ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КАТАСТРОФА – ЛИСТОПАД

Сезонные тропические леса Африки, постепенно мельчая, растворяются в знойном мареве саванн и пустынь. Только преодолев эти безжизненные районы, а на севере еще и горы, можно было 2–3 тысячи лет назад снова увидеть настоящие лесные массивы. Здесь в то время росли вечнозеленые субтропические леса. Они опоясывали каймой берега Средиземного моря от Гибралтара до Турции.

Средиземноморье – колыбель человеческой цивилизации. С доисторических времен колыбель принято делать из сухой древесины и ставить поближе к очагу. Ради этой общечеловеческой люльки, ради того, чтобы огонь в очаге цивилизации не угасал, здесь с незапамятных времен велись заготовки дров и деловой древесины. Постоянные пожары и неумеренный выпас скота, обычные спутники цивилизации, привели к исчезновению лесов. Они сохранились лишь в виде жалких остатков, серьезно измененных воздействием человека.

Дальше к северу, по мере того как становится холоднее и заморозки случаются систематически, вечнозеленые растения уступают место деревьям, сбрасывающим на зиму листву. Так субтропические вечнозеленые леса постепенно сменяются широколиственными листопадными. Эта растительная формация специфична для Северного полушария. К югу от экватора ее истинные аналоги практически не встречаются.

Некогда в Европе они тянулись широкой лентой, но теперь повсеместно сведены и нигде не образуют больших массивов, а в Азии и Северной Америке занимают лишь восточные районы континентов, до которых дотягивается дыхание океанов.

Для благополучия листопадных широколиственных лесов необходимо обилие влаги, равномерно распределенное по веем сезонам года. Уменьшение осадков – один из важнейших факторов, ограничивающих их распространение на юг. Резкое падение среднесуточных температур в зимние месяцы приводит к перерыву в развитии большинства растений. Основные древесные породы не способны к бурным всплескам жизнедеятельности. Чтобы весной восстановить активность, а осенью подготовиться к длительной консервации, им необходимо много времени.

Широколиственные листопадные леса в большинстве своем высокие и с сомкнутым пологом. Кустарники и древесная поросль достаточно полно заполняют пространство между стволами, но могут и совершенно отсутствовать. По Гирканскому лесу, что растет на юге Азербайджана, можно было бы свободно проехать на самосвале, раскинься он на равнине, а не на склонах Талышских гор.

Листопадный лес может быть образован одним видом деревьев: дубом, буком или липой. Ограниченный видовой состав характерен для Европы. Азиатские леса значительно разнообразнее. Травянистый покров состоит из многолетних теневыносливых растений. Но и им для развития репродуктивных органов – цветов и семян – света может не хватить. Поэтому они бурно цветут и дают семена ранней весной, пока на деревьях не распустились листья и не закрыли их от солнца, а затем их надземные части отмирают. Масса сбрасываемой листвы, деревья ведь широколиственные, осенью толстым слоем покрывает землю. Разлагаясь, опад создает постоянно наращиваемый слой гумуса. Листва и гумус не дают поселиться у подножий деревьев мхам. Этим широколиственные леса заметно отличаются от своих северных соседей.

Под пологом широколиственного леса летом царит полумрак. Особенно густую тень дают буковые леса. Лес способен сохранять прохладу даже в разгар лета. А это означает, что не прогревается и лесная почва. Ее температурный режим существенно отличается от режима лугов и полей. Вот почему здесь охотно поселяются мелкие растения – выходцы из северных лесов, если способны переносить густую тень.

Широколиственным лесам свойственна четкая сезонность. Когда в Северное полушарие приходит осень и дни становятся короткими, а температура воздуха резко падает, начинается листопад. Все лесные обитатели воспринимают приход осени как экологическую катастрофу. Трудно назвать кого‑нибудь из коренных жителей леса, совершенно не затронутых этим событием. Таких, видимо, нет. К приходу осени все живое готовится заблаговременно, и когда землю покроет снег, жизнь в лесу скудеет, замирает в ожидании очередной весны, тепла, зеленого половодья листьев!

ЗЕЛЕНОЕ МОРЕ ТАЙГИ

Если взглянуть на карту распределения растительности, станет очевидно, что самыми распространенными у нас являются таежные ландшафты. Тайга протянулась от Кронштадта до Владивостока. Пояс этот не везде одинаково широк, и, если его наложить на глобус, станет заметно, что он скособочен. Севернее всего таежные массивы расположены на самом западе страны. Здесь тайга начинается у Пскова на 58‑м градусе северной широты, а на Кольском полуострове и на севере Скандинавии, пользуясь теплым дыханием Баренцева моря, перехлестывает за Полярный круг.

Восточнее обе границы смещаются в южном направлении, но пояс тайги становится шире. Самая широкая часть расположена между Енисеем я Леной, начинаясь почти у Полярного круга и уходя за пределы нашей страны. Дальше таежная полоса опять сужается, но совсем не потому, что отступает на север. Как раз наоборот. На берегах Охотского моря северная граница хвойного леса оказывается на 60‑й параллели, а на полуострове Камчатка даже на 58‑й, там, где под Ленинградом лежит его южный предел. Ну а южная окраина, несмотря на близость теплого Японского моря, спускается на Сахалине к 48‑му градусу северной широты. Большая часть этого огромного лесного царства круглый год зелена, так как из основных древесных пород тайги только лиственницы сбрасывают на зиму хвою.

У таежных деревьев неодинаковые потребности в свете, тепле и влажности. А этими благами лес наделен далеко не в одинаковой степени. Количество получаемого сушей тепла в первую очередь зависит от широты местности. Наша тайга пересекает 20 широтных градусов, а это больше 2000 километров.

Еще более впечатляет длина таежного пояса. Его протяженность на Евроазиатском континенте превышает 10 тысяч километров. Начинаясь на западе в приморских районах, тайга и на востоке упирается в берега океана. Близость моря гарантирует достаточное количество осадков, зато в центральных районах климат резко континентальный и получить необходимое количество влаги проблематично. Освещенность тоже далеко не одинакова, существенно отличаясь по продолжительности светлой части суток, по количеству солнечных дней.

Температура, количество осадков и тем более доза солнечных лучей, получаемая лесом, важны не на протяжении всего года, а лишь в течение немногих летних месяцев. Что происходит в разгар зимы, для тайги практически не имеет никакого значения.

