В 1980 г. исполняется 100-летие со дня рождения Героя Социалистического Труда академика Владимира Николаевича Сукачева – выдающегося советского естествоиспытателя, крупнейшего ботаника, лесоведа, болотоведа, основателя новой отрасли естествознания – биогеоценологии.[31]

Разработке основных принципов этой науки В. Н. Сукачев посвятил последние десятилетия своей многолетней многосторонней исследовательской деятельности. К целостному разностороннему подходу к изучению живого покрова Земли он пришел, опираясь на собственный богатый опыт изучения растительного покрова в разнообразных по природным условиям частях нашей страны.

Несколько громоздкое определение биогеоценоза дано В. Н. Сукачевым во вводной главе к составленной под его руководством коллективной монографии «Основы лесной биогеоценологии» (1964). Он писал, что «биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая свою особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии».

Иными словами, биогеоценология изучает конкретные существующие материально-энергетические взаимосвязи комплексов организмов и неживой природы на определенных участках поверхности нашей планеты, глобальная совокупность которых обусловливает процессы, протекающие в биосфере.

Теперь, в период усиленного воздействия человечества на биосферу и привлечения всеобщего внимания к тем изменениям нашей среды обитания, которые вызываются производственной деятельностью человека, представления о биогеоценозе все чаще освещаются и в научной и в широкой печати. При этом за рубежом (а часто и у нас) обычно употребляют термин «экосистема» применительно к тем же объектам изучения, которые В. Н. Сукачев предложил обозначать термином «биогеоценоз».

Когда в 1949 г. в Академии наук была организована большая комплексная экспедиция по полезащитному лесоразведению, во главе ее также стал академик Сукачев, руководивший и разработкой комплексной программы исследований по биогеоцёнологии, к составлению и реализации которой он привлек ученых самых разных специальностей.

Много сил, времени и внимания В. Н. уделял научно-общественной деятельности. Еще до Октября он работал в ряде комиссий Вольного экономического общества, стал одним из учредителей нашего (ныне Всесоюзного) Ботанического общества в 1916 г, и с основания до своей кончины был членом Совета общества, с 1946 до 1963 г. был его президентом, а с 1963 г. – почетным президентом. С 1955 г. В. Н. Сукачев был избран президентом старейшего научного Общества испытателей природы.

Будучи с 1946 по 1958 г. главным редактором «Ботанического журнала», а с 1955 г. – «Бюллетеня МОИП, серия биологическая», Владимир Николаевич проявил те черты организатора научной мысли, которые были всегда ему свойственны – глубокую принципиальность и партийность (в ряды КПСС В. Н. вступил еще в 1937 г.). Именно на страницах журналов, руководителем которых он был, опубликовано много статей, направленных на борьбу с догматизмом в биологии.

В 1965 г. академику В. Н. Сукачеву было присвоено звание Героя Социалистического Труда.

Многие сотни ученых в нашей стране и за ее пределами считают себя учениками и последователями В. Н. Сукачева.

Его отзывчивость, скромность, готовность прийти на помощь, широта научных интересов и искреннее уважение к труду исследователей и технических работников любого ранга способствовали тому, что у него было много настоящих друзей и глубоких почитателей.

Подготовляя этот сборник – скромную дань памяти большого человека и гражданина, выдающегося ученого, коммуниста, патриота своей великой Родины академика В. Н. Сукачева – Научный совет по проблемам биогеоценологии и охраны природы с гордостью помнит о том, что организатором и первым председателем Совета был Владимир Николаевич.

Столетие со дня рождения В. Н. Сукачева знаменуется учреждением золотой медали его имени, которая будет присуждаться за лучшие исследования, за крупнейший вклад в области экологии. Первое присуждение ее приурочено к 100-летию со дня рождения академика В. Н. Сукачева.

Биоценология и агроценология

Развитое В. И. Вернадским представление о биосфере, как о пронизанной, преобразованной и постоянно преобразуемой жизнью, организмами оболочке земной коры – одно из крупнейших обобщений естествознания нашего века.

Именно совокупность всех организмов биосферы, т. е. всего живого населения нашей планеты, условно и обобщенно названная В. И. Вернадским «живым веществом» представляла на протяжении всего геологически обозримого периода развития нашей планеты наибольшую геохимическую силу, изменявшую и изменяющую поверхностные слои литосферы, гидросферу, атмосферу и даже стратосферу.

