Derris elliptica
Другой путь приспособления к перенесению засухи — способность запасать воду (суккулентность) — привел к возникновению очень своеобразного облика растений, особенно деревьев. Суккулентность широко распространена у растений зоны, характеризующейся периодическими засухами, особенно в тех ее частях, где бывает два периода дождей. Среди травянистых растений чаще, чем среди деревьев, встречаются виды, представители которых запасают воду в листьях (листовые суккуленты). К травянистым растениям относятся многие виды, выращиваемые у нас как комнатные декоративные (алоэ, сансевьерия, каланхоэ, толстянка). Кактусы известны как растения, запасающие воду в стеблях (стеблевые суккуленты). Кактусовидная форма растений других семейств (молочайных, сложноцветных, ластовневых) тоже служит приспособлением к аналогичным условиям внешней среды. Древовидные, разветвленные, словно канделябры, цереусы хотя и выглядят как деревья, но не оставляют никакого сомнения в своей принадлежности к семейству кактусовых. Из деревьев, которые запасают воду в стволе и имеют весьма примечательный внешний вид, наибольшую известность получил африканский баобаб (
В светлых саванновых лесах, главным образом в Южной Америке, нередко можно встретить растения, живущие на деревьях, то есть эпифиты. Среди них больше всего орхидных и бромелиевых. Так как эпифиты развиваются не на почве и к тому же подвергаются интенсивному солнечному облучению, их обеспеченность водой крайне низка. Этим объясняется их ясно выраженное ксероморфное строение. Они не только запасают воду (суккулентность у орхидных, резервуары воды — у оснований листьев у бромелиевых), но для них также характерны жесткие кожистые листья. К эпифитам этой зоны относятся и папоротники, листья которых в период засухи способны подсыхать, но при увлажнении снова оживают.
Ремнецветниковые (Loranthaceae) — это семейство паразитических цветковых растений, представители которого встречаются преимущественно в сухих лесных и кустарниковых сообществах. Они хорошо заметны лишь тогда, когда распускают свои яркие цветки среди ветвей колючих кустарников или деревьев сухих лесов.
Наряду с деревьями для зоны тропических областей с летним влажным периодом характерны злаки. В саваннах они распространены прежде всего потому, что им почти не страшны пожары: почки возобновления, находящиеся выше уровня почвы, хорошо защищены от огня многочисленными старыми листовыми влагалищами, при этом главную защитную роль играют самые наружные, обуглившиеся. Наиболее распространенные здесь виды устойчивых против выгорания злаков относятся прежде всего к роду бородач (
Цветение и плодоношение растений здесь также приспособлено к смене сухих и влажных периодов. Если растения способны хранить питательные вещества (это относится в первую очередь к деревьям), то цветение происходит в сухой период. Тогда питательные вещества, интенсивно вырабатываемые растением в течение периода дождей, используются для образования плодов. Обычно в конце засушливого периода цветут и некоторые травянистые растения; для этого они получают питательные вещества и воду из своих подземных запасающих органов (луковиц, клубней). Цветение трав тем обильнее, чем лучше они обеспечены водой. Поэтому не удивительно, что вскоре после первых дождей наступает пышное цветение покрывающих почву травянистых растений.
Летнезеленые тропические леса
Летнезеленые тропические леса распространены главным образом в областях, где дуют муссоны, поэтому их называют также муссонными лесами. Когда деревья покрыты листвой, эти леса очень похожи на вечнозеленые или полулистопадные тропические леса, но они гораздо светлее. В них может быть хорошо развит и сомкнутый ярус кустарников. Значительная часть видов этого подлеска — вечнозеленые растения, и, хотя во время засухи верхние ярусы леса выглядят голыми и серыми, нижний ярус такого муссонного леса, называемого влажным, частично остается зеленым. А если в древостое имеются и виды, у которых листопад происходит медленно или листва распускается до начала дождей, то такие леса и во время засухи не производят впечатления безжизненных. Несомненно, этому способствуют и часто встречающиеся лианы и эпифиты. Но видовой состав деревьев здесь гораздо беднее, чем в тропическом дождевом лесу. Отличить эти разные типы леса один от другого можно также по преобладанию в древостое определенных видов.
