32. Снежный покров как экологический фактор.

Защитное действие снежного покрова. Снег — хороший тепло- изолятор, эффективно задерживающий отдачу тепла почвой. Под снежным покровом сохраняется температура, которая может быть значительно выше атмосферной. Измерения показали, что при высоте его в 40 см и температуре воздуха -20 °С температура под снегом может быть лишь ненамного ниже 0 °С или нулевая. Снежный покров также хорошо предотвращает зимнее иссушение растений. Однако сама поверхность снега и тонкий прилежащий к ней слой воздуха охлаждаются очень сильно. Поэтому в тундре и горах возвысившиеся над снежным пологом части растений гибнут, формируя ровную (как бы подстриженную) поверхность растительного сообщества.

Снег хорошо защищает зимнезеленые растения (зеленчук — Galeobdolon luteum, копытень — Asarum еигораеит и др.). У ряда лесных осок (Carex pilosa, С. digit at а, С. rhizina, С. sylvatica и др.) сохранение фотосинтезирующих прошлогодних листьев способствует прохождению репродуктивных фаз до распускания новых листьев (Ю. Е. Алексеев, 1996). Только под снегом перезимовывают зимующие побеги летнезеленых и полузимнезеленых кустарничков, например черники (Vaccinium myrtillus). А в Средней Европе многие вечнозеленые растения, например плющ (Hedera), часто отмерзают до уровня снега.

Снеговой покров позволяет выживать ряду древесных растений на границе существования леса в горах. Так, в Снежных горах на юго-востоке Австралии границу произрастания деревьев отмечает кустарниковый эвкалипт (Eucalyptus niphophila). Там он защищен толстым снежным покровом 6 месяцев в году и потому морозы переносит легко. Но попытки культивировать его в Центральной Европе окончились неудачей, так как здесь без достаточной снежной защиты его побеги вымерзают (Г. Вальтер, 1974).

От высоты снежного покрова зависит видовои состав тундровых лишайников (Ф.Фукарек и др., 1982). Так, в Евразии ягельники с Cladonia и Cetraria islandica расположены преимущественно в западной Арктике, а для Восточной Сибири характерны тундры с Alectoria ochroleuca и Cetraria cucullata, которые могут расти в условиях бесснежных зим и переносить жесткость погоды, губительную для ягельников. Ягельникам же требуется для перезимовки глубокий снежный покров, поэтому они и распространены в районах, находящихся под влиянием влажных ветров с Атлантики. Характерно, что на крайнем востоке Азии ягельные тундры появляются опять и тут они снова связаны с увеличением снежного покрова.

33. Основные методы популяционной экологии.

Основные методы экологии

Деление экологии на общую (изучение основных принципов организации и функционирования биологических систем) и частную (изучение конкретных групп живых организмов) отражает не столько проблематику экологии как науки, сколько различия в характере и методах исследований.

В настоящее время основными методами экологии являются:

• — полевые наблюдения, позволяющие получить конкретные сведения о состоянии отдельных видов и популяций, их роли в существовании определенной экологической системы; зависимость от деятельности определенных групп организмов, антропогенного влияния; данные об изменении численности популяций и т.д.;

• — эксперименты в природных условиях, позволяющие моделировать ту или иную ситуацию, последствия ее развития для конкретного сообщества организмов, биоценоза или биогеоценоза;

• — математическое моделирование процессов и ситуаций, встречающихся в популяциях и биоценозах, с помощью вычислительной техники. Математическое моделирование позволяет произвести количественную оценку изучаемых процессов и явлений. Оно дает возможность с большой долей достоверности, используя накопленные данные, прогнозировать возможное развитие тех или иных процессов и ситуаций в экологических системах. Однако, используя математические приемы, эколог должен помнить, что в связи с наличием у сложных экологических систем большого числа степеней свободы, а также параметров, зависящих от времени, к этим системам не могут применяться классические, жестко детерминированные алгоритмы управления и прогнозирования. Иными словами, математические расчеты в экологии используются при решении практических вопросов, но не могут и не должны предсказывать конкретные частности.

Однако привлечение количественных методов в экологические исследования является потребностью времени. Среди них наиболее перспективными являются методы моделирования процессов и ситуаций, совершающихся в популяциях и биоценозах.

Надорганизменные системы, которые изучает экология, — популяции, биоценозы, биогеоценозы, экосистемы — чрезвычайно сложны В них наблюдается огромное количество взаимосвязей, прочность и постоянство которых непрерывно меняются. Одни и те же внешние воздействия могут привести к различным, иногда прямо противоположным результатам, в зависимости от того, в каком состоянии находилась система в момент воздействия.

Предвидеть ответные реакции системы на действие конкретных факторов можно лишь через сложный анализ существующих в количественных измерениях взаимоотношений и закономерностей. Поэтому в экологической практике широкое распространение получил метод математического моделирования как средство изучения и прогнозирования природных процессов.

Одной из первых моделей была модель Вольтерра—Лотки. В любом биоценозе происходит взаимодействие между всеми его элементами: особи одного вида взаимодействуют с особями своего и других видов. Эти взаимодействия могут быть мирными, а могут иметь связь типа "хищник — жертва". Замечено, что численность хищных рыб колеблется в обратной пропорции относительно численности мелких рыбешек, служащих им пищей.