Правило минимума. В пятидесятых годах прошлого века немецкий химик Юстус Либиг заинтересовался жизнью растений, удобрениями и заложил основы науки агрохимии. Тогда же он сформулировал правило, согласно которому фактором, ограничивающим развитие растения, оказывается элемент, находящийся в минимуме, то есть тот, которого растению может не хватать. Например, если растению дать необходимое для его жизни и даже большее количество азота, фосфора, железа и всех прочих нужных элементов, но при этом одного элемента, калия, дать меньше потребной нормы, то растеньице вырастет чахлым и низкорослым. Рост его будет ограничен недостатком калия.
Правило минимума Либига в равной мере применимо как к растениям, так и к животным. Если животному или человеку давать пищу без витамина С, то они заболеют цингой, даже если пища будет обильной, изысканной и вкусной. Состояние организма и в этом случае определяет фактор, который находится в минимуме или вообще отсутствует, как упомянутый в нашем примере витамин С, а не факторы, находящиеся в избытке. Если крысу содержать на безбелковой диете, то она будет плохо расти, останется маленькой и щуплой и вскоре вообще погибнет, несмотря на то что ей вволю будут давать и углеводы, и жиры, и витамины, и микроэлементы.
Правилу минимума подчиняются не только растительные и животные организмы, но и группировки животных, популяции, виды и биоценозы. Любой из факторов окружающей среды может ограничить развитие популяции или каких-либо биоценотических связей, если он присутствует в минимуме.
Знание этого правила позволяет результативно применять его в охотничьем и лесном хозяйстве.
Численность серых куропаток лимитируется в первую очередь недостатком пищи в зимний период и воздействием на них хищников. Поэтому для увеличения количества куропаток в охотничьем хозяйстве надо не столько ограничивать их отстрел и завозить десятки особей, отловленных в других местах, сколько организовать подкормку птиц зимой и сделать насаждения, включающие плотные куртины кустарников, в которых куропатки могли бы укрываться от хищников.
Что касается мелких насекомоядных птиц, то они в основном обеспечены пищей в естественных условиях. Фактором же, ограничивающим их численность, нередко оказывается недостаток мест, пригодных для устройства гнезда. Поэтому-то с помощью искусственных гнездовий (дуплянок и скворечников) и посадки искусственных насаждений можно быстро повысить численность полезных певчих птиц.
РАСТИТЕЛЬНЫЕ ФОРМАЦИИ И ЖИВОТНЫЕ
Из кинофильмов и из книг мы знаем о том, что на Земле есть пустыни, тропические леса и тайга. Растительный покров — это тот элемент ландшафта, который сразу же бросается в глаза и надолго остается в памяти. Растительность во многом определяет и условия жизни животных, и состав фауны какой-либо области, и численность животных. Каждый ребенок знает, что верблюд живет в пустыне, а обезьяна — на дереве.
В зависимости от особенностей растительного покрова (древесные ли это насаждения, кустарники, полукустарничковый или травяной покров) и от соотношения различных жизненных форм растений выделяются растительные формации [6].
Говорят еще о «зонах растительности», потому что растительные формации, как правило, располагаются полосами, соответствуя природным зонам. Растительная формация вместе с населяющими ее животными носит название «биом».
Вся же специфическая совокупность растений, растущих на определенной конкретной территории, вместе со всеми обитающими здесь животными объединяется понятием «биоценоз»[7]. Растения испытывают мощное влияние климата. Температура, влажность, продолжительность светового дня и ряд других климатических факторов определяют, какой именно тип растительности может существовать на данной территории. Почва же, по-видимому, не имеет столь же существенного значения. Исключения составляют крайние случаи, как, например, высокая засоленность почв. Однако растения могут влиять на свойства почвы и изменять их. Так, со временем растения превращают голую скалу в плодородную землю, правда, для этого требуется время.
Поскольку животные зависят от климата и от растений, а растения в свою очередь тоже зависят от климата, то климат следует признать наиважнейшим фактором, формирующим все биомы на нашей планете.