Зимой самое страшное, конечно, морозы, в особенности когда они сочетаются со скудностью осадков и обрушиваются на лес, не прикрытый от холода достаточно толстым слоем снега. На полюсе холода в Верхоянске и Оймяконе в разгар зимы случаются морозы до – 70 градусов, а среднемесячная температура самого холодного месяца января равна –50! И тем не менее лес там растет. Оказывается, для тайги не так важны зимние температуры, как летние. Деревья могут существовать лишь там, где хотя бы в течение одного летнего месяца средняя температура оказывается выше 16, а так обычно и бывает на полюсе холода в зоне резко континентального климата, где летом может стоять настоящая жара до 35 градусов!

По характеру, по доминирующему составу растущих здесь деревьев тайгу делят на темнохвойную и светло‑хвойную. Ели, пихты, сибирская сосна, больше известная у нас как кедр, а на Американском континенте еще и тсуги – вот короткий перечень видов, из которых состоит темнохвойная тайга. Эти деревья не сбрасывают на зиму хвою, а значит, испаряют воду в течение всего года. Поэтому темнохвойным лесам нужен влажный климат с не особенно холодными, но снежными зимами.

Теневыносливые таежные аборигены не любят солнечных весен, которые будят вершины деревьев значительно раньше, чем просыпается корневая система. Это приводит к значительному расходу воды на фотосинтез и усиливает испарение в период, когда земля еще не оттаяла и деревьям неоткуда черпать влагу. Темнохвойные леса есть и в центральных районах Сибири, но там они жмутся к речным долинам, а в горах обычно предпочитают менее солнечные северные склоны или районы с более теплым климатом.

В темнохвойной тайге ель наиболее зимостойка и, видимо, поэтому широко распространена. Второе дерево тайги пихта. Правда, она редко занимает в лесу монопольное положение, а чаще растет в компании с елью или кедром. Самое большое, красивое и, несомненно, самое ценное дерево темнохвойной тайги – кедр сибирский.

Это могучие деревья, с широкой, раскидистой, нередко многовершинной кроной, пепельно‑серебристой корой на молодых стволах и ветвях, с длинной, до 12 сантиметров, мягкой, собранной в пучки по 5 штук темно‑зеленой хвоей. Старые кедры поднимаются на высоту до 35–40 метров, стволы на высоте человеческого роста достигают 1,5–2 метра в диаметре. Шишки по 2–3 растут на концах верхних побегов лишь в самой верхней, метр‑полтора, редко двухметровой части кроны. Зрелые кедры в урожайные годы приносят по 1000–1500 шишек, и в каждой из них до 140 орешков.

Единственный недостаток кедра – слишком медленный рост и развитие. В густых кедровниках деревья начинают плодоносить лишь к 40–50 годам; Поэтому, несмотря на высокие достоинства древесины, заготовку кедров давно пора прекратить, ограничив хозяйственную деятельность в кедровниках лишь сбором урожая орехов.

Кедровые орешки, в том числе плоды кедрового стланика, – лакомая пища для многих птиц и зверей. Им кормятся и мелкие грызуны, и такие гиганты тайги, как бурые медведи, и даже типичные хищники, вроде сластен‑соболей. Белки, кедровки и некоторые другие обитатели тайги совершают большие миграции в поисках плодоносящих деревьев. И все потребители орехов откликаются на их урожай усиленным размножением.

У деревьев темнохвойной тайги густые кроны, часто образующие сплошной полог, что создает особую экологическую среду. На дне темнотаежного моря относительно спокойно. Злые северные ветры смиряют здесь свой пыл. Температура воздуха в течение суток не делает резких скачков, а влажность воздуха всегда повышена. Скудность солнечных лучей и отсутствие ветра затрудняют теплообмен между почвой и нижними слоями воздуха. В результате лесные почвы здесь всегда холодные. Весной они прогреваются позже, чем в светлых борах.

В глубине темнохвойной тайги травяной покров и подлесок развиты слабо. Однако видовой состав этих растений достаточно широк и в каждом регионе имеет собственные черты.

Хвойные деревья не склонны часто сбрасывать иголки. Скудность опада отражается на почвообразовании, обусловливая возникновение бедных питательными веществами и гумусом подзолистых почв, и не мешает развитию мхов. Поэтому в темнохвойной тайге мхи часто покрывают землю сплошным зеленым ковром.

С одной стороны, они лучше других растений предохраняют почву от размыва. Небольшие и средние порции воды они впитывают, а затем длительно сохраняют, большие – свободно стекают по их зеленой поверхности, не нанося никакого ущерба. С другой стороны, мхи препятствуют росту трав, кустарников и возобновлению леса. Длительно сохраняя большие количества воды, они способствуют заболачиванию и накоплению торфа: В этом повинны главным образом различные виды сфагновых мхов и кукушкин лен. Темнохвойная тайга – это чаще зеленомошные, долгомошные или сфагновые леса.

Ель, пихта и даже царь‑дерево – кедр – агрессивные растения. Обладая в младенчестве большой теневыносливостью, они легко вытесняют другие деревья. Однако самостоятельно заселять вырубки и гари не могут. Молоденькие деревца не в состоянии выдержать губительную силу прямых солнечных лучей.

Первыми на освободившихся от леса участках поселяются высокие травы: иван‑чай и злаки. Под их покровом всходят и крепнут мелколиственные деревья – осина и береза, и только в их тени подрастают и набираются силенок темнохвойные деревья.

Иногда восстановлению тайги мешает избыток влаги. Почва, лишенная деревьев‑испарителей, неспособна своевременно избавляться от поступающей с осадками воды и начинает заболачиваться. Только через 10–15 лет поднявшиеся здесь березки и осинки станут такими большими, что смогут несколько осушить занятый ими участок.

Лидеры светлохвойной тайги – сосны и лиственницы менее прихотливы. Сосны нуждаются в солнце, в свете, а с остальными климатическими и почвенными факторами среды легко мирятся, охотно поселяясь и на заболоченных почвах, и в настоящих моховых болотах, и там, где в почве ощущается явный недостаток влаги. Сосны активно осваивают каменистые щебенистые почвы, растут на голых песках, способствуя их закреплению. Быстрорастущие и к тому же долгоживущие сосны находятся вне конкуренции при заселении наиболее неблагоприятных для леса угодий. Неприхотливость сосен – их счастье. Сосновые боры не сводят ради освобождения почвы под сельскохозяйственные угодья, она все равно ничего толкового родить не сможет. Благодаря своей неприхотливости сосняки на севере проникают за Полярный круг, а на юге вклиниваются в казахстанские степи. Таков их жизненный диапазон!

