Природа определила правила поведения в сообществах, но оставила растениям право бороться за жизненное пространство. Это значит, что каждое растение стремится отвоевать у соседей пространство для своих листьев над землей и для своих корней под землей, чтобы обеспечить себе достаточно света и питания для хорошего роста и плодоношения. Эта борьба называется конкуренцией.
Наверное, вы не раз подмечали, что деревья, выросшие на опушке леса или на поляне, имеют гораздо более раскидистую крону, чем деревья, выросшие в лесу. Именно на полянах можно увидеть дубы–великаны, и даже тоненькая береза здесь приобретает необычно пышные формы. Они смогли стать такими, потому что на открытом месте им не приходится конкурировать с другими деревьями. В лесу им приходится потесниться, сжаться. Ветви особенно не раскинешь — мешают соседи. То же самое относится и к корням. Каждое дерево в лесу в меру своих сил старается захватить побольше пространства.
Отбор наиболее сильных и способных выдержать конкуренцию происходит уже на стадии проростков и продолжается по мере роста молодых деревьев. Слабые, отставшие в росте оказываются в тени своих более сильных товарищей и постепенно хиреют от недостатка света. В конце концов они погибают, освобождая место для более сильных, которые постепенно завоевывают своё место в верхнем, хорошо освещенном ярусе. Когда место завоевано, тут уже приходится считаться с такими же сильными соседями. Каждое дерево получает свое, завоеванное в честной борьбе место и пространство в лесу.
На лугах особенно жесткая конкуренция происходит, когда сообщество ещё не установилось и только формируется. Каждый вид проверяется на выживание и на право занять место в данном сообществе. Тогда–то выделяются растения — «львы», а растения — «верблюды» смиренно занимают своё место в нижних ярусах. Некоторые не подходящие для данных условий виды сообщество не принимает и безжалостно вытесняет.
Когда мы говорим о лугах, надо не забывать, что луга бывают очень разные. Одни находятся в пойме реки на плодородных почвах с достаточным увлажнением, другие — на бедных и сухих песчаных почвах. На этих лугах могут расселяться одни и те же виды растений. Но роли они будут играть разные. На влажном лугу герань луговая будет играть роль «льва» и расположится в верхнем ярусе. На сухом лугу её обгонят засухоустойчивые злаки, и ей придется уйти в нижний ярус и довольствоваться ролью засухоустойчивого «верблюда».
В конкуренции побеждают те, кто лучше приспособлен к данным условиям. Так что ни один вид не приговорен пожизненно к роли «верблюда», в определенных условиях он вполне может стать сильным «львом».
В саду и в поле растительные сообщества создаются искусственно самим человеком, но это не значит, что человек может пренебречь законами сообщества растений. На огородах сообщество состоит из культурных растений и сорняков. Сорные растения обычно сильнее культурных и лучше приспособлены к конкуренции. Если не следить за грядками, то сорняки скоро станут «львами» и станут угнетать овощные растения. Так что прополка необходима.
Также нельзя допустить, чтобы культурные растения из–за конкуренции между собой росли чахлыми и слабыми. Для этого их сажают на определенном расстоянии друг от друга. Для каждого вида овощей и плодовых деревьев установлены расстояния между отдельными растениями, чтобы каждое их них имело достаточно пространства, света и питания и могло дать хороший урожай.
Для цветов это не менее важно, чем для овощей. Например, куст розы, выросшей на открытом месте, будет раскидистым и покрытым большим количеством крупных и красивых цветов. Розы, посаженные тесно, будут тянуться вверх и цветы на них будут значительно мельче.
В полях, где выращивают культурные злаки — рожь, пшеницу, овес, важно не допустить очень плотного посева. Есть такое понятие, как норма высева. Это значит, что на единицу площади высевают ровно столько семян, чтобы выросшие из них растения имели достаточно пространства и могли образовать полноценный колос.
