Екосистеми вологих тропічних лісів

Влажнотропические леса произрастают при наиболее благоприятных климатических условиях: температура здесь круглый год колеблется в пределах +25—30 °С, ко­личество осадков в среднем равно 2000—4000 мм в год. В течение всего года осадки выпадают равномерно, и по­этому здесь отсутствует засушливый сезон. Наиболее обширные массивы таких лесов расположены в Африке в бассейне реки Конго, в Южной Америке в бассейне реки Амазонки, Гвиане, на острове Новая Гвинея, на тихо­океанских островах.

В этой зоне наиболее широко распространены почвы красного или близкого к нему цвета, и поэтому эти почвы называются красными, оранжевыми и желтыми. Почвы влажнотропических лесов малоплодородны, гумусовый горизонт имеет толщину всего в несколько (5—7) санти­метров, который к тому же содержит очень мало (всего несколько процентов) гумуса. Бедны они и различными элементами минерального питания растений, в частности содержат очень мало кальция. В то же время, как мы уви­дим несколько ниже, именно на этих территориях рас­пространена наиболее мощная растительность. Как же объ­яснить этот парадокс? Оказывается, большая часть запа­сов химических элементов, необходимых для питания растений, содержится не в почве, как в ландшафтах дру­гих природных зон, а в составе органических веществ в телах живых растений. По данным Ю. Одума, в тропиче­ском лесу более 58 % общего азота заключено в биомассе, в то время как в сосновом лесу, произрастающем в Анг­лии, в биомассе деревьев содержится всего 6 % запаса азота, остальная часть «хранится» в почве. Погибшие рас­тения в условиях постоянно влажного и жаркого климата очень быстро перегнивают, минерализуются, и содержа­щиеся в них химические элементы возвращаются в почву. Здесь они быстро перехватываются корнями живых рас­тений и опять включаются в состав органических веществ. Если бы химические элементы не захватывались сразу корнями растений, то очень быстро были бы вымыты из почвы мощными тропическими ливнями. Таким образом, в результате энергичного круговорота одно и то же коли­чество химических элементов в экосистемах влажнотропических лесов за относительно короткий срок проходит больше циклов биологического круговорота (почва — рас­тение — почва —…) и в результате участвует в создании большей биомассы, чем, скажем, в упомянутом уже сосно­вом лесу.

Деревья во влажнотропических лесах имеют стройные высокие стволы, начинающие ветвиться только у самой верхушки. Высоко над землей их кроны так густо пере­плетаются, что образуют практически непроницаемый для солнечных лучей полог. Поэтому здесь всегда царит зеле­ный сумрак. Очень интересно строение листьев высоких деревьев. Они имеют склерофильное строение, т. е. приспо­соблены к экономному расходованию влаги: очень жестки, покрыты сверху плотной блестящей кожицей, иногда даже волосками. И это у деревьев, растущих в районах, где выпадает самое большое количество осадков на Земле! Объясняется этот парадокс следующим образом. Днем из-за сильного нагревания солнечными лучами листья уси­ленно испаряют воду, она не успевает в эти часы подни­маться к листьям в достаточном количестве, листья испы­тывают дефицит влаги. Поэтому деревья приспособились экономить воду. Такое строение имеют только листья вы­соких деревьев, подвергающиеся нагреву прямыми сол­нечными лучами, а листья растений, произрастающих под пологом леса, мягки и нежны, как и в лесах умеренных широт. Интересной особенностью, характерной только для деревьев, произрастающих во влажнотропических лесах, является наличие досковид­ных корней (рис. 9). Они от­ходят во все стороны от ос­нования ствола, напоминая доски, поставленные на реб­ро, за что и получили свое название. Назначение этих корней еще не выяснено, не полагают, что они помогают деревьям лучше закрепляться в почве. Дело в том, что поч­вы здесь, как правило, мало­мощны и корни деревьев не заглубляются больше чем на полметра. Досковидные корни увеличивают площадь опоры дерева и таким образом повышают его устойчивость. Для многих деревьев характерна также каулифлория, т. е. расположение цветков, а затем и плодов не на кончиках ветвей, как в наших лесах, а прямо на стволах. Какое зна­чение это имеет, тоже до настоящего времени не выяснено, но полагают, что расположение цветков на стволах, воз­можно, облегчает опыление их многочисленными насекомыми, ползающими по стволу.

