В природных сообществах роль консументов: Трофические уровни — урок. Биология, 11 класс.

Роль животных в природных сообществах. Пищевая цепь

Вопрос. Что такое среда обитания и место обитания?

Ответ. Среда обитания (экологическая ниша) — совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид, часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Место обитания — зона, в которой живет организм, и где он может найти пищу, укрытие, защиту и партнеров для размножения. Это природная среда, в которой обитает организм, или физическая среда, поддерживающая популяции видов.

Местообитания состоит из физических факторов, таких как почва, влажность, температура и интенсивность солнечного света, а также биотических факторов, таких как наличие пищи, и присутствие или отсутствие хищников. Каждый организм имеет определенные условия обитания, в которых он будет процветать, но некоторые из них терпимы к широким вариациям, в то время как другие очень требовательные к конкретным условиям.

Местообитание не обязательно является географическим районом, оно может быть внутренней частью стебля, гнилым бревном, скалой или скоплением мха, а для паразитического организма оно является частью тела хозяина (например, пищеварительный тракт).

Вопрос. Какова структура природного сообщества?

Ответ. Под термином природное сообщество часто подразумевается биогеоценоз или экосистему. Отличительным его свойством является круговорот веществ. Простые организмы создают органические вещества, чтобы другие их потребляли. Третьи разлагают вещества на соли, воду и углекислый газ, которые снова поглощаются растениями. Такой поток энергии является отличительной особенностью каждого природного сообщества.

Структура природного сообщества — это движение веществ от одних организмов к другим, а затем, вновь в окружающую среду. Солнечная энергия и неорганические вещества являются источником питания для автотрофов (в природном сообществе они называются продуцентами). Это живые организмы, синтезирующие органику, основу любого природного сообщества. Следующим звеном являются гетеротрофы (в природном сообществе они называются консументами). Это бактерии, грибы и животные, которые потребляют созданные автотрофами органические вещества. Еще одним участником являются бактерии и грибы, разлагающие органику на неорганические соединения (в природном сообществе они называются редуцентами).

С. 166

Проверь свои знания

1. Вопрос. Что такое пищевая цепь?

Ответ. Пищевой цепью называется перенос энергии от ее источника через ряд организмов. Все живые существа связаны, так как служат объектами питания для других организмов, каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем (греч. trophos «питание»). Живые организмы тесным образом связаны не только между собой, но и с неживой природой. Связь эта выражается через поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы из окружающей среды.

Пища содержит энергию, которая необходима для жизнедеятельности организма. Таким образом, биоценоз может стабильно существовать только при перераспределении вещества и энергии через пищевые цепочки.

2. Вопрос. Дайте определение понятия «биоценоз».

Ответ. Биоценоз — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), связанных между собой пищевыми, пространственными и иными связями, а также окружающей их средой. Биоценозы возникли на основе биогенного круговорота веществ и энергии и обеспечивают его в конкретных природных условиях. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты которой производители, потребители и разрушители органического вещества) взаимосвязаны. Один из основных объектов исследования экологии.

Наиболее важными количественными показателями биоценозов являются биоразнообразие (совокупное количество видов в нём) и биомасса (совокупная масса всех видов живых организмов данного биоценоза).

Термин (нем. Biocönose) введён Карлом Мёбиусом в книге 1877 года «Die Auster und die Austernwirthschaft» для описания всех организмов, что заселяют определённую территорию, и их взаимоотношений

3. Вопрос. Какие организмы относятся к редуцентам? Какова их роль в биоценозе?

Ответ. Редуценты, также называемые редукторами — важнейшая часть любой экосистемы. Эти организмы разрушают сложные органические химические вещества отмерших организмов, использующие при этом выделившуюся энергию для обеспечения своей собственной жизнедеятельности. В данном процессе в круговорот также возвращаются различные минеральные вещества, которые далее используются продуцентами.

4. Вопрос. Какие организмы участвуют в круговороте веществ?