Лиственница тоже выносливая порода. Она явно тяготеет к резко континентальному климату. Ее не страшат жестокие сибирские морозы и высокая сухость зимнего воздуха, важно лишь, чтобы весной было много солнца, способного быстро растопить снега у подножий деревьев. Тогда они не мешкают, интенсивно сосут своими поверхностно расположенными корнями ледяную воду и стараются к началу северного лета предстать в полной красе.

Лиственница – красивое дерево с опадающей на зиму хвоей. У нее идеально прямой ствол, достигающий 35–50 метров высоты при толщине до 1–1,5 метра, и конусообразная или цилиндрическая, а к старости коническая крона. Почки распускаются ранней весной, и дерево покрывается относительно короткими ярко‑зелеными хвоинками. Одновременно с этим лиственницы цветут, а к осени у них созревают шишки и вскоре начинают рассевать крылатые семена.

Растут лиственницы тоже стремительно, особенно в отроческие годы, ежегодно вытягиваясь на метр. Деревья успевают осуществить всю обширную программу развития за короткое северное лето благодаря фотосинтезу, который протекает в полтора‑два раза интенсивнее, чем у других хвойных пород тайги. Рост и развитие обеспечивает мощная корневая система, к тому же умеющая приспособиться к условиям существования. На обычных почвах сильно ветвящиеся корни глубоко уходят в землю, а у деревьев, растущих на болоте или на вечномерзлых грунтах, становятся поверхностными.

Чисто лиственничные леса или в смеси с сосной занимают огромные площади. В светлохвойной тайге, особенно в ажурных лиственничниках, невелика сомкнутость крон. Летом они наполнены светом, солнцем, а потому дают приют многим растениям. Здесь хорошо развит травяной ярус, прекрасно себя чувствуют мелкие кустарнички, крупные кусты, ольха, карликовые березки, а на юге к ним присоединяются рододендроны. Обычны и другие вересковые кустарнички, в том числе багульники, в жаркий полдень наполняющие тайгу дурманящим ароматом.

Сухие лишайниковые леса заселяют толокнянка и представители близкого к ней семейства брусничных – голубика, черника и брусника. На сухих местах возникают заросли вороники.

Сырые леса обильны болотными травами, вездесущей пушицей, рано дающей молодую поросль, на которой весной нагуливают жирок даже медведи, и другими осока‑ми, а из злаковых – вейником. Очень разнообразны мхи, в том числе сфагновые, и лишайники. Здесь обычен кустарничково‑травяной покров. Сосноволиственничные зеленомошные леса встречаются нечасто.

Из мелколиственных деревьев наиболее распространены в тайге березы. Их около сорока видов. На втором месте, пожалуй, стоит осина, иногда образующая однопородные, достаточно обширные вкрапления. Они имеют огромное значение для многих растительноядных животных северной тайги, питающихся зимой осиновой корою. Обычна ольха. У воды по берегам рек и озер растут тополя и ивы, образующие обширные заросли.

Тайга находится в постоянной борьбе с болотами. Стоит несколько возрасти осадкам, почва начинает усиленно заболачиваться, и лес чахнет. Заболоченная почва мало пригодна для роста большинства деревьев. Вода препятствует проникновению кислорода в глубь грунтов, что затрудняет дыхание древесных корней. Резко изменяются биохимические процессы, состав почвенных микроорганизмов, и исчезают обычные почвенные животные. В отсутствии кислорода окисления органических веществ не происходит, и, следовательно, прекращается обогащение почвы питательными веществами. Из не успевающих сгнить растительных остатков образуется торф.

Болота воздействуют на климат. На заболоченных участках леса температура летом, когда растениям так необходимо тепло, на 1–2 градуса ниже, чем в сухих борах. Весною здесь дольше продолжаются ночные заморозки, на 2–3 недели задерживается оттаивание почвы. Именно здесь значительно раньше, чем в других районах леса, начинаются первые осенние заморозки. Все это ставит деревья в крайне невыгодные условия. И если лес на болоте все‑таки растет, он имеет явно угнетенный вид.

В Западном полушарии север континента занимают хвойные леса. Они богаче евроазиатских. Одних сосен здесь значительно больше, чем у нас всех видов хвойных деревьев тайги. Более разнообразен видовой состав елей и пихт, особенно в Тихоокеанском регионе леса.

Кроме того, здесь растут представители двух местных родов семейства сосновых – темнолюбивые тсуги и светолюбивые псевдотсуги и два представителя семейства кипарисовых – туя и кипарисовик. Эти леса выше нашей тайги, а деревья здесь толще.

СЕЗОННИКИ

На поверхности Земли везде, кроме влажных тропических лесов, ощущаются сезонные изменения погоды, но нигде они не проявляются в столь резкой форме, как в зоне широколиственных листопадных лесов и тайги. Зимой жизнь в этих лесах замирает, и чем дальше на север, тем длиннее мертвый сезон. Резкое уменьшение количества света и тепла, достающегося в это время лесу, усугубляется снеговым покровом, на всю долгую зиму закрывающим землю и коренным образом меняющим весь уклад жизни животных. Не удивительно, что обитатели этих лесов стали сезонниками.

Северяне относятся к зимним невзгодам различно. Значительная часть птиц, оживляющих летом северные леса, типичные дачники. Для самок леса служат большим родильным домом, а для их потомства – яслями, детским садом и школой. Только возмужав и получив аттестат зрелости, часто даже не дожидаясь, когда погодные условия начнут ощутимо сказываться на их питании, пернатые покидают родину. Совершают дальние сезонные перелеты летучие мыши и даже насекомые (бабочки). Из четвероногих только крупные копытные способны к дальним путешествиям, но им, наоборот, леса чаще всего служат зимними квартирами. Северные олени и их американские родичи – карибу приходят в тайгу с наступлением холодов, так как в тундре в это время труднее добывать пропитание.

