Меню

Экосистема хвойного леса растения и животные

Лесная экосистема

Общие данные

Экосистема леса – это совокупность живых организмов, основной жизненной формой которой являются деревья. Леса занимают третью часть суши Земли, что составляет 38 млн.км 2 . Половина этой площади занято тропическими, остальное хвойными, смешанными, лиственными и широколиственными лесами.

По своей структуре экосистема леса делится на ярусы. Высота каждого яруса и состав живых организмов в нем, находится в зависимости от видового разнообразия растений его формирующих.

Главными в экосистеме в целом и в ее пищевой цепи, очевидно, являются растения — продуценты. Остальные звенья трофической цепи — потребители и разрушители экосистемы леса, играют в ней хотя и зависимую, но важную роль. И если «деятельность» потребителей во всех видах экосистем приблизительно одинакова, то «существование и работа» разрушителей различна в каждом виде.

Хвойный

Экосистема хвойного леса формируется в холодных климатических условиях. Среднегодовая температура этой природной зоны от +5 0 С до – 5 0 С. Небольшой уровень осадков – до 200 мм. В основном они выпадают в виде снега. Зима долгая. Лето короткое. Но световой день длинный. Такой температурный и световой режим не дают влаге быстро испаряться с поверхности почвы, а это прекрасные условия для роста хвойных пород деревьев.

Распространены они в Северной Америке и Евразии. В южном полушарии такие леса не создают единого массива. В Южной Америке и в Австралии встречаются в основном в горах.

Еще одно название хвойного леса – тайга. В ней множество видов растений, но деревья хвойных пород доминируют и занимают верхний ярус в экосистеме. Иголка, которая в этих породах заменяет лист, не опадает в зависимости от времени года. По ней легко скатывается снег. Она «укрыта» от морозов слоем смолы, а небольшая поверхность позволяет хорошо переносить холода и отдавать меньше влаги при испарении. Фотосинтез эти деревья не прекращают даже при температуре 0 0 С.

В тропиках, на определенных видах почв, могут расти сосновые леса. Они имеют свой видовой состав.

Основные виды такие: пихта, сосна, ель, тсуга и лиственница. Еще одной их отличительной чертой, кроме иголок вместо листьев, являются шишки. Наличие иголок вместо листьев еще не говорит о том, что все хвойные вечнозеленые. Есть породы деревьев, которые сезонно сбрасывают иголки.

Хвойные лесные экосистемы населяют мхи и лишайники, которые вместе с деревьями также относятся к продуцентам. Они не только участвуют в процессе фотосинтеза, но и являются питательной базой для следующего звена пищевой цепи – потребителей — животных.

Главными и вершиной трофической цепи этого вида леса являются хищники, в частности, кошачьи — тигр и рысь. Водятся волки, медведи, лисы и другие хищники. Травоядные млекопитающие в основном из семейства оленьих. Есть заяц, белка, куница, соболь, еж и древесный дикобраз, разные виды птиц.

«Работа» редуцентов или разрушителей в них зависит от плотности сомкнутости крон или полога. Есть леса темнохвойные и светлохвойные. Первые состоят из сортов теневыносливых деревьев, которые тесно сомкнуты, отчего плотность полога высокая. Это замедляет процессы переработки органических веществ и формирование гумуса. Почвы потому менее плодородны. В светлохвойных солнечный свет проникает к почве легче и процессы в ней идут быстрее.

Южнее хвойного располагается смешанный.

Смешанный

Экосистема смешанного леса представляет собой смешение двух экосистем, обусловленное наличием в ней лиственных и хвойных пород. Так, экосистемы дополняют и укрепляют друг друга, а образовавшаяся в результате общая становится более устойчивой. Смешанным он считается тогда, когда к одному виду деревьев примешивается другой в объеме не менее 5%. Потому неслучайно, что такие леса располагаются между хвойными с севера и широколиственными с юга. В основном они встречаются в климатических зонах с теплым летом и холодной зимой. Со среднегодовым количеством осадков до 700 мм. Почвы их произрастания – дерново-подзолистые или бурые с большим количеством перегноя.

Природная зона этих лесов – умеренного пояса: южная часть Скандинавии, Восточно-Европейская и Западно-Сибирские равнины, Карпаты, Кавказ, Дальний Восток, Юго-Восточная Азия. На Американском континенте – Аппалачи, регион Великих озер и Калифорния в Северной Америке, большая часть Южной Америки и Новая Зеландия.

Основными породами деревьев являются: ель, сосна, дуб, клен, липа, ясень и вяз. На Кавказе и Дальнем Востоке добавляются бук и пихта. В горных регионах – лиственница, а в Америке – секвойя. Растения, представляющие нижние ярусы также имеют широкое видовое разнообразие.

Богатый растительный мир смешанных лесов – это продуценты и автотрофы, то есть организмы, которые синтезируют с помощью солнечной энергии кислород и органические вещества из неорганических. Они — основа любой экосистемы, и смешанные леса не являются исключением.

Следующий этап в пищевой цепи принадлежит потребителям или консументам, организмам гетеротрофным. Их общая масса на порядок меньше растительной – зеленой, что является основным правилом жизнеспособности экосистемы. К ним относят: животных, птиц, рыб, земноводных, пресмыкающихся, насекомые, грибы и бактерии. Он менее разнообразен. Это: грызуны — зайцы, белки, мыши; млекопитающие — олени, лоси, волки, лисы; пернатые – сова, дятел; насекомые – клещи, комары, пауки; простейшие – бактерии.

Замыкают пищевую цепь – могильщики — разрушители или редуценты: личинки насекомых, черви, микроорганизмы.

Особенностью пищевой цепи смешанного леса является устойчивость, за счет видового взаимного дополнения и, если необходимо, замены. При снижении популяции или исчезновении какого-либо вида продуцентов, он замещается количеством особей другого. Такое правило не работает в отношении насекомых. Они являются опылителями растений, а их личинки — редуцентами. Их исчезновение приведет к затуханию экосистемы.