Ответ. Благодаря пищевым связям между продуцентами, консументами и редуцентами в природе происходит биологический круговорот веществ. Химические элементы, изъятые из неживой природы (в первую очередь растениями в процессе их жизнедеятельности), движутся по пищевым цепям и вновь возвращаются в неживую природу. Именно оттуда живые организмы черпают вещество и энергию, необходимые для жизни.

Выполни задания

Задание. Составьте примеры пищевых цепей, характерных для вашей местности.

Ответ. Клевер — гусеница — ящерица — заяц — лисица — орел; житняк — сайгак — волк; мятлик — полевка — сова; ковыль — хомяк — степной волк; овсяница — саранча — воробей — пустельга — орел.

Обсуди с товарищами

Задание. Почему пищевые взаимоотношения являются основой взаимосвязей организмов в природе?

Ответ. Пищевые взаимоотношения являются основой взаимосвязей организмов в природе, так как отражают в количественном и качественном понимании перенос энергии и биомассы от одного компонента другому. Благодаря пищевым взаимоотношениям осуществляется круговорот веществ. Энергия Солнца, извлеченная и запасённая растениями, перераспределяется в биоценозах через пищевые связи.

Эти связи — основное условие функционирования экосистем. Через них осуществляется образование цепей питания, регулирование численности организмов и их популяций, реализация механизмов устойчивости систем и другие явления. В процессе взаимосвязей происходит поглощение и рассеивание энергии и в конечном счете осуществляются средообразующие, средоохранные и средостабилизирующие функции систем.

В природе пищевые цепи не изолированы одна от другой, а тесно переплетаются. Пути потребления пищи разветвляются, образуя так называемые пищевые сети. Пищевая сеть состоит из нескольких пищевых цепей, которые связаны общими пищевыми звеньями.

Пищевые сети образуются потому, что практически любой член какой — либо пищевой цепи одновременно является звеном и в другой пищевой цепи: он потребляет и его потребляют несколько видов других организмов.

Выскажи мнение

Задание. Первым звеном пищевой цепи всегда должны быть зелёные растения.

Ответ. Первым звеном пищевой цепи являются автотрофные организмы, в основном зеленые растения. Некоторые одноклеточные организмы, а именно сине — зеленые водоросли и немногочисленные виды бактерий, также являются фотосинтезирующими организмами, но их вклад относительно невелик.

Зеленые растения превращают солнечную энергию (энергию света) в химическую энергию, заключенную в химических связях производимых ими органических веществ, из которых впоследствиистроятся ткани и органы продуцентов. Зеленые растения — это продуценты или производители органического вещества.

В водных экосистемах главными продуцентами являются водоросли — часто мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон поверхностных слоев океанов и озер.

На суше большую часть первичной продукции поставляют более высокоорганизованные формы, относящиеся к голосеменным и покрытосеменным. Они формируют леса и луга.

Работа с текстом

Задание. Найдите в тексте определения понятий: биоценоз, пищевая связь, продуцент.

Ответ. Биоценоз — совокупность различных видов микроорганизмов, грибов, растений и животных обитающих совместно на определённой территории и тесно связанных друг с другом различными связями.

Пищевая цепь — это переход вещества и энергии от поедаемых организмов к поедающим.

Продуцент — создатели органических веществ.

Работа с моделями, схемами, таблицами

Задание. Создайте модели пищевых цепей, характерные для леса, луга, водоёма.

Ответ.

1.Пищевые цепи леса

а) Злаковые растения — заяц — русак — волк;

б) Осина — дождевой червь — крот — рысь;

в) Береза → тля → божья коровка → паук → синица → сова.

2. Пищевые цепи луга

а) Клевер — кузнечик — лягушка — уж — ястреб;

б) Житняк — полевка — змея — пустельга — орел;

в) Клевер — саранча — жаба — змея — коршун.

3. Пищевые цепи водоема

а) Хламидомонада — личинки поденок — личинки стрекоз — карась → щука;

б) Хлорелла — ресничные инфузории — коловратки — хищные водные жуки — окунь;

в) Фитопланктон — веслоногие ракообразные — плотва — щука;

г) Ряска — личинки ручейников — хищные водные жуки — ерш.

