Время в античной литературе
41. Литература в годы Великой Отечественной войны
42. Социальные и философские причины бунта Раскольникова
43. Можно ли утверждать, что литература сегодня воспитывает читателя?
44. Сочинения по литературе (шпаргалка)
45. Причины возникновения романтизма
46. Античная цивилизация. Наследие древнегреческой литературы
47. Г. Белинский - критик и теоретик детской литературы
49. Книга Г.О. Винокура "О языке художественной литературы"
50. Литература эпохи войн и революций
51. Место Михаила Зощенко в русской литературе
52. Образ учителя в современной литературе
53. Россияне - лауреаты Нобелевской премии по литературе (И.Бунин и Б.Пастернак)
58. Философия любви в произведениях русской литературы XIX-XX века
59. Лекции по зарубежной литературе 20 века
60. Билеты 2003 год, литература
61. История литературы Соединенных Штатов Америки
62. Конспект критических материалов. Русская литература 2-й четверти XIX века
63. Шпоры по Поэтике или теории литературы
64. Советская литература в жестоких испытаниях войны
65. Причины появления лирики и ее родовые особенности
66. Тема бала в русской классической литературе
67. Пауло Коэльо - Алхимик литературы
68. Русская литература ХІХ века
69. Проблемы социальной защиты в произведениях художественной литературы 20-30 годов XX века
74. Смута в России: причины, ход, последствия
75. Война 1812 года: причины, ход, последствия
76. Вражда Народов: причины и последствия
80. Взаимодействия с ЭВМ на естественном языке
82. Естественное вскармливание
84. К-Лимфоциты. Естественные клетки киллеры (ЕКК)
85. Наследственные заболевания, связанные с нарушением липидного обмена. Болезнь Гоше.
89. Причины возникновения язвенной болезни
90. Анализ причин осложнений вторичной хирургической обработки гнойных ран
91. Вегето-сосудистая дистония: причины, симптомы и лечение
93. Загрязнение вод и нарушение режима стока
94. Нарушение экологического равновесия
96. Принципы рационального использования лесов