§3. Проявление экологических закономерностей в эволюции городов

Возможности создания городских биоценозов

Почти всякое строительство связано с разрушением природных комплексов, уничтожением почвы, животных, растений. Стро­ительная площадка — это, по сути, голое место, свободное от каких бы то ни было живых организмов. Она более всего напоминает пепелище или даже участок, где оползень обнажил голую скалу. Для того, чтобы на таком месте сформировалось устойчивое сообщество, должно быть выполнено, по крайней мере, одно из экологических правил. Например то, которое гласит: каждая предыдущая стадия сукцессии создает достаточный ресурс для возникновения и развития последующей. Постройка города сопровождается возникновением и накоплением первичного продукта — ресурсов для жизнедеятельности животных. Очень быстро создается комплекс оптимальных условий для живых организмов в виде комфортного климата, хорошей кормовой базы и различных убежищ.

Хотя указанное правило и выполняется, строителей обычно не заботит создание вместе с городом устойчивого сообщества организмов в нем (да они ничего и не знают ни о каких сообществах!). Поэтому потребителем первичного ресурса становится обычный практически в любой географической зоне набор синантропных видов: мыши, крысы, воробьи, голуби, тараканы, клопы и прочие приживальщики человека. Это молодое сообщество, оно являет собой близкую к пионерной неустойчивую стадию сукцессии. Неустойчивость приводит к вспышке обилия вселившихся видов. После этого постепенно, многие годы идет стихийное заселение города новыми организмами. Медленное течение сукцессии раз за разом создает все более устойчивые биоценозы. Это течение прерывается реконструкциями города, появлением в нем новых предприятий, расширением его территории, но, несмотря на все эти помехи, сукцессия в городе продолжается.

Сложное устойчивое сообщество, как известно, формируется на последних стадиях сукцессии. Именно у такого сообщества лучший энергобаланс. Это означает, что продукция в нем, поставляемая продуцентами, наиболее полно утилизируется консументами и редуцентами. За это время (период утилизации) она прохо­дит через сложную сеть пищевых связей. Поэтому сложность сооб­щества уже гарантирует ему хороший баланс энергии.

В экологии существует правило, сформулированное довольно давно: чем больше видов в биоценозе, тем он устойчивее. Однако число видов нельзя увеличивать до бесконечности. Существует какой-то предел сложности, за которым добавление новых форм начинает снижать стабильность системы. Об этом говорит не только поведение некоторых математических моделей видового разнообразия, но также исследования устойчивости в биоценозах тропических лесов и коралловых рифов. Последние буквально перенасыщены видами, но при этом весьма резко реагируют на малейшее внешнее воздействие (вспомним, что делает звезда «Терновый венец» на Большом Барьерном рифе). Итак, согласно этому правилу, для повышения устойчивости городского биоценоза, в нем должно расти число видов. Так что в интересах горожан максимальное насыщение их местообитания различными видами животных и растений.

Очень важным признаком устойчивости является занятость экологических ниш в сообществе, его насыщенность. Если ниши заняты полностью, то стабильность высокая и приход энергии приблизительно равен расходу. При наличии незанятых ниш лишний ресурс пытаются переработать наиболее экологически пластичные виды, то есть виды с широкой экологической валентностью. Делают они это менее результативно, чем специализированные по этому ресурсу виды, поэтому в таком сообществе нарушается энергобаланс и, как следствие, его устойчивость. Избыточный ресурс начинает накапливаться. Итак, лучше иметь насыщенное сообщество в нашем городе, это избавит нас от нежелательных пришельцев и от накопления избыточного ресурса (например, не полностью вычищенные помойки!).

Как мы помним, в стабильном сообществе каждая популяция организмов испытывает колебания значений своих характеристик, но при этом параметры самого сообщества должны изменяться мало. Колебания популяций в нем компенсируют друг друга. Особенно это касается таких характеристик биоценоза, как величина биомассы, потока энергии, численности и числа видов. Любое сообщество состоит из многих популяций организмов, которые находятся между собой и со средой обитания в очень надежных взаимоотношениях. Все они меняют свои параметры во времени, завися от внешней среды и подчиняясь своим внутренним популяционным механизмам. В устойчивом сообществе колебания характеристик популяций взаимно компенсируются, что обеспечивает стабильность сообщества в целом и тем самым гарантирует значительную продолжительность его жизни.

