книги / Основы экологии

них зимует на месте (щегол, чечетка,просянка, овсянки, жаворонки). Значительная часть воробьиных (27 видов) ведет оседлый образ жизни (ворона, сорока, галка, синицы и др.). Другие отряды авифауны также разнообразны в видовом отношении и, за редким исключением, много­ численны.

Из гусиных (30 видов) гнездятся переплетные виды: кряква, серая утка, чирки (свистунок и трескунок), широконоска, нырки и др. На пролетах бывают, но не гнездятся лебедь-кликун, гуси, казарки, свиязь, тур­ пан и др.

Разнообразны кулики (34 вида): чибис, турухтан, трав­ ник, перевозчик, вальдшнеп, бекас, дупель и др. Среди них много пролетных: плавунчик, глупая сивка, песоч­ ники и др.

Большинство хищных (всего 25 видов) —перелетные птицы: чиглок, пустельга, кобчик, луни (полевой, луго­ вой, болотный), коршуны (черный и красный), канюк, орел-змееяд. Остаются на зимовку дербник, ястребы (пе­ репелятник и тетеревятник), беркут и орлан. Редко встре­ чаются сокол-сапсан и скопа.

Совы (11 видов) —оседлые (филин, домовый сыч, обык­ новенная неясыть) или перелетные (болотная сова и др.) птицы. К редким относятся белая сова, сипуха и некото­ рые виды.

Из чаек (14 видов) на водоемах республики наиболее многочисленны крачки (озерная, болотная, черная и речная). Поганки не столь разнообразны (5 видов) и, как правило, редки (большая, малая, серощёкая, рогатая и черношейная).

Почти все дятлы (9 видов) оседлы (желна, зеленый, серый, большой, средний и малый пестрые, белоспинный, трехпалый), только вертишейка —перелетная птица. Куриные (8 видов) также оседлы (глухарь, тетерев, рябчик, белая и серая куропатки), за исключением пере- -пела и некоторых других.

Половина голенастых — гнездящиеся перелетные птицы: белый и черный аисты, серая и белая цапли, большая и малая выпи. В тростниковых и осоковых за­ рослях по берегам стоячих водоемов, на сырых лугах и мокрых болотах гнездятся перелетные пастушки (лысуха, камышница, погоныш, пастушок, коростель).

Самыми яркоокрашенными птицами в орнитофауне Беларуси являются сизоворонка и зимородок обыкновен­ ный —представители отряда ракшеобразных. Из гнездя­ щихся перелетных птиц следует назвать также журавля серого, кукушку, козодоя и стрижа, без которых фаунистический комплекс, сформировавшийся на территории республики, был бы неполон. За последние два-три деся­ тилетия появились на гнездовании такие виды, как коль­ чатая горлица, европейский вьюрок, золотистая щурка, горихвостка-чернушка, сирийский дятел, желтоголовая трясогузка, усатая синица, черноголовая и серебристая чайки, а также лебедь-шипун и большой баклан, исчез­ нувшие было в прошлом столетии.

Антропогенный фактор приводит не только к измене­ нию видового разнообразия и численности птичьего на­ селения Беларуси, но и к активной роли человека в фор­ мировании орнитофауны культурного ландшафта. Ряд видов ее настолько связан с человеком и создаваемой им средой обитания, что в других условиях эти виды почти не встречаются (галка, скворец, воробьи домовый и по­ левой, городская и деревенская ласточки, домовый сыч, белый аист, сизый голубь, грач).

Млекопитающие Беларуси объединяют наиболее высо­ коорганизованных животных от мышей-малюток (мас­ сой около 5 г) до крупных зубров (массой до 1 т). Они принадлежат к 6 отрядам:- насекомоядных — 10 видов, летучих мышей - 15, хищных —16, зайцеобразных —2, грызунов —24 и парнокопытных —6 видов.

Из насекомоядных обыкновенными, широко распрос­ траненными видами являются еж белогрудый, крот обык­ новенный, бурозубки обыкновенная и малая, кутора обык­ новенная. К редким относится выхухоль, бурозубка средняя, кутора малая, белозубки малая и белобрюхая.

Кроме широко распространенных ушана, вечерницы рыжей и нетопыря-карлика, остальные летучие мыши (ночницы, широкоушка, кожаны и др.) немногочисленны или встречаются редко.

