Экология. Особи, популяции и сообщества Часть 3
Вследствие этого не ясно, каким образом диапазон попу-
ляционных колебаний численности меняется при переходе от
простых сообществ к сложным.
Представляется также правдоподобным (и мы привели в
подтверждение этого некоторые факты), что сложные и хруп-
кие сообщества относительно постоянных сред (в частности,
в тропиках) более уязвимы для внешнего, неприродного вме-
шательства (и больше нуждаются в охране), чем более про-
стые и прочные сообщества, сравнительно «привычные» к на-
рушениям (например, в умеренных областях).
Наконец, стоит отметить, что, по всей видимости, свойства
сообщества и входящих в него популяций во многом сходны.
В стабильной среде на популяции действует достаточно силь-
ный /(-отбор (гл. 14), а в изменчивой — относительно интенсив-
ный r-отбор. /^-стратеги (с высокими конкурентоспособностью
и врожденной выживаемостью при низкой результативности
размножения) будут сопротивляться нарушению, однако, если
оно все же происходит, с трудом восстанавливаются (низкая
упругость). И напротив, r-стратеги отличаются низким соппо-
гивлением при высокой упругости. (Отметьте эту важную обрат-
ную зависимость между сопротивлением и упругостью.) Си-
лы, действующие на входящие в сообщество популяции, будут,
22*
340 Ч. 4. Сообщества
следовательно, подчеркивать его собственные свойства, а имен-
но хрупкость (низкую упругость) в стабильных средах и проч-
ность — в изменчивых.
21.3. Расчлененность сообществ
В ряде моделей усиление расчлененности стимулирует устойчи-
вость, однако это доказано только для разделения по разным
местообитаниям.
В связи с проблемой взаимосвязи сложности и устойчивости
в ряде теоретических работ высказывалось предположение, что
устойчивость возрастает при разделении сообщества на отдель-
ные «блоки» (см., например, May, 1972; Goh, 1979). Иными сло-
вами, при постоянных значениях S, С и р оно устойчивее, если
организовано в виде отдельных субъединиц, внутри которых
взаимодействия сильны, а между которыми слабы. В то же
время Пимм (Pimm, 1979a), исключая биологически бессмыс-
ленные элементы из своих моделей пищевых сетей, не обна-
ружил очевидной связи между устойчивостью и расчленен-
ностью.
Он обратил также внимание (Pimm, 1982) на то, что сле-
дует ожидать расчлененности любых крупных сообществ, хотя
бы из-за существования их одновременно в нескольких различ-
ных местообитаниях, каждое из которых включает специфиче-
ский комплекс организмов, сильнее взаимодействующих между
собой, чем с представителями других комплексов. Разумеется,
невозможно провести однозначные границы между местооби-
таниями в рамках одного сообщества: для каждого конкретно-
го вида, они свои. И все же это не исключает тенденции «бло-
ков» соответствовать местообитаниям. Пимм и Лотон (Pimm,
Lawton, 1980; Pimm, 1982) дали обзор данных в пользу суще-
ствования «блоков», охватывающих местообитания или при-
сутствующих внутри них.
В работах по крупным, четко отграниченным местообитани-
ям прослеживается тенденция к их совпадению с «блоками».
