Встречаемость

Встречаемость, характеризует распределение вида, на изучаемой площадке. В геоботанике чаще всего рассчитывается коэффициент встречаемости. Определяется как процентное отношение числа площадок, на которых вид встречается, к общему количеству площадок:

В=а/в 100, где а – количество площадок, где встречается вид, в – общее количество площадок.

Обилие

Обилие – количество видов, приходящихся на единицу площади. Для характеристики обилия можно пользоваться шкалой Друде:

Soc (socilis) – растения данного вида образуют фон, смыкаясь своими наземными частями;

Cop (copiisae) – растения встречаются в больших количествах, но фона не образуют,

Cop³ – очень обильно

Cop² – обильно,

Cop¹ – довольно обильно.

Sp (sparsae) – вид встречается в небольших количествах, вид вкраплен в основной фон;

Sol (solitariae) – единичные экземпляры;

Rr (rarissime) – чрезвычайно редко;

Un (unicum) – единственный экземпляр данного вида на участке.

А.А. Уранов установил, что каждому обозначению по шкале Друде соответствует определенные интервалы между растениями, расположенными на участке 100 кв.м.

Cop³ от 0 до 20 см,

Cop² 20-40 см,

Cop¹40 – 100 см,

Sp – 100 – 150 см,

Sol – более 150 см,

Rr – единичные особи, не более 10 на 100 кв.м.

Жизненность

Жизненность, или приспособленность вида к данному фитоценозу, характеризует полное или частичное прохождение цикла развития. Жизненность отмечают баллами: 4 (обильно плодоносит), 3 (проходит полный цикл), 2 (не плодоносит), 1 (не цветёт).

Фенологическое состояние растений

Растения каждого фитоценоза в определённое время находятся в различных фазах развития (фенофазах). Сравнение фенологических фаз одних и тех же видов в разных местообитания позволяет сделать выводы о том, какие условия благоприятны тому или иному виду растений.

Для обозначения фенофаз используются специальные обозначения, удобные при полевых работах, особенно когда изучается большое число объектов.

Таблица 2.

Фенофазы	Значковые обозначения
Вегетация до цветения	–
Бутонизация	^
Зацветание	)
Полное цветение	О
Отцветание	(
Созревание семян, спор	+
Семена и споры высыпаются	#
Вегетация после цветения и спороношения	

Задание 9. Заполните таблицу 3.

Таблица 3.

	высота	Встреча емость	обилие	Жизнен ность	Фенологическое состояние	Проективное покрытие
лещина

Напочвенный покров – совокупность травянистых растений, кустарничков, полукустарников, полукустарников, мхов и лишайников.

Изучение напочвенного покрова проводят с помощью учётных площадок. Учётные площадки чаще всего квадратной формы, площадью до 1 кв.м. Располагаются на пробной площадке по диагонали или случайным образом. При описании живого напочвенного покрова вначале выявляется его видовой состав и характер размещения видов на пробной площадке

---

Определение преобладающих видов растений в напочвенном покрове обычно проводится по их проективному покрытию.

Проективное покрытие вида – это площадь проекций надземных частей растений данного вида. Проективное покрытие вида определяется визуально и измеряется в процентах. При правильном описании и выборе пробной площадки в качестве преобладающего по проективному покрытию обычно оказывается один из видов индикаторов, указанных для данного типа леса.

Задание 9. Выделите доминирующие виды растений в напочвенном покрове леса. По преобладающему виду растений в напочвенном ярусе можно определить тип леса, например если доминирующим деревом в древостое была сосна, а в напочвенном покрове черника, то тип леса будет – сосняк черничный.

Во время экскурсии при работе на пробной площадке дети собирают гербарий. Собранные в гербарий растения снабжаются этикеткой, на которой указывается точное местонахождение, местообитание, встречаемость, или обилие, дата сбора и фамилия сборщика. Особое внимание следует уделить редким видам растений.

Опыт проведения широкомасштабных научных исследований показывает, что нельзя пренебрегать результатами локальных экологических исследований, которые проводятся учащимися. Это связано с тем, что учёные не могут охватить своими исследованиями все природные объекты. Именно при проведении таких локальных исследований, базы научных данных обогащаются новыми точками произрастания редких и исчезающих растений, новыми данными по видовой структуре, продуктивности экосистем и другой важной информации.

Боните́т — количественный показатель, отражающий реальное или потенциальное качество природных объектов (животных, растений, почв), определяющий их экономическую ценность.

Процесс оценки природного объекта и установления его бонитета называется бонитировкой.

Методики определения разных составов фитоценоза.

Растительная ассоциация – основная таксономическая единица в классификации растительного покрова.

Конкретным выражением растительной ассоциации является растительное сообщество (фитоценоз).

