Лес как природная экосистема
Лес – это сложная природная экосистема. Компоненты этой экосистемы находятся в непрерывных взаимоотношениях между собой и окружающей средой. Именно этим и объясняется, прежде всего, относительная устойчивость и долговечность «первобытного» леса. Такой лес развивается по своим природным законам. Вмешательство человека в жизнь леса приводит к нарушению биологической устойчивости лесных экосистем, к нарушению установившихся связей между их структурными компонентами.
Лес является сложным природным комплексом, в образовании которого большую роль играют борьба за существование и естественный отбор. Степень разнообразия лесов неодинакова и зависит от множества факторов, но по ряду внешних признаков можно выявить элементы однородности и разделить лес на отдельные, более или менее однородные участки. Поскольку основным признаком леса является древесная растительность, то и при разбивке леса на однородные участки следует объединять их по характеру древесной растительности. Элементарные однородные участки растительного покрова называют фитоценозами, в лесу это – лесные фитоценозы. Лесной фитоценоз нельзя рассматривать как простое, механическое скопление растений на определённой территории, поскольку он представляет собой лесное растительное сообщество, обусловленное средой, естественным отбором и борьбой за существование. Задолго до появления термина фитоценоз в лесоводственной практике такие участки получили название насаждений.
Лесной фитоценоз (насаждение), давая представление о лесе как о растительном сообществе, отражает очень важные, но не все признаки и особенности леса, поскольку лес сообщество не только растительное, но и биологическое сообщество, включающее в себя кроме растений многочисленные виды других живых организмов: грибов, животных, микроорганизмов и т.д. Еще Г.Ф. Морозов отмечал, что растения и животные в лесу приспособлены друг к другу и к условиям окружающей среды и находятся под постоянным взаимовлиянием.
Такое совместное взаимовлияющее, взаимно приспосабливающееся сосуществование живых организмов получило название биоценозов. Следовательно, лес является одним из таких биоценозов.
Совокупность живых организмов (биоценоз) представляет собой единое целое с условиями окружающей среды. В.Н. Сукачев назвал это единство биогеоценозом (от греческих слов bio – жизнь, geo – земля, coinos – общий). «Биогеоценоз, – по В.Н. Сукачеву, – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое единство, находящееся в постоянном движении, развитии». Понятие биогеоценоза было введено В.Н. Сукачёвым в 1944 г., хотя сама идея начала разрабатываться им значительно раньше. Современные теоретические представления о биогеоценологии даны О.В. Смирновой 4.
Близкие по своему характеру лесные биогеоценозы можно объединить в определенный тип лесного биоценоза, который в практике лесного хозяйства получил название тип леса.
Близким к биоценозу является понятие экосистема, введённое английским учёным Тэнсли в 1935 г. По Тэнсли, экосистема – это динамическая открытая система, в которой все живые организмы, почва и климат являются составными частями. Этот термин широко распространён в современной научной литературе. На первый взгляд между понятиями биогеоценоз и экосистема вроде бы много общего. Однако они отличаются размерностью. По В.Н. Сукачёву, конкретный биогеоценоз ограничивается размерами фитоценоза, входящего в данный биогеоценоз. Экосистема же Тэнсли практически безгранична. Экосистемой можно назвать и каплю воды, с содержащимися в ней микроорганизмами, и планету Земля.
Лесная экосистема является наиболее точным и понятным определением лесного сообщества. Хотя идея экосистемы очень давняя и признана обществом универсальной, но лишь с наступлением эры научно- технической революции стало возможным оперировать экосистемой как целым, опираясь на научный базис. Целью анализа экосистем является изучение и понимание их структуры и совершающихся в них процессов. В лесных экосистемах эти цели могут быть непосредственно связаны с пониманием биологических пределов продуктивности лесов и влияния хозяйственной деятельности человека на состояние, рост и воспроизводство лесов.
Экосистема представляет собой частный случай общего понятия системы — собрания взаимодействующих реальностей или набора частей и взаимосвязей между ними. Система называется открытой, если она имеет входы и выходы из нее. Экосистема считается открытой, если одна из ее составляющих является живой. В типичной наземной экосистеме входами являются солнечная энергия и осадки, а выходами — минеральные вещества и вода, т.е. энергия и материя. В управляемой лесной системе древесина, растения, животные, вода, рекреационные ценности леса являются выходом, используемым человеком. Главным элементом всех наземных экосистем, в т.ч. и лесных, является пищевая цепь, связывающая физическую окружающую среду с тремя главными жизненными компонентами: продуцентами, консументами и редуцентами.
Все природные экосистемы обладают некоторыми общими свойствами: функциональной интеграцией, целостностью, устойчивостью и иерархичностью [2].
Функциональная интеграция – это появление нового качества при объединении компонентов в систему. При этом поведение каждого компонента объясняется свойствами всей системы.
