Понятие об экосистемах: Аутэкология, синэкология, демэкология

    Среди цветковых растений есть как паразиты - утратившие способность к фотосинтезу (повилика), так и полупаразиты - содержащие хлорофилл и использующие растение-хозяина как источник раствора минеральных солей (омела).

    Отношения "паразит-хозяин" регулируют численность  популяций хозяев, что особенно важно  для популяций крупных хищников, у которых почти нет врагов (щука, орел, волк, медведь).

    На  знаниях этих закономерностей основаны биологические методы защиты культурных растений, которые человек использует в своей практике. Так, наездников разводят в лабораториях и эффективно снижают с их помощью численность насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур.

    Биологические методы борьбы человек использует с  древности. Еще 1000 лет назад аравийские садоводы для защиты финиковых пальм  от вредного вида муравьев привозили из горных лесов колонии хищных лесных муравьев и пускали их "в атаку" на муравьев-вредителей. Китайские садоводы в древности использовали муравьев для борьбы с мандариновой листоверткой. Чтобы муравьям было легче передвигаться с одного дерева на другое, китайцы соединяли соседние деревья "мостиками" из бамбуковых палочек.

    Химическая  обработка сельскохозяйственных растений снижает численность их вредителей в 3-15 раз. Но медики и экологи уже  давно указывают на опасность  применения химических методов. Химические вещества, накапливаясь в сельскохозяйственных продуктах, в том числе молоке, приносят огромный вред здоровью человека, потребляющему такую продукцию. Таким образом, применение химических средств, хотя и дает сначала высокий экономический эффект в борьбе с вредителями, затем приводит к нежелательным результатам. По этой причине биологические методы защиты полезных человеку растений и животных, позволяющие сократить применение ядохимикатов, вызывают все больший интерес в мировой практике сельского хозяйства.

3.2 Межвидовая конкуренция

    Особи популяций разных видов могут  конкурировать между собой за жизненные ресурсы (воду, пищу, свет) и пространство. Межвидовая конкуренция возникает в том случае, если ресурс ограничен, а виды обладают сходными потребностями, например, используют одну и ту же пищу. Если ресурс имеется в избытке, то даже между видами с очень близкими потребностями конкуренции не возникает.

    Формы конкурентного взаимодействия могут  быть самыми различными: от прямой физической борьбы особей разных видов до их мирного совместного существования. Примерами активного воздействия конкурентов друг на друга могут служить угнетение медленно растущих деревьев быстрорастущими в смешанных посадках, подавление грибами роста бактерий путем выработки антибиотиков.

    Межвидовая  конкуренция приводит к увеличению экологических различий между конкурирующими видами, то есть к разграничению  экологических ниш. Под экологической нишей понимают положение вида, которое он занимает в сообществе, комплекс его связей с другими видами и условиями окружающей среды. Понятие "экологическая ниша" следует отличать от понятия "местообитание". В последнем случае речь идет о части пространства, где живет вид, имеются необходимые условия для его существования. Экологическая ниша вида определяется не только условиями среды. Она характеризует весь его образ жизни. По образному выражению американского эколога Ю. Одума, местообитание - это "адрес" вида, а экологическая ниша - его "профессия".

    В многовидовом сообществе совместно живущие виды занимают различные экологические ниши, то есть специализированы в использовании основных ресурсов среды обитания. Однако по дополнительным ресурсам возможноперекрывание экологических ниш, что способствует повышению устойчивости природных сообществ. И когда какой-либо вид выпадает из состава сообщества, его роль берут на себя другие виды. Например, если в хвойных лесах Сибири вместо живущего там соболя поселится куница, сообщество сохранит свои основные черты, так как представители этих двух видов являются всеядными хищниками. Они питаются мелкими грызунами, птицами, орешками, ягодами и насекомыми, добывая свою пищу на земле и деревьях. 
 
