ФИТОГЕОГРАФИЯ, наука о географическом распространении растений. В данной статье будет обсуждаться только экологическая фитогеография, или география растительных сообществ, называемая также геоботаникой и рассматривающая связь различных форм растительного покрова с условиями среды, в которых они развиваются. География растений, или флористическая фитогеография, изучающая закономерности размещения по планете различных таксонов, представляет собой отдельную область фитогеографии.

Объект геоботаники – растительные сообщества, или фитоценозы, которые можно в широком смысле слова назвать также типами растительности. Некоторые из них встречаются практически повсюду.

Особенности растительного покрова суши непосредственно зависят от климатических условий той или иной местности. Именно они объясняют, почему образуются, скажем, тундры, пустыни или дождевые тропические леса. В свою очередь, и растительность влияет на окружающую среду. Например, под лесным пологом устанавливается микроклимат, более или менее отличающийся от микроклимата соседних открытых мест. Растительность сдерживает эрозию, т.е. разрушение почвы под действием воды, ветра, силы тяжести и колебаний температуры. Иногда природа растительного покрова сильно зависит от активности животных; в других случаях их взаимодействие с растениями неочевидно, однако внимательное наблюдение показывает, что оно играет важную роль в любом фитоценозе. Растительность – это один из взаимосвязанных компонентов сложного комплекса, включающего растения, животных, климат и почву и называемого биогеоценозом, или экосистемой.

Ксерофильные леса умеренного климата. Ксерофильная, т.е. засухоустойчивая, растительность, ограниченная некогда субтропическим поясом высокого давления, с течением времени распространилась в области дождевой тени умеренных широт. К полюсам мигрировали пустыни, степи и древесные сообщества. Именно последние мы будем называть здесь ксерофильными лесами. В Северной Америке, например, с юга в зону Скалистых гор проникли можжевельники и сосны желтая и съедобная, развившие по мере распространения устойчивость к относительно холодному климату.

Многие ксерофильные леса – низкоствольные и редкостойные, поэтому их иногда называют редколесьями. В Северной Америке все они хвойные и вечнозеленые. Между деревьями свободно растут злаки и кустарники. Травы на этих широтах обладают высокой питательной ценностью, поэтому при правильном уходе такие фитоценозы превращаются в прекрасные пастбища. Сосна желтая дает ценную деловую древесину, сосна съедобная славится крупными вкусными семенами («орешками»), а древесина можжевельника устойчива к гниению и из нее получаются хорошие изгороди.

Ксерофильные леса умеренного климата распространились в Северной Америке к северу до Британской Колумбии и к востоку до Южной Дакоты. Родина этих сообществ – субтропическая зона высокого давления на севере Мексики, где их до сих пор можно видеть, так сказать, во всей красе.

Чапараль. На западных окраинах континентов, у северной границы сухого субтропического пояса сформировался весьма своеобразный тип низкой, состоящей в основном из вечнозеленых широколиственных видов растительности, который в разных странах называют по-разному – чапараль, маккия, маквис, финбош, малли. Эти фитоценозы встречаются в пяти далеко разбросанных по планете областях – на юго-западе Калифорнии, в центральной части Чили, в Западном Средиземноморье, около мыса Доброй Надежды и на юго-западе Австралии. Впрочем, исторически сложилось так, что эту растительность, независимо от ее местоположения, часто называют просто средиземноморской. Климат в таких местах летом слишком жаркий и сухой для роста зелени, однако зимой влажный и достаточно теплый для активного фотосинтеза. К концу сезона дождей с началом повышения температуры растения зацветают. Для кустарников и низкорослых деревьев здесь характерны жесткие вечнозеленые листья, выдерживающие летнюю засуху и не упускающие ни одного относительно влажного дня. Травы в этих сообществах дают всходы осенью, растут всю зиму, а цветут вместе с древесными видами весной.

Чапараль, как и муссонные леса, представляет собой опасное сочетание густого растительного покрова с сезонной засухой, поэтому в нем также часты пожары. Знаменательно, что во всех пяти областях со средиземноморской растительностью не только географически, но и таксономически далекие друг от друга виды выработали сходные приспособления к периодическому воздействию огня. Их семена образуются ежегодно, но часто в течение нескольких лет, не прорастая, но и не теряя всхожести, накапливаются в почве. Массовое прорастание семян стимулируется высокой температурой во время очередного пожара, уничтожающего надземную растительность и освобождающего место для новых растений. Зрелые деревья и кустарники способны, сгорев до основания, быстро образовать новые побеги из почек, в изобилии покрывающих поверхность их похожих на редьку стержневых корней.

В целом средиземноморская растительность – пример конвергентной эволюции. Ее виды на разных континентах произошли от далеких друг от друга предков, но приобрели одинаковые структурные и функциональные особенности, соответствующие сходным во всех пяти случаях условиям среды.

В зоне сухих субтропиков прекрасно растут виноград, цитрусовые, маслины, миндаль и пробковый дуб. Побегами кустарников здесь охотно лакомятся козы, но их бесконтрольный выпас может повредить растительный покров, который предохраняет почву от эрозии.

Степи. Там, где верхние слои почвы ежегодно в течение нескольких месяцев влажные, но сильная сезонная засуха позволяет деревьям расти только вблизи водоемов, доминируют засухоустойчивые злаки. Сообщества такого типа находятся в центре Евразии (степи), на Великих равнинах в США и в Канаде (прерии), в Аргентине (пампа, или пампасы) и некоторых других регионах. Эти злаковники, которые мы для удобства будем во всех случаях называть степями, физиономически похожи на саванны, луга или травяные болота, но экологически во многом от них отличаются.