Досковидные корни фикуса в тропическом лесу

Характерной особенностью влажнотропического леса является невыраженность ярусов. Поэтому здесь все про­странство по вертикали, от земли и до крон самых высо­ких деревьев, т. е. до 40—60 м, равномерно заполнено кро­нами различных растений. В видовом отношении эти леса являются самыми богатыми растительными сообществами Земли. Как пишут исследователи, работавшие в этих ле­сах, здесь проще найти 100 видов, чем сто экземпляров одного вида. В книге «В тропической Африке» советский ботаник П. А. Баранов пишет, что на 1 га леса приходится 400—700 крупных деревьев, относящихся примерно к 100 видам.

На разных материках основные породы, образующие влажнотропические леса, разные. В Африке преобладают виды из семейства бобовых, например железное дерево, лофира тонкокорая, в Южной Америке также много видов из бобовых, но преобладают пальмы. Здесь произрастает знаменитый каучуконос — гевея. В Азии и на островах Океании распространены леса, в составе которых есть такие ценные породы, как камфарное дерево, тиковое де­рево. Из травянистых растений здесь много бамбука.

Весьма заметным компонентом влажнотропических ле­сов являются лианы и эпифиты. Самая замечательная лиана — ротанговая пальма. Длина ее стебля достигает 300 м. Кроме пальм, есть лианы из родов фикуса, перца, ванили. Иногда лианы своими стеблями сплошь обвивают деревья на больших площадях так, что можно пройти зна­чительные расстояния, ни разу не ступив на землю. Эпи­фиты поселяются на стволах деревьев, закрепившись за трещины и неровности коры. Питательные элементы они получают из дождевой воды, стекающей по стволу, а так­же из пыли и органических остатков, которые оседают здесь в небольших количествах. Наибольшее количество эпифитов относится к роду орхидей. Эпифиты есть и среди кустарников и даже среди деревьев. Эпифитами являются растения — «душители» из рода фикусов. Сначала фикус, поселившийся на дереве, не причиняет ему вреда, а ис­пользует его лишь в качестве опоры. Но затем начинается усиленный рост корней. Плотно прижимаясь к стволу де­рева, его корни спускаются до земли и укореняются. По­степенно корни утолщаются настолько, что «душат» хозяина и оно отмирает. Считается, что и эпифиты, и лиа­ны — это формы приспособления растений для выживания в условиях недостатка света под пологом влажнотропиче­ского леса. Используя другие растения в качестве опоры, они выносят свои кроны ближе к свету.

Из травянистых растений здесь наиболее интересен бамбук — гигант среди трав. Кроме бамбука, распростране­ны многочисленные папоротники, бананы.

Влажнотропические леса имеют самую большую био­массу, превышающую биомассы всех других типов расти­тельности. Продуктивность их также рекордно высока. В среднем биомасса равняется 600—700 т/га, а в сельве Южной Америки, в бассейне реки Амазонки, она достига­ет 1700 т/га; продуктивность этих сообществ — 30—50 т/га сухой массы в год.

Столь высокая продуктивность и благоприятные кли­матические условия делают возможным существование большого числа разнообразных животных. Пищевые связи влажнотропических лесов очень сложны и изучены еще далеко не полностью.

Таких крупных животных, как в саванне, ни среди растительноядных, ни среди хищных нет. Потребители зеленой массы — это горилла, обезьяны-колобусы, мар­тышки, шимпанзе, а также из копытных — дукеры, афри­канский оленек, кистеухая свинья. Однако все они в той или иной мере разнообразят свой рацион и за счет жи­вотной пищи: поедают насекомых, червей, моллюсков и даже мелких животных и птиц. Так, лесные антилопы — дукеры и оленек — кормятся молодыми побегами трав, ветвей, упавшими плодами и обязательно мелкими живот­ными: насекомыми, моллюсками, крабами, мелкими гры­зунами. В неволе они ловят и поедают цыплят, голубей.

Очень разнообразна и многочисленна группа насеко­мых-фитофагов. Листья поедают хрущи, жуки-листоеды, их личинки, личинки многочисленных бабочек, лесные са­ранчовые, палочники. Палочники выработали в целях маскировки удивительную способность принимать форму, цвет и даже рисунок сучков и листьев. В зависимости от обстановки и настроения эти насекомые могут менять окраску. Многочисленны виды, сосущие соки из листьев, ветвей или корней. Наиболее известны из них певчие ци­кады, их личинки. Кроме того, сходным образом питаются горбатки, фонарницы, тли, червецы и многие клопы. В Экваториальной Африке, например, насчитывается око­ло 10 тыс. видов насекомых.