 
 
 
 

3.3 Сохранение и восстановление численности популяций редких и исчезающих видов

3.3.1 Прямое и косвенное влияния человека на популяции и виды

Практическая деятельность человека прямо или косвенно отражается на численности природных популяций растений и животных, вызывая увеличение популяций одних видов, сокращение других, гибель третьих. Прямое воздействиечеловека заключается в непосредственном уничтожении видов. Это вырубка лесов, вытаптывание травостоя в местах так называемых "пикников", стремление обязательно поймать и засушить яркую или необычную бабочку, желание собрать огромный букет красивых луговых цветов, чрезмерный отстрел животных на охоте.

    Косвенное воздействие человека на живую природу заключается в загрязнении среды обитания живых организмов, ее изменении или даже разрушении. Так, популяциям водных растений и животных очень вредит загрязнение воды. Например, численность черноморской популяции дельфинов не восстанавливается, так как в результате поступления в морские воды огромного количества ядовитых веществ высока смертность особей.

    В последние годы на всем протяжении Волги заметно участились заражения рыб. Так, в районе ее дельты у осетров и других рыб были обнаружены не свойственные им паразиты. Научный анализ подтвердил, что это - результат подавления иммунной системы рыб вследствие сбрасывания в Волгу технических отходов, а также стоков с рисовых полей в дельте.

    Часто причиной сокращения численности и  исчезновения популяций является разрушение их местообитания, раздробление крупных  популяций на небольшие, изолированные  друг от друга. Это может произойти  в результате вырубки лесов, строительства дорог, новых предприятий, сельскохозяйственного освоения земель. Например, численность уссурийского тигра резко сократилась вследствие освоения человеком территорий в пределах ареала этого зверя и сокращения его кормовой базы.

    Гибель  зубров в Беловежской пуще - пример нарушения среды обитания популяции одного вида при переселении в нее популяций других видов, результат непродуманных действий человека. Зубры, долгое время живущие в пуще, держались сырых мест леса, заросших сочной травой. Питались они древесной корой и листьями с верхушек молодых деревьев, наклоняя их ветви. В конце XIX в. в пущу поселили оленей, после чего стали замечать быструю гибель зубров. Оказалось, что олени объедали весь лиственный молодняк, тем самым оставили зубров без корма. Стали пересыхать ручейки, оставшиеся без прохладной тени лиственного прироста. Это затруднило и водопой зубров, которые пьют лишь чистую воду. Таким образом, олени, сами по себе безвредные для зубров, вызвали их гибель.

3.3.2 Сохранение и восстановление численности популяций

Перед человечеством встал вопрос о необходимости принятия охранных мер для сохранения и восстановления численности популяций редких и исчезающих видов растений и животных. Этот уровень природоохранной деятельности называют популяционно-видовым.

    Для прекращения исчезновения видов  растений и животных, увеличения их численности в природе в мировой  практике применяют следующие меры:

    изучают флору и фауну страны (региона, области), определяют редкие и исчезающие виды;

    создают Красные книги;

    создают генные банки;

    ведут пропаганду охраны растительного и  животного мира, вырабатывают и соблюдают  правила и нормы поведения  человека в природе, создают различные  экологические программы.

    Красные книги. В мире задействовано более 30 международных организаций, которые координируют исследования и практическую деятельность разных стран в охране и рациональном использовании природных ресурсов. Наиболее известна из них ЮНЕСКО (United Educational, Scientific and Cultural Organization) - Организация Объединенных наций по вопросам образования, науки и культуры. По инициативе ЮНЕСКО был создан МСОП - Международный союз охраны природы и природных ресурсов со штаб-квартирой в г. Глан (Швейцария). Именно МСОП стал организатором создания первой международной Красной книги (1965).

    Первая  Красная книга состояла из 5 томов  с перечнем видов, которым угрожает исчезновение. Книга была издана на листах красного цвета (цвет предостережения). Затем Красные книги стали  издавать в различных странах. В  них названия видов были перечислены на белых страницах и лишь обложки книг красный цвет.

    В 1985 и 1988 гг. вышли, соответственно, "Красная  книга РСФСР: животные" (в нее  было включено 247 видов) и "Красная  книга РСФСР: растения" (533 вида). В  настоящее время создаются Красные  книги областей и республик Российской Федерации. В 2004 г. вышла в свет Красная книга Ярославской области (см. Приложения).