Целостность экосистемы проявляется в том, что внутри неё не проходит ни одной существенной границы в характеристике биоценоза и экотопа. Помимо этого, система реагирует на внешние воздействия всеми своими компонентами. Например, изреживание древостоя приводит к изменению характеристик всех ярусов растительности, подстилки и верхних горизонтов почвы.
Устойчивость экосистемы – это её способность к саморегуляции, к сохранению функциональных связей и продуктивности при изменении внешних условий. Она проявляется или гомеостазом – стабильностью, слабой зависимостью от условий окружающей среды, или адаптацией – приспособлением к изменившимся условиям путём некоторой трансформации системы. При сильном давлении извне гомеостатическая система может стать адаптивной, а при чрезмерном – может разрушиться.
Иерархичность проявляется в многоступенчатости или соподчинённости природных систем, отображающих разные уровни организации. В лесу иерархичность иллюстрируется следующей схемой многоступенчатости: дерево, древостой, биоценоз, биогеоценоз.
На свойствах природных систем основан методический подход к их изучению, названный системным.
И.С. Мелехов отмечает, что лесная экосистема характеризуется следующими особенностями:
- сложной комплексной организацией, взаимосвязанностью организмов и ценозов, единством организмов и среды в этом комплексе;
- динамическим равновесием, автоустойчивостью, авторегуляцией, выработанной в результате длительной эволюции и естественного отбора всех элементов лесного сообщества;
- высокой способностью восстановления и обновления;
- особым балансом вещества и энергии;
- постоянным биологическим круговоротом и обменом веществ и энергии, выносом вещества за пределы биогеоценоза и притоком его из других биогеоценозов;
- динамичностью процессов, находящихся в сложных диалектически противоречивых взаимодействиях с тенденциями к устойчивости и стабильности леса;
- географической обусловленностью.
Лесу свойственны тенденции к биологической, экологической и морфологической устойчивости, то есть к саморегуляции. В течение длительного периода времени лес может существовать, сохраняя свои типичные черты. Но эта устойчивость не означает статичности леса, его неподвижности и застоя. Напротив, лес нужно рассматривать как природную динамическую саморегулирующуюся систему. В лесу непрерывно идут процессы обмена веществ и энергии, процессы обновления и отмирания, происходят изменения в росте, развитии и взаимоотношениях лесных компонентов. Следовательно, лес меняется как в пространстве, так и во времени.
Воздействие внешних факторов, особенно антропогенных, может привести к изменениям, резко нарушающим биологическую систему леса. При интенсивном и систематическом воздействии на лес неблагоприятных факторов (химическое отравление, пожары, вытаптывание и т.д.), нарушение экологического равновесия в лесу может оказаться необратимым. Наоборот, при отсутствии неблагоприятных для существования леса факторов он способен восстанавливать эту систему. Это очень важное биологическое свойство леса.
Лес как систему можно рассматривать не только на уровне отдельного биогеоценоза (экосистемы), но и более высоких уровнях: ландшафтном, лесного массива и т.д., как комплекс взаимосвязанных биогеоценозов (экосистем). Ещё Г.Ф.Морозов подчёркивал, что лесоводство имеет дело не
только с отдельными насаждениями, но всегда с их совокупностью. Речь идет о взаимообусловленности различных лесных насаждений, биогеоценозов (экосистем), о влиянии их друг на друга. В этом случае отдельный лесной биогеоценоз является одновременно элементом более широкой, более всеобъемлющей природной системы. То есть лес как систему необходимо рассматривать на межбиогеоценозном (межэкосистемном) уровне.
При таком подходе к лесу нужно учитывать взаимоотношения различных биогеоценозов, представленных не только лесными насаждениями, вырубками, гарями, полянами и другими лесными участками, не покрытыми лесом или находящимися в начальной стадии зарастания лесной растительностью.
Таким образом, лес представляет собой природное единство, сложную систему с её взаимосвязанными биотическими и абиотическими компонентами, систему живых организмов и их сочетаний с биологически активной средой, систему, которую необходимо рассматривать на разных уровнях, в нескольких измерениях – и в пространстве и во времени, представлять не только в статике, но и в динамике. Главное связующее звено в этой системе древостой. Он является основным эдификатором лесного сообщества и органически связан с окружающей средой, от неё зависит и влияет на неё [1].
С экономических позиций лес представляет собой совокупность различных ресурсов, прежде всего сырьевых ресурсов древесного происхождения, недревесного растительного происхождения, животного происхождения, а также источником многосторонних полезных функций, связанных с его воздействием на человека и окружающую среду.
Список лиетратуры:
- Мелехов И.С. Лесоведение. М.: Изд-во МГУЛ, 1999.
- Сеннов С.Н. Лесоведение и лесоводство. М.: Akademia, 2005.
- Смирнова О.В. Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность. М.: Наука, 2004. Кн.1. 479 с.
- Смирнова О.В. Восточноевропейские леса: история в голоцене и современность. М.: Наука, 2004. Кн.2. 575 с.
Источник