Зная все эти закономерности, можно хотя бы теоретически представить гармоничный в экологическом смысле город. При этом нужно помнить: чтобы сохранить биологическое разнообразие биоценоза города, человек должен действовать, используя самые разные средства. Уже давно отдельные ученые, обсуждая вопросы глобальной экологии, говорят о будущем манипулирова­нии целыми экосистемами. При этом они используют выражения: «планируемое биотическое обогащение», «пакетирование видов», «создание новых сообществ», то есть теоретические основы урбанизированных биоценозов уже начинают разрабатываться.

Животные наносят значительный урон хозяйству человека, особенно
в условиях нарушенных биоценозов. Человек даже определил наиболее эффективных потребителей (специалистов по отдельным видам ресурсов), как вредителей своего хозяйства. Химические и прочие меры борьбы с ними ведут человечество в тупик, из которого придется выбираться с многими тяжелыми и безвозвратными потерями. А ведь давно известно, что реконструкция хозяйства во всех случаях гораздо более эффективна, чем борьба с так называемыми вредителями. Бороться с природой одному из ее созданий совершенно противоестественно. Люди должны научиться создавать сообщества животных и растений и управлять изменениями их структуры. Ведь в природных биоценозах не бывает вредителей, а массовые размножения отдельных видов, как правило, невозможны. Им препятствует сама конструкция биоценоза.

Представим себе гармоничный биоценоз будущего города, где на богатом ресурсе существует множество растительноядных видов. Они утилизируют продукцию городской растительности и городских помоек и свалок. Вместе с ними обитают, делают свое дело множество редуцентов. На этих первичных консументах кормятся тоже довольно многочисленные хищники, имеющие свои экологические ниши и не дающие ни одному из растительноядных стать особенно многочисленным. Ресурс же по своему составу таков, что в случае отсутствия жертв (численность его слишком сильно упала) он может долгое время служить кормом и для хищника. Регуляция численности растительноядных здесь будет осуществляться очень четко. Массовое размножение, скажем, грызунов здесь станет невозможным. Так, например, даже простая система из двух видов грызунов (серая крыса и домовая мышь) и пары куниц (светлый хорь и ласка) может продолжительное время существовать и саморегулироваться практически без вмешательства человека. Содержание хорьков в домашних условиях показывает, что они долгое время способны обходиться без мяса, поедая богатый углеводами корм. Вероятно, при временном отсутствии грызунов в городе (что почти невероятно) хорек сможет прокормиться пищевыми отбросами горожан. Вполне вероятно, что хорь в такой системе окажется излишним, ибо его экологическую нишу уже занимает в наших городах одичавшая домашняя кошка. В то же время хорь может оказаться участником еще одной городской цепи питания, и это, видимо, происходит, ибо светлый хорь активно заселяет сибирские города.

Таких пищевых цепей в сложном стабильном сообществе должно быть создано множество. Для каждого вида, который при подъеме своей численности в состоянии выступить как вредитель хозяйства человека, следует подобрать соответствующего хищника и продумать при этом условия существования последнего при депрессии численности жертвы. Хорошим экологическим вариантом для такого сообщества, видимо, окажется в каждой пищевой цепи эксплуатация одним видом хищника двух-трех видов жертв. Динамика численности этих видов жертв должна быть несинхронна. Тогда хищники всегда будут обеспечены кормом, поедая то одну, то другую из размножившихся жертв. Для нас самым важным в данном случае будет не технология сдерживания вида, который нарушает устойчивость сообщества, чрезмерно размножаясь, а то что такие варианты в природе уже имеются (цепи питания, где популяция хищника «обслуживает» две-три популяции жертв). Там они опробованы и испытаны временем (его в процессе эволюции было достаточно). Если человек возьмется за реализацию таких вариантов в своих поселениях, то у него всегда будут хорошие образцы.