    На  основе списка видов, занесенных в Красные  книги, осуществляют их охрану, запрещая сбор красиво цветущих редких растений, заготовку тех лекарственных трав, популяции которых ослаблены чрезмерной эксплуатацией (валериана лекарственная, цмин песчаный). Запрещают охоту на представителей редких видов: птиц (дрофу, журавля, лебедя, утку-мандаринку) и млекопитающих (выхухоля, уссурийского тигра, барса), отлов рыб некоторых видов (форели, стерляди, осетра), редких бабочек и жуков.

    В результате охранной деятельности в  России были восстановлены многие популяции  бобра; более стабильными стали  популяции серого кита, дальневосточного моржа, северного калана (морских млекопитающих). Благодаря усилиям работников Астраханского государственного заповедника значительно (в 8-10 раз) увеличилась площадь "лотосовых полей" - мест произрастания лотоса орехоносного или розового.

    Успешной  является охрана фауны лесов в  Финляндии, где в последние годы удвоилось число медведей и росомах, в 8 раз стало больше рысей. Благодаря поддержке правительств Индии, Непала, Бангладеш почти втрое возросла численность индийского подвида тигра.

    Вы  уже знаете, что популяции разных видов в сообществе тесно взаимодействуют между собой, образуя биотические связи. В связи с этим охрана популяций отдельных видов часто является неэффективной. Так, для поддержания популяции уссурийского тигра необходимо восстановить популяции его кормовой базы - "жертв", то есть следует охранять не только отдельные популяции и виды, но и целые сообщества.

    Искусственное разведение видов. Как правило, растения искусственно разводят в ботанических садах, а животных - в зоопарках или в заповедниках. Виды, сохраняемые таким образом, служат резервом и источником для их восстановления в природе. Например, в Дарвинском заповеднике, что на берегу Рыбинского водохранилища, разводят в вольерах боровую дичь (тетеревов, белых куропаток, глухарей), которую затем переселяют в естественные места обитания, в Хоперском заповеднике размножают выхухоль.

    Существуют  и специальные центры размножения особей редких видов - питомники, в которых выращивается молодь редких и исчезающих видов растений и животных, часть которой затем расселяют в подходящие места обитания. Широко известны Окский журавлиный питомник, Приокско-Террасный зубровый питомник. Так, благодаря сложнейшей работе сотрудников Приокско-Террасного питомника, организованного в 1959 г. среди первых в России, стало возможным восстановление популяции зубра в европейских лесах (в том числе и в Беловежской пуще) и на Кавказе. Зубры в настоящее время способны жить в дикой природе лишь при заповедном режиме.

    Известны  многочисленные рыбозаводы, где разводят молодь рыб разных видов, которую  затем выпускают в реки и озера. Таким способом удается поддерживать численность популяций осетра, севрюги, стерляди.

    В ряде европейских стран (Австрии, Франции, ФРГ, Швеции) в леса была переселена рысь, разведенная в неволе.

    Генные  банки - специально организованные хранилища, где в особых условиях хранятся половые клетки, зародыши и личинки животных, семена, споры и культуры тканей растений. Как видно, эти банки своеобразны: в них хранятся не деньги, а нечто более ценное - основа биоразнообразия планеты.

    Самым первым генным банком в нашей стране можно считать созданную в 20-40-х  гг. XX в. Н.И. Вавиловым коллекцию семян культурных растений. Она считается бесценным сокровищем. Коллекция хранилась в Ленинграде во Всесоюзном институте растениеводства (ВИР). Сотрудники института сберегли ее во время Второй мировой войны, пережив блокаду. Они голодали вместе с другими ленинградцами, но не тронули из коллекции ни зернышка. В настоящее время Национальное хранилище мировых растительных ресурсов расположено в Кубанской станции бывшего ВИР им. Н. И. Вавилова. Здесь, в подземных комнатахпри температуре + 4,5 С сохраняются более 350 тыс. образцов семян растений: множество древних, ныне исчезнувших сортов, диких видов - сородичей культурных растений, и, кроме того, все новое и лучшее, что было создано за последние годы селекционерами всего мира. Коллекция постоянно дополняется новыми образцами.