В растительных сообществах, где растения сами регулируют число своих соседей, конкуренция часто приобретает суровые и даже жестокие формы. С точки зрения природных законов важно, чтобы побеждали сильнейшие, которые могут дать много полноценных семян и продолжить свой род. В человеческом обществе, наоборот, нередки случаи, когда сильные помогают слабым выдержать конкуренцию. На то мы и люди…
В сообществах растений, так же как и в сообществах людей, должны соблюдаться определенные правила поведения, иначе все перессорятся и передерутся.
Представьте себе, что в одной квартире живет двадцать человек — и на всех одна кухня, один умывальник и прочие удобства. Если утром все одновременно кинутся в кухню и к умывальнику, возникнет страшная толкучка и, может быть, даже драка. Но если в этой квартире живут разумные люди, они сами установят порядок: те, кому надо уходить раньше, умываются и едят раньше, те, кому позже, могут подождать и умыться попозже.
В сообществах растений тоже на всех одна кухня — это почва, из которой они получают и питание, и воду. И на всех один источник света — солнце. Природа установила в сообществах растений определенные правила поведения, не менее разумные, чем у людей. И, в отличие от людей, растения послушно выполняют эти правила.
В лесах травянистым растениям острее всего не хватает света. Большую часть света перехватывают кроны деревьев, а травы вынуждены жить в полумраке. Одни виды приспособились жить и даже цвести в этих условиях, другие поступают хитрее.
Рано весной, когда на деревьях только начинают распускаться листья и поверхность хорошо освещается солнцем, из земли начинают подниматься зеленые ростки лесных эфемероидов (от греческого слова эфемеров — «однодневный»). Они очень спешат образовать бутоны и цветы, так как в их распоряжении крайне мало времени, правда, не один день, а около двух недель. За это время им надо успеть прожить свою жизнь.
За считанные дни в лесу вся земля покрывается цветным ковром. Это лилово–розовые хохлатки, желтые и белые анемоны–ветреницы, небесно–голубые пролески. Отпраздновав свой праздник жизни, они исчезают, но в земле остаются дремать до следующей весны их луковицы и корневища. На смену им приходят теневыносливые растения: сныть, ландыш, медуница.
В нашей средней полосе с большим количеством дождей и плодородными луговыми почвами травы находятся в хороших условиях. Им достаточно воды и света, и здесь очередность проявляется менее заметно. Цветение начинается с конца мая, и одними из первых появляются наша знакомая ромашка–нивяник, клевер красный и белый. Щавель кислый выбрасывает свои красноватые метелки (за этот цвет один американский ботаник назвал его коммунистом). Довольно рано, с конца мая до середины июня, цветут некоторые злаковые травы. После цветения и образования плодов эти растения продолжают тихонько жить до осени, накапливая в корнях и корневищах запасы на будущий год.
В июне–июле начинается массовое цветение луговых трав, многие из которых цветут до поздней осени. Появляются колокольчики, малиновые луговые васильки, розовые липкие смолевки, золотистый зверобой, белые шапки тысячелистника и многие другие. Очень красиво цветут некоторые злаки. Плотный цилиндрический колос тимофеевки во время цветения весь увешан сиреневыми пыльниками.
В сухих степях, где лето сухое и жаркое, дело обстоит не так благополучно. С каждым днем солнце греет все сильнее, дождей нет, чтобы пополнить запасы воды в почве. Поэтому степные травы стараются поскорее дать цветы и плоды, но все же очередность неукоснительно соблюдается. Сначала зацветают менее засухоустойчивые травы, затем более засухоустойчивые и наконец самые засухоустойчивые. В самое жаркое и безводное время лета степь выгорает, становится желтой. Травы впадают в состояние покоя, и вся жизнь сосредоточивается в корнях и корневищах.
В засушливых степях есть свои эфемероиды — это тюльпаны. В степи не хватает не света, а воды. Весной, когда главные хозяева — степные травы — ещё не совсем проснулись, а в земле ещё достаточно воды после таяния снега, на гибких стеблях поднимаются бесчисленные головки красных и желтых тюльпанов.
Чтобы как можно более полно использовать надземное и подземное пространство, разные виды растений распространяют свои листья на разной высоте, а корни — на разной глубине. Это и называется ярусность.