2. Польза от устойчивого городского биоценоза

Теперь посмотрим, что даст людям реализация устойчивых многовидовых биоценозов в городах. Такие сообщества, будучи созданы в силу своих природных свойств, оздоровят местообитания человека. Первое из свойств стабильного сообщества — совершенный энергобаланс. Он означает для поселения наиболее полную утилизацию ресурсов. Ресурсы же там в большей мере состоят из отбросов пищевой промышленности, общепита и разнообразных органических отходов жизнедеятельности горожан. Гармоничное сообщество предполагает примерное равенство деятельности продуцентов и консументов. Правильный подбор нужного количества растений обеспечит очистку не только воздуха, но и почвы, которую человек заливает бетоном, асфальтом и различными химическими веществами. Пример такого подбора растений предложили польские ученые: на северных границах Антарктиды был найден интересный злак, растущий между льдами и волнами прибоя. В силу столь суровых условий растение это приспособилось обходиться соленой водой океана. Теперь эту травку сеют на газонах и у проезжей части тротуаров. Она успешно выдерживает любое засоление, тогда как другие растения гибнут от соли, которой посыпают улицы зимой. Так что газоны в некоторых польских городах зеленеют, вопреки приказаниям муниципалитетов сыпать больше поваренной соли на заледеневшую проезжую часть дороги.

Устойчивый биоценоз — это обязательная биофильтрация всех элементов среды. Войдите в лес и вы убедитесь, что воздух там чист, а к деревьям и травам приятно прикоснуться рукой. Никто из них не оставит черного следа на вашей ладони. Ароматы растений подобраны природой так, что человеку хочется дышать глубже и находиться там как можно дольше.

Продолжая разговор о полезности создания городских биоценозов, необходимо заметить, что эти усилия сделают любой город частью природы (в городе и так формируется биоценоз, но очень далекий по конструкции от естественного). Приближение нашего местообитания к природным снимет противоречия, снизит накал борьбы. Не будет больше наше индустриальное детище и жилище противостоять окружающей среде. Не станет бороться с природой за свои грязь, пыль, загазованность, зашумленность и прочие спутники нашей цивилизации. Перенаселенность наших крупных городов будет, хотя бы частично, компенсирована влиянием сообщества животных и растений. Они возьмут на себя очистку среды, на которую мы оказываем столь сильное давление и никакими искусственными фильтрами очистить не можем.

Устойчивое сообщество, созданное в крупном городе, делает его гармоничной частью окружающего ландшафта. И хотя город все равно устроен не так, как окрестные биоценозы, но сообщество в нем организовано по тем же основным принципам. Подчиняется оно тем же экологическим закономерностям. В силу своей устойчивости такое сообщество может противостоять процессам, свойственным ранним стадиям сукцессии: вспышкам массовых размножений вредителей, эпизоотиям, эпидемиям, катастрофическому оскудению того или иного ресурса.

Всех этих неудобных для жителей горо­да событий можно избежать, если строить наряду с самим городом (биотопом) его сообщество (биоценоз), по возможности сразу сложное и потому устойчивое. Тогда задача строителей будет шире обычной, они станут строить не города, а экосистемы, удобные для обитания человека.

Создавая для себя экосистему (город и его сообщество), человек как бы остается жить в природе. Причем не ущербной, а развивающейся и эволюционирующей. Биоценозы городов окажутся полностью включенными в процессы, идущие в окрестной живой природе. Города станут уже не монстрами, отстаивающими свою обособленность и противопоставля­ющими себя ландшафту. Изменятся жители этих городов. Они перестанут бороться с природой. Прямо в городе можно будет увидеть полевые цветы, услышать пение птиц. В соответствии с сезонами года здесь будет меняться состав животных. Притупится тоска по природе
у человека, загнанного жизнью в наши едино­образные серые коробки зданий (а может быть, к тому времени и здания наконец изменятся?). Кому из тех горожан придет в голову держать в клетке птицу или белку? Ведь одна из них и так постоянно поет у него за окном, а вторая — бегает по стене его дома.

Выполняя разнообразную работу по озеленению и поддержанию городских биоценозов, люди обязательно получат практические знания по экологии, и в их культуру будет включен новый важный элемент — забота о местообитании. Став обычной, такая деятельность будет служить гарантией поддержания биоценозов городов неопределенно долгий срок, и тем самым включения таких экосистем в природные ландшафты. Будем надеяться, что экологической грамотности таких людей хватит на то, чтобы не поддерживать глобальные проекты преобразования природы.

?

1. В чем сходство строительства города и хода автогенной экологической сукцессии?

2. Как изменяется с ростом города количество видов организмов в нем?

3. Меняется ли со временем экологическая структура биоценозов города (число экологических ниш, обилие и пр.)?

4. Растет ли со временем стабильность городской экосистемы?

5. Чем удобен для человека устойчивый биоценоз в его городе?

6. Что может означать в городской экосистеме полное потребление ресурса?

7. Как воздействует климаксное сообщество в городе на окрестные экосистемы?