Наиболее распространен тиковый лес, для которого характерно тиковое (или тэйковое) дерево (
На востоке Явы тиковый лес называют "джати-лес", но до сих пор не известно, представляет ли. собой тиковое дерево ("дерево джати") исконный элемент местной флоры. Возможно, что этот вид был завезен на Яву из Индии. Во время засухи среди спутников тикового дерева в первую очередь хорошо заметны вечнозеленые деревья: цветущая огненно-красными цветками
Главным образом в Бирме, в относительно сухих местообитаниях, где мощность почвенного слоя невелика, встречаются леса с
Летнезеленые высокоствольные леса имеются местами также на Американском континенте. По внешнему виду центральноамериканские влажные леса мало отличаются от восточноазиатских. Здесь также растут деревья высотой 25-35 м, может быть развит и ярус вечнозеленых кустарников. В лесах прибрежных областей Гватемалы, Сальвадора, Никарагуа и Панамы главную роль играют
Тропическая влажная саванна
Обширная область тропических и субтропических лесов всегда была малонаселенной. Увеличение плотности населения неизбежно связано со сведением леса: эта мера позволяет высвободить площади, пригодные для постройки жилищ и для сельскохозяйственной деятельности, необходимой для жизни человека. Повсюду на Земле полулистопадные и влажные летнезеленые леса всех типов подверглись сильному изменению или даже вовсе уничтожены тай, где в результате выжигания леса почва стала пригодной для земледелия и скотоводства. Они пострадали больше, чем вечнозеленые дождевые леса, поскольку зимой они сухие и лишены листвы и их легче раскорчевывать и сжигать. Они также предпочтительнее для сельского хозяйства, чем сухие леса, так как в зоне влажных, зеленых во время дождей лесов период дождей наступает регулярнее и продолжается дольше. В этих областях распространена примитивная форма ведения хозяйства — так называемая переложная система земледелия, приводящая к обеднению и изменению растительного покрова. Через два-четыре года верхний слой почвы настолько вымывается и лишается питательных веществ, что становится непригодным для экстенсивного сельскохозяйственного использования. Старые поля забрасываются, а новые площади, до этого занятые лесом, расчищаются. Многократные раскорчевка и сжигание деревьев на таких площадях, через некоторое время покрывающихся вторичными лесами, в конце концов приводят к уничтожению лесов с сомкнутым древесным пологом. Примеры тому имеются на всех континентах, где есть область с таким климатом. Правда, на таких выщелоченных почвах способны развиваться злаки и отдельно стоящие деревья. Так появляются заросшие травами территории, где местами растут отдельные деревья; внешне эти растительные сообщества похожи на саванны, но это вовсе не изначальные естественные фитоценозы. В настоящее время такие саванны, созданные человеком, занимают значительные площади.
Огонь используется не только для сведения леса; выжигание очень важно и для того, чтобы не допускать зарастания лесом открытых пространств с травянистым покровом. Злаки огонь не уничтожает — более того, после пожаров они развиваются быстрее и лучше (из-за большей теплоемкости почв, ставших черными). Огонь также убивает паразитов и возбудителей болезней, что, несомненно, тоже побуждает местных жителей поджигать саванны.
В Африке тропический дождевой лес уже повсюду непосредственно граничит с такими открытыми растительными сообществами, хотя количество осадков и их распределение на протяжении года могли бы создать благоприятные условия для развития здесь относительно влажного тропического леса, облиствленного во время летнего периода дождей. То же можно сказать и об Индии, где изначально не было больших открытых, поросших злаками пространств; они появились только в итоге деятельности человека. Из деревьев выживают лишь те, что почти не повреждаются во время пожаров.