Климат связан с географическим положением территории. Вокруг полюсов климат полярный, между полярным кругом и тропиками — умеренный, а близ экватора — тропический. Если бы поверхность Земли состояла из одной сплошной суши, то климатические зоны имели бы вид идеально ровных лент, опоясывающих земной шар.
Чтобы узнать, какой климат господствует в той или иной точке земного шара, достаточно было бы указать ее географическую широту.
Однако суша составляет лишь 29 % поверхности Земли, остальную же часть (71 %) поверхности занимают океаны и моря. Вода имеет большую удельную теплоемкость. Большие массы воды нагреваются очень медленно, поглощая много тепла и понижая при этом температуру окружающей среды. Раз нагревшись, водные массы остывают столь же медленно, постепенно отдавая тепло, которое поглотили ранее. Поэтому океаны смягчают климат, препятствуя резким скачкам температуры. Кроме того, близость к океану служит причиной влажности климата. Следовательно, кроме деления климата на полярный, умеренный и тропический следует различать еще климат морской и континентальный, при этом такое деление уже не соответствует смене широт, а направлено в основном перпендикулярно широтам.
Если бы вся суша имела вид одной широкой полосы, протягивающейся по меридиану от полюса к полюсу, то размещение климатических областей было бы довольно простым. В каждой климатической зоне выделялась бы ее прибрежная часть с морским климатом и центральная — с континентальным.
Между тем, к несчастью для студентов и школьников и на пользу путешественникам и географам, суша и океаны, острова и внутренние моря образуют такой сложный рисунок, что его не постыдился бы любой художник-абстракционист.
Существует еще много и других факторов, как-то: морские течения и ветры, которые в конечном итоге формируют то, что мы называем климатом. Одни морские течения несут теплые воды и согревают соседнюю сушу, другие, холодные течения охлаждают климат побережий.
И вот результат. Одни и те же виды растений зацветают в один и тот же день в Нью-Йорке (на 40°42′ северной широты) и в Западной Германии, в окрестностях Марбурга, — на 50°47′ северной широты. Разница в широтном расположении этих мест огромная — десять градусов, что соответствует расстоянию между Варшавой и Римом! Но цветы «настаивают», что климат этих мест очень схож. И это, безусловно, результат воздействия на климат прибрежных районов морских течений: теплого Североатлантического, приносящего к берегам Европы воды Карибского моря, и Лабрадорского, несущего с севера к восточным берегам Северной Америки холодные воды из района Баффиновой Земли и Гренландии.
Ветры, дующие с океана, приносят влагу и смягчают климат, снижая сезонные контрасты температур. Воздушные же массы, приходящие из центральных областей суши, обычно сухие и несут мороз или зной.
Смена времен года в некоторых областях Земли сопровождается длительными ветрами. Ветры, дующие в одном направлении в течение месяцев, связаны с вращением Земли. Такие ветры, муссоны, могут формировать климат больших областей, например Индии, и в этих случаях климат называют муссонным.
На характер местных климатов оказывает влияние направление горных хребтов, задерживающих и изменяющих ветровые потоки. Так, по одну сторону гор Сьерра-Невада лежит Калифорния, утопающая в апельсиновых и лимонных рощах, в насаждениях орехов и маслин, а по другую сторону гор — безводная, мертвая пустыня Мохаве.
Горы и ветры создают такую мозаику климатов, что человечество многие и многие годы продолжает поражаться этому, пытаясь понять закономерности, разгадать загадки климатических процессов.
В тесном соответствии с климатами располагаются по поверхности Земли природные географические зоны, растительные формации, биомы.
В этой же главе даются описания лишь главнейших, наиболее типичных растительных формаций и в том порядке, в каком мы пересекали бы их, путешествуя по Европе, Азии и Африке в направлении от Северного полюса к экватору. Вот они: тундра, тайга, лиственные леса умеренного климата, степи, пустыни, ксерофильная средиземноморская растительность, саванны и тропические леса.
О горах будет идти речь особо, поскольку, на какой бы широте и в какой бы природной зоне они ни находились, это вносит существенные изменения в природные процессы и создает свой мир, живущий по «законам гор».
