Человек и его роль в изменении растительного покрова

На сегодняшнее время ни один из экологических факторов не оказывает настолько существенного и всестороннего влияния на растительные сообщества, как деятельность человека. Это влияние постепенно возрастает с момента возникновения человеческой цивилизации и на сегодняшний день практически невозможно найти такое растительное сообщество, на которое бы человек в той или иной степени не оказывал влияния.

Природа антропогенного влияния на растительный покров существенно отличается от влияния абиотических и биотических природных факторов. Дело в том, что антропогенное влияние всегда является внешним по отношению к экосистеме. В конечном результате действие человека сводится или к изменению параметров экотопа, т. е. изменению абиотических факторов, или к непосредственной трансформации структуры и состава экосистемы.

Характер воздействия человека на растительные сообщества чрезвычайно многообразен и, в большинстве случаев, негативен. Он, в первую очередь, зависит от уровня развития промышленности и сельского хозяйства: степени распаханности земель, развития сети путей сообщения, уровня загрязнения окружающей среды отходами производства и так далее. При этом воздействие человека на растительный покров может быть осознанным и неосознанным, прямым и косвенным. Так, зачастую неосознанно человек распространяет многие виды растений. Осознанно человек трансформирует отдельные фитоценозы и даже целые ландшафты: вырубает или, наоборот, сажает леса, распахивает земли, производит добычу полезных ископаемых и др. Иногда очень сложно разграничить осознанное и неосознанное влияние человека на природу. Так, к примеру, добывая полезные ископаемые открытым способом, человек осознанно уничтожает растительность в местах добычи. В то же время при создании карьеров изменяется уровень грунтовых вод, что, в свою очередь, может сильно воздействовать на окружающие растительные сообщества.

Основными видами антропогенного воздействия человека на природу являются непосредственное воздействие на растительный покров (вырубка лесов, создание искусственных фитоценозов, выпас домашних животных, осушение или, наоборот, орошение, воздействие на растения выбросов и сбросов промышленных предприятий и др.), а также завоз в тот или иной регион новых видов растений, которые в новых для себя условиях способны входить в состав естественных или полуестественных фитоценозов. Все это в конечном итоге приводит к сокращению ареалов или полному исчезновению различных видов растений и даже целых растительных сообществ.

Создание культурных и полукультурных фитоценозов на сегодняшний день является, пожалуй, наиболее существенным фактором влияния человека на окружающую среду. По степени воздействия человека принято выделять следующие типы фитоценозов (Фурсаев, Хохлов, 1940):

· нетронутые фитоценозы, т. е. те, которые не подверглись в процессе развития осознанному или неосознанному воздействию человека. Их видовой состав и структура сохранились в состоянии, зависящем только от физико-географических и биотических условий;

· природные фитоценозы – подверглись невольному воздействию человека или же возникли в результате его деятельности, не направленной непосредственно на изменение состава фитоценоза (высечка, выпас и др.);

· окультуренные фитоценозы – природные фитоценозы, у которых в результате экстенсивного воздействия человека в той или иной степени изменены структура и состав;

· полукультурные фитоценозы – целенаправленно созданы человеком на месте природных фитоценозов, измененных коренным образом (искусственные лесные насаждения, сеяные луга и др.);

· культурные фитоценозы – созданы человеком, который постоянно контролирует их на протяжении всего времени их существования, при этом человеком создается и регулируется видовой состав, строение и даже условия произрастания видов в фитоценозе.

Интенсивная деятельность человека привела к тому, что во многих сильно освоенных им регионах планеты преобладают культурные, полукультурные и окультуренные фитоценозы, тогда как нетронутые фитоценозы практически отсутствуют. Так, к примеру, только в Беларуси на более чем 30% территории естественные сообщества полностью уничтожены – земля используется в качестве пашен, дорог и поселений человека. Еще порядка 20% площади республики занимают различные полуестественные или сильно антропогенно трансформированные территории: сенокосы, пастбища, сады, пустыри и др. Среди лесов также значительную долю составляют лесокультуры, то есть леса, посаженные человеком на сплошных вырубках или необлесенных территориях. Все это приводит к тому, что на сегодняшний день на территории республики практически не осталось нетронутых фитоценозов, не подвергшихся влиянию человека.