Так на территориях, которые в естественных условиях должны быть заняты лесами, под влиянием деятельности человека появились "влажные саванны"; их почти невозможно отличить от природных саванн, существование которых обусловлено климатом. Но во всех случаях для растительного покрова саванн характерны злаки и деревья. Однако требования, предъявляемые злаками и деревьями к условиям внешней среды, в значительной мере взаимоисключающи. На первый взгляд может показаться странным, что эти антагонисты в саванне сосуществуют. Между тем их совместное произрастание и составляет сущность саванны как растительного сообщества.
Известно, что деревья регулируют свою транспирацию, закрывая находящиеся на нижних сторонах листьев устьичные щели во время засухи и при низкой влажности воздуха, но открывая их, когда воды вдоволь. Достаточно самых незначительных колебаний в обеспеченности растений водой, чтобы произошла соответствующая реакция. Однако, несмотря на все защитные приспособления, деревья транспирируют и в засушливый период. И хотя при этом теряется очень мало воды, ее потери необходимо возместить из почвенных запасов.
Совершенно по-иному ведут себя злаки. Они не ограничивают транспирацию, а это при недостатке воды приводит, как бывает и в умеренных широтах, к "выгоранию". Особенно быстро желтеют и засыхают молодые, недавно ставшие открытыми участки. Однако отмирают лишь листья; корневые системы и почки возобновления хорошо защищены от высыхания, поскольку находятся под покровом из засохших листьев. Разумеется, во время засухи и злаки нуждаются в воде, но ее требуется гораздо меньше, чем деревьям.
Различия в образе жизни и в приспособлениях к условиям существования между деревьями и злаками находят отражение и в неодинаковом развитии корневых систем, а также в требованиях к почвам. Широко разрастающиеся и нередко глубоко проникающие корневые системы деревьев способны пронизывать грубые каменистые и скалистые субстраты, чтобы извлечь из них воду. Так, корни акации витой (
Разнообразные влажные саванны занимают сравнительно большие пространства в Западной Африке, в так называемой Гвинея-зоне. Тип растительности, также именуемый Гвинея-саванной, распространен к северу от области тропических дождевых лесов — от Гвинеи через северную Нигерию до южного Судана. Между южными и северными районами саванны существуют различия. Лесная саванна граничит с островками тропического высокоствольного леса и развивается в местах, где выпадает много осадков (ср. климадиаграмму Фаридпура, стр. 116). К этому узкому поясу примыкает собственно Гвинея-саванна, на севере граничащая с сухой саванной. Ее также можно подразделить в зависимости от особенностей климата тех или иных территорий. Южнее области тропических дождевых лесов тоже прослеживается зональное подразделение саванны (бассейн Конго — юго-восточный Габон — Катанга).
Соседство тропических лесов сказывается на видовом составе деревьев влажных саванн. Вместе с тем они тесно связаны и с соседними сухими лесами. Поэтому во влажной саванне можно встретить наряду с видами родов, представленных в дождевых лесах (
Сосна тропическая (Pinus tropicalis) — один из самых обычных видов сосново-дубовых саванн Кубы
Зависимость развития растительных сообществ тропических областей с летним влажным периодом от количества выпадающих осадков
К категории влажных саванн, появившихся в результате деятельности человека, следует отнести и редколесные кампы (campos cerrados), занимающие большие пространства в Бразилии (в штатах Пиауи, Гояс и Баия).
Тропические сухие леса и сухие саванны
Под общим названием "сухие тропические леса" понимают те сухие леса, которые бывают облиствленными в течение периода дождей. А из-за того что они часто перемежаются с сухими саваннами (обширными, поросшими злаками территориями, на которых встречаются отдельно стоящие деревья), их называют саванновыми лесами.