Экология животных

☰

Экология — это биологическая наука, изучающая взаимоотношения живых организмов с окружающей их средой. Все организмы на Земле взаимодействуют между собой, так или иначе влияют друг на друга, на них воздействует неживая природа, а также человек. Это касается и животных.

Экология животных рассматривает взаимовлияния животных и окружающей их среды. При этом животные сильно зависят от окружающей их растительности. Многие могут обитать только в определенных природных сообществах, формируемых теми или иными растениями.

Взаимоотношения животных с живыми организмами

В природных сообществах животные выполняют роль консументов, так как являются гетеротрофами, т. е. потребляют готовые органические вещества.

Изначально в экосистеме органические вещества продуцируются растениями (продуцентами), которые являются автотрофами. Животные, которые питаются растительной пищей, называются растительноядными или консументами первого порядка (в экологии животных могут использовать запись «консументы I»).

Консументы второго порядка питаются животной пищей (поедают других животных), то есть являются хищниками. Некоторые животные всеядны, т. е. одновременно являются консументами нескольких порядков. Кроме того, бывают консументы третьего порядка, которые едят консументов второго. В сложных больших природных сообществах (особенно водных) можно найти и консументов пятого порядка.

По массе (говорят «биомассе») в природных сообществах всегда преобладают растения, далее идут консументы I и только затем — консументы II. Хищников всегда меньше, чем травоядных, так как не в процессе движения энергии по пищевым цепям она частично рассеивается в виде тепла. Чтобы прокормиться, одному хищнику нужно множество травоядных животных.

В экосистемах животные выступают в роли не только консументов, но и редуцентов. Редуценты — это такие организмы, которые могут разлагать органические вещества до неорганических. Кроме животных редуцентами бывают бактерии и грибы. Обычно редуценты обитают в почве. Сюда попадают отмершие части растений, испражнения животных, умершие животные. Вся эта органика разлагается редуцентами до минеральных веществ, доступных потом растениям. Таким образом, в природе осуществляется круговорот веществ (под этим следует понимать круговорот химических элементов): сначала они оказываются заключенными в продуцентах, далее переходят по цепи консументов нескольких порядков, в конце концов оказываются у редуцентов, которые, в конце концов, выводят их во внешнюю среду.

Влияние неживой природы на животных

Экология животных также рассматривает, как животные приспособлены к таким условиям среды, как температура, влажность, суточные и сезонные изменения.

Для каждой климатической зоны характерны свои животные. Так львы обитают в теплой Африке, а белые медведи — в холодной Арктике. Также важна конкретная среда обитания: одни животные обитают в реках, морях и океанах, а другие — сухопутные. Ну и даже в одной экосистеме кто-то ходит по земле, кто-то летает, а кто-то лазит по деревьями или живет под землей. Экология изучает все эти особенности жизни животных, их приспособления к конкретным условиям абиотической среды (неживой природы).

Большое значение на жизнь животных оказывает смена времен года. Так в умеренных широтах зима и лето сильно отличаются. Многие животные зимой не могут вести активный образ жизни. Поэтому укрываются и впадают в оцепенение, спячку; птицы улетают. Теплокровные животные (птицы и млекопитающие) это делают в основном из-за недостатка пищи в зимнее время года. Те виды, которые могут добывать пищу зимой, не впадают в спячку и не улетают.

Отдельно следует оговорить, что человек оказывает на экологию животных негативное влияние, особенно в последнее столетие.

Вопросы восстановления экосистемы — Natural Communities LLC

Когда вы начинаете новый проект, при определении объема может учитываться несколько соображений; улучшение состояния дикой природы и растительности, стабилизация почвы, улучшение среды обитания в русле реки, хранение паводковых вод, улавливание питательных веществ и химикатов и, что не менее важно, бюджет. Очевидно, что это не исчерпывающий список, потому что мы не можем угадать цели каждого землеустроителя, но он дает вам представление о том, как восстановить и воссоздать растения с использованием местных семян.

