Колонізатори пошкоджених екосистем

Олександр ВИНОГРАДСЬКИЙ, Газета “Природа і суспільство”

Яку роль відіграють дерева-піонери у відродженні лісів.

Піонерні види рослин адаптовані до багатьох складних умов, навколишнього середо­вища, легко пристосовуються і мають здатність рости та регенерувати на найбідніших ґрунтових ділянках. Чому ці породи дерев такі важливі для біорізноманіття лісу?

Лісові першопрохідці

Піонерний вид – це вид, який, зазвичай, першим колонізує безплідну екосистему. Ці витривалі види рослин і мікробів першими повертаються в середовища, які були порушені такими подіями, як: вирубка, лісові пожежі та інші стихійні лиха. Піонерні види починають відновлення екосистеми, роблячи її більш гостинною для інших, які з’являться в ній пізніше. Зазвичай, це досягається шляхом стабілізації ґрунту, збагачення поживними речовинами, зменшення доступності світла та впливу вітру, а також зниження температури.

Щоб вижити в таких умовах, піонерні види зазвичай:

• досить витривалі, щоб витримувати суворі умови нового середо­вища;• фотосинтезуючі, через нестачу в ґрунті поживних речовин;• здатні давати великий обсяг насіння з високою швидкістю розсіювання;• запилюються вітром, через відсутність комах;• здатні переживати тривалі періоди спокою.

Такі види, крім уже зазначених, мають низку інших властивостей, які сприяють колонізації, зокрема, як швидкий ріст та великі можливості для дисперсії. Вони не такі вибагливі до родючості ґрунту і температури навколишнього середовища, дуже добре ростуть на відкритих територіях, стійкі до приморозків чи значної інсоляції. Завдяки таким властивостям вони здатні успішно конкурувати за життєвий простір з багатьма іншими рослинами. Піонерні види, здебільшого, є вітрозапильними, їх насіння має різного роду крильця або ж вкрите волосками, що дає можливість затримуватися на поверхні. Більшість піонерних видів є світлолюбними, а їхнє потомство, зазвичай, не росте під кронами рослин-батьків, звільнюючи місце іншим тіньовитривалим видам.

Деревні породи-піонери займають все більше місця в лісах та території Європи. До них, у першу чергу, належать такі піонерні породи, як: верба козяча, осика, береза срібляста, сосна, модрина, черемха та деякі інші. Ці породи дерев здатні швидко прижитися на вирубаних і пошкоджених ділянках і започаткувати лісову сукцесію.

Процес лісової сукцесії

Біологічна (або екологічна) сукцесія (від лат. succesio – наступність, спадкування) – це процес, за допомогою якого відновлюються порушені існуючі ліси або коли необроблені землі повертаються до лісистого стану.

Перші рослини, які ростуть у природних умовах на випаленій або розчищеній території, як правило, це бур’яни, кущі або нижчі чагарникові дерева. Ці види рослин часто контролюються або повністю видаляються, як це визначено в установленому плані управління лісами, щоб підготувати територію до більш якісного відновлення дерев.

Сукцесія змінює з часом видову структуру певної екосистеми. Це поступовий процес, який може відбуватися в раніше безплідному середовищі (як у випадку первинної сукцесії) або на території, яка була очищена через серйозні порушення (як у випадку вторинної сукцесії). Піонери відіграють свою важливу роль у цих процесах, готуючи нову або нещодавно порушену екосистему до більш складних спільнот.

Під первинною сукцесією розуміється процес, коли організми вперше заселяють певну ділянку (старі поля, занедбані ділянки, сільськогосподарські угіддя тощо). Первинна сукцесія відбувається на територіях, де немає рослин, тварин, комах, насіння чи ґрунту – зазвичай там, де не було попередньо сформованого середовища. Гриби та лишайники є найпоширенішими піонерними видами в первинній сукцесії, оскільки вони мають здатність розщеплювати мінерали, утворюючи ґрунт і згодом утворюючи органічні речовини. Після того, як піонери колонізують територію та починають будувати ґрунт, інші види, такі, як трави, починають переміщатися. Складність нового середовища зростає, оскільки з’являється більше нових видів, включаючи невеликі кущі та, зрештою, дерева.