Африканский сухой лес очень образно описал геоботаник Пассарж: "Голым, мертвым, коричневым и желтым выглядит такой лес во время засушливого периода, земля чернеет от золы обгоревших злаков, стволы деревьев покрыты копотью. Жаркий поток лучей тропического солнца пронизывает ландшафт, где почти нет тени. Но как раз в то время, когда сухость и жара особенно сильны, когда все раскалено и засыхает, многие деревья покрываются светло-зеленой, блестящей, словно лакированная, листвой; образуются длинные соцветия-сережки, их мелкие цветки опыляются ветром, а крупные цветки других деревьев распространяют одурманивающий аромат. Когда же приходят грозы и на землю с шумом низвергаются дожди, поразительно быстро начинают расти злаки и другие травянистые растения, прежде голые деревья покрываются листвой, все цветет и благоухает и множество насекомых гудит и порхает в воздухе".
Масляное дерево Butyrospermum parkii
Clidemia hirta
Colophospermum mopane
Afzelia africana (плод в разрезе)
Piliostigma thonningii
В таких сухих лесах различают четыре основных типа, на которых мы остановимся несколько подробнее.
Лес миомбо. Формация, находящаяся на юге Центральной Африки (между 5 и 20° ю. ш.) от Анголы через Замбию до Мозамбика и местами прерываемая участками сухих лесов других типов, — это лес миомбо. В соответствии с рельефом этой части Африки лес миомбо встречается на высотах 800-1800 м над уровнем моря, определяя основные черты растительного покрова.
Для леса миомбо наиболее характерны деревья видов рода
Профиль, проведенный через сухой лес мопане на юго-западе Африки (по Knapp)
Сухие леса мопане. Зона лесов миомбо, где осадков относительно много (700-1300 мм в год), между 10 и 25° ю. ш. примыкает к области сухих лесов мопане. Для этого типа леса благоприятными оказываются климатические условия Намибии, Анголы, Зимбабве, Замбии, Трансвааля и Мозамбика Здесь примерно за четыре месяца выпадает 400-800 мм осадков.
Дерево мопане (
Сухие баобабовые леса. Одно из самых примечательных деревьев Африки, для которого характерны широко раскинувшиеся ветви и толстый ствол, — баобаб, или хлебное дерево обезьян (
Распространение баобаба (Adansonia digitata) в саваннах, расположенных севернее и южнее экваториальной зоны Африки (по Knapp)
Баобаб играет важную роль в жизни человека, поэтому его часто можно встретить близ населенных пунктов — иногда как реликтовое растение прежнего растительного сообщества, а иногда и как специально выращенное. Интерес, который люди проявляют к баобабу, основывается не столько на его необыкновенном внешнем виде, сколько на многочисленных, полезных для людей особенностях. Семена содержат до 15% жира, и их, как и мякоть плода, едят. Молодые листья употребляют как овощи. Из коры получают добротное лыко. Используется баобаб и в народной медицине: мякоть плода успешно применяется как лекарство против лихорадки и дизентерии.
Сухие редколесья из деревьев рода
У подножия Килиманджаро встречается особая форма таких редколесий — саванна типа фруктовых садов, или "садовая" саванна. Густой ярус злаков, достигающих двухметровой высоты, и обильно ветвящиеся, не превышающие 10 м в высоту деревья, широкие кроны которых, однако, никогда не смыкаются с кронами соседних деревьев, — все это наводит на сравнение с фруктовым садом. Бесспорно, к возникновению таких растительных сообществ причастен огонь, так как в тех случаях, когда пожаров не бывает, на этих местах развиваются заросли с баобабом; виды же рода
Сухие саванны. В начале этого раздела мы уже отмечали, что участки сухих лесов могут перемежаться с участками сухих саванн. И действительно, разграничить эти растительные формации очень трудно, поскольку всюду, где не развиваются сомкнутые сухие леса, имеются саванны, переходящие в сообщества кустарников или трав. Господствующие травы — злаки тех же видов, что растут в сухих лесах, причем из разных представителей господствующих здесь подсемейств просовых и сорговых в Африке всегда доминирует
На переднем плане фотографии — Риуа (семейство бромелиевых), листья которой защищены шипами. Наряду с другими деревьями и кустарниками это растение характерно для южноамериканских колючекустарниковых саванн
В ряде африканских стран из-за опасения вызвать эрозию почв в последнее время запрещено выжигание саванны; предпринимаются даже меры, препятствующие распространению естественно возникающих пожаров. В результате этого территории, на которых выпас проводили интенсивно и нерационально, во многих местах покрылись зарослями кустарников. Площади, где скот уничтожил почти весь травянистый покров, оказались хорошими местообитаниями для прорастания семян кустарников и деревьев и для развития этих растений (речь идет преимущественно о колючих кустарниках- акациях, которые коровами не поедаются). Заросли колючих кустарников делают эти территории непригодными для выпаса. Пройдут десятилетия, и развитие растительного покрова может снова привести к становлению саванны.