Отряд хищных достаточно представителен: волк, лисица, енотовидная собака, ласка, горностай, черный хорек, европейская и американская норки, лесная куница, барсук. Бурый медведь, енот-полоскун, куницабелодушка и рысь немногочисленны или редки. В неда-

леком прошлом в лесах водилась европейская дикая кошка.

Заяц-русак — широко распространенный вид. Заяцбеляк малочисленен только на Полесье.

Много грызунов: белка, речной бобр, мыши (домовая, полевая, лесная, желтогорлая, малютка), крысы (черная и серая), полевки (рыжая, экономка, обыкновенная и др.), ондатра, водяная крыса. Немногочисленны сони (лесная, садовая, полчок и др.). Очень редко встречаются белкалетяга, кропчатый суслик и обыкновенный хомяк.

ВБеларуси повсеместно водятся кабан, косуля, лось.

Взаповедниках.охраняются европейская лань, или даниель, благородный олень и зубр.

Охота и браконьерство, осушение болот, дорожное стро­ ительство, рост городов, создание водохранилищ, загряз­ нение природной среды и другие антропогенные факторы вносят существенные изменения в фаунистический ком­ плекс, сформировавшийся на территории Беларуси.

СТРОЕНИЕ

БИОСФЕРЫ

Глава

| 4.1. ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ

По Вернадскому, биосфера есть оболочка Земли —об­ ласть существования живого вещества. Биосфера, ох­ ватывающая весь земной шар, небеспредельна, ее границы определяются распространением жизни как по горизон­ тали, так и по вертикали. Однако поскольку Земля име­ ет форму геоида, говорить о горизонтальных границах следует с некоторыми допущениями. Ведь если в эквато­ риальных, тропических и умеренных широтах жизнь распространена повсеместно, то в отношении припо­ лярных областей, т.е. территорий, расположенных вокруг Северного и Южного полюсов, следует сделать уточне­ ния.

Воды Северного Ледовитого океана с постоянным ле­ довым покровом на большей его части в течение кругло­ го года довольно обильно заселены морскими животны­ ми. Низкие температуры не служат препятствием для распространения живых организмов и над ледовым по­ кровом, и на суше. Даже в Верхоянске, который до не­ давнего времени считался полюсом холода и где абсо­ лютный минимум достиг -71 °С, растут лиственничные северотаежные леса. Занесение спор мхов, грибов, ли­ шайников и водорослей, которые могут выдержать еще более низкие температуры, вполне вероятно вплоть до Северного полюса. Там, где есть каменистый субстрат, например на северных побережьях островов архипелагов Северная Земля и Щпицберген, образуется, хотя и разреженно, мохово-лишайниковая растительность. В Антарктиде лишайники встречаются даже в 360 км от Южного полюса на высоте 2000 м над уровнем моря.

Поэтому можно утверждать, что хотя концентрация и разнообразие живых организмов на различных по при­ родным условиям территориях и акваториях изменяются в довольно значительных пределах, жизнь существует на всем земном шаре. Следовательно, горизонтальных границ у биосферы нет и речь следует вести только о ее вертикальной размерности: верхнем, атмосферном, и нижнем, литосферном пределах.

Верхняя граница распространения жизни в атмосфе­ ре определяется, по всей видимости, не столько низкими температурами, сколько губительным действием радиации. Так, пыльца цветковых и голосеменных расте­ ний, споры грибов, мхов, папоротников и лишайников, бактерии и простейшие животные организмы постоянно или с сезонной ритмикой присутствуют в воздухе. Над сушей.и акваторией в дожде, снеге, в облаках и туманах кроме пыльцы и спор обнаружены микроорганизмы. Вся воздушная среда представляет собой суспензию жизне­ способных пыльцы, спор и микроорганизмов, содержа­ ние которых уменьшается с высотой. Интенсивность радиации, создаваемой космическими лучами, на высоте 9 км в десятки раз больше, чем на уровне моря, а на высотах 15—18 км возрастает уже в сотни раз. Высотное распространение микроорганизмов ограничивается в ос­ новном потоком жесткой ультрафиолетовой радиации Солнца, убивающей все живое.