Растительность кажется легкой на первый взгляд, не так ли? Просто восстановите родную растительность, но это немного сложнее. Вы также можете сказать, что я хочу создать или восстановить экосистему до состояния, предшествующего заселению. Поймите, что матери-природе потребовались тысячи лет, чтобы создать эту сложную систему прерий или зрелую дубовую саванну. Помните, что в большинстве случаев нам понадобились сотни лет, чтобы превратить эти величественные системы в деградировавшую тень их прежнего «я». Скорее всего, потребуется где-то между этими двумя сроками, чтобы вернуть его, как минимум, в течение трех лет.

Кроме того, осознайте, что сегодняшняя среда отличается от среды наших предков, поэтому нам придется делать обоснованные предположения о том, что может быть функциональным в сегодняшних и будущих условиях. Мы можем вернуться к динамичной функциональной экосистеме, но это потребует некоторого планирования, усилий и времени. Но самое главное, осознайте, что мы не можем создавать сложные и функциональные экосистемы, мы просто сеем семена, чтобы Мать-Природа творила свое волшебство.

Обычно хорошо начать с определения экологически полезных характеристик вашего участка, а также сохранить и улучшить их. Примером может служить остаточное растительное сообщество, местный банк семян или даже предположение о том, что евразийский луг может служить структурой для гнездования пастбищных птиц. Посмотрите на исторические аэрофотоснимки, чтобы увидеть, есть ли у вас остатки леса или водно-болотных угодий, наблюдая за использованием земли с течением времени, вы можете получить настоящую жемчужину в необработанном виде. Если ваш сайт обладает полезными качествами, прежде всего защищайте и улучшайте эти качества. В этих случаях избегайте излишне агрессивных тактик, таких как массовое уничтожение растительности, разбрасывание почвы или массовая сортировка. Скорее всего, одними из наиболее эффективных мер являются укрепление существующей экосистемы за счет подсева, посадки, контролируемого сжигания и выборочной борьбы с сорняками. Помните, вы возвращаете природу, дайте ей дышать. Это займет некоторое время, но уговорить ветхий остаток от края пропасти может быть очень полезным, как только вы свернете за угол.

При воссоздании природной зоны с нуля, скажем, недавно активного сельскохозяйственного поля или ухоженного газона, у вас есть немного больше свободы действий и ответственности в управлении результатом. Определите цель участка, будь то среда обитания пастбищных птиц с открытыми полями и прериями с короткой травой, стабилизация берегов ручья с узкими корнями осоки, чтобы запереть почву и защитить от инвазивных видов, или среда обитания опылителей с цветением в течение всего сезона и травами для защиты от инвазивных видов. восстанавливают органику почвы и регулируют температуру и влажность для консервативных насекомых. Не забывайте об основах, ваш может быть таким же простым, как отдых в естественной среде.

Общим связующим звеном между восстановлением остатков и воссозданием природных территорий являются угрозы экосистемам. Этими удовольствиями могут быть эрозия, нагрузка питательными веществами, гидрологические изменения или инвазивные виды, все, что опустошает вашу естественную территорию. Эти угрозы должны быть распознаны и безнаказанно устранены заранее, иначе они разрушат ваше новое партнерство с Матерью-Природой, как никто другой. Способы их устранения могут зависеть от серьезности угрозы, вашей управленческой этики, бюджета, способностей и обязательств, сроков и многих других соображений. Какой бы ни была ваша методология, убедитесь, что начаты постоянные усилия по мониторингу и управлению. Как говорится в старой поговорке, вовремя сделанный стежок спасает девять.