Сезонники, не склонные к дальним путешествиям, на зимний период свертывают свою активность и перебираются в заблаговременно подготовленные теплые и благоустроенные зимние убежища. Чтобы пережить холодную зиму, многим приходится делать продовольственные запасы в виде подкожного жира или заполнять кормом кладовые. Одни могут позволить себе впадать в глубокую зимнюю спячку, другие вынуждены до самой весны поддерживать некоторую активность: регулярно питаться, отправлять естественные надобности, приводить в порядок свою одежду. Из этого правила существуют и исключения. Бурые медведи не впадают в настоящий глубокий анабиоз, но и не создают продовольственных складов, довольствуясь жировыми резервами своего организма. Снизив температуру тела и полностью исключив двигательную активность, они способны обойтись наличными энергетическими ресурсами и пережить зиму. Потревоженные поздней осенью, звери не в состоянии ни залечь снова в берлогу, ни добывать в необходимых количествах пищу и к весне гибнут от истощения.

Часть сезонников не покидает родные леса, но не впадает и в спячку. Им приходится приспособиться к холоду, к снегу и перейти на новые корма. В эту группу уходят все лесные копытные и хищники, в том числе птицы, умудряющиеся и зимой выискивать спящих насекомых, их личинок и яички, землеройки, продолжающие охоту на беспозвоночных под снегом, а также вегетарианцы, способные весь год довольствоваться такими кормами, как листовые и цветочные почки, молодые древесные побеги, кора лиственных деревьев, хвоя, или умеющие извлекать из шишек находящиеся там семена.

Важно отметить, что не морозы сами по себе, не длительность холодного периода, не снег определяют количество активных «зимовщиков» из числа птиц и млекопитающих, а главным образом наличие доступной для них пищи. Вот почему наблюдается парадоксальное на первый взгляд явление, состоящее в том, что в тайге – в самых северных лесах планеты зимой животный мир богаче, чем в расположенных южнее широколиственных лесах. Просто хвойные леса готовят к зиме для растительноядных животных два вида кормов, которым их южные соседи ничего противопоставить не могут. Это, во‑первых, хвоя, остающаяся зеленой и съедобной на протяжении всего года. А во‑вторых, семена. К сожалению, урожай на них бывает не ежегодно, что заставляет животных подтягивать животы или пускаться в странствия по тайге в поисках мест, где природа оказалась щедрее.

Семена хвойных деревьев доступны всю зиму, так как зрелые шишки остаются висеть на деревьях и у елей, сосен и пихт до конца зимы не теряют свое сокровище. Только под влиянием веселых лучей весеннего солнца чешуйки раскрываются, и в воздухе начинают кружиться крылатки с семенем на конце. В урожайные годы дятлы, белки и клесты ведут себя весьма расточительно. Они роняют массу непочатых шишек. Ими охотно кормятся мелкие мышевидные грызуны, которые либо не в состоянии достать их сами, либо даже не подозревают, что шишки растут на деревьях, и относятся к ним, как к манне небесной. Лишь малая часть шишек, оказавшихся на земле, используется еще зимой, а основная масса сохраняется до весны, и их содержимое попадает в желудки грызунов в то время, когда пищи в тайге мало, а потребность в калорийных и белковых кормах велика.

Единственное дерево нашей тайги, которое сбрасывает зрелые шишки до выпадения снега, – кедр. Зимой разыскать их под снегом практически невозможно, а чтобы лакомиться кедровыми орешками до весны, приходится потрудиться осенью, собрать загодя необходимый запас и надежно его запрятать. Семена хвойных богаты белками, витаминами и жирами. Если оставить в стороне кедровые орешки, все‑таки распространена сибирская сосна не так широко, как остальные хвойные наших лесов, самыми ценными являются семена ели. Чтобы покрыть энергетические затраты, белке нужно всего 28 еловых шишек в день. Сосновые семена менее питательны, в шишках их значительно меньше, да и тара, в которой они хранятся, прочнее. Поэтому нужны серьезные усилия, чтобы их извлечь, а это связано с дополнительной тратой энергии. Не удивительно, что их требуется в день до 380 штук! Когда шишек не хватает, белка вынуждена переходить на так называемую «еловую шейку» – цветочные почки ели, но чувствует себя на этой диете неважно.

Семена хвойных деревьев годятся для выкармливания птенцов. Это создает еще один парадокс тайги, позволяя маленьким птичкам обзаводиться детьми зимой. Клесты, в нашей тайге их три вида, и каждый питается семенами только определенных деревьев – ели, сосны или лиственницы, вьют гнезда и откладывают яйца в конце зимы, но если урожай шишек хороший, приступают к гнездованию еще в январе, в самое холодное время года, в морозы и метели. Странно видеть миловидную птичку, сидящую в гнезде среди заснеженных ветвей, и трудно представить, как ей удается высидеть, вырастить и воспитать малышей, не заморозив их.

Широколиственные леса не обеспечивают своих обитателей подобными кормами. Нельзя сказать, что они вообще держат их впроголодь. Напротив, начиная со второй половины лета и до выпадения первого снега они раскидывают для растительноядных животных скатерть‑самобранку, и пир идет горой. Каких только яств она не предлагает. Тут и всевозможные ягоды, и дары плодовых деревьев, грецкий орех и лещина, каштаны и самый массовый вид корма – желуди. Дубы родят их в таких количествах, и они настолько питательны, что некогда в Европе выращивали стада свиней чуть ли не на одних подножных кормах. Со времен средневековья здесь как бесполезные вырубались буковые леса и насаждались дубы. Однако орехи и каштаны мелким едокам не по зубам. Даже желуди, одетые в тонкую податливую оболочку, никем из птиц, размером меньше сойки, в пищу не используются.

Дары широколиственного леса – сезонные корма. Спелые каштаны, желуди, орехи на деревьях долго не задерживаются, падают на землю, где этого момента с нетерпением ожидает целая армия едоков, среди которых главные – кабаны. И когда на землю ложится снег, запасы кормов уже сильно подорваны, а то, что еще остается в лесной подстилке, для птиц недоступно. Общие запасы биомассы в широколиственном лесу составляют 400–500 тонн на гектар, уступая в этом отношении только дождевым тропическим лесам, тогда как в северной несомкнутой тайге они в 2–10 раз меньше, всего 50–200 тонн. Существенно отличается и продуктивность этих лесов. В широколиственных лесах годовая продукция достигает 10–50, а тайга способна создать за год всего 4–6 тонн новой биомассы. Разница говорит сама за себя.