Так, на рис. 21.5 показаны основные взаимодействия между
тремя взаимосвязанными местообитаниями на о. Медвежий в
Северном Ледовитом океане и внутри них (Summerhayes, El-
ton, 1923). Пимм и Лотон (Pimm, Lawton, 1980) показали, что
между местообитаниями количество взаимодействий оказыва-
ется существенно меньшим, чем было бы при случайном рас-
пределении. С другой стороны, когда местообитания обособле-
ны не столь четко, наличие «блоков», как правило, подтверж-
дается плохо. Например, исследовали (Shure, 1973) два вида
растений, доминирующих на ранних стадиях залежной сукцес-
Гл. 21. Устойчивость и структура сообщества
341
Море
Суша
Пресные воды
Рис. 21.5. Важнейшие взаимодействия внутри трех взаимосвязанных место-
обитаний о. Медвежий (Северный Ледовитый океан) и между ними: 1 —
планктон; 2 — морские животные; 3 — тюлени; 4а — растения; 46 — мертвые
растения; 5 — черви; 6 — гуси; 7 — ногохвостки; 8 — двукрылые; 9 — клещи;
10 — перепончатокрылые; 11—морские птицы; 12 — пуночка; 13 — морской
песочник; 14 — куропатка; 15 — пауки; 16 — утки и гагары; 17 — песец; 18 —
поморник и большая полярная чайка; 19 — планктонные водоросли; 20а —
беитосиые водоросли; 206 — разлагающееся вещество; 21 — простейшие А;
22 — простейшие Б; 23 — беспозвоночные А; 24 — двукрылые; 25 — беспозво-
ночные Б; 26 — микроскопические ракообразные; 27 — белый медведь (Pimm,
Lawton, 1980)
Рис. 21.6. Расчлененность пищевой сети. Перемещения метки 32Р из растений
двух видов в залежном сообществе. Цифры в кружках: 1—амброзия; 2 —
дикая редька; 3 — фитофаги, питающиеся только A); 4 — фитофаги, общие
для обоих растений; 5 — фитофаги, питающиеся только B); 6 — хищники, пи-
тающиеся только C); 7 — хищники, питающиеся D) и/или C), л, E); 8 — хищ-
ники, питающиеся только E). Числа рядом с кружками — процент метки, про-
ходящей по указанным путям; слева—если она получена из амброзии, спра-
ва— если получена из дикой редьки (по Shure, 1973, из Pimm, Lawton, 1980)
342 Ч. 4. Сообщества
сии, амброзию и дикую редьку. Их метили радиоактивным
фосфором 32Р и измеряли количество этого изотопа в организ-
ме растительноядных и хищных насекомых на протяжении по-
следующих недель. Результаты, представленные на рис. 21.6,
с трудом поддаются однозначному истолкованию, поскольку не
позволяют четко различить расчлененную и нерасчлененную
системы. Однако, поскольку в среднем 50% (и более) метки
переходит к общим для обоих растений консументам каждого
уровня, гипотеза о наличии двух обособленных «блоков», по-
видимому, не подтверждается.
Еще с большими трудностями сталкиваются авторы, пыта-
ющиеся доказать наличие (или отсутствие) расчленения внут-
ри местообитаний. Выводы из анализа модельных пищевых се-
тей оказываются двусмысленными и уж во всяком случае не
дают никаких аргументов в пользу гипотезы о том, что расчле-
нение способствует сохранению той или иной сети питания бла-
годаря устойчивости, которую оно ей придает.
21.4. Число трофических уровней
В большинстве сообществ три-четыре трофических уровня.
Еще один важный признак пищевых сетей — число трофиче-
ских звеньев, соединяющих продуцентов с верховными хищни-
ками. В табл. 21.2 приводятся данные по среднему количеству
трофических уровней для разных типов сообществ (Briand,
1983). Эти значения определялись следующим образом. Макси-
мальная пищевая цепь представляет собой последовательность
видов, начиная от какого-либо продуцента к питающемуся им
виду, далее к третьему виду, питающемуся вторым, и так далее
вплоть до верховного хищника (которого уже ни один вид не
поедает). Например, от продуцента 1 (на рис. 21.7) можно на-
метить четыре возможных трофических пути через вид 4 к
верховному хищнику: 1-4-11-12, 1-4-11-13, 1-4-12 и 1-4-13. От-
сюда мы получаем четыре значения длины максимальной цепи:
4, 4, 3 и 3 звена. На рис. 21.7 приведены длины еще 21 цепи,
начинающейся видами 1, 2 и 3. Среднее значение всех их со-
ставляет 3,32. Эта цифра отражает число трофических уров-
ней, свойственных пищевой цепи. Сравнение величин, поме-
щенных в табл. 21.2, показывает, что в типичном случае в со-
обществе бывает от двух до пяти трофических уровней, но ча-
ще всего их три или четыре. Это совпадает с результатами
других оценок длин пищевых цепей. Синэкологи часто «дава-
лись вопросом: почему цепи так коротки?
Еще раз напомним: параметры устойчивости различных мо-
дельных сообществ иногда помогают прогнозировать структуру
Гл.