Еще одна общая черта — всегда пугающий список видов и выбор растений. Правильно подобранный список видов экосистемы может обеспечить строительные блоки для устойчивой и процветающей экосистемы и даже стать краеугольным камнем всей экосистемы, например, дуб в дубовом лесу. При крупномасштабном восстановлении мы обычно просто пытаемся имитировать экосистему или имитировать функции, которые обеспечивает процветающая экосистема. Итак, прежде чем начать, найдите оставшееся сообщество, на которое можно ссылаться, такое, которому вы хотели бы подражать. Перейдите к нему, наблюдайте и почувствуйте, чего вы пытаетесь достичь, как минимум посмотрите на структуру и состав видов растений и снова посмотрите на исторические антенны для контекста. Многие профессионалы даже терпят неудачу на этом элементарном шаге планирования, и они основывают свой проект отдыха на созданном человеком природном ландшафте, тогда как нам действительно нужно искать вдохновение в генеральном планировании Матери-природы. Если у вас нет готового остатка или вам нужны дополнительные рекомендации, некоторые книги содержат впечатляющее количество информации (например, Wilhelm, G. & Rericha, L. (2017) Флора Чикагского региона. Флористический и экологический синтез ) Одна из вещей, которые я нахожу наиболее интересными и полезными в этих книгах, — это идентифицированные растительные ассоциации, группы видов растений, которые обычно встречаются вместе в природе. Это начальные строительные блоки для вашего списка видов и отличная проверка готовой смеси, если вам нечего больше или не от кого взять.

Цель ландшафтного дизайна или крупномасштабной реставрации одна и та же: сшивание изношенного и разорванного лоскутного одеяла экосистемы. С этой целью, это соображения дизайна, отправная точка в ваших усилиях по восстановлению, а не все и конец всего. Более важно учиться у самой природы, сидеть в ней подолгу, чтобы видеть, чувствовать и слушать Мать-Природу, нет лучшего обучения, чем это. Удачи в вашем исследовании; встретьтесь с местными любителями растений и группами любителей восстановления, расскажите истории за чаепитием и позаимствуйте некоторые идеи. Вложите всю эту любовь в свой маленький (или больший) кусочек рая на земле. И, наконец, подумайте о том, чтобы навсегда сохранить свой драгоценный камень, разместив на нем сервитут через местное агентство по охране природы.

Естественная роль огня / Предписанный огонь / Лесные пожары / Лесные и лесные пожары / Дом

Пожар представляет собой значительную силу в лесной среде. В зависимости от конкретной цели землепользования, а также множества переменных окружающей среды, огонь иногда будет врагом, а иногда другом, и часто его последствия будут смешанными между двумя крайностями.

Чтобы расширить знания о роли пожаров в лесах Флориды, эта публикация была разработана на основе обзора научной литературы и наблюдений опытного персонала. Чтобы быть наиболее полезными, общие принципы, которые следуют, должны быть локализованы для конкретных сред или единиц управления таким образом, чтобы глубокие знания об огне могли быть использованы для повышения продуктивности земных экосистем во всем их бесконечном разнообразии.

Одна великая истина этого экологического века заключается в том, что гораздо лучше дополнять природные системы, чем манипулировать ими для достижения одной цели. Именно через признание экологических взаимосвязей мы можем наилучшим образом управлять природными ресурсами на благо общества. Незнание экологических взаимосвязей не освобождает от ошибок в землеустройстве.

Чтобы соответствовать будущим экологическим требованиям, землеустроители должны проявить необычайную силу во всех трех противопожарных мероприятиях: предотвращение, защита и противопожарные мероприятия, предусмотренные для экологических выгод. Управление пожарами в полном сотрудничестве с другими факторами окружающей среды необходимо для качественного управления земельными ресурсами.

Два лица огня

Монстр

 Неконтролируемый лесной пожар, бушующий в лесу, может иметь катастрофические последствия. Здоровые деревья превращаются в почерневшие коряги; кустарники, служившие пищей и укрытием для лесного пожара, превращаются в пепел; при сильной жаре некоторые питательные вещества почвы испаряются и переносятся в облака удушливого дыма. Пепел падает на крыши, подоконники и затемняет одежду, сушащуюся на улице в близлежащих городах. Там, где люди когда-то наслаждались зеленым живописным пейзажем, они видят суровый серый пейзаж. Лес сильно изменился; паутина жизни, которую он охватывал и лелеяла, была разорвана. Здесь огонь показал свое господство над землей и вел себя как чудовище.