В.И.Вернадский отмечал, что границы биосферы обус­ ловлены прежде всего полем существования жизни, т.е. полем, где возможно размножение организмов. Можно утверждать, что вся тропосфера, высота которой 8—10 км в полярных широтах и 16—18 км у экватора, в большей или меньшей степени населена живыми организмами, которые находятся в ней либо временно, либо постоянно (рис.4.1). Уже в тропопаузе резко изменяются физичес­ кие и температурные характеристики биосферы, в частно­ сти прекращается интенсивное турбулентное перемеши­ вание воздушных масс. Стратосфера, находящаяся выше тропопаузы, вряд ли прйгодна для существования мик­ роорганизмов. Верхний предел биосферы, или поля су­ ществования жизни, довольно ясно просматривается в тропопаузе. Однако верхний предел занесения спор и микроорганизмов, определяющий “ поле устойчивости

жизни” (живые организмы существуют, но не размно­ жаются), возможен до верхней границы стратосферы.

Таким образом, область распространения живых орга­ низмов ограничена в основном тропосферой. Например, верхняя граница полета орлов находится на высоте 7 км; растения в горных системах и насекомые в воздушной среде не распространены выше 6~ км; верхняя граница постоянного обитания человека —5 км, обрабатываемых им земель —4,5 км, леса в горных системах тропиков не растут выше 4 км.

Тропосфера представляет собой воздушную среду, в которой осуществляется только передвижение организ­ мов, нередко при помощи своеобразно приспособленных для этого органов. Настоящего аэропланктона, постоян­ но обитающего и размножающегося в воздушной среде, видимо, нет. В противном случае тропосфера представ­ ляла бы собой “кисель” , максимально насыщенный мик­ роорганизмами. Весь цикл своего развития, включая размножение, организмы осуществляют только в лито­ сфере и гидросфере, а также на границе воздушной среды с этими оболочками*

Верхние слои тропосферы и стратосферы, в которые возможно занесение микроорганизмов, а также наиболее холодные и жаркие районы земного шара, где организмы могут существовать лишь в покоящемся состоянии, на­ зываются парабиосферой.

Биосфера по вертикали разделяется на две четко обо­ собленные области: верхнюю, освещенную светом, —фо­ тобиосферу, в которой происходит фотосинтез, и нижнюю, “темную”, - меланобиосферу, в которой фотосинтез не­ возможен. На суше граница между ними проходит по поверхности Земли.

В состав биосферы полностью включается гидросфера — озера, реки, моря и океаны. В морях и океанах наи­ большая концентрация жизни приурочена к эвфотической зоне, куда проникает солнечный свет. Обычно ее глу­ бина не превышает 200 м в морях и континентальных пресноводных бассейнах. Именно в фотобиосфере, где возможен фотосинтез, сосредоточены все фотосинтезиру­ ющие организмы и продуцируется первичная биологи­ ческая продукция:

Афотическая зона (меланобиосфера), начинающаяся с глубины 200 м, характеризуется темнотой и отсутствием фотосинтезирующих растений. Она представляет собой водную среду обитания активно перемещающихся жи­ вотных. Вместе с тем через нее непрерывным потоком опускаются на дно морей и океанов отмершие растения, выделения и трупы животных.

О нижнем, литосферном, пределе биосферы, ясного представления пока нет. В большинстве работ, посвя­ щенных биосфере, указывается, что ее нижний предел на континентах составляет в среднем 2—3 км. Здесь в условиях низких, по сравнению с более глубокими слоя­ ми, температуры и давления, но при участии живых орга­ низмов (микроорганизмов) и воды, прекращается мигра­ ция химических элементов. Микробисэлогические иссле­ дования свидетельствуют о том, что микроорганизмы присутствуют также в пластовых водах, омывающих нефть, хотя сама нефть стерильна.

Под океанами литосферный предел биосферы, вероят­ но, распространяется на 0,5—1,0 км и, возможно, на 3*0 км ниже дна. Однако существует более обоснованное предположение, что заселенным микроорганизмами мо­ жет оказаться только 200—250-метровый слой донных осадков. Достоверно установлено, что микрофлора оби­ тает в донных осадках мощностью от 5 см (Черное море) до 10-12 м (Тихий и Индийский океаны) и 114 м (Кас­ пийское море). О более глубоком проникновении жизни в литосферу, несмотря на интенсивные буровые работы, достоверной информации нет. Точную массу и объем био­ сферы установить очень трудно, поскольку неизвестно точное положение ее вертикальных границ. Можно гово­ рить только о приближенных значениях этих характе­ ристик. Масса всей биосферы (атмосфера + гидросфера + литосфера в границах биосферы) составляет ЗхЮ9 млрд т, или 0,05 % массы Земли, а объем —10 млрд куб. км, или 0,4 % объема Земли.