ляционных колебаний численности меняется при переходе от
простых сообществ к сложным.
Представляется также правдоподобным (и мы привели в
подтверждение этого некоторые факты), что сложные и хруп-
кие сообщества относительно постоянных сред (в частности,
в тропиках) более уязвимы для внешнего, неприродного вме-
шательства (и больше нуждаются в охране), чем более про-
стые и прочные сообщества, сравнительно «привычные» к на-
рушениям (например, в умеренных областях).
Наконец, стоит отметить, что, по всей видимости, свойства
сообщества и входящих в него популяций во многом сходны.
В стабильной среде на популяции действует достаточно силь-
ный /(-отбор (гл. 14), а в изменчивой — относительно интенсив-
ный r-отбор. /^-стратеги (с высокими конкурентоспособностью
и врожденной выживаемостью при низкой результативности
размножения) будут сопротивляться нарушению, однако, если
оно все же происходит, с трудом восстанавливаются (низкая
упругость). И напротив, r-стратеги отличаются низким соппо-
гивлением при высокой упругости. (Отметьте эту важную обрат-
ную зависимость между сопротивлением и упругостью.) Си-
лы, действующие на входящие в сообщество популяции, будут,
22*
340 Ч. 4. Сообщества
следовательно, подчеркивать его собственные свойства, а имен-
но хрупкость (низкую упругость) в стабильных средах и проч-
ность — в изменчивых.
21.3. Расчлененность сообществ
В ряде моделей усиление расчлененности стимулирует устойчи-
вость, однако это доказано только для разделения по разным
местообитаниям.
В связи с проблемой взаимосвязи сложности и устойчивости
в ряде теоретических работ высказывалось предположение, что
устойчивость возрастает при разделении сообщества на отдель-
ные «блоки» (см., например, May, 1972; Goh, 1979). Иными сло-
вами, при постоянных значениях S, С и р оно устойчивее, если
организовано в виде отдельных субъединиц, внутри которых
взаимодействия сильны, а между которыми слабы. В то же
время Пимм (Pimm, 1979a), исключая биологически бессмыс-
ленные элементы из своих моделей пищевых сетей, не обна-
ружил очевидной связи между устойчивостью и расчленен-
ностью.
Он обратил также внимание (Pimm, 1982) на то, что сле-
дует ожидать расчлененности любых крупных сообществ, хотя
бы из-за существования их одновременно в нескольких различ-
ных местообитаниях, каждое из которых включает специфиче-
ский комплекс организмов, сильнее взаимодействующих между
собой, чем с представителями других комплексов. Разумеется,
невозможно провести однозначные границы между местооби-
таниями в рамках одного сообщества: для каждого конкретно-
го вида, они свои. И все же это не исключает тенденции «бло-
ков» соответствовать местообитаниям. Пимм и Лотон (Pimm,
Lawton, 1980; Pimm, 1982) дали обзор данных в пользу суще-
ствования «блоков», охватывающих местообитания или при-
сутствующих внутри них.
В работах по крупным, четко отграниченным местообитани-
ям прослеживается тенденция к их совпадению с «блоками».