Исследование закономерностей этих определяемых жизнью изменений, протекавших миллиарды лет и протекающих в наши дни, находящих выражение в глобальных количественных показателях, представляет предмет созданной трудами В. И. Вернадского и его учеников особой отрасли естествознания – биогеохимии, синтезирующей данные геологии, химии, физики, биологических дисциплин и других наук применительно к изучению биосферы, к исследованию преобразований земной коры организмами.

Обобщения Вернадского имели глобальный характер. Совершенно естественно, однако, что совокупная деятельность «живого вещества» Земли, биогеохимические процессы, определяемые его взаимодействием с косными компонентами оболочек нашей планеты, складываются из элементарных по отношению ко всей биосфере процессов круговорота и изменений веществ при определенных характере и уровне потока энергий на разных участках поверхности Земли.

Такие процессы неодинаковы в разных средах (в водоемах и на суше), в разных климатических зонах и районах, при разном соотношении различных таксономических и экологических групп организмов и т. д.

Представление о тех элементарных единицах, в пределах которых на поверхности суши осуществляются определенного типа круговорот веществ и поток энергии, было развито В. Н. Сукачевым, четко охарактеризовавшим такие единицы и предложившим для их обозначения термин биогеоценоз. Биогеоценоз, по В. Н. Сукачеву, это диалектическое взаимопроникающее единство исторически закономерно сложившегося комплекса организмов (биоценоза) и участка поверхности Земли (биотопа), на котором существует данный биоценоз; в каждом биогеоценозе осуществляется определенного типа круговорот материи при определенном типе преобразования потока энергии.

Близкие к представлениям о биогеоценозе концепции были высказаны и ранее. Немецкий энтомолог К. Фридерикс развивал положение о единстве биоценоза и биотопа, называя эту систему в целом «голоцен» – термин неудачный, хотя бы по сходству звучания с геологическим термином «голоцен». В англо-американской, а затем и в мировой науке широкое хождение получил термин «экосистема», предложенный Тенсли, обычно применяемый к тем же категориям, которые характеризуются термином «биогеоценоз», но допускающий и другие применения, например, «экосистема гниющего пня» и т. п.

В экологической литературе для такого типа дробных, но закономерно слагающихся комплексов организмов (например, обитателей пней) существуют термины «мероценоз», а для их конкретных местообитаний «меротоп», в нашей литературе обозначаемых как микросинузии, к которым приложим термин «экосркугема», но никак не биогеоценоз. Поэтому громоздкий термин «биогеоценоз», как более определенный, имеет преимущество, несмотря на большую фонетическую простоту термина «экосистема». Логически правильнее этот термин в модификации И. И. Шмальгаузена «геобиоценоз», не привившийся, однако, в экологической литературе.

Некоторые авторы, справедливо отмечая, что биоценоз вне биотопа, в отрыве от него не может существовать, полагают, что можно пользоваться термином «биоценоз», подразумевая под ним то, что определяется термином «биогеоценоз». Однако поскольку как биоценотические отношения рассматривают обычно только отношения организмов друг с другом (например, хищник – жертва), расширительное использование термина биоценоз нецелесообразно.

Термин биогеоценоз был предложен В.Н. Сукачевым на основе исследований наземных исторически слагающихся комплексов организмов, обитающих на определенного типа участках земной поверхности 4, в частности в лесах. Для наземных биогеоценозов Он считал растительный покров наиболее характерным компонентом («фитоценоз»), что обычно справедливо, так как высшие растения представляют основной исходный источник энергии и значительную часть материи для всех гетеротрофных звеньев биогеоценоза.

Такое дифференцирование временное, так как после смыкания древостоев в защитных посадках их биогеоценотическо влияние становится ведущим. Однако интенсивность взаимодействия биоценозов с остальными компонентами снижается от степных к полупустынным условиям. Эту закономерность необходимо учитывать в наибольшей степени, так как с ней связаны борьба за влагу и длительность ухода за насаждениями.

При этом В. Н. постоянно указывал, что создавать защитные насаждения в различных условиях среды от лесостепи до полупустыни можно лишь применяя специальные способы и выращивания, соответствующие природным условиям. Помимо этого, необходимо улучшение почвенной среды посредством применения дифференцированных систем подготовки почв, накопления влаги, улучшения физических свойств и борьбы с засолением почв.

Кроме того, успех создания лесонасаждений по всем условиям реален только при обязательном уходе за ними, вплоть до смыкания полога. Поэтому защитное лесоразведение нуждается разработке таких способов создания насаждений, которые обеспечивали бы максимальную механизацию ухода на всех стадиях роста.

Далее В. Н. всегда подчеркивал необходимость при подборе пород и выборе типов смешения учитывать межвидовые и внутривидовые взаимоотношения древесных пород, проявляющиеся особенно резко при ухудшении условий их произрастания.

Наконец, В. Н. считал возможным создание полосных насаждений на всех зональных почвах, но при этом постоянно подчеркивал, что долговечность их будет снижаться от лесостепи полупустыне. Создание же массивных насаждений (промышленные дубравы) начиная с южных черноземов и кончая светло-каштановыми почвами не обеспечивается запасами влаги и другими условиями, необходимыми для их роста.

Как видно, В. Н. Сукачев исходил из совершенно противоположных теоретических и практических основ защитного лесоразведения.

В. Н. Сукачев как руководитель научных исследований ежегодно знакомился совместно с ответственными работниками разных специальностей с итогами деятельности по созданию лесных насаждений в производственных и опытных условиях. Это ознакомление показало, что уже в 1950 г. покровные культуры нанесли посевам дуба больший вред, чем сорняки; они отнимают влагу и постоянно отрицательно влияют на почвенные процессы и на дубки и гибнут уже после первого года совместного произрастания с зерновыми культурами.

И сейчас, спустя 30 лет, нельзя назвать ни одного полосного насаждения, созданного этим способом, в степных и полупустынных условиях (без орошения).

Сохранившиеся к настоящему времени опытные насаждения из дуба при орошении на Аршань-Зельмеиском стационаре показывают сильную дифференциацию в росте, вследствие большого загущенья и требуют таких затрат на уход, которые во много раз превосходят затраты на выращивание насаждений, созданных «линейными» посевами и посадками.

Промышленные дубравы, создававшиеся по гнездовому способу в сухой степи и полупустыне, вообще не сохранились и самого понятия «промышленные дубравы» сейчас не существует.

Дискуссия по поводу гнездовых посевов достаточно подробно освещена нами в 1955 г., где подробно рассмотрены те положения, которые были выдвинуты против В. Н. Сукачева и руководимой им экспедиции.

Сам В. Н. Сукачев ответы на эти обвинения опубликовал в двух статьях.

Кроме того, работы экспедиции были направлены на изучение почвенно-лесорастительных условий и их районирование по трассам государственных лесных полос в целях дифференциации способов создания на них лесных насаждений и улучшения почвенных условий на отрезках трасс, проходящих в наиболее неблагоприятных лесорастительных условиях.

Как отмечалось выше, В. Н. Сукачев особое внимание уделял стационарным биогеоценотическим исследованиям – экспериментальной проверке теоретических положений биогеоценологии, а также тщательному научному изучению гнездового размещения посевов дуба под покровом зерновых культур. Поэтому одновременно с началом экспедиционных работ приступили к организации опытной сети преимущественно в сухостепных и полупустынных областях. Были организованы: Деркульская опытная станция по полезащитному лесоразведению на маломощных черноземах в Беловодском районе Ворошиловградской обл. УССР, на базе бывш. Старобельского участка экспедиции В. В. Докучаева; стационары: Белопрудский в северной частиц Волгоградской обл. на малогумусных черноземах; Уральский в Западно-Казахстанской обл., в 12 км севернее г. Уральска на темно-каштановых почвах; Джаныбекский в левобережной части Прикаспийской низменности, в Западно-Казахстанской обл. на светло-каштановых почвах с солончаково-солонцовыми комплексами: Аршань-Зельмепский в Сарпинском районе Калмыцкой АССР на солонцовых почвах; Волгоградский (совместно с биолого-почвенным факультетом МГУ) в районе Бекетовки у Волгограда на светло-каштановых почвах; песчаный – на Урдинских песках в Западно-Казахстанской обл. и Волго-Донской стационарный пункт по облесению откосов одноименного канала.

Деркульской полезащитной опытной станции В. Н. Сукачев уделял большое внимание, вероятно, по двум причинам: первая – желание возродить то, что было создано Докучаевым, и вторая – близость к тем местам, где В. Н. родился и провел ходы жизни до поступления в Лесной институт (станция была на территории, которая ранее относилась к Харьковской губ.).