Впервые понятие растительная ассоциация было предложено на III Международном ботаническом конгрессе (Брюссель, 1910). Существует несколько подходов к определению этого термина. При т. н. флористическом подходе к классификации растительности основным критерием выделения растительной ассоциации является сходство флористического состава растительных сообществ. С позиций биогеоценотического подхода (по В. Н. Сукачеву), растительная ассоциация объединяет растительные сообщества, однородно участвующие в аккумуляциии трансформации вещества и энергии на поверхности Земли. В соответствии с этим, растительная ассоциация характеризуется в основном однородным видовым составом, однородной синузиальной структурой, отражающей соответствующий состав экологических типов растений, и определенным составом факторов среды, влияющих на фитоценотический процесс. Для определения растительной ассоциации обычно используют названия видов растений, но в одних случаях – играющих в сообществе ведущую роль (эдификаторов и доминантов), а в др. -- видов, имеющих диагностическое значение (т. н. характерных, дифференцирующих, и константных);

---

различны и способы построения названий.

Растительные ассоциации объединяются в группы, они могут быть также подразделены на более мелкие таксоны – субассоциации.

Растительные ассоциации со сходными нижними ярусами, но отличающиеся составом господствующего яруса, называются замещающими (викарирующими).

Если растительные сообщества, объединяемые в одну растительную ассоциацию, имеют не однородное сложение, а представляют собой мозаику фрагментов различных сообществ, то такую растительную ассоциацию называют мозаичной.

Закономерно повторяющееся чередование сообществ нескольких растительных ассоциаций, представленных относительно небольшими участками, определяется как комплекс ассоциаций.

Методы определения вертикальной структуры фитоценоза.

в лесном сообществе имеющие разную высоту расположены в пространстве в несколько ярусов.

• ярус A – древостой (ярус деревьев);

• ярус B – подлесок (ярус кустарников, кустарничков, полукустарников);

• ярус C – травяной (ярус травянистых растений);

• ярус D – мохово-лишайниковый ярус

Методы определения горизонтальной структуры фитоценоза. Геоботаническое картирование.

обилия в баллах по шкакле Браун-Бланке (+ — единичные особи; 1 – средняя численность индивидов,

проективное покрытие меньше 5% пробной площади; 2 – довольно много

индивидов, покрытие 5—25%; 3 – проективное покрытие 25—50% при

любом числе индивидов; 4 – проективное покрытие 50—75%; 5 –

проективное покрытие больше 75%.

2. Методы изучения биологических ритмов растений

Методы изучения биологических ритмов растений (суточных и сезонных). Исследование фотопериодической регуляции сезонных циклов у растений.

Сезонные ритмы.

В естественных условиях используется в основном наблюдение за

• фенофазами растений;

• продолжительность отдельных биоритмических явлений в зависимости от фенологического сезона, астрономического сезона и т.д.

Анализируется изменение сроков, продолжительности, характера биоритмов в зависимости от характеристик сезонов (кол-во тепла, продолжительность вегетационного сезона, количества осадков, температуры воздуха и др.) в разные годы.

Исследуется биомасса, обилие и др показатели фитоценозов.

В лабораторных условиях исследуется влияние отдельных факторов (свет, влажность и т.д.) на течение биоритмов (цветение, листопад и т.д.). Для этого применяют экспериментальные методы.

В лаборатории изучают и фотопериодическую регуляции сезонных циклов у растений

Сущность фотопериодической реакции заключается в том, что циклическое чередование света и темноты переводит растение из вегетативного в репродуктивное состояние

Фотопериодическая реакция не только затрагивает процесс развития растений, но и вызывает некоторые изменения ростовых процессов. Например, изучается зависимость клубнеобразования от соответствующего соотношения дня и ночи.

---

Для многих растений изменение длины дня даже на 15—20 мин уже вызывает фотопериодическую реакцию. Растения сильно различаются по числу фотопериодических циклов (числу суток с определенной длиной дня), которые вызывают затем переход к цветению. Другим растениям необходимо получить определенную длину дня в течение 25 суток (25 циклов).

Это явление называют фотопериодической индукцией.

Наблюдается относительная независимость явления фотопериодизма от фотосинтеза. Переходу растений к цветению должен предшествовать определенный период нормального протекания фотосинтеза. Это связано с тем, что для проявления фотопериодической реакции нужно достаточное и определенное количество питательных (трофических) веществ, в частности углеводов и азотистых веществ.

Суточные ритмы

Исследуется суточная активность растений (раскрытие венчика, движение побегов и т.д.). Используются фото- и видеокамеры для фиксации изменений.

Изучение физиологической активности (фотосинтез, движение жидкостей и т.д.

Вычисляется корреляция с продолжительностью дня и ночи, времени суток и т.д.