Степные злаки многолетние, и они ежегодно впадают в состояние покоя – сухим летом, а местами и холодной зимой. В это время степи часто горят, но растения практически не страдают, поскольку горючего материала на поверхности земли мало и температура не настолько высока, чтобы погубить их находящиеся в почве части.

Степные злаки очень питательны даже в сухом состоянии и представляют собой прекрасный корм для скота. Однако в периоды цветения и плодоношения их интенсивное стравливание может повредить растительности. Такой «перевыпас» – явление весьма распространенное и часто приводит к смене исходных многолетних трав однолетниками, которые либо несъедобны, либо сохраняются в сообществе благодаря тому, что успевают прорасти и дать семена за очень короткое время. Иногда вместе с ними в деградирующих степях поселяются кустарнички типа гутьеррезии или хризотамнуса.

На границе США и Мексики в степях, даже там, где они не нарушены выпасом, обычны редко стоящие низкие деревянистые виды, например юкки и мескитовые деревья. В области между Скалистыми горами и Сьерра-Невадой и Каскадным хребтом в этих фитоценозах над ковром злаков поднимается достаточно выраженный кустарниковый ярус из полыни, лебеды скученноцветковой и т.п. Такие степи называются кустарниковыми. Высота травы также варьирует в зависимости от климата. У границы между степью и лесной зоной, в области т.н. луговых степей, даже вдали от водоемов трава обычно достигает около метра в высоту.

Степной ландшафт довольно однородный. Некоторое разнообразие в него вносят тянущиеся вдоль рек т.н. галерейные леса, заросли кустарников и низкоствольных деревьев, образующие особый обусловленный почвой климакс (эдафоклимакс) на песчаных и каменистых почвах, солонцы и болота на слабо дренируемых участках, а также кустарничковые чащи, нередко покрывающие склоны холмов.

Почвы не слишком засушливых степей прекрасно подходят для земледелия. Здесь выращивают зерновые, в первую очередь пшеницу и кукурузу. В более сухих регионах сельскохозяйственные культуры вполне можно возделывать при достаточном орошении.

Пустыни. В пустынях короткие влажные периоды чередуются с длительными засухами. Многолетним злакам здесь, как правило, не хватает воды, и в растительном покрове доминируют кустарники и однолетники. Впрочем, многолетние злаки могут образовывать сплошной ковер на участках с мелкокомковатой почвой, но в большинстве случаев она в пустынях бесструктурная, плохо сохраняет влагу, и прижиться на ней способны только виды, быстро развивающие длинные стержневые корни, которые достигают глубокого водоносного слоя. Трав в пустыне больше, чем кустарников. Это главным образом мелкие растения, успевающие полностью пройти жизненный цикл за короткий влажный сезон и переживающие засуху в форме семян.

Для американских пустынь характерны кактусы – своеобразные безлистные суккуленты, отсутствующие в коренной растительности Старого Света. Но даже в Америке в этих сообществах больше «обычных» кустарников. Африканские пустыни уникальны присутствием в них суккулентных представителей семейства молочайных, внешне удивительно похожих на кактусы.

Ландшафт пустынь варьирует от почти голых песков, например в Сахаре или на Аравийском полуострове, до участков с достаточно густым растительным покровом из древовидных кактусов и разнообразных кустарников, как на юге Аризоны. Для некоторых тропических пустынь характерны непроходимые колючекустарниковые фитоценозы.

Если хватает воды, почвы пустынь довольно плодородны. Только здесь растут финиковые пальмы, а на орошаемых землях в этой природной зоне разводят хлопок, маслины, цитрусовые и многие другие культуры.

В мире насчитывается пять главных опустыненных регионов – юго-запад США и соседняя часть Мексики; территория, охватывающая западное побережье Перу, север Чили и большую часть Аргентины к востоку от Анд; юго-запад Африки; центральная часть Австралии и широкая полоса, тянущаяся через север Африки на восток до Монголии.

ОХРАНА РАСТИТЕЛЬНОСТИ

В последние столетия быстрый рост народонаселения и экономическое развитие сопровождались широкомасштабным и все ускоряющимся уничтожением природных растительных сообществ. Создание новых сельскохозяйственных угодий, рост городов, заготовки древесины и загрязнение воды и воздуха – лишь некоторые из причин гибели естественных фитоценозов. Биологи стремятся привлечь внимание общественности к печальным последствиям дальнейшей деградации экосистем.

Поглощая углекислый газ и выделяя кислород, растительность очищает атмосферу. Чем больше места на нашей планете занимают здания, дороги, аэродромы и прочие возведенные человеком сооружения, тем меньше возможностей у сохранившихся фитоценозов обеспечивать нас пригодным для дыхания воздухом.

Растительность защищает почву от ветровой и водной эрозии. После сильных ливней она задерживает дождевую воду и позволяет ей медленно впитываться в землю, формируя в ее глубине водоносный горизонт, питающий реки и колодцы. Даже самая хитроумная система плотин и водохранилищ не защитит нас от наводнений, если на окружающей территории уничтожена природная растительность. Лучший способ борьбы со многими сельскохозяйственными вредителями – биологический, т.е. «натравливание» на них хищников. Значит, необходимо сохранить тысячи видов таких потенциально полезных животных, а следовательно и природные экосистемы, в которых они обитают. Селекционерам нужны дикорастущие виды как источник нового генетического материала для улучшения культурных сортов. Наконец, человек начал понимать важность природной растительности для своего психологического комфорта – не стоит забывать, что мы, не меняясь биологически, все больше и больше в своей повседневной жизни теряем связь с той средой, в которой сформировались в ходе эволюционной истории.

См. также ВОЗДЕЙСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА НА ПОЧВУ.