Вырубка лесов может иметь разный характер. В зависимости от целей, вырубки могут быть санитарными, рубками ухода, выборочными и сплошными. При санитарных и рубках ухода в лесном фитоценозе человек вырубает больные или плохо растущие деревья, что способствует лучшему росту остальных растений и, тем самым, созданию более продуктивных растительных сообществ. При выборочных рубках человек выборочно изымает из фитоценоза либо деревья отдельных видов, либо достигшие определенного возраста деревья и оставляет остальные виды. В этом случае воздействие человека на растительное сообщество более глубокое и может приводить к смене одного фитоценоза другим. Наконец, при сплошных вырубках фитоценоз уничтожается целиком. При этом восстановление леса на вырубках будет в первую очередь зависеть от характера дальнейшего хозяйственного использования территории человеком, и уж потом – от комплекса физико-географических условий и экологических факторов, воздействующих на данное местообитание. Так, использование освободившейся из-под леса территории в качестве пашни или сенокоса делает невозможным естественное восстановление леса, выпас скота также препятствует этому процессу или очень сильно его замедляет. Довольно часто исчезновение леса может вести к сильному изменению экологических условий местообитания. К примеру, при неглубоком залегании грунтовых вод вырубка леса может приводить к заболачиванию территории; уничтожение леса на горных склонах и на склонах коренных берегов рек может приводить к сильной эрозии почв и даже к полному их смыванию.

Характер воздействия на фитоценозы выпаса домашних животных в значительной степени зависит от особенностей растительного покрова, продолжительности и интенсивности выпаса, породы выпасаемых животных. При выпасе животные избирательно поедают те или иные виды растений, ветви деревьев и кустарников, что приводит к изменению конкурентных отношений между видами в фитоценозе. Кроме того, животные уплотняют почву, что меняет ее воздушный и водный режимы. В некоторых регионах планеты выпас скота определяет состав и строение растительного покрова на значительных территориях. Так, в странах Средиземноморья чрезмерное поголовье коз явилось причиной почти полного исчезновения лесов и смене их кустарниковой и кустарничково-травяной растительностью. На сырых лугах перевыпас может приводить к их заболачиванию, а в степях, наоборот, к большей ксерофитизации растительности и даже к опустыниванию; выпас на легких рыхлых почвах – к их эрозии.

Осушение переувлажненных территорий резко изменяет экологические условия местообитания (главным образом водный и воздушный режимы почв), что приводит к коренной смене растительных сообществ. При этом мелиорация может приводить как к положительным изменениям в составе и структуре растительности (особенно с точки зрения ее хозяйственного использования), так и к резко отрицательным. Очень часто трансформированные в результате осушения территории человек использует в качестве сельскохозяйственных угодий, но зачастую неправильная агротехника приводит к полной или частичной деградации плодородных торфянистых почв. Понижение уровня грунтовых вод в результате мелиоративных мероприятий приводит к обмелению или даже полному исчезновению многих малых рек, уменьшению водосбора средних и крупных рек и, как следствие этого, трансформации, в большинстве случаев негативной, растительного покрова на значительных территориях.

Орошение также приводит к значительным изменениям в растительном покрове. В результате орошения изменяются водный, температурный, солевой режимы, что ведет к смене ксерофитных растительных сообществ более мезофитными или даже гигрофитными. Это позволяет человеку использовать орошенные территории в качестве сельскохозяйственных угодий. Но, к сожалению, на орошенных землях очень остро стоит проблема вторичного засоления почв. В результате повышения уровня грунтовых вод и, как следствие этого, повышенного испарения воды, соли из глубоких горизонтов почвы постепенно подтягиваются к ее поверхности. В конечном итоге это приводит к тому, что изначально незасоленные или слабо засоленные почвы превращаются во вторичные солончаки и солонцы с соответствующей растительностью.