Друг

Задумайтесь на мгновение об огне. Если вы грели руки в его желанной жаре и наслаждались его дружелюбным светом, то знаете, что не всякий огонь — это бушующая бойня. Огонь, наряду с воздухом, водой и землей, является основным фактором окружающей среды. Мы не считаем воздух «плохим» из-за периодических разрушительных ураганов. Мы тянемся к воде, а не избегаем ее, несмотря на то, что она может вызвать разрушительные наводнения. Мы не боимся земли, хотя знаем, что силы, не зависящие от нас, могут заставить ее дрожать и скользить. Огонь в не меньшей степени, чем воздух и вода, был естественной направляющей силой в эволюции человека и земли, на которой мы живем. История показывает, что люди научились использовать огонь и управлять им. Огонь был, пожалуй, нашим первым инструментом. И все же сегодня принятие огня в лесу кажется в корне противоречащим нашим представлениям о «современных» временах. Возможно, мы чувствуем, что преодолели потребность в прямой зависимости от этой природной силы. А может быть, мы просто этого уже не знаем и не понимаем.

Молния

В разработке

«Постоянно солнечно и тепло, за исключением отдельных дневных или вечерних гроз. Вероятность дождя — 30%.» Это знакомый прогноз погоды в середине лета во Флориде.

Воздушные массы над Атлантическим океаном и Мексиканским заливом напрямую влияют на погоду во Флориде. Теплый воздух поднимается высоко в холодные верхние слои воздуха. Охлаждение этого восходящего воздуха вызывает конденсацию его влаги и образование облаков. В верхней части образуются капли влаги; холодные части облаков. Достигнув определенного размера, капли начинают падать вниз, из-под влияния холодного воздуха, обратно в теплые восходящие потоки. Капли могут снова испариться и подняться еще выше в верхние слои воздуха. Повторяющийся цикл потепления, подъема и охлаждения приводит к образованию высоких столбов волнистых облаков. Основания облаков могут находиться на высоте 3000 футов над уровнем моря, а вершины столбов облаков поднимаются вверх до уровня 60 000 футов.

Источник воспламенения

Внутри облаков электрические заряды накапливаются и разделяются на положительные и отрицательные центры. Верхняя часть облака становится положительно заряженной, а нижняя часть становится отрицательно заряженной. Отрицательный заряд у нижней границы облаков создает положительный заряд на земле — изменение картины хорошей погоды, когда заряд земли отрицательный. Потенциальные градиенты между положительными и отрицательными центрами с некоторой помощью трения, вызванного падающими каплями воды, приводят к тем большим искрам, которые известны как разряды молнии. Молния «облако-земля» обычно представляет собой разряд между отрицательной нижней частью облака и положительным зарядом на земле.

Большинство гроз во Флориде сопровождается дождем. Пожары от молнии возникают, когда молния ударяет вне области дождя или воспламеняет сухое топливо, которое тлеет под дождем и начинает гореть, когда область высыхает после дождя.

Леса

Энергия для использования или сжигания

Издалека сосны и другая растительность выглядят свежими и зелеными. При ближайшем рассмотрении обнаруживается, что зелень представляет собой оболочку, окутывающую сердцевину из сухих иголок, веток и веток. В игольчатой ​​или листовой части дерева, известной как крона, рост происходит на кончиках ветвей, поэтому самые молодые, самые зеленые части всегда находятся вокруг внешних краев. Здесь происходит фотосинтез.

Фотосинтез — основная функция каждого зеленого растения. Это процесс, при котором световая энергия солнца преобразуется в форму энергии, которая может храниться и использоваться растением. Как правило, преобразование в химическую энергию включает в себя образование ряда сложных органических соединений. Некоторые соединения придают «сосновый» запах, которым мы наслаждаемся в лесах. Чего мы не можем сказать по их приятному аромату, так это того, что эти соединения очень легко воспламеняются.

После накопления энергию можно использовать по-разному. Например, растение может использовать его для производства древесины или выращивания большего количества иголок, в которых будет происходить большее преобразование энергии. Он может использоваться в качестве источника пищи животными, которые просматривают листья и ветки, где хранятся соединения. Энергия также может быть использована для производства семян, которые прорастут и произведут другое растение. Этот процесс накопления энергии происходит с кустарниками и травами, а также с деревьями; Фотосинтез и происходящие преобразования и перенос энергии сложны, но результат достаточно ясен: в течение одного вегетационного периода на одном акре леса преобразуется и запасается в растительном материале столько солнечной энергии, сколько содержится в 300 галлонах бензина.

