Краткий курс общей экологии - Учебное пособие (Бродский А.К.)

4.2. популяционный уровень

На уровне популяции абиотические факторы воздействуют на такие параметры, как рождаемость, смертность, средняя продолжи­тельность жизни особи, скорость роста популяции и ее размеры, нередко являясь важнейшими причинами, определяющими характер динамики численности популяции и пространственное распределе­ние особей в ней. Популяция может приспосабливаться к изменени­ям абиотических факторов, во-первых, меняя характер своего про­странственного распределения и, во-вторых, путем адаптивной эво­люции.

Избирательное отношение животных и растений к факторам среды порождает избирательность и к местообитаниям. т.е. эколо­гическую специализацию по отношению к участкам ареала вида, ко­торые он пытается занять и заселить. Участок ареала, занятый попу­ляцией вида и характеризующийся определенными экологическими условиями, называется стацией. Выбор стации, как правило, опре­деляется каким-нибудь одним фактором; это может быть кислот­ность, соленость, влажность и т. д.

Зоны     Распределение видов по стациям

Ксерофитн^ Мезофитн. Гигрофитн, стации     стации   стации

Лесная

Лесостепная

——^

 

Степная

N      "-———N      

_lv——

Полупустын­ная

Рис. 4.2. Диаграмма зональной смены стаций (по Бей-Биенко, 1966). Объяснения в тексте.

Для эвритермных видов характерна зональная смена стаций, т. е- строго направленное изменение стаций при переходе вида из одной природной зоны в другую: при передвижении к северу изби­раются более сухие, хорошо прогреваемые открытые стации с раз­реженным растительным покровом, часто располагающиеся на лег­ких песчаных или каменистых почвах: при передвижении к югу тот

47

же вид заселяет более увлажненные и тенистые стации с густым ра­стительным покровом и с глинистыми почвами (рис. 4.2). На приве­денной диаграмме по характеру растительного покрова и микрокли­мату все стации разбиты на три экологические группы - ксерофит-ные, мезофитные и гигрофитные. Смещение популяций вида в бо­лее влажные стации при продвижении к югу показано косыми стрел­ками. При этом влаголюбивые популяции лесной и отчасти лесо­степной зон лишаются возможности проникнуть в южные районы, так как более влажные, чем гигрофитные, стации физически и эко­логически немыслимы.

Вертикальная смена стаций аналогична зональной, но прояв­ляется в горных условиях. Наиболее обычной ее формой служит пе­реход популяций на более ксерофитные стации по мере повышения уровня их местообитания. Например, серый кузнечик в лесном по­ясе Кавказа держится на мезо- и гигрофитных стациях, а в альпийс­ком поясе - на ксеро- и мезофитных.

Как можно видеть из закономерности смены стаций, важным экологическим фактором, определяющим выбор местообитаний на­земных животных и растений, является влажность воздуха.

Стациальная приуроченность мокриц связана с содержанием в воздухе водяного пара. Они многочисленны по берегам морей, где воздух насыщен влагой, и там живут открыто. В высокогорных районах с сухим воздухом мок­рицы большую часть времени проводят под камнями и корой деревьев.

Рис, 4.3. Смена стаций мокрицей Lygia oceanica в зависимости от тем­пературы воздуха (из Даже, 1975). Объяснения в тексте.

48

мокрица Lygia oceanica обитает по берегам морей. Дневное время мокрицы проводят в укрытии. Но когда температура воздуха повышается до 20°С снаружи и до 30°С под галькой, они покидают свои укрытия и выползают на скалы, обращенные к солнцу. Причина такого перемещения состоит в том, iffo данный вид, очень плохо приспособленный к наземному местообитанию. имеет легкопроницаемую кутикулу. Когда влажность воздуха низкая, мокрица теряет много воды путем испарения, что и происходит на скалах, находящихся под солнцем. Интенсивное испарение снижает температуру тела животного. которая при нахождении его на скале равна 26°С (рис. 4.3). Если же мокрица продолжает прятаться под галькой, где относительная влажность близка к 100\%. а испарение равно нулю, температура тела достигает 30°С.

Распределение стаций в водной среде обусловлено другими факторами, в частности кислотностью. Кислые воды торфяников способствуют развитию сфагновых мхов. но в них совершенно нет двустворчатых моллюсков-перловиц. Чрезвычайно редки в них и другие виды двустворчатых моллюсков, что связано с отсутствием в воде извести. Рыбы выносят кислотность воды в пределах рН от 5 до 9. При рН ниже 5 можно наблюдать их массовую гибель, хотя от­дельные виды приспосабливаются и к среде, значение рН которой доходит до 3,7. Продуктивность пресных вод, имеющих кислотность менее 5, резко понижена, что влечет за собой значительное сокра^ щение уловов рыбы.

208 19.2 17.6 1&р 74Д 12j3 lt.2 9£ SB 6^ 4j3 3,? Z6  Окм

Рис. 4.4. Зависимость распространения трех близкородственных видов бокоплавов по течению реки от концентрации солей в воде (из Бигона, Харпера,Таунсенда, 1989). Цифры внизу - расстояние сп открытого моря,

Другой важный фактор, лимитирующий распределение водных животных и растений, - это соленость воды. Многие крупные таксо­номические группы в ранге типа (иглокожие, кишечнополостные. мшанки, губки, кольчатые черви и др.) все или почти все являются морскими. Часто лишь незначительные сдвиги в концентрации солей в воде сказываются на распределении близкородственных видов (рис. 4.4). Численность обитателей солоноватых вод очень велика, но их видовой состав беден, поскольку здесь могут жить только эв-ригалинные виды как пресноводного, так и морского присхождения. Например, озеро с соленостью, изменяющейся от 2 до 7\%о, насе­ляют пресноводные рыбы, такие как карп. линь, щука, судак, хорошо переносящие небольшую соленость, и морские, например кефаль, которые терпимо относятся к недостаточной солености.

Абиотические факторы оказывают существенное влияние на плотность популяций животных и растений. Понижение температуры часто катастрофически сказывается на популяциях животных: в рай­онах, прилегающих к северным границам ареала, вид может стать редким и даже полностью исчезнуть. Кроме того, морозы в ряде случаев влияют и косвенно, поскольку пища, скрытая под толстым слоем льда или снега, становится совершенно недоступной для жи­вотных- В местах, подверженных сильным ветрам, рост растений за­держивается, а фауна может быть частично или полностью уничто­жена.