Это правило наиболее наглядно выполняется в лесах, где довольно легко увидеть три–четыре яруса. В верхнем ярусе располагаются самые сильные и высокорослые деревья — ели, сосны, дубы. Во втором ярусе — молодые деревца и кустарники — орешник–лещина, рябина, крушина. Третий ярус — черника, брусника, сныть. В самом низу — мхи. Чем ниже, тем меньшим количеством света приходится довольствоваться растениям, но у них листья — уловители света — приспособлены для этого. Те, кто собирал в лесу чернику или бруснику, знают, что и в лесной темноте они дают богатый урожай ягод.
Некоторые ученые считают, что на лугах ярусность совсем не выражена. Но и здесь есть свои низкие и высокие травы. Высокие сильные травы — это «львы», которые захватывают большую часть света и питания из почвы. Ниже растут травы, которые не обладают такой силой и на скудном «верблюжьем» пайке не могут дать такие высокие стебли. ещё ниже идут совсем коротышки. Они изо всех сил стараются образовать на коротком стебельке хотя бы несколько семян, чтобы продолжить свой род. Каждый вид растений в зависимости от условий может выбиться в верхний ярус, если условия для него благоприятные. А если условия неблагоприятные, может оказаться во втором ярусе. Например, засухоустойчивый злак костер безостый в засушливых условиях играет роль «льва» в верхнем ярусе, а в более влажных условиях влаголюбивый злак лисохвост оттесняет его во второй ярус. Лисохвост назван так за мягкий, сужающийся к концу колос, похожий на лисий хвост.
В лесах само собой разумеется, что большая часть воды и питания, достается мощным корням деревьев, которые распространяются и вглубь, и вширь. К счастью, в лесах обычно достаточно влаги. её хватает травянистым растениям, а питание они получают из самых верхних слоев почвы, где постепенно разлагаются и образуют гумус опавшие листья.
У луговых трав корни также подчиняются определенному порядку. В верхнем ярусе располагается корневая система злаковых трав. После дождя они захватывают столько воды, сколько могут, и растут буйно и пышно. При засухе верхний слой быстро иссушается и рост прекращается. Зато луговые бобовые не боятся засухи. Их длинный корень добывает воду из глубоких слоев подпочвы.
В саду и на огороде и последовательность, и ярусность регулируются человеком.
В начале вегетационного периода, когда всходы или рассада культурных растений ещё не укрепились, они требуют защиты от сорняков. В это время мы стараемся максимально очистить наши грядки от сорных растений, то есть фактически нарушаем законы природы и не даем победить сильнейшим. На этом этапе нам важно, чтобы питание, вода и свет достались культурным растениям. Позднее, когда они достаточно окрепнут, стебли поднимутся вверх и обратят к свету листья, разросшаяся корневая система сможет обеспечить питание и снабжение водой, тогда нам остается следить за соблюдением ярусности. Это значит — не дать сорнякам перерасти культурные растения и позволить им только покрывать поверхность почвы.
Давайте совершим небольшую прогулку. Выйдем за пределы нашего дачного поселка и пойдем по направлению к лесу. Возможно, прежде, чем дойдем до леса, нам придется пересечь заброшенную пашню или луг. И всюду, куда бы мы ни шли, нас встретит разнообразный мир растений.
Нам хотелось бы обратить ваше внимание на слово «разнообразный». Если вы повнимательнее присмотритесь, то увидите, что на лугу растет много разных видов растений. Может быть, вы не знаете их названий, но они достаточно сильно отличаются по внешнему виду. Тут и злаковые травы, и цветущие растения с синими, желтыми, красными цветами. У одних широкие листья, у других — узкие, у третьих — вырезные, как кружево. Одни высокие, другие пониже. Если обратить внимание только на внешние признаки, то можно насчитать довольно большое количество видов травянистых растений, растущих вместе на лугу. В лесу ещё проще. Там сразу видно, какие разные виды растут здесь: это деревья, это кустарники, а в самом низу травы и мхи.
