Александр Челноков - Общая и прикладная экология Страница 21

Экологические стратегии весьма разнообразны, между ними существует множество переходов. Однако все многообразие экологических стратегий заключено между двумя типами эволюционного отбора, которые обозначаются константами логистического уравнения популяционной динамики Ферхюльста:

• r-стратегия определяется отбором, направленным, прежде всего, на повышение скорости роста популяции и, следовательно, таких ее качеств, как высокая плодовитость, ранняя половозрелость, короткий жизненный цикл, способность быстро распространяться в пространстве и пережить неблагоприятное время в покоящейся стадии. К r-видам относятся бактерии, все однолетние сорные растения, многолетние пионерные виды (иван-чай, многие злаки, полыни, эфемерные растения, ивы, береза белая и каменная, осина, лиственница), которые первыми появляются на нарушенных землях и захватывают свободные экологические ниши. Эти виды очень быстро осваивают новые места обитания, но обычно также скоро – в течение жизни одного-двух поколений – сменяются К-видами;

• К-стратегия направлена на повышение выживаемости в условиях уже стабилизировавшейся численности. Это отбор на конкурентоспособность, повышение защищенности от хищников и паразитов, повышение вероятности выживаемости каждого потомка, на развитие более совершенных механизмов внутривидовой численности (А.М. Гиляров, 1990).

Основные признаки К-видов – это низкая плодовитость, значительная продолжительность жизни, крупные размеры особей и семян, мощная корневая система, высокая конкурентоспособность, устойчивость к условиям среды на занимаемой территории, высокая специализации образа жизни. Скорость размножения К-видов с приближением к предельной плотности популяции падает, но может быстро увеличиваться при низкой плотности; существует забота о потомках. К-виды часто становятся доминантными в биоценозе. К ним относятся все хищники, человек, реликтовые насекомые (реликтовый усач, жук-олень, жужелицы и др.), одиночная фаза саранчи, почти все деревья и кустарники.

Следует иметь в виду, что одну и ту же среду обитания разные популяции могут использовать по-разному, поэтому в одном и том же ареале могут сосуществовать виды с r- и К-стратегиями. Ни один из видов не подвержен только одному виду стратегии.

В целом же r- и К-стратегии объясняют связь между разнокачественными характеристиками популяции и условиями среды.

В нестабильной или непредсказуемой окружающей среде преобладает r-стратегия, так как в этом случае основную роль играет способность к быстрому размножению и распространению, а адаптационные механизмы, позволяющие конкурировать с другими организмами из-за быстро изменяющихся условий существования, не столь важны.

Если среда более-менее стабильна, в ней преобладают К-виды, так как в этом случае важна способность успешно конкурировать с другими организмами в условиях ограниченных ресурсов (табл. 1.4).

Каждый организм испытывает на себе комбинацию r- и К-стратегий (r- и К-отбора), но все-таки все оставляемые отбором особи должны обладать такой плодовитостью и способностью выжить при наличии конкуренции и пресса хищников, чтобы сохранилась определенная численность популяции для ее существования.

Конкуренция r- и К-стратегий позволяет ранжировать виды по величинам r и К в любой группе организмов, а следовательно, разрабатывать практические механизмы управления численностью, плодовитостью, ростом расселения популяций.

1.5. Синэкология сообществ

Синэкология – раздел экологии, исследующий взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

Основными объектами изучения синэкологии являются биотические сообщества, которые описываются такими основными понятиями, как биотоп, биоценоз (экосистема), биомасса и продукция.

Концепция сообщества относится к числу наиболее важных понятий в экологической теории и практике. С теоретической точки зрения это понятие определяет факт образования различными организмами системы. Биотическое сообщество может достаточно часто менять свой внешний вид (летний цветущий и тот же осенний скошенный луг, весенний и зимний сад). Однако любое сообщество в обязательном порядке обладает четкими структурой и функциями, которые являются уникальными атрибутами именно данной группы организмов. С точки зрения прикладной экологии концепция сообщества имеет первостепенное значение при разработке природоохранных мероприятий, мероприятий по управлению окружающей средой. Знание законов функционирования биотических сообществ позволяет более эффективно и безопасно для окружающей среды воздействовать на сообщество организмов при минимальном отрицательном воздействии на отдельные виды: если необходимо контролировать какой-либо отдельный вид, то гораздо дешевле и экологически безопаснее модифицировать в ту или иную сторону все сообщество, чем воздействовать на отдельный вид. Например, в 1980-е гг. в Китае с целью сохранения урожая зерновых культур были уничтожены практически все популяции воробьев. Буквально на следующий сезон урожай этих же зерновых культур погиб от вредителей и болезней, кроме того пострадали сады, парки, леса, резко снизилась численность хищных птиц, увеличилось количество зерноядных птиц и грызунов.

В современном понимании биотическое сообщество – это любая совокупность популяций, населяющая определенную территорию или биотоп, функционирующая как единое целое благодаря взаимосвязанным метаболическим процессам. Биотическое сообщество обычно в общепринятой научной трактовке является синонимом биоценоза.

Сообщества обладают функциональным единством с характерной для данного биоценоза структурой трофических связей и энергетического обмена, имеют определенное композиционное единство, что обеспечивает возможность сосуществования определенных видов. Однако виды могут в значительной степени замещать друг друга во времени и пространстве, поэтому функционально сходные сообщества имеют различный видовой состав, что является их характерной чертой.

Биотические сообщества представляют собой живую часть экосистемы. Термин «биотическое сообщество» следует понимать широко и применять для обозначения естественных группировок различного размера – от биоты крошечного лежащего камня до биоты океана или тайги.

Выделяют основные сообщества, характеризующиеся большими размерами и завершенностью организации, что обеспечивает им относительную независимость. К ним относятся биотическое сообщество океана, джунглей, тайги, горной цепи и пр. Они нуждаются только в притоке извне солнечной энергии и достаточно устойчивы по отношению к изменениям в соседних сообществах. Мелкие сообщества весьма зависимы от изменений в соседних сообществах.

Структура и видовое разнообразие в сообществах. Биотоп – естественное, относительно однородное жизненное пространство определенного биоценоза. Формируется соответствующими абиотическими факторами среды, обеспечивая комфортное существование популяциям тех или иных организмов.

Биоценоз – биологическая система, представляющая собой совокупность популяций различных видов растений, животных и микроорганизмов, населяющих определенный биотоп. Совокупность растений, входящих в биоценоз, называют фитоценозом, а совокупность животных – зооценозом.

Биотоп + биоценоз = экосистема (биогеоценоз).

Иными словами биоценоз вместе с биотопом образуют диалектическое единство экосистемы (биогеоценоза). Биоценоз наряду с биотопом (экотопом) является фундаментальной единицей экосистемы.

Биогеоценоз – совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, почвы и гидрологических условий, растительности, животного мира и мира микроорганизмов), имеющая свою, особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы, представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении и развитии (по В.Н. Сукачеву).

Экосистема – это любое сообщество живых существ и их среда обитания, объединенные в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами (по Н.Ф. Реймерсу).