Становление лесной экологии

Идея о взаимообусловленности и взаимосвязи всех явлений природы привела к созданию в России учения о биогеоценозе, а за рубежом — к появлению учения об экосистеме. Основные положения учения об экосистеме изложены в фундаментальных работах А. Тенсли [61], П. Дювиньо и М. Танга [16], Ю. Одума [34] и др. Например, Р. Уиттекер [54] дает следующее определение понятия «экосистема»: «Сообщество и его среда, рассматриваемые совместно как функциональная система, образующая единое целое и характеризуемая присущим ей потоком энергии и круговоротом веществ, называется экосистемой».

Согласно основоположникам этого учения, экосистемы могут быть самых разных размеров и объемов. Например, экосистемой является поваленное в лесу дерево (микроэкосистема), участок соснового леса (мезоэкосистема), лесная растительность планеты (макроэкосистема) и, наконец, вся биосфера (глобальная экосистема).

Понятия «экосистема» и «биогеоценоз» хотя и близки, но не тождественны. Любой биогеоценоз является экосистемой, но не любая экосистема является биогеоценозом. Биогеоценоз всегда имеет определенные границы, которые на суше определяются площадью, занятой фитоценозом. Экосистема — безранговое понятие, приложимое и к крохотному объекту (гниющий лист), и к явлениям планетарного масштаба (биосфера). Любой тип растительности, в том числе и лесная растительность состоит из отдельных сообществ — экосистем, которые получили название «биогеоценоз».

Оформлению биогеоценологии в отдельную науку предшествовали многочисленные исследования в области геоботаники, фитоценологии, лесоведения, почвоведения, географии. В основе этой науки лежит идея о взаимосвязи и взаимообусловленности всех природных явлений. Еще в XIX в. К. Мебиус установил, что в природе существуют особые группировки тесно связанных организмов, которые он назвал биоценозами.

Огромное значение взаимосвязей между живыми организмами и средой обитания в своих работах отмечал и известный ученый-почвовед В. В. Докучаев (1846—1903). Он призывал переходить от изучения отдельных природных явлений к их комплексному исследованию.

Профессор Г. Ф. Морозов своими исследованиями доказывал, что лес является сложным сообществом, образованным не только деревьями и другими видами растений, но и животными. Этот выдающийся лесовод установил, что в лесном сообществе все эти организмы взаимодействуют не только друг с другом, но также и с почвой и атмосферой. В результате этого взаимодействия создается особая лесная среда, оказывающая влияние на жизнедеятельность всех ее обитателях.

Профессор Г. Н. Высоцкий (1865—1940), сочетавший в одном лице лесовода, ботаника, почвоведа, климатолога и гидролога, изучал природные явления не раздельно, а во всех взаимосвязях. Он установил, что лес, испытывая на себе влияние среды, сам способен существенным образом влиять на нее.

Ученик В. В. Докучаева ботаник и почвовед А. Я. Гордягин (1865— 1932) в своих работах подчеркивал связь растительности с почвами, их взаимное влияние. Он развил учение о сменах растительности и влиянии деятельности человека на состав, строение и динамику фитоценозов.

Профессор И. К. Пачоский (1864—1942) — талантливый ученый, внесший существенный вклад в фитоценологию — науку о растительных сообществах, в своих работах убедительно доказал, что состав и строение фитоценозов определяются условиями их произрастания.

Профессор В. В. Алехин (1882—1946), один из основоположников отечественной геоботаники, занимался в основном вопросами морфологии фитоценозов. В результате его исследований было установлено, что характер развития растительных группировок обусловливается особенностями размножения растений, их взаимоотношениями, воздействием на среду и экологическими условиями.

Профессор Л. Г. Раменский (1884—1953), один из корифеев фитоценологии, основной задачей этой науки считал выяснение зависимости растительного покрова от условий произрастания. Эту зависимость, как он показал, можно представить в виде системы координат. Раменский впервые высказал мысль об экологической индивидуальности видов растений и развил учение о непрерывности растительного покрова. Большое внимание в своих исследованиях он уделял изучению влияния отдельных почвенных факторов на состав и строение фитоценозов. Раменским разработаны геоботанические методы, позволяющие быстро и точно охарактеризовать особенности растительного сообщества. Результаты его исследований внесли существенный вклад в развитие представлений о структурной и функциональной организации фитоценозов.