Смешанные лесные экосистемы сменяют широколиственные.

Широколиственный

У широколиственного леса экосистема характеризуется видовым разнообразием растений листопадных или летне-зеленых, то есть сбрасывающих листву в осенне-зимний период. Их листья имеют широкие листовые пластины. Произрастают такие леса во влажном и умеренно влажном климате с высокой температурой. Лето продолжительное. Зима – мягкая. Почвы они предпочитают серые, подзолистые, бурые или, даже, черноземы. Ареалы распространения – Европа, Северная Америка, Восточная Азия, Новая Зеландия и юг Чили.

Основу леса и его верхние ярусы представляют: граб, липа, ясень, вяз, клен, бук, дуб и каштан. Ниже идут лещина, черемуха и бересклеты. «Первый этаж» у пролесника, сныти, зеленчука, медуницы и так далее. Все это продуценты.

Потребители – консументы, это такие млекопитающие, как: кабан, олень, лось, зубр, бобр, белка, еж, лисица, рысь, волк, тигр, скунс, енот и бурый медведь. Птицы: чиж, рябчик, соловей, синица, снегирь, глухарь, тетерев, сова, филин, аист, утка и другие. Рептилии, амфибии и рыбы также являются потребителями. Это уж, гадюка, медянка, лягушка, жаба, саламандра, сом, щука, карповые и лососевые.

Редуценты или могильщики широколиственного леса практически все те же, что и в других экосистемах – черви, личинки насекомых, микроорганизмы.

Экосистема широколиственного леса также устойчива и хорошо себя регулирует. Особенностью является период, когда деревья без листы. Процесс фотосинтеза останавливается. «Главная» роль переходит к редуцентам, которые должны максимально преобразовать органические соединения в неорганические.

На экваторе лиственные меняют тропические лесные экосистемы.

Тропический

У тропического леса экосистема сформировалась на основе теплого тропического, субтропического и экваториального климата. Они опоясывают Землю по экватору. Разнообразие флоры и фауны продиктовано исключительно количеством и распределением осадков по временам года. Есть леса влажного экваториального пояса и сухого тропического. Если влажность примерно одинакова в течение года, то они стоят вечнозеленые. Если нет, то зеленые только зимой.

Влажные тропические леса имеют очень разнообразную флору. Доминируют в ней деревья, которых может быть до 100 видов на га. Основные виды деревьев — это: диптерокарповые, бобовые, миртовые и пальмы. Из остальных видов растительности необходимо выделить папоротники, которые существуют на разных ярусах тропического леса. Всего таких ярусов три. Верхний достигает 55 метров в высоту, следующий до 30 и нижний до 20. Травы здесь могут достигать высоты 6 метров. Например: банан. Размывают границы ярусов такие растения, как лианы, эпифиты, бамбук, папоротник и так далее.

В сезонных листопадных лесах растут терминалии, далбергии, альбиции, бамбук, тиковое и эбеновое дерево, пальмы, лавр и сахарный тростник. Основными травами являются злаки. Иногда, для удержания влаги, растения покрыты колючками.

Видовое разнообразие потребителей тропических превосходит любые другие леса. Многие виды животных большую часть времени проводят на деревьях. Самые известные – обезьяны, белки-летяги, ленивцы. Там живут и птицы – попугаи, дятлы, туканы, колибри и много других. Пресмыкающиеся также обитают в местах максимального «скопления» пищи, то есть на деревьях. Это – хамелеоны, змеи, гекконы, ягуаны, агамы и, даже земноводные лягушки, пытаются взобраться повыше. Исключительно наземных видов животных не много, но они очень крупные. Основные их виды: слон, носорог, бегемот, буйвол, жираф. Многообразны по внешнему виду беспозвоночные – муравьи, термиты, многоножки и бабочки.

Растения второго яруса, обычно столь плотно смыкают полог, что не пропускают солнечного света. Это отрицательно сказывается на «деятельности» разрушителей. В листопадных лесах редуценты, а это в основном грибы и термиты, которые также не могут переработать такой огромный объем органической массы. Потому тропические, при столь интенсивном «производстве» кислорода – около 55,5 Гт в год, «консервируют» в своем органическом веществе до 4,6 Гт углекислого газа.

Вывод

Общая для экосистемы леса характеристика может быть такой. Все они строятся на основе доминирования растительного мира над животным. Среди растений основную роль играет один или несколько видов деревьев. В зависимости от этого системы относят с одновидовым или смешанным. Экосистема любого вида имеет ярусы. От плотности смыкания крон деревьев зависит количество солнечного света и кислорода, проникающие в его нижние ярусы. Особенно, в слои населенные редуцентами – разрушителями. А это, в свою очередь, сказывается на количестве синтезируемой ими неорганической «пищи» для самих же деревьев. Экосистемы, в которых существует дисбаланс в пользу каких-либо живых организмов, недостаточно устойчивы и могут быть повреждены и уничтожены. Самыми устойчивыми являются лесные экосистемы со смешением видов и их взаимозаменяемостью.

Видео — Лесные экосистемы

Источник

Экосистема, биоразнообразие и экология леса

Лесная экосистема является естественной частью леса, включающей все растения, животных и микроорганизмы (биотические компоненты) в этой местности, функционирующих вместе с неживыми физическими (абиотическими) факторами окружающей среды. Лесная экосистема является одной и самых важных.

Некоторые примеры экосистем леса выступают:

  • экосистема соснового леса;
  • экосистема тропического леса;
  • экосистема смешанного леса и др.

Однако не существует полностью идентичных лесных экосистем, даже в пределах одинакового типа лесов. Увы, экосистемы являются «динамичными живыми существами» и всегда подвержены таким явлениям, как экологическое старение, экологическая катастрофа и динамика численности популяции.