Вторинна сукцесія – це процес відновлення рослин після певних пошкоджень, наприклад, після рубок, пожеж, буревіїв, шкідників. На відміну від первинної сукцесії, вторинна виникає після того, як існуюче середовище порушується або повністю видаляється природними чи створеними людиною силами. У цьому випадку рослинність видаляється, а ґрунт залишається. Це означає, що піонерні види у вторинній сукцесії можуть починатися з коренів і насіння в залишковому ґрунті. Крім того, насіння може переноситися вітром або тваринами. Трави, вільхи, берези та сосни є прикладами рослин, які починають вторинну сукцесію.

Оскільки, як правило, вторинна сукцесія починається з деяких залишків первісного середовища, зміни, зазвичай, відбуваються набагато швидше, ніж у первинній сукцесії.

Варто відзначити, що на розвиток середовища під час вторинної сукцесії впливає низка важливих чинників, серед яких стан ґрунту, залишкова органічна речовина, існуючі в ґрунті банки насіння, залишкові живі організми.

Чим корисні дерева-піонери

Дерева-піонери можуть бути дуже корисними у відновленні екосистем через різноманітні послуги та врожайність, які вони можуть надати. Звичайно, більшість дерев і кущів будуть корисними завдяки ролі, яку вони відіграють у поглинанні вуглецю та кругообігу води. Проте, будучи стійкими та витривалими, певні види також можуть надавати особливі переваги, які полегшують створення більшої кількості лісів або додаткового рослинного покриву на ділянці землі.

Серед найбільш важливих і вирішальних піонерів для майже будь-якої ділянки є ті, які сформували симбіотичні стосунки з бактеріями у своїх кореневищах і відіграють вирішальну роль у накопиченні атмосферного азоту. Ці рослини та дерева збагачують ґрунт і, зазвичай, називаються фіксаторами азоту. Наприклад, у помірних кліматичних зонах вільхи є одними з найкорисніших дерев-піонерів азотофіксації. Акації часто є одними з корисних дерев-піонерів у більш посушливих теплих кліматичних зонах. У багатьох кліматичних зонах є також низка інших азотофіксуючих дерев і кущів.

Включення азотофіксуючих дерев або інших рослин у ліс або іншу екосистему допомагає циклу азоту функціонувати належним чином. Він може покращити деградовані землі, поповнюючи азот у пошкоджених ґрунтах, і може допомогти підтримувати та покращувати їх родючість.

Дерева-піонери, які мають глибоке коріння, допомагають стабілізувати ґрунт, покращують його аерацію, запобігають ерозії ґрунту. Глибоко вкорінені види також можуть бути корисними для отримання води та поживних речовин із глибини землі, а також для зберігання води в ландшафті. Коли листопадні дерева-піонери скидають листя, вони забезпечують постійний потік органічного матеріалу, який будує та покращує ґрунт.

Оскільки ці види є стійкими та добре підходять для місцевих умов, їх часто можна використовувати для пом’якшення екстремальних умов навколишнього середовища, таких, як сильні вітри, створюючи з них захисні смуги. Зазвичай, посадка піонерних дерев на деградованому місці або на місці, яке не повністю реалізує свій потенціал, також часто дозволяє створити певний ступінь покриву крони. Створена тінь може зменшити втрати вологи та дозволити процвітати більшій різноманітності рослин і тварин.

Дерева-піонери можуть бути важливими на перших етапах створення агролісомеліорації або у створенні місцевих лісів і їх відродженні. Першими йдуть піонери, потім поселенці – всі інші рослини, які потрібно включити в систему.