Важно отметить, что тайга состоит из деревьев‑долгожителей, легко достигающих возраста 300–500 лет. Конечно, если леса не коснется топор дровосека или не прогуляется по нему огонь. Таким образом, вся биомасса стволов и ветвей законсервирована на долгие годы, а небольшое количество семян, почек, побегов, коры и самой древесины, используемое живыми организмами в пищу, в расчет не идет, слишком оно ничтожно. Среди лиственных деревьев тоже немало долгоживущих, но ежегодное обновление листвы ускоряет круговорот веществ, тогда как хвоя опадает постепенно, полностью сменяясь раз в 3–7 лет.

Вовлечение в быстрый круговорот больших количеств биомассы широколиственного листопадного леса дает неожиданный эффект, позволяя им быть самой богатой животными средой на нашей планете. Зоомасса здесь достигает тонны на гектар. Листовой опад, формирующий достаточно толстую подстилку и внушительный слой гумуса, дает приют более чем 99,99 процента всех обитателей этого леса, главным образом беспозвоночным. Большинство питается органическими остатками. Основные едоки – дождевые черви и их более мелкие родственники, двупарноногие многоножки кивсяки, примитивные насекомые – ногохвостки, почвенные клещи орибатиды и мелкие почвенные круглые черви. Бок о бок с ними живут корнееды – потребители живого вещества древесных и травяных корней. Это в большинстве своем личинки жуков, в том числе таких, чье детство длится по нескольку лет.

Совсем по‑иному выглядит подвальный этаж тайги. Во‑первых, он очень тонок. Из‑за незначительной величины спада ему просто не из чего образоваться. Во‑вторых, он чаще всего переувлажнен, а нередко и затоплен, что делает его «неудобным» для жизни большинства обитающих здесь организмов. В довершение всего почва хвойного леса обычно обладает высокой кислотностью, что вовсе не улучшает жилищных условий квартирующих здесь миниатюрных жильцов. Из них самые крупные, длиной 13–15 миллиметров, гумусоядные личинки комаров, долгоножек и толстоножек.

Насекомые, питающиеся мертвой древесиной, приносят лесу ощутимую пользу. Среди жуков‑щитовидок встречаются любители и лиственных пород, и хвойных. Жуки‑рогачи обитают только в широколиственных лесах. Трухлявую древесину едят их личинки. Детство у жуков‑оленей длится 5 лет. Их личинки вырастают до гигантских размеров и съедают немало корма. Плоскотелки используют в пищу гниющую кору и древесину, уже потерявшую собственный вкус, а потому не имеют определенных пищевых пристрастий, поедая все подряд.

Однопородные северные леса, как и обширные сельскохозяйственные угодья, засеваемые монокультурой, создают идеальные условия для массового размножения различных вредителей, нападающих на ослабленные деревья или уничтожающих здоровый лес на обширных площадях. Некоторые не оставляют в покое даже заготовленную деловую древесину. Среди них усачи‑дровосеки и жуки‑листоеды, короеды, пилильщики, рогохвосты, бабочки‑листовертки, пяденницы и совки. Весьма опасны в тайге коконопряды. Практически все деревья северных лесов имеют свою персональную златку.

Северные леса не блещут разнообразием обитающих здесь животных. Поэтому обращают на себя внимание такие существа, которые в других местах остались бы незамеченными. Из растительноядных птиц хочется упомянуть двух гурманов, умудряющихся в этих суровых краях питаться сладкими плодами. Это снегири и свиристели.

Ягоды многих деревьев и кустарников, вроде рябины, барбариса, шиповника, калины и сочных можжевеловых шишек, чаще называемых можжевеловыми ягодами, на зиму не опадают, а остаются висеть на ветвях до весны. Они – излюбленный корм этих птиц. Ради него птицы всю зиму кочуют.

Свиристели глотают ягоды целиком, а непереваренные семена рассевают по окрестным лесам, способствуя распространению ягодных пород. Снегири, напротив, из ягод выедают лишь семена, а мякоть выбрасывают.

В северных лесах обитают куриные птицы разной величины, от небольших рябчиков и дикуш до гигантов глухарей. В их зимнем рационе почки и молодые побеги лиственных деревьев и кустарников, сережки березы, ольхи, осины, ивы. Глухари осенью охотно поедают покрасневший осиновый лист, а зимой хвою пихты, сосны, кедра, даже ели. Хвоя – излюбленный корм дикуш. Они питаются ею круглый год, даже летом, когда остальные птицы переходят на более нежные зеленые корма.

Здесь немало и грызунов. Из древесных обычны вездесущие белки. Летяги предпочитают тайгу, в крайнем случае мирятся со смешанными лесами. Летом питаются преимущественно листьями различных деревьев, частенько встречающихся в тайге, а зимой почками лиственниц, в крайнем случае берез и ив, хвоей пихты, сережками ольхи, а в южных районах лещины. Зрелые орешки летягам не по зубам. Доступность избранных кормов позволяет зверькам не впадать в зимнюю спячку. Из древесных грызунов осенью засыпают только сони, жители широколиственных лесов, не приспособившиеся к сплошной тайге.

Самые крупные лесные грызуны – зайцы, американский и беляк, летом поедают травянистые растения, а зимой побеги и кору осин, ив, берез, лиственниц. Пока снег еще неглубокий, зверьки объедают зеленые веточки мелких кустарничков, вроде черники.

Олени – типичные обитатели северных лесов. В широколиственных лесах обычны лань и благородный олень, местные разновидности которого к востоку от Урала называют маралом и изюбрем. В широколиственных и смешанных лесах живет косуля, доходя на севере до южных районов тайги. Дальневосточный олень‑цветок, как назвал пятнистого оленя М. Пришвин, предпочитает широколиственные леса и смешанную уссурийскую тайгу. Настоящими северянами являются только лоси, а на Американском континенте белохвостый и чернохвостый олени.

Из свиней здесь встречается лишь кабан. Это дитя широколиственных лесов, где много дуба, каштана, дикой яблони, кизила и бука, не без помощи человека расселилось далеко на север за их пределы. Особенно активизировался кабан в последние десятилетия. Сейчас он появился в зоне тайги, продвинувшись до 63–64 градуса северной широты. Продвижение зверей на север – свидетельство человеческой бесхозяйственности, следствие небрежной уборки урожая и хранения картофеля в буртах тут же, на окраине полей. Только в лесах, где много елей, под которыми снег не так глубок, а по соседству непромерзающие болота и сельскохозяйственные угодья, кабан может благополучно пережить длинную северную зиму.