Характеристика лесной экосистемы, охватывающей несколько стран, полностью отличается от той, которая занимает всего несколько гектаров. В зависимости от определения параметров и глубины каждого исследования могут существовать бесчисленные экологические системы. Специалисты по природным ресурсам классифицируют лесные экосистемы, помещая их в лесные биомы.

Читайте также:  Растения для улучшения плодородия почвы

Лесная экосистема является лишь одной из множества уникальных экосистем, таких как прерии, пустыни, полярные районы, океаны, озера и реки.

Лесная экология и биоразнообразие

Экология леса — это научное исследование взаимосвязанных моделей, процессов, флоры, фауны и экосистем в лесах. Управление лесами известное как лесоводство.

Связь с другими отраслями экологии

Лесная экология является одной из отраслей экологического исследования. Таким образом, леса изучаются на нескольких организационных уровнях, от индивидуального организма до экосистемы. Однако, поскольку термин «лес» обозначает область, населенную более чем одним организмом, экология леса чаще всего концентрируется на уровне популяции, сообщества или экосистемы. Логично, что деревья являются важным компонентом исследований леса. Тем не менее, большое разнообразие других форм жизни и абиотических компонентов в большинстве лесов означает, что другие элементы, такие как дикая природа или питательные вещества для почв, часто выступают в главной роли. Таким образом, экология леса — очень разнообразная и важная отрасль экологических исследований.

Биоразнообразие и сложность сообщества

Поскольку деревья вырастают больше, чем другие растения, существует потенциал для широкого разнообразия лесных структур. Бесконечное количество деревьев разных размеров и видов создает весьма сложную и разнообразную микросреду, в которой присутствуют такие компоненты, как солнечная радиация, температура, относительная влажность и скорость ветра. Кроме того, значительная часть биомассы лесной экосистемы часто находится под землей, где структура почвы, качество и количество воды, а также уровни различных питательных веществ в почве могут сильно различаться.

Таким образом, леса часто являются сильно разнородными (гетерогенными) средами по сравнению с другими наземными растительными сообществами. Эта гетерогенность, в свою очередь, может обеспечить большое разнообразие видов как растений, так и животных. Основными факторами, увеличивающими видовое разнообразие, являются наличие разнообразных видов деревьев в лесу и отсутствие даже минимального вмешательства со стороны людей.

Почему лес является важной экосистемой?

Лесные экосистемы имеют важное значение для многих живых организмов, а также для общего состояния здоровья планеты в целом. Преимущества лесов для общества и разнообразие жизни делают важным защиту от обезлесения территорий и других потенциальных негативных последствий цивилизации.

  • Лесные экосистемы являются естественной защитой от изменения климата. Растения поглощают углекислый газ и производят кислород в процессе фотосинтеза. Это способствует очищению атмосферы и регулирует температуру окружающей среды. Обезлесение нейтрализует все эти преимущества.
  • В дополнение к оказанию помощи в борьбе с изменением климата, лесные экосистемы имеют другие экологические преимущества. Они предотвращают эрозию, уменьшая силу осадков на поверхности почвы и поглощая воду, тем самым не позволяют вымывать верхний, плодородный слой почвы. Лесные экосистемы также действуют как фильтры для воды и подпитывают подземные водоносные горизонты. Леса повышают влажность атмосферы за счет транспирации, которая влияет на температуру и количество осадков.
  • Леса содержат больший диапазон биоразнообразия, чем любые другие экосистемы на Земле. Учеными была изучена только часть видов, обитающих в лесах. Одно массивное дерево в тропическом лесу Амазонки может быть домом для тысяч видов. Широкое разнообразие деревьев и растений, встречающихся в тропических лесах, включает особенно интенсивное биоразнообразие. Это биоразнообразие имеет важное значение, которое человечество не может полностью оценить, поскольку взаимозависимые виды эволюционировали в течение миллионов лет, чтобы взаимодействовать и процветать.
  • Человечество получает много преимуществ от лесных экосистем. Многие лекарственные средства были обнаружены в растениях, обитающих в лесах. Местные общины выживают благодаря растениям и животным лесов. Продукты, от которых зависит современное общество, например, древесина, бумага и бамбук, происходят из лесных экосистем. Многие другие важные продукты, включая специи, резину и красители, также встречаются в лесах по всему миру. Леса также важны для людей по эстетическим соображениям, а экотуризм — это один из способов устойчивого использования и защиты лесных экосистем.

Источник

Экосистема хвойного леса растения и животные

Преодоление трудностей доставляет человеку глубокое удовлетворение. Подобное чувство испытывает альпинист, ценой огромных усилий достигший цели и взошедший на вершину. Это качество — ставить перед собой цель и идти к ней через все препятствия — выделяет человека из остального животного мира. Это качество — сплав интеллекта, решительности и упорства — определяет и превосходство человека над остальными млекопитающими, делает его сильнее гризли, тигра, слона.

Усвоение второй половины книги потребует от вас больших усилий, ибо пришло время поставить перед собой цели и, мобилизовав свои силы, осуществить эти цели. Одна из задач — и наипервейшая — приобрести твердую основу знаний. Другие цели вы можете поставить перед собой сами, но достижение первой — большая и нелегкая задача. Вы уже приступили к ней.

Процесс познания, такой, каким его видит натуралист, бесконечен. Наградой за ваше стремление к недостижимому будет то, что жизнь ваша станет интересной на долгие годы. ГЛАВА 20

Экосистемы бывают малые и большие, но и в том, и в другом случае — это законченные экологические единицы связи животных и растений с местом их обитания, почвой, породой, водой и атмосферой. Изучение экосистем или биомов — как называются большие экосистемы — является необходимым элементом образования натуралиста. Такое изучение позволит вам представить себе общую картину жизни на каком-то достаточно большом участке или регионе, а также увидеть, как каждый ее фактор влияет на другие.