 

Огонь и лес

Мы часто рассматриваем огонь как средство разрушения, но для Природы он является средством необходимых изменений. Огонь меняет одну форму энергии на другую. Зеленые растения превращают световую энергию в химическую, огонь изменяет химическую энергию в тепловую.

Огонь расщепляет сложные органические молекулы на более мелкие – то же самое происходит, когда мы перевариваем пищу. Белок в куске мяса не может использоваться непосредственно человеческим организмом для построения клеток и тканей. Мы должны есть мясо, прежде чем большие белковые молекулы смогут расщепляться на более мелкие молекулы аминокислот, перерабатываться в нашем организме и перестраиваться в ткани человека. Когда огонь превращает бревно в золу, питательные вещества, связанные химическими соединениями, высвобождаются и переходят в более водорастворимую форму. В этой растворимой форме питательные вещества, просачивающиеся в почву, снова могут использоваться для роста других растений.

Огонь также вызывает более заметные изменения. Зола и питательные вещества занимают меньше места, чем деревья и кустарники. Создавая просветы в лесу, огонь меняет пространственные отношения. Виды, которые остаются в этих отверстиях, могут быть устойчивыми к огню. Остальные виды, не выдерживающие огня, уничтожаются. Таким образом, пожар меняет и состав, и густоту леса. Это изменение сохранится в течение нескольких лет и повлияет на топливо, доступное во время следующего цикла сжигания.

Ученые, изучающие отношения между растениями и животными, говорят нам, что леса в этой части страны обязаны своим существованием и постоянному наличию долгой истории периодических пожаров. Эта ассоциация некоторых видов деревьев и кустарников с огнем является примером адаптации.

Леса Флориды существуют здесь по крайней мере 12 000 лет. За это время ежегодно возникали тысячи пожаров. Виды растений, которые пережили эти пожары, сделали это благодаря особым свойствам или характеристикам, которыми они обладали. Виды растений, лишенные этих признаков, были уничтожены на часто выгорающих территориях; их распространение было ограничено районами, где пожары менее вероятны, влажными районами, такими как заливы, болота и дна ручьев.

Пожары, как и многие природные явления, цикличны. Цикл определяется такими условиями, как общий климат, топография, тип почвы, существующая растительность и другие факторы. Соответственно, повторяемость цикла меняется. До 1900, в пожароопасных районах, вероятно, возникали пожары каждые 3–10 лет. В районах с меньшей вероятностью возгорания цикл может повторяться каждые 10–100 лет. Циклические повторяющиеся пожары последних 12 000 лет были важными факторами отбора в определении видов растений и их распространении во Флориде.

Деревья, рожденные огнем

Особые адаптивные свойства позволили некоторым растениям пережить естественный пожар. Взрослые южные сосны имеют толстую кору, которая изолирует внутренние живые ткани от тепла огня. Длиннолистная сосна настолько огнестойка, что некоторые деревья почти всегда избегают разрушительного воздействия огня. Эти деревья становятся семенными деревьями для лесовосстановления на сгоревшей территории. Сосна песчаная демонстрирует еще одно приспособление для борьбы с огнем. Шишки песчаной сосны остаются закрытыми до тех пор, пока сильный жар огня не откроет шишку и не позволит семенам выпасть.

Семена шишковидных деревьев, сохраняющиеся на пожароопасных участках, лучше всего всходят и растут в условиях, созданных пожаром: почва без мусора, повышенный запас питательных веществ, плюс открытые участки с большим количеством солнечного света. Напротив, виды, менее приспособленные к огню, такие как дубы, эвкалипты, кипарисы и кедр, обычно не засеивают сгоревшие участки напрямую. Саженцы этих видов предпочитают полутень и обильное увлажнение. Как правило, они восстанавливаются только после появления растительности другого типа.