Профиль сухих колючекустарниковых зарослей Восточной Африки. Доминируют высокие и древовидные кустарники Commiphora, выделяющие мирру (по Кпарр)
Колючекуcтарниковые саванны
С уменьшением количества осадков с 500 до 200 мм в год и менее при продолжительности засушливого периода восемь-десять месяцев роль деревьев в формировании растительного покрова снижается. Деревянистые растения все чаще оказываются представленными либо кустарниками, либо низкими, напоминающими кустарники деревьями. Большая часть их — растения с колючками или шипами, поэтому и говорят о колючекустарниковых саваннах, или зарослях колючих кустарников.
Сухие заросли кустарников, выделяющих мирру и ладан. В малонаселенных восточных и южных районах Африки (Сомали, Центральная Танзания, Ботсвана) еще встречаются колючекустарниковые саванны, которые почти не испытали влияния человека. Для африканских саванн такого типа характерны заросли, в которых преобладают кустарники, выделяющие мирру. Это довольно густые заросли высотой 1,5-4 м; других растений под их пологом немного. Видовой состав кустарников разнообразен, но главную роль играют виды относящегося к семейству
Значительно меньшее место в растительном покрове колючекустарниковых саванн занимают заросли кустарников, состав которых хотя и близок к только что описанным, но где доминируют виды рода
Сухие заросли акаций. Значительно большие площади в области колючекустарниковых саванн занимают сухие заросли акаций, где растут всем известные акации с зонтиковидными кронами. Особенно распространены они в так называемой сахель-зоне, то есть в северной переходной полосе к полупустыням, а в Намибии — к району пустыни Калахари. В состав растительного покрова здесь входят также растения, свойственные сухим зарослям кустарников. К зонтиковидным — в узком смысле этого слова — акациям относятся
Как уже упоминалось, некоторые растения колючекустарниковых саванн образуют ценные, используемые человеком органические вещества. Многие акации (особенно
Каатинга. В Южной Америке африканской колюче- кустарниковой саванне соответствует каатинга. Эти заросли колючих кустарников или колючие редколесья покрывают обширные территории сухих северо-восточных областей Бразилии. Каатинга — не что иное, как сообщество низких и средней высоты деревьев, между которыми растут колючие кустарники, представители семейства бромелиевых, имеющие листья с шипами, и кактусы. В зависимости от обилия в составе растительного покрова тех или иных деревянистых растений различают каатингу, где господствуют кустарники, и каатингу, где преобладают деревья. Сезонные изменения этих растительных сообществ подобны тем, что характеризуют и другие, уже описанные сухие леса. Существенную роль в составе древостоя играют некоторые роды бобовых, сумаховых и один из видов унаби (
Balanites aegyptiaca
Acacia Senegal
Adenium obesum
Tillandsia usneoides
Cereus jamacaru
Neoglaziova concolor
Сообщества зоны тропических областей с летним влажным периодом, зависимые от почв
Галерейные леса. В засушливых областях непосредственно вблизи рек и других водоемов можно видеть высокоствольные леса, в состав которых входят даже вечнозеленые растения. Благоприятная для роста деревьев влажность почвы, обусловленная соседством водоемов, позволяет видам, обитающим во влажных зонах, расти и в более сухих. Такие леса получили название галерейных.