В этой главе мы рассмотрим только три экосистемы: биом лиственного леса восточных и некоторых центральных западных штатов, биом хвойного леса Скалистых гор и Сьерра-Невады и жизнь в водоеме, с которой мы ознакомимся подробнее, ибо пруд можно найти в любом месте. Две другие подобные экосистемы — каменистые берега Атлантического и Тихого океанов — подробно описаны в главе 17.

Биом умеренного лиственного леса — наиболее полный и разнообразный биом Северной Америки. В то же время именно он, а также умеренный степной биом, куда входят Великие равнины и прерии Северной Америки, претерпел значительные изменения благодаря вмешательству человека. Биом лиственного леса, в который входят разные типы лесов, весьма разнообразен и сложен.

Эти лесные сообщества могут резко отличаться одно от другого, ибо лиственные леса гораздо больше зависят от климатических условий, чем хвойные. Количество осадков в зоне, которую занимает лиственный лес, колеблется от 70 до 150 см в год, причем минимальное количество их выпадает на севере и западе, а максимальное — на востоке и юге, в особен в районе Мексиканского залива. Поскольку осадки выпадают в течение года с небольшими перерывами, эти леса практически не боятся засухи и пожаров.

Лиственные леса богаты жизнью. Деревья ослабляют ветер, что очень важно для птиц и насекомых. Густая листва защищает их также и в жаркий солнечный день, уменьшая освещенность до 10% в гуще листвы и до 1% на уровне земли.

Сколь сложна жизнь в лиственном лесу, особенно ярко видно на примере ярусных сообществ.

1 — полог леса, 2 — подлесок, 3 — кустарниковый ярус, 4 — травяной ярус, 5 — подстилающий и почвенный слой

Современные лиственные леса биома уже не так высоки, как были в начале XIX столетия; правда, и сейчас встречаются деревья высотой 23-34 м со стволами 60-95 см в диаметре. Верхний ярус леса включает верхние части стволов, кору ветвей и верхние лстья. На 1 м 2 этой площади приходится не менее 1 500 беспозвоночных — прекрасный корм для птиц. В многочисленных полостях главного ствола и верхних ветвях дерева прячутся и гнездятся красноголовый и пушистопёрый дятлы, каролинский поползень, хохлатая синица и неясыть. Там же обитают и небольшие млекопитающие — летяги, серые белки и еноты-полоскуны. Здесь же гнездятся и кормятся и некоторые птицы — виреоиы, славки и танагры. Конкуренция в этом ярусе должна быть жестокой.

Далее следуют три яруса подлеска, где растут деревья 9-11 м высотой; здесь на 1 м 2 коры обитает около 75 беспозвоночных — гусеницы, моллюски, пауки и взрослые насекомые.

Ниже, в ярусе высокого кустарника проживают красноглазые виреоны и оливковые тиранны. Ярус среднего кустарника занимают азимины, а низкого (1-2 м) — в основном каликант флоридский а также молодая поросль больших деревьев. Тут же ползают клопы-кружевницы и летают большие американские дрозды. В ярусе высоких трав (15-100 см) ветречаются водолюб, крапива двудомная, деррис трехлистный и доминирующий подлесник; а из насекомых здесь обычно водятся комары и клопы-грязевики. И, наконец, самый нижний ярус — низкая трава (0-15 см) — это среда обитания фиалки и копытня круглолистного, хищных улиток, личинок летающих насекомых и тысяченожек. Поваленные деревья и пни также могут считаться входящими в этот ярус. Поверхность их покрыта грибами, под корой водятся плоскотелки и ногохвостки. Пауки же водятся во всех ярусах, и их отношения с различными растениями и насекомыми — это отдельный вопрос, требующий специального изучения. Внизу среди корней и в почве живут в норках кротовидные гоферы, питающиеся растениями, и кроты, питающиеся червовидными личинками и червями. А по земле ползают тысяченожки (двупарноногие), многоножки и мокрицы.

Богатая и разнообразная жизнь этого биома, его плодородная почва привлекли сюда человека. Охотники и поселенцы безжалостно уничтожали деревья на больших территориях, и только небольшой процент лесных массивов остался на сегодняшний день еще не тронутым.

Среди доминирующих видов деревьев климаксового сообщества в этом биоме можно назвать: дуб бархатный, дуб белый, дуб малый, гикори овальную и гикори сердцевидную. Далее к северу доминирует дуб красный. В южных штатах тоже много дуба красного и лавролистного, а также гикори белой, падуба тусклого и персеи красной. Широко распространены, но не доминируют, дуб горный, орех черный и бук крупнолистный. Вдоль берегов рек растут ивы и тополя. На месте лесных пожаров вырастают черемуха и боярышник. В других местах встречаются сообщества ильма белого, вяза ржавого, клена красного, тополя желтого, дуба крупноплодного, дуба болотного каштанового, тсуги (на севере) и рябины. Многочисленные вьющиеся растения, кустарники и маленькие деревья подлеска дополняют эти сложные сообщества, населенные разными видами млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и беспозвоночных.

Этот биом простирается на горном западе Северной Америки, за исключением области, расположенной поблизости от побережья Тихого океана,- ее занимает биом тихоокеанского дождливого побережья и туманных хвойных лесов. Основную площадь биома горного хвойного леса составляет Сьерра-Невада. И поскольку он находится поблизости от густонаселенных районов, мы рассмотрим этот участок более подробно.

Леса Сьерра-Невады делятся на четыре основных типа — в зависимости от того, на какой высоте они произрастают, поскольку с высотой связаны количество осадков и температура воздуха. Низкие температуры высокогорья являются основным лимитирующим фактором, сдерживающим распространение там ряда видов деревьев, растении и животных, хотя некоторые из них поднимаются выше своей обычной границы обитания летом и осенью.