На Севере, как и в других лесах, самыми массовыми хищниками являются муравьи. Здесь чаще всего встречаются древоточцы, живущие внутри сухих стволов и в пнях, и рыжие, строящие из сухих растительных элементов высокие холмики. У любого муравьиного дома должен быть глубокий подвал, где хозяева могут скоротать зиму.

К условиям Севера приспособились даже амфибии. Для широколиственных лесов характерны прудовая, остромордая и прыткая лягушка, а травяная одинаково охотно заселяет и тайгу, заходя на европейской части страны далеко за Полярный круг. Тритоны проникают еще дальше. Обыкновенный тритон обитает в лесах южной части Карелии, а сибирский углозуб распространен до самых северных границ леса, и не полярные холода мешают ему заселить тундру, а отсутствие там деревьев.

Все без исключения амфибии – хищники. Зиму жабы проводят глубоко под землей, под пнями и в пустующих норах, а лягушки на дне водоемов, забившись в ил или под коряги. Для травяных лягушек зимой оптимальная температура 4 градуса, по они могут переносить непродолжительное охлаждение ниже нуля, а углозубы – до –6 градусов и даже сохраняют при этом активность.

Из рептилий в тайгу проникли лишь живородящая ящерица и гадюка, тоже рождающая живых детенышей. Только эта особенность гарантирует им успех размножения. «Беременные» самки днем выбирают хорошо прогретые солнцем места и тем создают для развивающихся в их теле яиц оптимальные условия.

Летом северные леса наполняют насекомоядные птицы. Часть из них живет здесь круглый год. Это несколько видов синиц, корольки, пищухи, поползни. Многие дятлы зимой переходят па питание семенами, но некоторые не нуждаются в растительных добавках. Черный и трехпалый дятлы, типичные обитатели тайги, добывают насекомых из‑под коры и из древесины хвойных деревьев, а белоспинный и в широколиственных лесах и даже в южной тайге предпочитает лиственные породы. Интересно отметить, что почти все насекомоядные млекопитающие, живущие в северных лесах, не впадают на зиму в спячку. Землеройки умудряются добывать корм в любую погоду. Они заселяют все леса, вплоть до границ с тундрой. Их особенно много в широколиственных лесах, но не потому, что там теплее. Просто подстилка в тайге не так хороша, а северные землеройки, кроме короткохвостой, рыться в земле не в состоянии. Спать зимой приходится только ежам. Они слишком велики, чтобы прокладывать ходы в подстилке.

В северных лесах к массовым видам корма относятся мышевидные грызуны, за счет которых существует большинство лесных хищников, в первую очередь совы. Ястребы предпочитают охоту на птиц. Это в основном оседлые птицы, но из самых северных лесов они зимой откочевывают в более южные районы. Куньи богато представлены в наших лесах. Здесь живут и самые маленькие члены этого семейства – ласки и горностаи, и самый крупный – росомаха. Они встречаются до самой северной границы тайги, а росомаха и горностай не избегают и тундры. Лесная куница, широко распространенная в зоне умеренного климата, и хорза – житель широколиственных лесов Приморья, ведут полудревесный образ жизни, промышляя в кронах таких проворных зверей, как белки. Соболь, хорь, колонок охотятся на земле.

В северных лесах Западного полушария обитают американская куница и пекан – достаточно крупный хищник, легко расправляющийся с древесным дикобразом, нападающий даже на молодых оленей. Куньи активны весь год, только барсуки, накопив жирка и обзаведясь глубокой норой, залегают на зиму в спячку.

Лисица, волк и бурый медведь встречаются повсеместно. Из кошачьих тайгу освоила только рысь. В широколиственных лесах обитают более мелкие европейская лесная кошка и дальневосточный лесной кот, живущий по соседству с леопардом и амурским тигром. Крупные хищники сохранились лишь там, откуда мы их еще не выжили. Их осталось сейчас так мало, что для человека гораздо большую опасность в лесу представляют кровососущие насекомые, которых особенно много в тайге. Это бесчисленные комары, их здесь больше 30 видов, 40 видов мошек, почти 20 мокрецов и два вида оводов. А еще иксодовые клещи! Они досаждают и людям, и животным, а многие из них к тому же способны переносить крайне опасные для человека болезни.

ПУТИ СНАБЖЕНИЯ

У берегов восточного Крыма, там, где горбится величественный горный массив Карадаг, прямо из голубых вод Черного моря поднимается грандиозная скала Золотые ворота, похожая на огромную арку, увенчанную шпилем. Старожилы окрестных городов и поселков, влюбленные в свой край, называют скалу Воротами Карадага. Действительно, через отверстие в скале могут проходить не только небольшие моторные суда, но и парусники с высокими мачтами.

Трудно сказать, сколько тысячелетий ворота украшают Черное море. Скала стоит здесь с незапамятных времен и живет своей неторопливой жизнью, понемножку старея и разрушаясь. Бурные черноморские волны размывают ее основание, отрывая от скалы песчинки и крупные камни. Жгучее крымское солнце нагревает каменную громаду. Под действием тепла камень немного расширяется, в результате на его теле, как морщины на человеческом лице, возникают трещины. Осенние дожди и ветры вымывают из скалы растворимые вещества, выдувают крохотные песчинки, а когда случаются морозы, вода, просочившаяся в глубокие трещины, замерзает, и ледяные прожилки рвут скалу, расширяя многочисленные трещины.

Беды скалы усугубляют живые существа. На ее уступах отдыхают чайки, сушатся после рыбалки бакланы, некогда на вершине гнездились орлы. Пернатые посетители роняют на камень свой помет, а в нем молочная кислота, весьма активное вещество, разъедающее камень. Разлагаясь, птичьи экскременты создают крохи почвы, чем пользуются растения, поселяясь на голых камнях. Ну а куда им девать корни?

Естественно, они запускают их в трещины камня. Энергия солнца и волн, ветра и замерзающей воды, химических реакций и осмотического давления в корнях растений не пропадает бесследно. Стареют Золотые ворота, ветшают, на их теле возникают все новые морщины и рубцы.

