Факультет

Студентам

Посетителям

Видовая структура экосистем

Тема: Экология  

Был проанализирован географический и качественный аспект систематических категорий в экосистеме. Теперь нужно обратить внимание на количественные соотношения между видами и особями как на одну из характеристик видовой структуры.

Весьма типичной и постоянной характеристикой сообществ надо считать сравнительно малое число видов, часто встречающихся (т. е. представленных большим числом особей или большой биомассой) и сравнительно большое число видов, встречающихся редко в данном месте и в данное время. Участок леса, например, может иметь 50 видов деревьев, из которых полдюжины или меньше дают 90% древесины. Подсчеты, сделанные студентами одного курса, изучавшими небольшой степной район, хорошо иллюстрируют эту картину. На один вид травостоя падает 24%, на 9 видов — 84%, а на остальные 20 видов только 16%. На каждый из этих последних видов приходилось меньше 1% всего сообщества. Немногие виды, представленные в данной группировке большим числом особей, часто носят название доминантов или экологических доминантов, если мы имеем в виду экологические, а не систематические группировки.

Экологи часто обозначают многочисленные редкие виды как «случайные», но с этим нельзя согласиться, так как этот термин заставляет думать, что эти виды не имеют значения. Отдельный редкий вид, конечно, не важен для всего населения или в обмене веществ всего сообщества в данный момент, но редкие виды в совокупности могут быть весьма существенными, особенно с точки зрения их деятельности на протяжении многих лет.

Природные сообщества содержат колоссальное число видов: их так много, что никто до сих пор не определил и не занес в список все виды растений, животных и микробов, которые можно найти на какой-нибудь большой площади, например на 1 м2 леса или 1 км2 моря. К счастью для эколога, он может сконцентрировать свое внимание на немногих экологических доминантах и, познакомившись с ними как следует, подойти к пониманию существа экосистемы. Он может также исследовать основные связи между численностью и видовым составом, даже не давая латинских названий рассматриваемым организмам. Еще более важно то, что эколог может изучать эти взаимоотношения в доступных местах и затем прийти к обобщениям на основе расчетов, если нельзя применить непосредственные измерения.

Конечно, знакомясь с различными условиями существования и наблюдая поразительное разнообразие видов, легко понять, что оно обязано вариациям физических условий существования, приводящим к возникновению промежуточных состояний или градиентов. Однако даже если выбрать на первый взгляд однородное местообитание и обращать внимание на ограниченное число таксонов, будет обнаружена такая же картина. Подстилка из хвои, образованная одним или двумя видами хвойных деревьев, может считаться предельно однородным местообитанием. Если взять образчики сосновых игл и поместить их в воронку Тульгрена, то удается извлечь оттуда огромное разнообразие мелких животных. Обнаружено двумя исследователями в отношении орибатидных клещей в 215 пробах сосновой подстилки. Орибатидные клещи (класс Acarina) представляют собою группу мелких членистоногих (микроартропода), населяющих лесную подстилку; эти клещи питаются отмершей хвоей, грибками или пожирают друг друга. Из проб подстилки было извлечено более 6 000 взрослых особей. Так как неполовозрелые особи нельзя точно определить, можно думать, что число видов на самом деле было еще больше. 41% взрослых клещей принадлежал к одному виду, а 72% всех животных — только 9 видам, тогда как 51 вид составлял около 28% от всего числа особей. Как в примере со степной растительностью, один вид был определенно доминантным, небольшое число видов были довольно обычными и очень большое — исключительно редкими.

Внимание при этом обращено на редкий конец видового спектра. Высокая колонка налево показывает, что почти половина общего числа видов (около 30) была найдена меньше, чем в 10 из 215 проб; эти виды являются действительно редкими. В противоположность этому в столь большом числе образцов, как 100, встречались лишь 5 видов. Если нанести частоты (или числа индивидов на класс) против числа видов по методу, получается вогнутая кривая. Форма этой кривой представляет огромный интерес для экологов. Неблагоприятный ограничивающий фактор, например, длительная засуха, будет стремиться сделать вогнутость кривой более симметричной; число (или процент) редко встречающихся или редких видов сократится; относительное число (или процент) часто встречающихся видов вырастет. Анализ подобного рода имеет практическое значение, когда необходимо определить, влияет ли на видовую структуру экосистемы создаваемый человеком фактор, например загрязнение реки или хроническое передозирование инсектицида в лесу.

Существование немногих обычных видов с многими редкими видами встречается всегда независимо от того, анализируется ли такая экологическая категория, как продуценты или травоядные, или систематическая группа, например Spermatophyta (цветковые растения) или клещи. Общее число видов сокращается там, где условия существования суровы (как в Арктике) или хорошо выражена географическая изоляция (как на острове). Значение имеет величина организма. В общем разнообразие больше среди мелких организмов, чем среди крупных. Так, например, в каком-нибудь лесу можно рассчитывать встретить больше видов клещей, чем видов млекопитающих. Человек, само собой разумеется, часто оказывает сильное селективное давление как на хозяйственно используемые для рыболовства пруды, так и на посевы сельскохозяйственных культур; тем не менее соотношение немногих обычных и многих редких видов проявляется и в этих ситуациях. Хорошо обработанное кукурузное поле на первый взгляд производит впечатление монокультуры, но более пристальное изучение открывает массу других видов мелких растений, не говоря уже о мельчайших животных и растениях, живущих в почве и на ее поверхности. Даже в лабораторных условиях весьма трудно наладить чистую (иными словами, безбактериальную) культуру одного вида или расы организма. Если же это удается, исследователь все время должен следить за ее чистотой. Сведения, получаемые при изучении чистых культур, важны для лучшего понимания условий существования, необходимых данному виду (свет, пища и др.). Однако вид, как таковой, также требует изучения, так как он существует в реальной природе, а условия чистой культуры в природе никогда не достигаются.

Мы несколько отошли в сторону для того, чтобы подчеркнуть то, что было выдвинуто, а именно: так как и полевой, и лабораторный подход к исследованию имеют известные ограничения, их надо комбинировать, если желательно добиться полной ясности в вопросе о численности и видовом составе.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: