Глава 3. Общее понятие об экологической географии и экологии растений

3.1 Задачи и методы

Ввиду близости целей, задач и методов трудно разграничить и дать четкое определение смежным наукам - экологической географии и экологии растений. Общность объекта изучения, истории развития и методов работы действительно приводит как бы к слиянию этих наук. Так, в учебнике "География растений" В. В. Алехина (1938, 1944, 1950) рубрикация материала экологической географии дана в разделе "Экология". Видный польский ботаник-географ В. Шафер тот же материал поместил в главе "Экологическая география растений".

Все же экологическая география и экология растений - не эквивалентные дисциплины. Экологическая география дает ответ на вопрос "как?", т. е. как именно дифференцированы виды растений и их комплексы в зависимости от действия какого-либо фактора среды, например высоты над уровнем моря и сопутствующих условий (свет, влага, почва и т. д.). Экология растений призвана ответить на вопрос "почему?", т. е. вскрыть причины, которые кроются в самих условиях существования. Экологическая география оперирует таксонами, в основном видами растений; экология растений - преимущественно жизненными формами, экотипами.

Хронологически экологическая география - более древняя биолого-географическая наука. Ее возникновение и развитие начались одновременно с оформлением фитогеографии как науки. Особенно большая роль в ее развитии принадлежит О. и А. Декандолям (см. введение). Первый изучал взаимовлияние внешних условий и растений; обобщая эмпирически собранные данные, разрабатывал рациональные приемы возделывания сельскохозяйственных культур. Продолжатель дела отца А. Декандоль в уже упоминавшейся выше книге "География растений" успешно разрабатывал основы экологической географии. Опираясь на выраженность основных факторов внешней среды, он составил оригинальную классификацию местообитаний.

В дальнейшем развитии научных основ экологической географии после эпохального произведения Ч. Дарвина "Происхождение видов..." (1859) участвовали многие ботаники-географы. Среди них наиболее известен датский ботаник Е. Варминг. Его книга "Ойкологическая география растений" (1896) переведена на русский язык с немецкого профессорами Московского университета М. Голенкиным и В. Арнольди в 1901 г. Русский перевод был просмотрен и одобрен самим автором. Весомый вклад в развитие экологической географии внес А. Шимпер (1898). Ему принадлежит опыт сближения географии растений с физиологией растений, нашедший плодотворное развитие в сенсационных исследованиях Г. Клебса и Г. Люндегорда (1925). В книге Г. Клебса "О произвольном изменении растительных форм" (1905) доказывалось, что влиянием внешних факторов можно не только регулировать ход развития (изменять сроки наступления цветения), но и изменять форму отдельных органов растений. К. Тимирязев указанное направление работ предложил называть "экспериментальной морфологией".

На общем фоне мировой науки видная роль в развитии эколого-географических исследований принадлежит российским ученым. В первую очередь необходимо назвать имя патриарха отечественных ботаников-географов А. Бекетова. В книге "География растений" (1896) он пришел к важному выводу о том, что растения в ходе исторического развития адаптируются к соответствующему биологическому комплексу внешних условий, т. е. к определенной сумме факторов.

"Происхождение видов..." Ч. Дарвина не только стимулировало совершенствование методов научных экспериментальных исследований, осмысление получаемых данных в аспекте исторического хода развития, но и заложило базу для новых географо-биологических наук. Среди них особое место принадлежит экологии. В недрах биогеографии давно уже накапливался опыт экологических исследований и важные обобщения, однако термин "экология" впервые введен в обиход лишь в 1869 г. Принадлежит он видному биологу-дарвинисту Э. Геккелю (1838 - 1919), автору "Основного биогенетического закона".

В основу ботанического раздела экологии легли работы Е. Варминга. Так, экологическая география постепенно трансформировалась в экологию растений. Как особая отрасль науки экология растений рассматривалась на III Ботаническом конгрессе в Брюсселе (1910). На этом конгрессе в экологии растений наметились два направления: экология особей - аутэкология и экология сообществ - синэкология. То же произошло и с экологией животных. Таким образом, в комплексе ботанико-географических наук экологическую географию понимают двояко: в широком классическом смысле как науку, включающую элементы аутэкологии растений, фитоценологию, в том числе синэкологию растений, иногда и географию растительности, в узком - как область науки, ограничивающейся изучением только закономерностей распространения видов (надвидовых и внутривидовых таксонов) в зависимости от условий местообитаний. В последнем случае экологическая география теряет собственный объект исследования, а потому и статус самостоятельной отрасли науки.

Интенсивное развитие экологии в XX веке тесно связано с решением научно-технических проблем сельского хозяйства и охраны природы. Тем самым был поставлен вопрос об интеграции экологических знаний и развитии более общей дисциплины - общей экологии. В наши дни в связи с экологизацией мировоззрения человека возникают все новые понятия и тенденции выделения новых, более узких отраслей науки. Таковы геохимическая экология (взаимосвязи между организмами и геохимической средой), генетическая экология (теоретические и экспериментальные исследования процесса эволюции), биохимическая экология (регуляция экологических процессов с целью управления ими) и др.

В зависимости от структурного уровня организации объектов исследований ботаническую экологию разделяют на экологию особей видов (аутэкология), экологию популяций - демэкологию и фитоценозов (синэкология растений, фитоценология). Однако приведенная дифференциация в известной мере условна. Во-первых, в соответствии с ней искусственно "отрывается" экология растений от общей экологии (а жизнь растительных организмов протекает в тесной взаимосвязи с другими биотическими компонентами экосистем - животными и микроорганизмами). Во-вторых, искусственно само выделение разделов аутэкологии, демэкологии и синэкологии, поскольку ни одно растение, ни одна популяция не существуют в естественной природе в одиночку, но только в сообществах. Вместе с тем некоторое абстрагирование необходимо, так как познание целого идет от частного через критический анализ и синтез полученной информации на более высоком качественном уровне"

Подходы и методы экологических исследований могут быть различны и определяются поставленными задачами. Для сельскохозяйственной практики и рационального использования природных ресурсов наиболее важен экосистемный подход, помогающий научно обоснованно вести сельское хозяйство и решать вопросы саморегуляции в агроэкосистемах. Популяционный подход, при котором широко используют математические модели роста, регуляции численности тех или иных видов (рождаемость, выживаемость, смертность), позволяет прогнозировать вспышки численности вредителей и возбудителей болезней, имеющих значение для сельскохозяйственного производства и медицины. Тем самым создается возможность борьбы с вредителями и болезнями при помощи биологических методов (хищники, сверхпаразиты и пр.). Популяционный подход широко используют и при изучении вопросов сохранения видов.

Огромно значение экспериментальных экологических исследований в селекционно-генетических работах - создании новых сортов, улучшении существующих, при разработке технологий выращивания культур, а также при возрождении исчезающих популяций.