Ниже, в так называемой зоне Верхней Соноры, появляются сосново-дубовые массивы. Зона эта сухая и открытая, количество годовых осадков составляет 50 см; она скорее является границей горного лесного биома, нежели его частью. Доминирующая растительность: дуб крупноплодный и виргинский, сосна белая калифорнийская и разнообразные чапаррелевые кустарники — толокнянка и дикая сирень. Здесь обитают перогнаты (семейство мешотчато-прыгуновых) и щетинистые мыши, калифорнийские земляные белки, серые белки, сумеречные древесные крысы-неотомы и чернохвостые калифорнийские зайцы; на них охотятся американская куница, рыжая рысь, койот и серая лисица. Зимой же на спустившегося сюда чернохвостого ослиного оленя нападают пума, койот и медведь. По берегам рек живут в больших гнёздах, сложенных из прутьев, неотомы. А кроме хозяев, в каждом таком гнезде обитает множество муравьев, жуков, личинок и т. д. Из птиц в этой части биома водятся калифорнийская сойка, бурый тауи, горная куропатка, волосатый дятел, белобровый крапивник, виреоны (на верхушках деревьев), рыжая овсянка, малая ушастая сова, американский филин и ястреб

Читайте также:  Изготовление нитей из шерсти животных или волокна растений

Основной массив горного хвойного леса делится на две главные зоны — в зависимости от того, на какой высоте произрастает лес, а следовательно, и от того, сколько снега там выпадает зимой и сколь резкие колебания температуры. На небольших высотах, где меньше снега и температура не опускается слишком низко, растут леса желтой сосны, или нижний горный лес, сладко пахнущий сосновой корой. Здесь же встречается много пихты одноцветной, кедра ладанного и сосны Лямберта, а несколько выше стоят гигантские секвойи — самые большие деревья на земле. Среди кустарников в основном произрастают дикая сирень, толокнянка и крыжовник; в этом лесу значительно меньше ярусов, нежели в лиственном. На верхушках деревьев живут бурундуковые белки и летяги, за которыми охотится американская куница. На земле водятся землеройки, длинноухие бурундуки, белоногие хомячки и пушистохвостые неотомы. Среди птиц наиболее распространены полосатый голубь, воробьиный сыч, синеголовый виреон, славка, пурпурная чечевица и обыкновенный, крапивник. Среди пресмыкающихся — красивые красные, черные и желтые полосатые калифорнийские змеи и древесные саламандры, живущие на бархатных дубах. Из насекомых следует отметить громадных коричневых жуков с длинными усиками — это смертельные враги сосны.

Верхний горный, или краснопихтовый, лес почти целиком состоит из великолепной пихты красной. Эти пирамидальные деревья растут так плотно, что уничтожили весь подлесок. Они прекрасно адаптировались к большому количеству снега (зачастую до 6 м глубины), который снабжает их влагой на весь год. Зимой из-за холода из этого леса улетают почти все птицы, но некоторые млекопитающие ведут активный образ жизни даже в самые суровые холода.

Зимуют здесь заяц-беляк, а также бурундуки, белки, летяги, земляные белки, которые запасают на зиму в дуплах деревьев орехи и семена; прорывают под снегом ходы мыши. Охотой на них промышляют куницы, рыжая лиса и горный койот.

В подземных полостях, в норах, глубоко под снегом горных лугов спят желтобрюхие сурки и лесные медведи. Только древесный дикобраз, защищенный колючками от врагов и густой шерстью от холода, бродит повсюду и зимой, впадая в спячку лишь в самые свирепые метели. Весной снизу в верхний горный лес возвращаются олени и множество птиц: виреоны, славки, синицы, тиранны, дятлы, красногрудые и каролинские поползни и др. Примечательно, что в этом лесу водится отшельник, летом (а иногда и зимой) он любит кормиться на самых высоких деревьях. Питается он так же, как и клест, который своим необычным клювом усердно извлекает сосновые семена из шишек, что облегчает ему жизнь зимой. Изучая деревья этого леса, интересно наблюдать, как вредные насекомые, способные уничтожить целые леса (большой лесной садовник, мелкие бабочки-листовертки и гусеницы сатурнии-пандоры), находятся под контролем других обитателей леса. Личинками этих насекомых питаются птицы и их потомство; белки и бурундуки отыскивают осенью спрятавшихся куколок. Поедают лубоедов-стригунов и паразитических зеленушек-медетер, а также других вредных насекомых насекомые полезные — оруссиды, жуки-пестряки.

В нижнем поясе субальпийского леса растет сосна широкохвойная с кривыми, скрученными стволами. Выше располагаются тсуга Мертенса и сосна Веймутова. В самом же верхнем поясе субальпийского леса растет шероховатая сосна белоствольная, часто с одной стороны у нее омертвевшие стволы — из-за яростных ветров, дующих на этих высотах. На границе высокогорных альпийских лугов растут чахлые побеги сосны белоствольной. Эта сосна известна тем, что по ее годовым кольцам можно изучать историю климата Северной Америки. Некоторые из них имеют возраст 3 000 лет, а единичным экземплярам 5 000 лет. Но и до этих суровых мест добирается летом чернохвостый ослиный олень в поисках сочной альпийской травы, кустарника и другой растительности, и изредка появляется непревзойденный рыболов — громадный пекан, защищенный густой шерстью от холода. Сюда же поднимаются и пушистохвостая неотома, желтоволосый древесный дикобраз и золотистая земляная белка, преследуемые койотом и куницей, но тут эти охотники сами попадают в лапы пекана. Прячут на зиму запасы сена в трещинах скал или маленьких пещерах занятные пищухи, или сеноставки, которые водятся на горных лугах, окруженных хвойными деревьями; эхо их предупреждающего пронзительного свиста разносится далеко вокруг. Заготавливая пищу на зиму, соперничает с ними желтошерстный сурок, копающий глубокие норки под большими валунами, где он прячется от койота и медведя. Сурок также издает предупредительный свист — только его свист протяжнее и ниже тоном. Здесь же обитают отшельник, издающий громкие беспорядочные трели, большой щур и очаровательный горный вьюрок с серым гребнем. Насекомых тут почти нет, ибо ночные заморозки случаются даже летом.