Тысячелетия живут Ворота Карадага обычной жизнью камней, подвергаясь воздействию различных факторов среды. Но нужен ли для существования скалы этот поток обрушивающейся на нее энергии? Никоим образом! Без него жизнь каменной громады текла бы спокойнее, а ее долговечность возросла бы в десятки раз. Если скалу поместить в специальный футляр, создав в нем постоянный климат, и оградить от внешних воздействий, как поступили ленинградцы с первым зданием своего города – домиком Петра I, сработанным руками царя, не гнушавшегося на досуге поплотничать, старение памятника природы резко замедлилось бы.

ЭКОНОМИКА ЖИЗНИ

Живые организмы, составляющие биосферу – тонкую оболочку нашей планеты, слой, в котором сосредоточено все органическое вещество Земли, нуждаются в постоянном пополнении энергоресурсов. Существование биосферы возможно лишь при условии непрерывного круговорота веществ. В его основе лежат пищевые отношения в сообществах живых организмов.

Все животные для поддержания жизни нуждаются в пище. С ней они получают необходимый материал для роста, то есть для создания новых, замены и обновления уже существующих клеточных структур и синтеза других веществ, необходимых для поддержания жизни. Кроме того, пища является и источником энергии, необходимой для проведения «строительных» и «ремонтных» работ, для осуществления всех физиологических функций организма, в том числе не прекращающегося даже при полном покое обмена веществ и всех прочих видов деятельности.

В качестве строительного материала и энергоносителя животные способны использовать лишь органические вещества. Чтобы удовлетворить потребности животных Земли, необходимы огромные количества органики.

За счет чего на Земле поддерживается жизнь? Основная часть органического вещества, примерно 99 процентов, создается зелеными растениями, а необходимую для этого энергию поставляют солнечные лучи. Организмы, создающие органическое вещество из неорганического и использующие для этого внешние источники энергии, называют продуцентами, или автотрофными организмами, от греческого «аутос» – «сам» и «трофе» – «пища», то есть самопитающимися, или самостоятельно создающими пищу.

Животные являются консументами, то есть потребителями органического вещества. Оно должно попадать в их организм в уже готовом виде. Разлагая его в пищеварительном тракте на более простые компоненты и синтезируя из них в клетках тела свойственные организму белки, жиры и углеводы, потребители используют вновь созданные вещества и для построения своего тела, и как источник энергии.

Одни питаются исключительно растительной пищей. Хищники живут за счет травоядных существ. Естественно, что большинство из них не отказывается и от своих собратьев – плотоядных животных. Наконец, существует немало существ, охотно использующих определенные виды растительных и животных кормов или вообще всеядных в самом широком смысле этого слова. На правом фланге консументов находятся паразиты, живущие за счет живых животных, как правило, не убивая их, и сверхпаразиты – существа, живущие за счет других паразитов.

Последним звеном круговорота веществ в биосфере служат редуценты – животные, разлагающие органические вещества трупов и экскременты, чем делают их снова доступными растениям.

Для нормального существования многих животных совершенно необходимо, чтобы запасы пригодной для них пищи во много раз превышали реальные потребности. Это значит, что лишь небольшая часть живых организмов используется в пищу животными. Большинство их кончает жизнь естественным путем. Вот эти‑то «не съеденные» мертвые организмы требуется как можно быстрее ликвидировать, иначе их скопища сделают невозможным существование живых. Представьте себе, что в дождевом тропическом лесу вся масса отмирающей листвы осталась бы на земле в неизменном виде. В короткий период джунгли оказались бы до самой «крыши» набиты опавшей листвой, и утонувшие в ней деревья ожидала бы неизбежная гибель.

Теперь вспомним несколько прописных истин из области физики. Начнем с первого закона термодинамики. Он одинаково обязателен для всех процессов, совершающихся в природе, от космических явлений до реакций, протекающих в живом веществе. Этот закон называется законом сохранения энергии, поскольку энергия никогда не исчезает и не может создаваться заново. Она способна лишь переходить из одной формы в другую. В любом организме непрерывно происходят превращения энергии. Лишь небольшую ее часть, полученную с пищей, животные используют на свои непосредственные нужды – на двигательные реакции, рост и синтез необходимых веществ, – частично вновь переводя ее в потенциальную химическую энергию самостоятельно синтезированной протоплазмы. Большая часть заключенной в пище энергии превращается в тепло и рассеивается в окружающем пространстве, теряется организмом. При таком неэкономном расходовании энергии животные потребляют значительно больше энергетических ресурсов, чем им фактически необходимо.

Все основные компоненты пищи – углеводы, белки и жиры – в процессе окисления высвобождают скрытую в них энергию. Наиболее энергоемкие вещества – жиры. Грамм жира дает организму 9400 калорий, значительно меньше энергии высвобождают углеводы – 4200 калорий. Примерно столько же белки. Их энергоемкость несколько выше, но они никогда полностью не окисляются. В процессе белкового обмена у млекопитающих остается некоторое количество мочевины, а у рептилий и птиц – мочевой кислоты, которые выводятся из организма, унося с собой часть химической энергии белков.

Сколько энергии нужно животным? Если они находятся в полном покое, не производят никаких движений, кроме дыхательных, не отгоняют хвостом мух и не жуют, если их кишечник в этот момент не занят пищеварением, а половые железы созданием яйцеклеток или сперматозоидов, а самки млекопитающих не вынашивают плод, то и тогда им требуется много энергии. Меньше всего ее расходуется хладнокровными животными, так как им не приходится делать затраты на поддержание постоянной температуры тела.

Величина энергетического минимума, необходимого теплокровным животным при полном покое, зависит от их размера. Чем зверь больше, крупнее, чем значительнее его масса, тем больше ему нужно энергии. Однако энергетические потребности растут медленнее, чем увеличивается масса тела животных. Вес тела коренного обитателя джунглей – африканского слона – около 4 тонн. Живущая там же землеройка весит чуть больше 4 граммов. Разница в миллион раз, но это вовсе не означает, что громадному слону требуется в миллион раз больше энергии, чем живущей рядом с ним землеройке. Малютка на 1 грамм своего тела тратит в час 28, а слон в 100 раз меньше, всего 0,3 калории. Выходит, что крупные существа более экономны, чем разная мелюзга. С чем связаны эти различия?