Парковые ландшафты. Всюду, где участки однородных почв, подобно островам, вкраплены в площади, занятые почвами с другими особенностями, может развиваться растительный покров, напоминающий парк. В большинстве случаев речь идет об очень ровных территориях, с которых дождевая вода стекает крайне медленно (затопление) или же скапливается в понижениях рельефа, где и остается над глинистыми почвами, пока не испарится. Такие глинистые понижения, на которых развиваются болотные растения, в Африке называют влеи. Незначительных повышений почвы, часто не более полуметра, бывает достаточно, чтобы почва оказалась выше уровня стоячей воды, и тогда здесь могут развиться деревья. Такие возвышения могут возникать и в результате деятельности термитов. После того как эти насекомые покидают свои постройки, высота которых может измеряться метрами, термитники разрушаются и на их остатках вырастают деревья. Так возникает мозаичное чередование сообществ травянистых и деревянистых растений, называемое "термитной" саванной. Термиты разрыхляют почву на большую глубину, что благоприятствует развитию деревьев. Известны даже виды, приспособившиеся к существованию на разрушенных термитниках.
В сухих и колючих кустарниковых зарослях Южной Америки кроме разнообразных кактусов особенно приметны и цветущие деревья. На фотографии — Erythrina splendens
Пальмовые саванны. Одним из важных условий для возникновения пальмовых саванн тоже оказывается скопление дождевой влаги над водонепроницаемыми горизонтами. В местообитаниях с переменным увлажнением пальмы развиваются лучше, чем другие деревья. Особенно богаты видами пальмовые саванны центральноамериканского региона, включая Антильские острова. В Южной Америке эти растительные сообщества известны под названием palmares. Характерная пальма таких саванн —
Для африканских пальмовых саванн характерны два вида —
Льяносы[25]. Один из типов саванн, существование которых обусловлено особенностями почв, — это льяносы, находящиеся в бассейне Ориноко в Венесуэле. Речь идет об огромной равнине, возникшей на месте существовавшего в третичном периоде моря в результате заполнения его чаши осадочными породами. Эта территория занята главным образом пальмовыми саваннами с
Особенности почв и рост растений в льяносах Южной Америки (по Walter)
Развитие растительных сообществ льяносов бассейна Ориноко геоботаник Г. Вальтер объясняет присутствием в почвах затвердевших слоев латеритов, которые местами выходят на поверхность, но обычно залегают на глубине 30-80 см. Ниже этих слоев воды много, поэтому деревья рода
Для пальмовых саванн характерен ярус травянистых растений, образованный высокими злаками
Растительность скал. Скопления камней и выходы твердых латеритов в саваннах отнюдь не редкость. Растительный покров таких своеобразных местообитаний совершенно иной. Характер растительных сообществ здесь зависит от особенностей субстрата (незначительный слой тонкозернистого грунта, потрескавшиеся скалы или щебень).
В составе одного из таких сообществ — фитоценоза, богатого суккулентами, — участвуют представители немногих семейств. Если в Америке в таком сообществе представлены преимущественно кактусы, то в Африке — внешне похожие, но не родственные им растения. Здесь стеблевыми суккулентами оказываются в первую очередь виды рода молочай (
Растительность саванн Австралии
До сих пор мы совсем не касались саванн северо-востока Австралии. Это объясняется удивительным своеобразием растительного покрова этого континента. Зональность распределения растительных сообществ в австралийских тропических областях с летним влажным периодом выражена не столь отчетливо, как на других континентах, так как во всех зонах растут эвкалипты, а почти все виды этого рода — вечнозеленые деревья. К тому же относительно более влажные и более сухие эвкалиптовые леса внешне очень похожи. К сожалению, ненарушенные саванновые редколесья вряд ли сохранились — в этих районах фермеры уничтожили почти все деревья. Уцелевшие саванновые леса в том виде, в каком они сейчас существуют, — очень светлые, поскольку эвкалипты (главным образом