В таких горных местах натуралист должен проводить много экспериментов, чтобы попытаться понять, как различные существа и растения адаптируются друг к другу, а также к суровым холодам и снегу зимой. По мере подъема по склону перед вами одна за другой открываются картины разнообразной жизни, каждая из которых есть, часть великого целого, прибавляющая к нему нечто свое. Однажды я провел несколько недель в этих лесах, изучая черных и красных муравьев и их реакции на хищников — птиц и ящериц. Интереснее всего было наблюдать, как личинки муравьиного льва отрывали в песке конические ямки и прятались в них, ожидая, пока муравей или другое насекомое попадет в ловушку и тут же окажется в их серповидных острых челюстях. Каждый день приносил новые впечатления.

Во всей Северной Америке, за исключением океанских побережий, не найти экосистемы или биома, где жизнь была бы такой сложной и насыщенной, как в большом пруду. Берега такого пруда могут быть заросшими, но он обязательно должен иметь большое пространство открытой воды. Можно выбрать пруд с чистой водой и достаточно мелкий, чтобы растения могли развиваться по всей его глубине. Остановимся, к примеру, на водоеме глубиной не более 5 м. Скорее всего, нам не понадобится совершать далекие путешествия, чтобы найти такой пруд. А жизнь и взаимоотношения организмов, обитающих в воде, представляют интерес для натуралистов.

Пруд называется молодым, если он недавно вырыт и в нем есть только чистый ил и камни; средним — если по берегам разрослась густая растительность; старым — если поверхность воды зарастает, и мертвым — если масса растений заглушила воду и пруд высыхает. А сейчас мы рассмотрим пруд среднего возраста, около 50 м шириной и 5 м глубиной в центре. Пруд — это водоем со стоячей водой в отличие от ручья, или реки, где вода проточная. Но весной в этот пруд стекает вода из маленьких ручейков, обогащая его кислородом и спасая тем самым от загнивания.

Мы рассмотрим лишь начальную картину сложной жизни в водоеме, но она поможет вам получить представление о многих других водоемах. Жизнь пруда зависит от почвы, наземных растений и животных, окружающих его. Если почва кислая, как бывает в обычных широколиственных лесных массивах, то водная среда в пруду, окруженном такими деревьями, также будет кислой. Уровень кислотности и щелочности почвы и воды измеряют величиной рН, принимая рН, равное 7 (рН = 7), за величину нейтральную; тогда рН выше 7 означает щелочную среду, а рН ниже 7 — кислотную. Жизнь в пруду может существовать только при определенных значениях рН: не ниже 4,7 и не выше 8,5 — только в этих условиях бактерии и грибы могут активно разлагать органическую материю (мертвых животных и растения), превращая ее в гумус. Если показатель рН почвы высокий, на ней обычно обитают улитки и черви, если же рН ниже 5, они, исчезают, а их место занимают членистоногие — клещи и ногохвостки. Изменения в уровне рН отражаются и на жизни в пруду, так как многие животные и растения могут жить только в узких пределах рН. Если пруд окружают каштановые лесные почвы, то это слегка кислые почвы — их рН = 6-7; почвы хвойного леса еще более кислые (рН ниже 3), а чернозем, чаще всего встречающийся в лугах, имеет рН = 7-8, что говорит о небольшой щелочности среды. Состав окружающих почв отражается на свойствах воды в пруду, а значит, и на жизни обитателей этого пруда.

На жизнь пруда оказывают влияние и животные, попадающие в него с суши. Норка, ныряющая в поисках рыбы и ондатры, наводит ужас на его обитателей; утки, поедающие водные растения, поднимают грязь со дна; вносят свою лепту и люди, охотясь и ловя рыбу. Изучая пруд, най- дите и другие внешние влияния.

Но что происходит непосредственно в самом пруду? Если вы шумно подойдете к пруду, он покажется вам спокойным — все его обитатели затаились. Если же вы подойдете к воде осторожно и тихо, то можете услышать различные звуки: бульканье поднимающихся с илистого дна пузырьков газа, призывные крики лягушек и жаб, ясную песенку желтой древесной славки из зарослей ив или великолепную песню длиннохвостой каменки с ветвей тополя. Вы услышите оглушительные всплески в дальнем конце пруда — там прыгают в воду лягушки, спасаясь от енота, а одинокий всплеск в середине принадлежит большеротому черному окуню. Если вы пробудете у воды подольше, то почувствуете свою сопричастность к бесчисленным конфликтам и событиям, происходящим в пруду. Каждый кубический сантиметр чистой воды наполняют мириады невидимых, но весьма активных микроскопических жизней; они только ждут, когда вы приобретете микроскоп для их изучения.

Растительность, которая распространилась на 5-7 м от берега пруда — это дремучие джунгли, где может прятаться, охотиться и питаться множество различных существ. Лупы и микроскопы, а также ящик со стеклянными стенками помогут вам изучать эту жизнь.