Ниже литосферной границы биосферы лежит “область былых биосфер”, под которой В.И.Вернадский понимал оболочку Земли, в геологическом прошлом подвергшу­ юся воздействию жизни. Ученый отмечал, что земная кора, мощностью в несколько десятков километров, с осадочными породами и гранитной оболочкой когда-то

была на поверхности планеты и входила в состав био­ сферы. Каменный уголь, нефть, мрамор, доломит, извес­ тняк, мел, железная руда и другие горные породы оса­ дочного происхождения —свидетели существования жиз­ ни в “былых биосферах” .

Некоторые ученые (В.А.Ковда, А.Н.ТФрюканов) в состав биосферы включают не только область жизни, но и другие структуры Земли, генетически связанные с живым веществом, т.е. “былые биосферы”, в настоящее время лишенные жизни. Такую многослойную оболочку Земли, сформировавшуюся в результате деятельности живого вещества, предложено было называть мегабио­ сферой (от греч. mega —большой).

Мегабиосфера включает в себя (Лапо, 1987):

а) апобиосферу — верхнюю часть атмосферы Земли выше уровня распространения форм жизни в состоянии анабиоза;

б) парабиосферу; в) биосферу;

г) метабиосферу, соответствующую “области былых биосфер” В.И.Вернадского.

В физической географии используется понятие, пред­ ложенное А.А.Григорьевым в 1937 г.,—“географическая оболочка” , которым обозначается область взаимодействия лито-, гидро-, био- и атмосферы. Верхнюю границу обо­ лочки обычно определяют несколько ниже слоя макси­ мальной концентрации озона —в стратосфере на высоте 20—25 км. Иногда ее вертикальное простирание сужают или расширяют до мезопаузы на высоте 70-80 км. Нижняя граница географической оболочки находится в подкоровом слое несколько ниже “поверхности Мохоровичича” .

В научных работах, посвященных географической обо­ лочке, биосфера долго рассматривалась как совокупность живых организмов, или органической материи. При та­ ком подходе недостаточно полно учитывались особеннос­ ти биосферы как планетарного образования. В современ­ ном представлении географов понятие “биосфера” отра­ жает лишь частный, биоцентрический взгляд на геогра­ фическую оболочку, которая представляет собой един­ ственную на Земле геосистему планетарного уровня (Иса­ ченко, 1991).

4.2. БИОГЕОСФЕРА, ПЛЕНКИ

ИСГУЩЕНИЯ ЖИЗНИ

Вбиосфере взаимодействуют твердая, жидкая и газовая фазы вещества, живое вещество непосредственно влияет на все природные процессы. Оболочка земного шара на границе атмо-, гидро- и литосферы, в которой сконцент­ рировано живое вещество планеты, получила название биогеосферы. Остальная часть биосферы представляет

собой зону разреженного живого вещества.

По своему содержанию понятие “биогеосфера” близко к географическому понятию “ландшафтная сфера” . Это зона активного взаимодействия трех названных геосфер, которая ограничена приземным слоем воздуха (30—50 м)

исовременной корой выветривания (до глубины 150—200 м) (Мильков, 1970). Только в биогеосфере возможно посто­ янное нахождение человека и всесторонняя его деятель­ ность.

Синонимами биогеосферы являются “эпигенема” (Р.И.Аболин), “витасфера” - сфера жизни (А.Н.Тюрюканов

иВ.Д.Александров), “ биостром” , “ фитогеосфера” (Е.М. Лавренко), “фитосфера” (В.Б.Сочава), “биогеоценотический покров” (В.Н.Сукачев) и другие близкие по содержанию термины.

Строение биогеосферы в пространстве неоднородно. Эта неоднородность связана с неравномерным распределени­ ем живого вещества. Причем живые организмы, несмотря на длительность эволюции жизни (более 4 млрд лет) и

существования биосферы, освоили только очень ограни­ ченную часть планеты. Средняя плотность живого вещества на поверхности Земли составляет 1 г/см2. Эта величина ничтожно мала по сравнению с заключенной в вертикальной колонке сечением 1 см2 массой атмосферы, гидросферы и литосферы, входящих в состав биосферы. Если принять среднюю вертикальную размерность био­ сферы за 10 км, то живое вещество займет не более од­ ной миллионной ее объема.

В.И.Вернадский выделил две формы концентрации живого вещества: жизненные пленки и сгущения жиз­ ни. Жизненные пленки, занимающие огромные про­ странства, приурочены к границам раздела фаз. В частно­