Изменение

Природные пожары делают леса Флориды динамичными, разнообразными и красивыми. Флорида была названа первыми исследователями из-за обилия полевых цветов в районах, которые часто подвергались пожарам. Исторически сложилось так, что древостои заменялись молодыми деревьями; иногда один тип леса сменялся другим. Изменения в древесном покрове происходят вместе с еще более масштабными изменениями, потому что лес — это больше, чем просто деревья. Лес демонстрирует взаимозависимость, взаимосвязь и конкуренцию между деревьями, кустарниками, цветами, травами, крупными и мелкими животными, почвами, микробами, минералами и питательными веществами в почвах, а также воздухом, пронизывающим и окружающим все это. Лес представляет собой сложную жизненную систему. Каждая часть имеет свое место и функцию в своей организации — организации, называемой лесной экосистемой. Поскольку все части системы взаимосвязаны, ни одна часть не может измениться без широкомасштабного воздействия на всю систему.

Лесные пожары затрагивают не только деревья. Вызванные пожаром изменения в экосистемах приводят как к стрессу, так и к облегчению жизни растений и животных — как отдельных людей, так и целых растительных и животных сообществ. Тысячи лет природных пожаров достигли динамического баланса между напряжениями и рельефом. Приспособленные к огню сосновые леса процветали на обширных территориях. Они предоставили среду обитания сотням видов трав и полевых цветов, а также десяткам видов животных. Все эти виды быстро начнут сокращаться в численности и здоровье и в конечном итоге полностью исчезнут, если исключить огонь.

Роль огня в экосистеме

Баланс

Ученые изучили леса и пожары, чтобы раскрыть секрет успеха Природы в достижении необходимого баланса. Они узнали, что «естественный» пожар возникает из-за определенного состояния топлива. Некоторые типы леса производят и накапливают топливо быстрее, чем другие; некоторые разлагают топливо легче, чем другие. Однако в какой-то момент времени в каждом типе леса есть топливо нужного количества и качества, чтобы этот лес был «готов» к сжиганию.

В прошлом лесные пожары приносили пользу всей лесной экосистеме, поскольку их частота и интенсивность определялись естественной готовностью системы к возгоранию. Когда происходит отклонение от точки естественного возгорания, окончательный, неизбежный пожар будет более сильным. Подпитываемый огромным количеством топлива, интенсивность пожара может превысить благоприятный предел для некоторых частей экосистемы. Почва может быть перегрета и повреждена корневая система. Кроны живых деревьев, а также мертвые иголки и ветки могут превратиться в пепел.

Дилемма

Ученые изучают не только леса и пожары, но и другие вещи, такие как рост населения, потребности дикой природы, потребности и потребности в отдыхе, увеличение охотничьего давления и уменьшение базы природных ресурсов.

Очевидно, что нельзя допустить, чтобы все лесные пожары бушевали бесконтрольно из-за причудливых ударов молнии или из-за невнимательности людей. Тем не менее, в попытке защитить эти лесные ценности мощная роль огня почти исчезла из экосистемы, которую он когда-то сформировал и создал. Неизбежный выброс природной энергии только откладывается; повышается вероятность разрушительного лесного пожара. Как же тогда можно использовать мощную силу огня таким образом, чтобы он сотрудничал, а не вступал в конфликт с природой?

Нет простого решения

Периодические природные пожары предотвращают накопление большого количества топлива, которое при возгорании может нанести вред нашим лесам и экосистемам. Борьба с пожарами в соответствии со схемой Природы должна основываться на управлении топливом.

Общего рецепта или формулы для контроля топлива не существует. Лесные участки различаются, и цели варьируются от практически неуправляемой дикой природы до интенсивно управляемых зон отдыха. Однако в районах, где цели лесопользования требуют поддержания или воспроизводства леса или других природных сообществ, природный метод — огонь — является ценным и эффективным инструментом управления топливом.

Естественная роль огня в снижении расхода топлива частично заменяется в лесозаготовительных районах заготовкой и вывозом изделий из дерева. Однако косая черта, возникающая в результате этих действий, создает еще одну проблему с топливом.