Для практических целей разделим наш пруд на секторы, в которых обитают разные существа. Некоторые из них встречаются в нескольких секторах. Прежде всего рассмотрим три растительные зоны стоячей воды вблизи берега. Первая зона — мир водяных растений, произрастающих у самого берега в стоячей воде; корни их находятся под водой, а основная часть стебля, листья и цветки колеблются над водой. Хорошим примером такого растения служит рогоз. Вторая зона — глубина воды 0,5-1 м — занята плавучими растениями, у которых основная масса стебля находится под водой и только небольшая его часть выступает над поверхностью, а большинство цветков и листьев плавает на воде. Пример таких растений — водяной тысячелистник и кувшинка. В третьей зоне преобладают погруженные растения, такие, как взморник и прудовые водоросли; листья их в основном погружены в воду, и лишь отдельные из них плавают на поверхности. Здесь глубина воды уже 1 — 3 м или более. На такой глубине основная масса листьев почти лишена солнечного света, а вода глубже двух метров темная и мутная; в этих таинственных джунглях движется множество теней. Над этими тремя растительными зонами лежит четвертая — пленка поверхностного натяжения воды, очень тонкий, эластичный и довольно липкий слой, по которому скользят водомерки, а под водой движутся, прилипнув вниз раковиной, прудовики. И, наконец, есть еще две зоны: пятая — открытая вода, где плавают большие рыбы, и шестая — темное илистое дно, где кипит скрытая от наших глаз жизнь.

Читайте также:  Жизнедеятельность человека и растений биология

Среди растений первой зоны — рогоза и частухи подорожниковой — водится много существ, л равной мере связанных с сушей и водой. Карабкаются среди стрелолиста древесные лягушки — благодаря своему зеленому цвету они совершенно сливаются со стрелолистом. Вот на поверхности воды или среди растений появляется уж, сея панику среди лягушек. Стоит ему только поднять голову — и лягушки, сделав отчаянный прыжок на сушу, скрываются в зарослях, используя свое преимущество: спасаться на берегу от врагов, подстерегающих их в воде, и наоборот — при малейшей опасности на земле устремляться в воду. Уж сворачивается темными кольцами под водой и двумя резкими движениями вспугивает пару каких-то существ, притаившихся за стеблями. Ниже в стеблях рогоза откладывает яйца узкая рогозовая моль, и вскоре целая популяция маленьких серых гусениц будет жить безопасно в стеблях, пока не наступит время превратиться из куколок в моль и покинуть приютившие их стебли.

Во второй зоне, где разбросали свои огромные листья на поверхности воды желтые кувшинки, громадная лягушка-бык обозревает свое царство, восседая на большом листе. Это лягушка-ветеран, сотни раз побывавшая на волосок от смерти. Каждый такой урок учит ее еще большей осмотрительности, ведь из тысячи головастиков, вылупившихся из икринок, отложенных матерью-лягушкой пятнадцать лет назад, выживает лишь один. Теперь эта лягушка так велика, что у нее почти нет врагов. Она сидит очень тихо, сливаясь с зеленым листом в ожидании добычи. Время от времени лягушка быстро выбрасывает свой длинный язык, чтобы схватить пролетающую муху или насекомое, оказавшееся на листе, но такая ничтожная добыча не может удовлетворить аппетитов охотницы. Гигантская лягушка, около полуметра длиной, всегда голодна. Поэтому, как только на поверхности воды появляется метровый уж, лягушка делает молниеносный прыжок и хватает голову ужа своим огромным ртом. Уж, сопротивляясь, яростно хлещет хвостом по воде; вода вокруг закипает, но лягушка-бык быстро ломает противнику шею и начинает проталкивать тело ужа в пищевод с помощью своих сильных мышц глотки. Вскоре уж исчезает в ее пасти. Лягушка плывет обратно и снова тихо садится на плавающий лист кувшинки, сравнительно удовлетворенная.

Глубже, под водой, идет своя борьба не на жизнь, а на смерть. По илистому дну ползает нимфа стрекозы, уродливая и яростная, за что получила прозвище «водяной тигр». Время от времени она скрывается из виду, зарываясь глубоко в ил. Наконец нимфа находит укромное местечко среди стеблей кувшинки и лежит там совершенно тихо, уродливая голова с огромными темными глазами, уставившимися вдаль,- настоящее исчадие ада. Ректальные жабры позволяют ей дышать под водой, в отличие от родителей-стрекоз, дышащих воздухом. Вдруг она замечает маленькую рыбку фундулюса, около 8 см длиной, стремительно преследующую личинку поденки. Нимфа выбрасывает свою «шарнирную» нижнюю челюсть с двумя острыми коготками и впивается в фундулюса. Рыбка делает отчаянные усилия, чтобы освободиться, но из ее тела течет кровь, и постепенно она затихает. А в это время погружается с поверхности ко дну гигантский водяной жук-белостома длиной добрых 7 см; жук набрасывается на нимфу и, схватив ее своими двухсантиметровыми клешнями, вонзает в ее тело кинжало-подобный хоботок. Несмотря на отчаянные усилия нимфы вырваться и закопаться в ил при помощи своей реактивной струи, жук высасывает из нее всю кровь.

В третьей зоне, среди листьев погруженных растении, стрекозы, самец и самка, соединившись парой, откладывают яйца. Самка время от времени погружает хвост глубоко в воду, поддерживая яйца, чтобы они могли спокойно опуститься в ил. В этой зоне, где много водяного тысячелистника и посконника, жизнь небольших существ подвергается большей опасности, нежели вблизи берега, так как подводные растения — главное место охоты больших рыб. Водяной паук — пятнистый пизаура отважно скользит по пленке поверхностного натяжения воды. Бег его так легок, что напоминает танец, а скорость позволяет избегать встреч с опасными врагами. Ныряя в глубину, он покрывается серебряной блестящей оболочкой из пузырьков воздуха, которые позволяют ему оставаться под водой в течение нескольких минут. Он подплывает к узким листьям пузырчатки, избегая благодаря опыту прошлых погружений маленьких подводных пузырьков, прикрепленных к листьям, ибо они могут поймать его. Добравшись до стебля, пятнистый пизаура замирает, превратившись в серебристую часть растения, но, увидев маленького карпозубика, бросается на него, как торпеда, и хватает острыми челюстями. Челюсти пизаурид выделяют яд, парализующий жертву. Как только карпозубик стихает, паук принимается пить его кровь. Покончив с добычей, пизаура торопится наверх, пока не иссяк воздух в пузырьках. Чтобы было легче прорвать поверхностную пленку, он выползает из-под воды по стеблю растения, затем поднимается по нему еще выше, чтобы его не могли достать враги, которые обитают в воде. Как и лягушки, пизауриды принадлежат двум мирам.