Основоположником лесной биогеоценологии (экологии) по праву считается выдающийся ученый академик Вдадимир Николаевич Сукачев (1880—1967) (рис. 1.3). Окончив Лесной институт, он на протяжении всей своей жизни оставался преданным делу изучения лесов нашей страны. В становлении научных взглядов Сукачева огромную роль сыграл его учитель Г. Ф. Морозов, а также работы В. И. Вернадского [6], посвященные проблеме взаимодействия различных природных явлений в планетарном масштабе.

Рис. 1.3. Академик В. Н. Сукачев (1880—1967).

Разрабатывая общую теорию фитоценологии и методику фитоценологических исследований, Сукачев в 1940;х гг. пришел к представлению о биогеоценозе — взаимообусловленном природном комплексе живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии. В этом комплексе фитоценоз является одним из важнейших компонентов. Так было положено начало новой дисциплине — биогеоценологии. Основная идея Сукачева заключалась в том, что растения, животные, грибы, бактерии, почва и другие природные явления являются составляющими элементами сложных биокосных открытых систем, испытывающих воздействия внешних по отношению к ним факторов. Сукачев дал биогеоценозу развернутое определение, обратив особое внимание на обмен веществ и энергии между всеми его компонентами, который он назвал биогеоценотическим процессом. По Сукачеву, биогеоценозы в совокупности образуют биогеоценотический покров Земли, соответствующий «пленке жизни» Вернадского.

Сукачев [51] отмечал, что наряду со свойством непрерывности (континуума) растительному покрову присуще и свойство дискретности, проявляющееся в способности к формированию качественно различных, относительно самостоятельных и пространственно обособленных элементарных биокосных систем — биогеоценозов. Сукачев установил тот факт, что именно биогеоценоз является элементарной единицей биосферы. Сукачев собрал и обобщил обширный материал о распределении лесной растительности по территории России в зависимости от климатических и почвенных условий. Им были получены ценные данные и о влиянии растительности на климат и почву. Сукачев установил факторы, влияющие на функционирование лесных биогеоценозов, и предложил классификацию типов леса. Особое внимание в своих исследованиях он уделял динамике лесных биогеоценозов, для которой разработал подробную классификацию.

Сукачев объездил с экспедициями все растительные зоны нашей страны, уделяя особое внимание организации постоянных лесобиологических стационаров. Капитальный труд ученого «Основы лесной типологии и биогеоценологии» (1972 г.) не утратил своего научного значения до сих пор, являясь неоценимым вкладом в развитие лесной науки.

Биогеоценотические представления о природе леса в дальнейшем были успешно продолжены целым рядом талантливых исследователей: В. Б. Сочавой, Н. В. Дылисом, Б. Б. Полыновым, А. А. Григорьевым, Л. С. Бергом, И. С. Мелеховым, Т. А. Работновым, А. А. Молчановым, Н. И. Базилевичем, Л. Е. Родиным, С. В. Зонном, Ю. П. Бялловичем,.

A. И. Уткиным, Е. М Лавренко, Л. П. Рысиным, Б. М. Миркиным,.

B. С. Ипатовым, Б. Н. Нориным и др.

Общенаучное значение лесоведения и лесной экологии возрастает в связи с необходимостью познания природы леса в свете современных проблем, связанных с функционированием биосферы и охраной окружающей среды.

В нашей стране имеются десятки высших лесных учебных заведений, в которых готовятся квалифицированные кадры лесоводов, лесничих и научных работников. Научно-исследовательские институты леса, где разрабатываются важнейшие направления отечественного лесоводства, организованы во всех научных центрах Российской академии наук, расположенных в лесных регионах страны. Вопросы лесоведения освещаются в различных лесных и биологических журналах: «Лесоведение», «Лесной журнал», «Лесное хозяйство», «Ботанический журнал», «Экология», «Растительность России».