Так, на рис. 21.5 показаны основные взаимодействия между
тремя взаимосвязанными местообитаниями на о. Медвежий в
Северном Ледовитом океане и внутри них (Summerhayes, El-
ton, 1923). Пимм и Лотон (Pimm, Lawton, 1980) показали, что
между местообитаниями количество взаимодействий оказыва-
ется существенно меньшим, чем было бы при случайном рас-
пределении. С другой стороны, когда местообитания обособле-
ны не столь четко, наличие «блоков», как правило, подтверж-
дается плохо. Например, исследовали (Shure, 1973) два вида
растений, доминирующих на ранних стадиях залежной сукцес-
Гл. 21. Устойчивость и структура сообщества
341
Море
Суша
Пресные воды
Рис. 21.5. Важнейшие взаимодействия внутри трех взаимосвязанных место-
обитаний о. Медвежий (Северный Ледовитый океан) и между ними: 1 —
планктон; 2 — морские животные; 3 — тюлени; 4а — растения; 46 — мертвые
растения; 5 — черви; 6 — гуси; 7 — ногохвостки; 8 — двукрылые; 9 — клещи;
10 — перепончатокрылые; 11—морские птицы; 12 — пуночка; 13 — морской
песочник; 14 — куропатка; 15 — пауки; 16 — утки и гагары; 17 — песец; 18 —
поморник и большая полярная чайка; 19 — планктонные водоросли; 20а —
беитосиые водоросли; 206 — разлагающееся вещество; 21 — простейшие А;
22 — простейшие Б; 23 — беспозвоночные А; 24 — двукрылые; 25 — беспозво-
ночные Б; 26 — микроскопические ракообразные; 27 — белый медведь (Pimm,
Lawton, 1980)
Рис. 21.6. Расчлененность пищевой сети. Перемещения метки 32Р из растений
двух видов в залежном сообществе. Цифры в кружках: 1—амброзия; 2 —
дикая редька; 3 — фитофаги, питающиеся только A); 4 — фитофаги, общие
для обоих растений; 5 — фитофаги, питающиеся только B); 6 — хищники, пи-
тающиеся только C); 7 — хищники, питающиеся D) и/или C), л, E); 8 — хищ-
ники, питающиеся только E). Числа рядом с кружками — процент метки, про-
ходящей по указанным путям; слева—если она получена из амброзии, спра-
ва— если получена из дикой редьки (по Shure, 1973, из Pimm, Lawton, 1980)
342 Ч. 4. Сообщества
сии, амброзию и дикую редьку. Их метили радиоактивным
фосфором 32Р и измеряли количество этого изотопа в организ-
ме растительноядных и хищных насекомых на протяжении по-
следующих недель. Результаты, представленные на рис. 21.6,
с трудом поддаются однозначному истолкованию, поскольку не
позволяют четко различить расчлененную и нерасчлененную
системы. Однако, поскольку в среднем 50% (и более) метки
переходит к общим для обоих растений консументам каждого
уровня, гипотеза о наличии двух обособленных «блоков», по-
видимому, не подтверждается.
Еще с большими трудностями сталкиваются авторы, пыта-
ющиеся доказать наличие (или отсутствие) расчленения внут-
ри местообитаний. Выводы из анализа модельных пищевых се-
тей оказываются двусмысленными и уж во всяком случае не
дают никаких аргументов в пользу гипотезы о том, что расчле-
нение способствует сохранению той или иной сети питания бла-
годаря устойчивости, которую оно ей придает.
21.4. Число трофических уровней
В большинстве сообществ три-четыре трофических уровня.
Еще один важный признак пищевых сетей — число трофиче-
ских звеньев, соединяющих продуцентов с верховными хищни-
ками. В табл. 21.2 приводятся данные по среднему количеству
трофических уровней для разных типов сообществ (Briand,
1983). Эти значения определялись следующим образом. Макси-
мальная пищевая цепь представляет собой последовательность
видов, начиная от какого-либо продуцента к питающемуся им
виду, далее к третьему виду, питающемуся вторым, и так далее
вплоть до верховного хищника (которого уже ни один вид не
поедает). Например, от продуцента 1 (на рис. 21.7) можно на-
метить четыре возможных трофических пути через вид 4 к
верховному хищнику: 1-4-11-12, 1-4-11-13, 1-4-12 и 1-4-13. От-
сюда мы получаем четыре значения длины максимальной цепи:
4, 4, 3 и 3 звена. На рис. 21.7 приведены длины еще 21 цепи,
начинающейся видами 1, 2 и 3. Среднее значение всех их со-
ставляет 3,32. Эта цифра отражает число трофических уров-
ней, свойственных пищевой цепи. Сравнение величин, поме-
щенных в табл. 21.2, показывает, что в типичном случае в со-
обществе бывает от двух до пяти трофических уровней, но ча-
ще всего их три или четыре. Это совпадает с результатами
других оценок длин пищевых цепей. Синэкологи часто «дава-
лись вопросом: почему цепи так коротки?
Еще раз напомним: параметры устойчивости различных мо-
дельных сообществ иногда помогают прогнозировать структуру
Гл.
<< Назад 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
Вперед >>