Внизу на дне, глубоко в иле, неуклюже передвигается большая кайманова черепаха. Защищенная грубым роговым панцирем, вооруженная сильными челюстями и роговым клювом, способным прокусить ногу человека почти до кости, эта черепаха — королева глубин. Боится она только остроги или гарпуна охотника. Пробираясь сквозь стебли водорослей, она жует их, заталкивая в рот, и зарывается в ил в ожидании более солидной пищи. Из ила торчат только голова и глаза, похожие, на бусинки. Вот она замечает оказавшуюся поблизости личинку равнокрылой стрекозы, делает удачный выпад и вновь затихает. С поверхности пруда спускается другой крупный хищник — почти полуметровый черный большеротый окунь. Он подплывает близко к черепахе, но, вовремя заметив ее, держится на расстоянии от сильных челюстей.

Рыба поменьше, обыкновенный чукучан, действует как пылесос, зарываясь в ил в поисках спрятавшихся там червей и личинок. Кайманова черепаха терпеливо ждет, пока чукучан окажется достаточно близко — и тут же выбрасывает голову, как нападающая змея. Вода мгновенно становится мутной от ила, так как чукучан отчаянно борется, пытаясь освободиться от мертвой хватки челюстей, но это ему не удается.

В отличие от чукучана и сомика-кошки, лениво передвигающихся по дну в поисках пищи, окунь, карпозубики, фундулюс и солнечная рыба — обитатели пятой зоны, зоны открытой воды,- ловят насекомых прямо в воде или на ее поверхности, и крупные рыбы охотятся на более мелких. Окунь, плавая у самой поверхности воды, высовывается из нее время от времени, чтобы схватить муху или жука, беспомощно прилипших к поверхностной пленке. Однако, когда он пытается поймать коренного обитателя четвертой зоны — зоны пленки поверхностного натяжения — скользящую по поверхности, как конькобежец, водомерку, это оказывается гораздо труднее. Едва окунь высовывает голову, водомерка делает скользящий рывок и спасается от рыбы. И тут же водомерка, находящаяся в своей стихии, увидев поденку, прилипшую к пленке, бросается к ней, хватает ее передними лапками и вонзает хоботок в ее тело.

А вот выпрыгивает из воды маленькая солнечная рыбка, чтобы схватить жужжащую на поверхности пчелу. Она так увлеклась, что не замечает, как нечто сине-белое пулей падает с неба к поверхности воды. Это зимородок врезается в воду и клювом хватает солнечную рыбку. Она немного великовата для него. Завязывается борьба, в ходе которой рыбе даже удается наполовину затащить птицу под воду, но в конце концов, яростно взмахивая крыльями, зимородок поднимается из воды и несет бьющуюся рыбу на высокий пень на берегу. Здесь он резким ударом переламывает ей позвоночник и начинает рвать на куски. Обитатель воздуха, способный сражаться в воде, заслужил свою пищу!

Шестая зона — темный мир илистого дна водоема — место, где прячутся и охотятся мириады существ. Вот хищный малощетинковый червь из рода щетинкобрюхов, еще более уродливый, чем нимфа стрекозы. Вооруженный острыми, как иглы, челюстями, он движется сквозь ил в поисках любой пищи. Веслоногие рачки, пиявки, кольчатые черви, бокоплавы, даже плоский червь, такой же хищник, как малощетинковый червь,- все спасаются бегством, почувствовав его приближение. Зловеще извиваясь, он приближается к улитке и извлекает ее из панциря, не заметив двух пиявок, притаившихся тут же в иле. Но когда этот свирепый враг исчезает, пиявки вылезают на поверхность и начинают карабкаться по стеблю растения в поисках какого-нибудь млекопитающего, вроде ондатры или человека, чтобы напиться крови. Внизу, в илистой жиже, ждут своей добычи черви. Жизнь водоема представляет яркую картину борьбы за существование; каждый стремится съесть другого и при этом не быть съеденным самому. Но и здесь существуют спокойные периоды в жизни каждого существа и периоды острого возбуждения, когда приходит время спаривания. В разгар весны ночью, а иногда и днем вблизи водоема раздается оглушительный рев лягушек-быков, назойливое кваканье весенних квакш, древесных лягушек; каждый вид издает только ему присущие звуковые сигналы, призывая пару или активно спариваясь, в совершенно определенное время. Многие насекомые, например стрекозы, спариваются несколько раз в течение лета. Кружатся в ночном танце над водой поденки; отложив яйца на стеблях растений, они умирают, становясь лакомой добычей для рыб и других плотоядных.

Все живое проявляет исключительную изобретательность в борьбе за существование. Гигантские водяные жуки-белостомы и другие водные насекомые запасают воздух под крыльями, где он удерживается миллионами микроскопических волосков. Личинки москитов имеют специальные трубочки, через которые они, приблизившись к поверхности, втягивают воздух сквозь поверхностную пленку. У некоторых насекомых есть специальные иглы или хоботки, с помощью которых они добираются до воздуха, хранящегося в стеблях подводных растений. Личинки ручейника изумляют поразительным разнообразием защитных чехлов из песчинок, кусочков коры, листьев, прутиков и т.п., склеенных слюной. Некоторые из них очень красивы. Отыщите несколько таких существ и займитесь изучением их образа жизни.

Источник