Что такое растительные сообщества

Таким образом, вынесенное в заголовок сравнение с кристаллами должно восприниматься с осторожностью и по аналогии с рассмотренными в одной из следующих глав (12) представлениями Браун-Бланке об ассоциациях как о ядрах, вокруг которых расположены перекрытые периферические части, видимо, можно построить представления о консорциях, где уровень облигатности, т. е. привязанности к консорции, падает по мере перехода от первого концентра фитофагов к более высоким концентрам зоофагов первого и других порядков. Таким образом, биоценоз функционирует не как совокупность более или менее автономных консорций, а как их блок, весьма тесно связанный со смежными звеньями биоценотического континуума.

Глава 10. Солнечные комбинаты и химические перпетуум-мобиле (Функция растительных сообществ)

Понять функцию фитоценоза в отрыве от прочих компонентов экосистемы практически невозможно, так как большинство связей в растительном сообществе проходит либо через среду, либо определяется гетеротрофными компонентами — животными и микроорганизмами.

Тем не менее будет полезным сказать хотя бы несколько слов о функции растительного сообщества и ее месте в функции экосистемы, памятуя, что из двух ее основных сторон — фиксации солнечной энергии и кругооборота минеральных элементов, воды, углекислого газа и кислорода — первая еще в какой-то мере автономна, а вторая целиком зависит от деятельности гетеротрофных компонентов экосистемы.

Сообщество растений — это истинный солнечный комбинат: на каждый сантиметр поверхности Земли ежегодно падает гигантское количество энергии — в среднем около 55 ккал солнечной энергии, но лишь сравнительно небольшая часть этой энергии (в зависимости от благоприятности остальных условий она может варьировать в интервале от 1 до 0,05%) связывается растениями в результате фотосинтеза в органическое вещество, из которого состоит тело растения. Существование сложной структуры с дифференцированными в отношении светового ресурса нишами ценопопуляций обеспечило солнечным комбинатам из сосудистых растений преимущество по сравнению с растительностью мезозоя, которую формировали бессосудистые голосеменные, плауны и хвощи.

В лесах с развитыми ярусами подлеска, кустарников и трав общая площадь листовой поверхности на каждый 1 м² почвы составляет 4-6 м², причем в этой массе содержится до 4 г хлорофилла. В среднем 1 г хлорофилла связывает в год около 1000 ккал солнечной энергии, что соответствует примерно 0,5 кг сухого органического вещества.

Леса занимают около 10% площади земной поверхности, но в силу насыщенности хлорофиллом фиксируют примерно половину солнечной энергии, если учесть всю фиксацию биосферы, включая и океан. Другие типы сообществ менее продуктивны, так как имеют меньшую площадь листовой поверхности и меньшее содержание хлорофилла.

То органическое вещество, которое является результатом фотосинтеза, если исключить из него неизбежные расходы на дыхание (а эти расходы составляют не менее половины от общей связываемой растениями солнечной энергии), называется чистой первичной биологической продукцией. Чистую биологическую продукцию, которая измеряется как количество сухого органического вещества (или в пересчете на углерод, или при выражении в единицах энергии-калориях), накопленного на единицу площади за единицу времени (обычно ее измеряют в граммах на 1 м² за 1 год), нельзя путать с биомассой. Биомасса — это то количество органического вещества, которое может быть учтено в надземной и подземной частях сообщества в момент наблюдения и представляет собой для многолетников сумму чистой биологической продукции за весь период жизни за вычетом потерь, связанных с питанием животных и отмиранием части листьев, стеблей и корней. Биомасса равна чистой биологической продукции только у однолетников, отношение биомассы и чистой биологической продукции у многолетников меняется в более широких пределах, чем продуктивность. В лесах этот показатель может достигать 50, а в луговых и степных сообществах — 1-3.

Чистая продукция меняется от 3000 г/м²/год в тропических лесах практически до нуля в экстрааридных пустынях, лишенных растений, или в условиях Антарктиды с вечными льдами на поверхности суши, а запас биомассы соответственно — от 60 кг/м² до 0. Уиттекер предлагает по продуктивности делить все сообщества на четыре класса.

   1. Сообщества высшей продуктивности, 3000-2000 г/м²/год. К этой группе относятся тропические леса, посевы рпса и сахарного тростника. Запас биомассы в этом классе продуктивности, как и во всех прочих случаях, разумеется, очень различен и превышает 50 кг/м² в лесных сообществах и равен продуктивности у однолетних сельскохозяйственных культур.