Все это разнообразие видов, которые растут вместе, называется растительным сообществом. На лугу — сообщество луговых растений, в лесу — лесных, на болоте — болотных. На языке науки такие сообщества называются фитоценозами.
Не думайте, что виды, составляющие сообщества, подобрались случайно. Совсем нет. Все они хорошо приспособлены к тем условиям, в которых находится это сообщество. В течение десятков, а, может, и сотен лет в вашем лесу, или на лугу шел отбор тех растений, которые хорошо приспособились к условиям именно этого луга и леса. А кроме того, они хорошо приспособились жить вместе.
Приспособились — это значит, что каждый вид занял в сообществе своё определенное место и играет в нем свою определенную роль. В науке о фитоценозах принято различать три типа таких ролей, которые условно обозначаются именами животных с похожим типом поведения.
Первая роль. её играют сильные и лучше всех приспособленные растения. Это может быть один вид, а может — два–три. Обычно это многолетние растения с корневищами или плотной дерниной. Они захватывают большую часть площади, на их долю достается большая часть света, воды и питания. То есть из всех условий, нужных для роста растений, они захватили себе львиную долю. Поэтому их условно называют «львами» растительного сообщества. На лугу эту роль часто играют многолетние злаки. В лесу это, конечно, деревья, которые своими кронами перехватывают большую часть света, а мощными корнями — большую часть воды и минерального питания.
Вторая роль. Эту роль играют те виды растений, которые могут довольствоваться тем, что остается от «львов». Они вынуждены жить и приспособиться к недостатку света, воды и питания. На эту роль годятся те виды растений, которые хорошо переносят недостаток всех жизненных благ. В животном мире им лучше всего соответствует житель пустыни верблюд. Это сравнение выбрано, может быть, не очень удачно, потому что в нашем представлении верблюд лучше всего приспособлен к недостатку воды. В данном случае верблюд используется как символ приспособленности к плохим условиям жизни, которые не каждое другое животное может выдержать. Также и растительные «верблюды» приспособлены к плохим условиям жизни. Они могут жить там, где не хватает или света, или воды, или питания, или всего вместе. Это обычно засухоустойчивые и теневыносливые виды. Например, папоротники и мхи — это типичные теневыносливые «верблюды» в лесу, а на лугу это может быть засухоустойчивый вид гвоздики или герани.
Третья роль. Это те виды, которые процветают только там и тогда, когда «львы» по какой–либо причине ослаблены или уходят совсем, освобождая место. Например, куртина злаков состарилась и отмерла, а в лесу это может быть пожар или вырубка. Виды, играющие третью роль, обычно образуют много семян, которые могут долго сохранять в почве свою жизнеспособность. Они не хотят играть роль «верблюдов» и терпеливо ждут «в засаде» своего часа. Как только место освобождается, они тут же захватывают его. Сидеть в засаде и ждать, когда лев уйдет, чтобы поживиться остатками его трапезы — в животном мире это похоже на поведение шакала. Шакал — не очень приятное животное. Но в растительном мире «шакалы» бывают довольно привлекательные, как, например, иван–чай, который разрастается на вырубках.
Вот такой «зоопарк» представляет собой сообщество растений.
Можно было бы спросить, зачем природа так намудрила? Не проще ли было бы ограничиться одними «львами»? Может быть, и проще, но природа не гонится за простотой. Для нее важнее как можно более рационально использовать каждый клочок поверхности, разместить на нем как можно больше растений. Ведь растения — основа жизни на Земле. Они выделяют в воздух кислород, которым мы дышим. Они служат пищей людям, животным и насекомым, живущим на поверхности Земли, а их отмершие остатки служат пищей бесчисленным подземным существам, создающим почву и питающим растения. Чем больше растений, тем богаче жизнь на Земле. Этим и объясняется сложное строение растительного сообщества.
Наш огород — это тоже часть природы, и, несмотря на все наши усилия навязать ему свои правила, природные закономерности мы отменить не можем. С этой точки зрения следует рассматривать и проблему сорняков.