Биогеография

Т. А. Радченко, Ю. Е. Михайлов, В. В. Валдайских

Биогеография: курс лекций

Предисловие

Предметом биогеографии является исследование размещения организмов и сообществ в пространстве и важнейшие закономерности пространственной структуры и динамики растительного покрова и животного населения планеты в целом и ее отдельных регионов. Значение биогеографии особенно возросло в последнее время, когда большинство стран провозгласили на конференциях ООН по окружающей среде и развитию переход к реализации концепции устойчивого развития мирового сообщества. Эта концепция основывается на стратегии экономического развития, обеспечивающей сбалансированное решение социально-экономических задач и проблем сохранения благоприятной окружающей среды. Биогеография оказывается одной из тех наук о Земле, данные которых необходимы для разработки стратегии развития мирового сообщества на ближайшую перспективу, решения сложных проблем природопользования и охраны ресурсов биосферы.

Появившиеся в последние годы учебные пособия по биогеографии основное внимание уделяют общим теоретическим проблемам науки и, кроме того, часто содержат обширный материал, по существу относящийся к экологии. Большинство учебников предполагает также предварительное основательное знакомство студентов с разнообразными группами растений и животных. Цель данного пособия – сжатое изложение основных разделов современной биогеографии, касающихся главным образом географического распределения живых организмов по поверхности планеты. Оно будет полезным при знакомстве с более фундаментальными учебниками и научными трудами по биогеографии. Лекции позволят ориентироваться в современном обширном биогеографическом материале, будут способствовать формированию у студентов компетенций, необходимых для самостоятельного исследования и поиска собственных решений в предстоящей научно-практической деятельности.

Лекция 1

Наука биогеография

1.1. Предмет, задачи и методы биогеографии

Биогеография – наука о закономерностях географического распространения и размещения живых организмов и их сообществ на Земле. Возникнув на стыке географии, биологии и экологии, биогеография исследует законы и причины распределения отдельных таксонов и синтаксонов на планете с учетом современных физико-географических условий и геологической истории. «Она сосредоточена на такой важной стороне жизни, как необходимость пространства для ее проявления… Начинается биогеография с хорошего знания живых объектов» [Мордкович]. Биогеография входит в цикл биосферных наук. Основная ее задача – установление причин и закономерностей географического распределения отдельных таксонов и синтаксонов в пространстве. Специфика биогеографии состоит в сравнительно-географическом подходе к интерпретации данных и получении комплексных сопряженных сведений об органическом мире. Основные объекты биогеографии – ареалы, биоты (флоры, фауны) и биомы.

Предметная область биогеографии отражена в рис. 1.1. В зависимости от разных подходов можно выделять разные разделы науки [Там же]:

• с позиций естественной классификации организмов в состав биогеографии входят такие разделы, как зоогеография, география растений, грибов, микроорганизмов и география сообществ. Эти науки четко отличаются по объектам изучения, но, поскольку организмы тесно взаимосвязаны и обитают совместно, цели и методы зоогеографии и фитогеографии принципиально сходны. И хотя таксономическое и экологическое разнообразие животных гораздо выше, работы по зоогеографии немыслимы без строгой привязки к характеру растительности. По сути, развитие именно этих наук сделало возможным появление основных положений биогеографии;

Рис. 1.1. Предметная область биогеографии [Мордкович]

• исходя из физических характеристик среды обитания можно выделять такие разделы, как биогеография суши, морская биогеография, биогеография островов, внутриконтинентальных водоемов;

• учитывая уровень взаимодействия живых организмов между собой и с абиотической средой, выделяют географию биологических таксонов (ареалогию), географию флор, фаун и биот (флористика, фаунистика), географию сообществ и экосистем, а также «ноосистем», т. е. систем жизнеобеспечения, созданных человеческим интеллектом заново или с использованием диких природных элементов.

Общая биогеография включает следующие разделы:

• хорологию (или ареалогию) – изучение географических ареалов отдельных таксонов и синтаксонов, их изменение во времени и причины формирования;

• географию отдельных флор, фаун и биот;

• географию сообществ и экосистем – закономерности их размещения в пространстве и особенности продукционного процесса в разных климатических условиях;

• историческую биогеографию.

В биогеографии широко используются сравнительно-географический, описательный и картографический методы, основанные на количественных учетах, а также вспомогательные методы смежных наук, таких как биология, экология, геохимия, археология, палеонтология, палеогеография, а также ряд методов, связанных с культивированием, интродукцией и селекцией.

Современная биогеография изучает причины распространения отдельных таксонов и сообществ по земному шару и роль общегеографических факторов, территории эндемизма; выясняет закономерности распределения массы живого вещества по планете; занимается совершенствованием принципов биогеографического районирования и проблемами, связанными с антропогенным влиянием на биомы и биоты. Знание особенностей распространения организмов и количественных закономерностей распределения их внутри ареала представляет теоретическую основу рационального использования и охраны ресурсов растительного и животного мира в связи с особенностями географической среды. Развиваются новые направления науки, такие как нумерическая биогеография, викариантная и дисперсионная и т. д.

1.2. История науки

Рассмотрим историю развития биогеографии, взяв за основу ее периодизацию по А. Г. Воронову [Воронов].

I этап, первоначального накопления отрывочных биогеографических сведений (предыстория), длился довольно долго, вплоть до начала XVI в. Уже много веков назад люди обладали знаниями об окружающем мире, которые позволяли им выживать, давали пищу и одежду. Прежде всего это были сведения о распространении животных и растений. Первые упоминания о растениях и животных можно найти в легендах, мифах, древних книгах и наскальных рисунках, хотя количество видов растений и животных, известных в древности, было весьма незначительным. Так, у Гомера (между XII и VIII вв. до н. э.) упоминаются 63 растения, а в сочинениях «отца медицины» Гиппократа (460–377 гг. до н. э.) – 236. Число известных видов животных было еще меньшим. Описание отдельных видов растений и животных можно найти в трудах географа Страбона (63 г. до н. э. – 24 г. н. э.), Аристотеля и Гай Плиния Старшего 23–79 гг. н. э. В трудах ученика Аристотеля и отца ботаники Феофраста (372–287 гг. до н. э.) описано около 500 видов растений и встречаются даже некоторые ботанико-географические обобщения, преимущественно касающиеся влияния среды на растительность. В основном древним ученым был известен только ограниченный в пространстве и однородный в географическом отношении участок земного шара – Средиземноморье. Накоплению сведений о растительном и животном мире других регионов Земли значительно способствовали завоевательные походы Александра Македонского (VI в. до н. э.) и римлян (III в. до н. э. – IV в. н. э.).

В эпоху Средневековья продолжалось постепенное накопление фактов о распространении животных и растений, однако часто наряду с научными сведениями приводились и фантастические. Известный ученый того времени Альберт Больштадский (Великий) (1193–1280), последователь Аристотеля, обобщил современные ему сведения о растениях и животных в энциклопедии, что способствовало распространению ботанических и зоогеографических знаний. В конце этого периода сведения о растительности и животном мире Земли значительно пополнились благодаря путешествиям Марко Поло (1254 – 1324).