Воздействие на растения выбросов и сбросов промышленных предприятий может быть как прямым, так и опосредованным. Так, многие организмы, особенно хвойные и лишайники, чувствительны к содержанию в воздухе соединений серы (главным образом оксидов). Очень часто это ведет к полной или частичной гибели лишайников, чрезмерной дефолиации и, соответственно, к сильному ослаблению деревьев. Следствием этого, как правило, является сильная деградация лесных сообществ в окрестностях крупных промышленных предприятий. Кроме того, так называемые «кислотные дожди» и пыль, выбрасываемая в воздух, сильно изменяют химизм почв, что тоже приводит к изменениям в составе и структуре растительных сообществ. Пыль, покрывающая листья, негативно влияет на процессы фотосинтеза у растений. Тяжелые металлы, в большом количестве выбрасываемые в атмосферу с выхлопными газами автотранспорта, повышают уровень мутаций и негативно сказываются на генеративном размножении многих видов растений.

Завоз человеком новых видов растений. На сегодняшний день человек является весомым фактором, влияющим на изменение ареалов многих видов растений. Помимо сокращения ареалов, о чем говорилось выше, он во многих случаях является фактором, который способствует проникновению и расселению большого числа видов растений на незанятые ими территории. При этом большую роль играет развитие сети транспортных коммуникаций, торговые отношения и войны, применение привозных семян сельскохозяйственных растений и многие другие факторы. Такие виды, которые называются заносными (адвентивными) могут различаться по времени и способу заноса, а также по степени натурализации.

По времени заноса выделяют:

· археофиты – виды, появившиеся до XVI века (Atriplex patula, Fallopia convolvulus, Urtica urens, Acorus calamus и др.);

· кенофиты (неофиты) – виды, появившиеся в более позднее время.

По способу заноса различают:

· ксенофиты – виды, занесенные случайно. К этой группе относится подавляющее большинство адвентивных видов;

· эргазиофиты – виды, занесенные преднамеренно. Чаще всего это культивируемые человеком виды, вышедшие из культуры и расселяющиеся без помощи человека (например, Pinus banksiana, Acer negundo, Amelanchier spicata, Echinocystis lobata и др.);

· ксеноэргазиофиты – переходная группа видов, способ заноса которых на сегодняшний день не выяснен.

По степени натурализации различают:

· эфемерофиты – виды, неспособные закрепиться на новой для себя территории;

· колонофиты – виды, прочно закрепившиеся на новой территории, но не распространяющиеся в новые местообитания;

· эпекофиты – заносные виды, которые способны внедряться только в нарушенные местообитания с ослабленными конкурентными отношениями (например, рудеральные или сегетальные сообщества);

· агриофиты – виды, которые в новом для себя местообитании являются настолько конкурентноспособными, что с большим или меньшим успехом входят в состав естественных растительных сообществ.

Обогащение аборигенной флоры и растительности заносными видами получило название синантропизации. С одной стороны, этот процесс приводит к обогащению флоры, но, с другой стороны, многие заносные виды способны крайне отрицательно воздействовать на аборигенные растительные сообщества. Так, к примеру, многие из них являются карантинными растениями и злостными сорняками (амброзии, Galinsoga parviflora, Conyza canadensis и др.). Некоторые растения-агриофиты, внедряясь в естественные сообщества, способны коренным образом их изменять (к примеру, Amelanchier spicata и Physocarpus opulifolius, образующие густой подлесок в лесах, Echinocystis lobata, массово разрастающийся в поймах рек и практически полностью вытесняющий местные травянистые растения).