Первый, кто обратил на них внимание и дал им наиболее правдоподобное объяснение, был немецкий физиолог М. Рубнер. Он сравнивал интенсивность обмена веществ у собак со сходным телосложением, но существенно отличающихся своими размерами, и пришел к выводу, что, так как у мелких животных отношение поверхности тела к их объему больше, чем у крупных, они через свою относительно большую поверхность теряют слишком много тепла. Вот почему приходится его усиленно вырабатывать, расходуя на это много пищи.

Как показали исследования Рубнера, чтобы поддерживать на постоянном уровне температуру, теплокровные существа должны на 1 квадратный сантиметр поверхности своего тела тратить около 100 калорий. Эта закономерность названа правилом Рубнера. Ему не подчиняются лишь птицы отряда воробьиных. Они почему‑то тратят на 65 процентов больше энергии, чем млекопитающие и точно таких же размеров птицы других отрядов.

Таковы потребности животных в покое. Любое движение, любая активность существенно повышает расход энергии. Путешествие по суше увеличивает его пропорционально скорости перемещения. «Дешевле» всего это обходится насекомым. Когда они странствуют по горизонтальной поверхности, энерготраты возрастают у них всего в 2–3 раза. Хождение и бег мелких млекопитающих требует увеличения энергозатрат в 5–8 раз, а крупных в 10–20! Но если дать точную энергетическую оценку бега в пересчете на килограмм массы животного, переместившегося на 1 километр, то станет ясно, что она уменьшается с увеличением размеров тела. Для крупных животных бег энергетически более выгоден.

Несколько иное соотношение для полета. При преодолении больших расстояний полет экономнее бега. Это кажется странным, потому что в полете нужно не только прилагать усилия для перемещения тела в пространстве, но и для преодоления силы земного притяжения. Однако аэродинамические свойства живых летательных аппаратов таковы, что само передвижение, его скорость помогают держаться в воздухе, не затрачивая на это дополнительных усилий. Я боюсь, что подобные утверждения не покажутся достаточно достоверными, поэтому в подтверждение своей правоты приведу наглядный пример. Известно немало мелких птиц, которые во время весенне‑осенних миграций совершают беспосадочные перелеты на расстояния в 1000 километров. Сможет ли читатель представить мышь, способную без остановки преодолеть даже одну десятую часть этого пути?

Любая деятельность приводит к дополнительным расходам и значительно увеличивает потребление пищи. Строительство гнезда, уход за детьми, охрана занятой территории, даже если она протекает без пограничных инцидентов, за все животным приходится расплачиваться, усиливая добычу кормов, и плата бывает значительной. Рытье поры в четыре раза увеличивает расход энергии. Линька у небольших птиц требует дополнительно 240 000–360 000, а косуля на нее в течение нескольких недель ежедневно затрачивает 120 000 калорий. Это на 30 процентов больше, чем ей приходится тратить в зимние холода, чтобы не окоченеть.

Брачные церемонии птиц связаны с увеличением энергозатрат на 20–30, а у самцов лягушек – австралийских свистунов – они возрастают на 46 процентов. И на что бы вы думали идут эти дополнительные сверхнормативные затраты? На брачные песнопения, точнее на лягушачьи призывные крики, поскольку называть их песнями как‑то не хочется.

При насиживании яиц в хорошем гнезде и при теплой погоде родителям не приходится увеличивать производство тепла. В особенно выгодном положении находятся дуплогнездники. Если семья скворцов заняла добротный скворечник, падение температуры до 10 градусов им не страшно, но бывает, что ртутный столбик опускается до нуля, тогда поневоле родителям приходится жарче топить «печи» своего организма, на что уходит дополнительно 20 процентов энерготрат. При температуре – 10 градусов дополнительные расходы возрастают на 40 процентов.

Забота о детях, их выкармливание, независимо от того, на какой диете они находятся, питаются специально добытым для них кормом или дополнительное питание получает мать, а дети сосут ее молоко, тяжелым бременем ложится на семью. Американские белые ибисы на выкармливание выводка тратят до 1 000 000 калорий. Маленький зяблик на поиски пищи, предназначенной для детей, тратит 8000 калорий в день. Расходы полностью окупаются. Содержание химической энергии в добытой зябликами пище в 8–9 раз больше израсходованной на ее поиски. Производство молока обходится дороже. Для самок хлопковых крыс, обитающих в тропической зоне обеих Америк, это оборачивается увеличением энергорасходов на 66, у рыжих полевок – на 92, а у обыкновенной полевки даже на 133 процента.

Сколько же нужно пищи, чтобы обеспечить себе сносное существование? Приведу пример из жизни лесов степной зоны Украины, где особенно бурной жизни не заметно. Они касаются только наземных позвоночных. Вот сколько кормов уничтожается в течение года коллективным лесным Гаргантюа, проживающим на площади, равной 1 квадратному километру. Амфибии степных лесов, в зависимости от их характера, истребляют от 0,2 до 15,5 тонны беспозвоночных; рептилии, а в меню некоторых из них широко представлены позвоночные животные, поглощают от 0,2 до 1,1 тонны пищи; птицы – 3,5–23 тонны, причем 60–70 процентов падает на корма животного происхождения, остальное – различные части растений; млекопитающие съедают 14–85 тонн, в том числе 13–54 требуется растительноядным животным.

Однако лесу их содержание обходится втрое дороже, ведь крупные животные больше вытопчут, чем съедят. Лоси зимой обкусывают верхушки и боковые ветки молоденьких сосенок, в результате многие из них гибнут. Зайцы в бескормицу так старательно объедают кору молодых осинок, что оправиться весной деревцам не удается. В результате общие потери леса на содержание растительноядных млекопитающих возрастают до 40– 150 тонн. Если суммировать количество различных кормов, получатся внушительные цифры – от 45 до 220 тонн.

Итак, чтобы поддерживать жизнь и иметь возможность приспособиться к определенным условиям существования, в первую очередь необходимо обеспечить себя энергоресурсами и строительными материалами. Поэтому рассказ об адаптации к жизни в лесных дебрях начнем с изложения экологической физиологии питания и пищеварения. И хотя пищевые потребности и привычки чрезвычайно разнообразны, лесных животных объединяет то обстоятельство, что все они, как личинки грибных комариков, живущие в плодовом теле гриба и обычно называемые просто «червями», обитают в толще живого растительного вещества, в древесно‑кустарниковых зарослях.