Массовые ветровалы, как форма естественных разрушений лесных экосистем
Лес – это природное единство населяющих его живых организмов и среды.
Элементарной экосистемой по отношению к лесу выделяют лесное насаждение. Вследствие того, что лесное насаждение – экосистема, то, ей присущи все признаки и свойства леса, а именно: единство биотических компонентов с абиотической средой, многокомпонентность, их сбалансированность и устойчивость; самовозобновляемость, саморегулируемость, способность к демутационным процессам. Воздействие на какой-нибудь компонент влияет на всю экосистему. На лесные экосистемы воздействуют различные факторы, как природные, так и антропогенные.
Среди природных факторов выделяют следующие:
1) засухи;
2) ураганные ветра;
3) подтопление затопление лесных территорий;
4) навалы снега;
5) пожары.
Однако, наиболее ощутимое воздействие на лесные экосистемы оказывают массовые ветровалы. Ветровалы являются одним из важных факторов разрушения леса. Вследствие своего воздействия, ветровалы увеличивают пожароопасность, способствуют возникновению очагов патогенных микроорганизмов. Поскольку для ветровалов важны следующие характеристики – направление ветра и скорость, то они создают опустошающее и разрушающие действия на лесные экосистемы.
Серьезность ущерба, наносимого лесам во время экстремальных погодных явлений, зависит от продолжительности явления, максимальной устойчивой скорости ветра и количества осадков. Почвенные условия также влияют на плодородие участка и способность деревьев эффективно закрепляться.
Ветровалы воздействуют на растительные и почвенные компоненты лесных экосистем в масштабе ландшафта, насаждения, маленького участка. Отдельные ветровалы влияют на траектории развития древостоя и изменения почвы, вызванные ими, могут длится веками или тысячелетиями. На ландшафтном уровне ветер влияет на состояние насаждений, размер участков и распределение типов насаждений по ландшафту. На уровне насаждения ветровал повреждает верхний ярус и делает световые и почвенные ресурсы доступными для растений более нижних ярусов. В масштабах маленьких участков упавшие ветки и перевернутые деревья, создают отличительные субстраты, которые сохраняются еще долгое время после разложения древесной массы. Это сочетание эффектов отличает ветровал от других естественных процессов возмущения в лесах.
Роль ветра как движущей силы экосистемных процессов также зависит от того, насколько часто в регионе повторяются эти интенсивные погодные явления [1].
Известны примеры серьёзных разрушений лесных экосистем в результате воздействия ветровалов, например, в августе 1987 г. под воздействием ветра ураганной силы в переувлажненных лесах произошел самый мощный ветровал, в результате которого, около 66 % лесной площади оказались поврежденными. Из них 15 % подверглись сильной степени разрушения или сплошному ветровалу.
Демутация
Демутация – разновидность вторичной сукцессии в направлении восстановления сообществ прежнего состава, происходящая в экосистеме, где прежние растительные и животные сообщества удалены или находятся в состоянии дигрессии по антропогенным или естественным причинам (например, из-за лесного пожара) [7].
Ветровалы характерны практически для всей лесной зоны и вносят существенный вклад в общую динамику экосистем. Для естественных лесов всех климатических зон установлено образование окон в лесном пологе с последующим восстановлением в них леса.
На ранних стадиях демутации уменьшается число гильдий рыжей полевки (Clethrionomys glareolus Schreb.) и повсеместно возрастает доля участия полевки-экономки. В целом в конечном итоге демутация приводит к тому, что в сообществах грызунов, формирующихся на вывалах, значительно возрастают выравненность видов по обилию и общий показатель видового разнообразия [8].
Краткая характеристика вида Myodes glareolu
Рыжая полёвка (лат. Myodes glareolus) – это один из распространенных и многочисленных видов грызунов рода лесных полёвок.
Полевки имеют небольшие размеры тела с маленькими глазами и ушами. Их тело покрыто густым мехом коричневых или рыже-коричневых оттенков. Их морда округлая. Относительно размера тела, Myodes glareolus имеет небольшой мозг. Зубы призматические и характеризуются плоскими коронками, которые приспособлены для их растительноядной диеты. Зубы у них формируются достаточно рано, что позволяет использовать их размерный рост для определения возраста. Сезон размножения длится с конца апреля по сентябрь.
Среда обитания
Береговые полевки встречаются в самых разнообразных местах обитания, включая леса, кустарниковые заросли, живые изгороди, берега и болота. Они, по-видимому, предпочитают лиственные, хвойные и таежные леса.
Myodes glareolus всеядные. При поедании травы M. glareolus обрезает стебли и складывает обрезки в кучи. Пищу добывают зимой, зарываясь в землю. Летом и осенью пища хранится в тайнике [2]. В широколиственных лесах благодаря роющей и трофической деятельности рыжих полевок создаются экотопическая неоднородность и мозаика травяного покрова. Все это повышает емкость местообитания. В результате возрастают видовая насыщенность и видовое богатство сообществ. Другими словами, в травяном покрове широколиственных лесов вследствие жизнедеятельности полевок могут одновременно существовать виды растений, которые представляют контрастные эколого-ценотические группы, а также относятся к разным жизненным формам и типам поведения [3].
Общие представления о фенетике популяций
Сущность фенетики как научного направления – это распространение генетических подходов и принципов на формы, собственно генетическое изучение которых затруднено или невозможно.
Предметом фенетики является внутривидовая изменчивость, которая рассмотривает дискретные альтернативные признаки-фены. Фены отображают генотипическую конституцию особи, а частота их встречаемости – генетические особенности группы особей.
Методами фенетики являются вычленение в изменчивости изучаемых форм различных фенов, количественное и качественное изучение фенов в популяциях и других группах особей.
Цель фенетики – разработка вопросов микроэволюции, теоретической систематики и ряда других проблем, связанных с популяционным исследованием видов в природе [4].
Фенетика основана на популяционном анализе процессов развития (эпигенеза) и является своеобразным «популяционным окном» в онтогенез и морфогенез [5].
В одной из статей анализировалась фенетическая гетерогенность популяции лесных полёвок (лат. Myodes, или лат. Clethrionomys). Для изучения популяционного полиморфизма исследовали различные признаки строения жевательной поверхности коренных зубов с учетом левой и правой сторон.
Результаты показали, что феногенетическое разнообразие зависит от фаз и уровней формируемой численности и от фазы депрессии численности для поддержания разнообразия, микроэволюционного потенциала, биологических свойств и жизнеспособности популяций [6].