Все вышесказанное в конечном итоге приводит к существенным, в ряде случаев нежелательным и необратимым преобразованиям фитоценозов, так как каждый вид является их уникальным элементом, связанным множеством функциональных связей с другими видами сообщества. Кроме того, каждый вид растений является реальным или потенциальным источником различных ресурсов, исходным материалом для селекционной работы, носителем уникального генофонда и в дальнейшем может быть использован человеком, даже если сейчас он никаким образом не используется.

На сегодняшний день данная проблема решается несколькими путями. Во-первых, многие редкие и исчезающие виды растений включаются в Международную и региональные Красные книги, то есть охраняются как международными, так и национальными законодательными актами. Так, в Беларуси в первое издание республиканской Красной книги (1983 г.) было включено 85 видов растений, подлежащих охране, а во второе (1993 год) – 180 видов растений, что составляет порядка 10% естественной флоры республики.

Помимо создания Красных книг, в различных регионах планеты создается сеть особо охраняемых природных территорий как международного, так и регионального масштаба: заповедники, национальные парки, заказники, памятники природы. В них, помимо охраны редких и исчезающих видов растений и животных, сохраняются целые уникальные природные комплексы. По данным на 2002 год в Беларуси функционируют и охраняются государством Березинский биосферный и Полесский радиационно-экологический заповедники, 4 национальных парка (Беловежская пуща, Браславские озера, Припятский и Нарочанский), 567 заказников и 905 памятников природы. Всего на сегодняшний день различными категориями охраны охвачено более 7,5% территории нашей республики.

Рекомендуемая литература.

Александрова В. Д. Классификация растительности. – Л.: Наука, 1969. – 271 с.

Вальтер Г. Общая геоботаника: Пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 261 с.

Василевич В. И. Статистические методы в геоботанике. – Л.: Наука, 1969. – 232 с.

Василевич В. И. Очерки теоретической фитоценологии. – Л.: Наука, I983. – 248 с.

Воронов А.Г. Геоботаника. – М.: Высшая школа,1973. – 384 с.

Гельтман B. C. Географический и типологический анализ лесной растительности Белоруссии. – Мн.: Наука и техника, 1982. – 326 с.

Григора I. М., Соломаха В. А. Основи фiтоценологii. – Киiв: Фiтосоцiоцентр, 2000. – 240 с.

Дедю И. И. Экологический энциклопедический словарь. – Кишинев: МСЭ, 1990. – 400 с.

Злобин Ю. А. Принципы и методы изучения ценотических популяций растений. – Казань: Изд-во Казанск. гос. ун-та, 1989. – 146 с.

Ипатов B. C., Кирикова Л. А. Фитоценология: Учебник. – СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 1999. – 316 с.

Миркин Б. М., Наумова Л. Г., Соломещ А. И. Современная наука о растительности: Учебник. – М.: Логос, 2001. – 264 с.

Миркин Б. М., Розенберг Г. С., Наумова Л. Г. Словарь понятий и терминов современной фитоценологии. – М.: Наука, 1989. – 223 с.

Миркин Б.М. Теоретические основы современной фитоценологии. – М.: Наука, 1985. – 136 с.

Работнов Т. А. Фитоценология. – М.: МГУ,1978. – 384 с; 2-е изд. 1983. – 296 с, 3-е изд. 1992. – 352 с.

Работнов Т. А. История фитоценологии. – М.: Аргус, 1995. – 158 с.

Раменский Л. Г. Избранные работы. Проблемы и методы изучения растительного покрова. – Л.: Наука, 1971. – 334 с.

Трасс XX Геоботаника. История и современные тенденции развития. – Л.: Наука, 1976. – 252 с.

Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. – М.: Прогресс, 1980. – 328 с.

Шенников А. П. Введение в геоботанику. – Л.: ЛГУ, 1964. – 477 с.

Юркевич И.Д., Гельтман B.C. География, типология и районирование лесной растительности Белоруссии. – Мн.: Наука и техника, 1965. – 288 с.

Dierschke H. Pflanzensociologie. – Stuttgart: Ulmer, 1994. – 683 s.