Под пологом влажнотропического леса почти никогда не бывает ветра, и поэтому здесь очень важную роль играют животные-опылители (антофилы). Важнейшие из них — медоносные пчелы и пчелы-древогрызы. Кроме того, в опылении участвуют различные мухи, бабочки, му­равьи. Некоторые растения опыляются птицами и летучи­ми мышами.

Самые распространенные насекомые, питающиеся от­мершей растительной массой,— это термиты. Их роль в экосистемах влажнотропических лесов настолько велика, что если бы они по каким-либо причинам исчезли здесь, то очень скоро деревья полностью использовали бы запасы минеральных веществ почвы, на почве накопился бы тол­стый слой непереработанного опада (листья, ветви и упав­шие стволы деревьев, отмершие остатки травянистых рас­тений и т. д.) и лес прекратил бы свое существование. Как было уже сказано выше, сами термиты не способны усваивать клетчатку древеси­ны, которой они питаются. В их кишечнике живут одно­клеточные простейшие из жгутиковых, они-то и рас­щепляют клетчатку на про­стые углеводы (сахара), ко­торые и усваиваются организ­мом насекомого. Жгутиковые могут существовать только в кишечнике термита, в другой среде они погибают. Здесь мы видим пример теснейшего симбиоза: ни термиты без простейших, ни простейшие вне кишечника термитов не могут существовать. Кроме термитов, растительным опадом питаются многочисленные виды: тараканы, уховертки, сверчки, сахарные жуки, бронзовки, нематоды. Минерали­зацию органического опада производят бактерии.

Крупных хищников во влажнотропическом лесу немно­го. Из млекопитающих это леопард, основным объектом охоты которого является кистеухая свинья. Кроме леопар­да, обитает своеобразный, напоминающий большую еловую шишку панголин (рис. 10). Это исключительно древесный зверь. Панголин разоряет гнезда муравьев и термитов и слизывает мечущихся хозяев гнезд своим длинным лип­ким языком. В основном на грызунов, рептилий и амфибий охотятся виверры.

Внешний облик панголина

По способу питания фактическими хищниками являют­ся все рептилии и амфибии. Веслоногие лягушки, лазаю­щая жаба поедают разнообразных насекомых. Сходным образом питаются гекконы, хамелеоны. Рептилии здесь очень разнообразны. Мелкие змеи охотятся на ящериц, мелких зверьков и птиц. Самый крупный представитель рептилий — иероглифовый питон. Его обычная длина 3—5 м, а наиболее крупные экземпляры достигают 9 ми даже более. Основная их пища — мартышки. Прямо в гнез­дах термитов и муравьев поселяются двуходки и слепозмейки, которые поедают этих насекомых. Однако насеко­мые не трогают своих злейших врагов, те даже беспрепят­ственно и размножаются. Оказывается, эти животные вы­деляют особые вещества, запах которых сбивает с толку насекомых, и те попросту не замечают своих врагов.

Многочисленна группа хищных насекомых. В подстил­ке, под упавшими деревьями и в дуплах прячутся крупные многоножки — сколопендры, достигающие длины до 20— 25 см, скорпионы, многочисленные пауки, жужелицы, стрекозы (вблизи водоемов), хищные осы и крупные мухи-ктыри. Но самой многочисленной группой хищных насе­комых являются муравьи. Вообще, как мы уже упоминали выше, муравьи не являются хищниками в точном смысле этого слова. Они получают пищу, например, от тлей в виде сладких выделений, поедают сочные плоды, пыльцу, нек­тар. Но значительное место в их рационе занимает и жи­вотная пища, в основном различные насекомые. Во влажнотропических лесах Африки в настоящее время обнару­жено около 600 видов муравьев. Среди них есть и такие, которые строят муравейники и живут оседло, есть и бро­дячие. Последние не имеют постоянных гнезд. Они бес­прерывно кочуют, выстраиваясь в длинные колонны, истребляя по пути все живое. Ничто не может остановить движения такой колонны. При появлении муравьев все живое убегает в страшной панике.

В заключение краткого обзора пищевых связей экоси­стем влажнотропических лесов отметим следующее. В ре­зультате того, что увлажнение и температура здесь нахо­дятся в наиболее благоприятных соотношениях в течение всего года, то нет таких резких колебаний в продукции биомассы, аследовательно, и численности животных, какие возможны практически во всех других наземных экосисте­мах. Разнообразие видового состава животных экосистем влажнотропических лесов и способность многих из них питаться как растительной, так и животной пищей повы­шает взаимозаменяемость отдельных элементов экосистем, следовательно, повышает их устойчивость.

• ← Екосистеми саван та рідколісь
• Екосистеми океанів та морів →