На Деркульской станции были проведены большие исследования по жизнестойкости или долговечности насаждений, сохранившихся от экспедиции Докучаева, проведены работы по их реконструкции и восстановлению; созданы новые лесные полосы гнездовым, строчно-луночным и другими способами. Заложены опыты с посадкой массивных дубовых насаждений и разработаны основы ведения хозяйства в естественных байрачных лесах, все это велось на базе самых широких и глубоких биогеоценотических исследований с участием всех специалистов лесного и сельского хозяйства.

Материалы исследования опубликованы в нескольких томах Трудов Института леса АН СССР и до сих пор являются ценным пособием для дальнейшего развития защитного лесоразведения. С переводом Института леса в Красноярск Деркульская станция была передана УкрНИИЛХ, затем переведена в Ворошиловград и на ее территории сохранился лишь небольшой опорный пункт. О прекращении работ на этом участке с историей полезащитного лесоразведения, насчитывающей более 90 лет, приходится сожалеть. Ведь здесь были созданы все условия для исследовательских работ, и на этой территории помимо В. В. Докучаева работали академики Г. Н. Высоцкий, В. Н. Сукачев, М, С. Гиляров и многие другие.

Из всех стационаров, организованных В. Н. Сукачевым, Белонрудский, Песчаный, Волго-Донской прекратили свою научную деятельность с передачей экспедиции в Институт леса, так как в их задачи входило главным образом изучение ранее созданных насаждений и мелиорация отвалов на Волго-Донском канале. Эти последние работы были переданы управлению каналом.

Стационары Аршань-Зельменский, Джаныбекский и Уральский были организованы для длительного изучения возможностей и способов выращивания защитных насаждений в наиболее тяжелых условиях полупустыни. Они были размещены. на отрезках трасс госполос: г. Вишневая Каспийское море (Уральский); Чапаевск – Владимировна (Джаныбекский) и Волгоград – Черкесск (Аршань-Зельменский, Волгоградский). Кроме того, на Аршань-Зельменском стационаре развивалось орошаемое лесоразведение и проводились, как и на Джаныбекском стационаре, опыты с лиманным орошением и выращиванием на лиманах защитных лесных плодовых насаждений.

На Джаныбекском стационаре тяжелые лесорастительные условия, недостаток влаги определили основное направление работ – борьба за влагу, мелиорация солонцов и создание устойчивых в этих условиях защитных насаждений.

Уральский стационар, организованный по просьбе местных организаций, разрабатывал наиболее эффективные способы создания устойчивых лесных полос. Здесь особое значение приобрели вопросы охраны сеянцев от вымерзания и широко внедрены ягодные кустарники (смородина).

Волгоградский стационар вел исследования по проверке и совершенствованию гнездового способа создания полос. Особое внимание уделялось дополнительному увлажнению сеянцев дуба, созданием микропонижений. Этот способ способствовал лучшему сохранению сеянцев до 5–6 лет, по затем недостаток влаги оставался лимитирующим жизнь насаждений, созданных по гнездовому способу.

Все эти стационары продолжают существовать и ведут исследования с различной глубиной и широтой.

Насаждения – лесные, плодовые на богаре и при орошении «радуют глаз» и являют собой пример действительно целенаправленного преобразования полупустынь Прикаспия и наглядно показывают значение биогеоценотического подхода к созданию древесных насаждений и выращиванию под их защитой различных сельскохозяйственных культур.

Уральский, Джаныбекский и Аршань-Зельменский стационары со своими насаждениями и полями представляют собой зеленые оазисы среди «бурой» полупустыни. Они стали рукотворными памятниками энергии, ума и настойчивости В. Н. Сукачева, считавшего, что на строго научной биогеоценотической основе можно успешно преобразовывать природу полупустынь и тем самым улучшать условия жизни человека.

Эти стационары следовало бы превратить в оснащенные опытные станции. С начала их организации прошло уже около 30 лет, и они естественно нуждаются в укреплении для расширения объема исследований особенно в связи с дальнейшими планами преобразования этих территорий, переброской вод северных рек и дальнейшим развитием орошения.

Как на стационарах, так и на других опытных и производственных посевах, и посадках защитных лесных насаждений наиболее важной оставалась проблема способов их создания. Объем работ и новые технические возможности создания насаждений требовали разработки и новых способов, отвечающих уровню механизации того времени.

Рис. 6. Схема расположения лесов и районов Оренбургской области