В 1920 г. американские физиологи У.У. Гарнер и Г.А. Аллард установили, что есть растения, которые переходят к цветению только в условиях короткого дня, т. е. когда день короче ночи. К таким растениям относятся табак сорта Мериленд Мамонт, соя, перилла, хризантема, просо и др. В условиях, когда светлый период суток превышает темный (длинный день), эти растения не образуют репродуктивных органов. В дальнейшем были обнаружены растения, которые пере­ходили к цветению лишь при воздействии длинного дня. Зависимость развития растения от соотношения длины дня и ночи в течение суток называют фотопериодизмом. Таким образом, сущность фотопериодической реакции заключается в том, что циклическое чередование света и темноты переводит растение из вегетативного в репродуктивное состояние. Изучением фотопериодической реакции растений занимались многие исследователи. Большой вклад в разработку этого вопроса внесли ученые В.Н. Любименко, М.Х. Чайлахян, В.И. Разумов, Б.С. Мошков и др. Фотопериодизм, так же как и яровизация, представляет собой приспособительную реакцию, позволяющую растениям зацветать в определенное, наиболее благоприятное время года. Как правило, длиннодневные растения северные, а короткодневные — южные. Для короткодневных растений более благоприятны повышенные ночные температуры, тогда как для длиннодневных — пониженные. Фотопериодическая реакция не только затрагивает процесс развития растений, но и вызывает некоторые изменения ростовых процессов. Особенно четко показана зависимость клубнеобразования от соответствующего соотношения дня и ночи (М.Х. Чайлахян). По отношению к фотопериодической реакции зацветания все растения можно разделить на несколько групп: короткодневные растения (КДР), которые зацветают при длине дня меньше определенной,— критической продолжительности; длиннодневные растения (ДДР), зацветающие при длине дня больше определенной критической продолжительности; нейтральные растения (НДР), которые зацветают при любой длине дня. Кроме этого, в настоящее время выделены еще коротко-длиннодневные и длинно-короткодневные группы растений, цветение которых происходит при смешанных фотопериодах. В каждой из названных групп есть растения, обязательно требующие для зацветания соответствующего фотопериода (облигатные), и есть растения, лишь ускоряющие зацветание при определенной длине дня. К короткодневным растениям относятся рис, сахарный тростник, кукуруза, хризантема, к длиннодневным — растения умеренных широт: пшеница, овес, лен, свекла, шпинат, клевер. Для многих растений изменение длины дня даже на 15—20 мин уже вызывает фотопериодическую реакцию. Растения сильно различаются по числу фотопериодических циклов (числу суток с определенной длиной дня), которые вызывают затем переход к цветению. Одним растениям достаточно одного цикла, иначе говоря, воздействия определенной длиной дня в течение одних суток. Другим растениям необходимо получить определенную длину дня в течение 25 суток (25 циклов). Таким образом, фотопериодическое воздействие необходимо растительному организму лишь на протяжении определенного периода, после чего растение зацветает уже при любом соотношении дня и ночи. Это явление называют фотопериодической индукцией. Исследования, проведенные на растениях короткого дня, показали, что для их перехода к образованию репродуктивных органов (цветению) важна длительность не дня, а ночи. Иначе говоря, для короткодневных растений необходим темновой период определенной длины. Если в середине темнового периода дать хотя бы вспышку света, то растение короткого дня к цветению уже не переходит. Так, если темновой период прерывается освещением на 3—5 мин, то коротко-дневные растения не зацветают. Для длиннодневных растений нужен короткий темновой период. Фотопериодическое воздействие вызывается светом малой интенсивности. Так, достаточно прервать темновой период суток вспышкой света интенсивностью в 3—5 лк, чтобы короткодневные растения не зацвели. Даже лунный свет препятствует переходу к цветению короткодневных растений. Фотосинтез при таких интенсивностях освещения еще не идет. Эти данные показывают относительную независимость явления фотопериодизма от фотосинтеза. Вместе с тем переходу растений к цветению должен предшествовать определенный период нормального протекания фотосинтеза. Это связано с тем, что для проявления фотопериодической реакции нужно достаточное и определенное количество питательных (трофических) веществ, в частности углеводов и азотистых веществ. Как уже упоминалось, для растений КД важно преобладание азотистых веществ, тогда как для ДД — углеводов. Реакция на фотопериод зависит от температуры. Так, один и тот же вид смолевки при 20°С ведет себя как ДД, а при 5°С как КД растение. Фотопериодическая реакция растений наиболее успешно проходит лишь в лучах определенной длины волны, что доказано опытами американских ученых С. Хендрикса и X. Бортвика. Наиболее активными в смысле задержки цветения КДР оказались красные лучи (длина волны 660 нм). Спектр действия фотопериодической реакции оказался совпадающим со спектром действия фитохрома (с. 337). Действие вспышки красного (660 нм) света на задержку цветения ко­роткодневных растений снимается действием дальнего красного света. В ночной период Фдк под влиянием дальних красных лучей превращается в Фк, и это способствует началу реакций, приводящих короткодневные растения к цветению. При вспышке красного света Фк превращается в Фдк, и это ингибирует реакции, приводящие к цветению. Следовательно, для перехода к цветению короткодневных растений нужно меньшее содержание активного фитохрома, поглощающего дальние красные лучи, тогда как для перехода к цветению длиннодневных необходимо его более высокое содержание. Для фотопериодического действия рецепторным (воспринимающим) органом является лист. В опытах, проведенных с КДР, в частности с хризантемой, воздействию короткого дня подвергали либо листья, либо обезлиственные побеги. Указанные части растения закрывали на определенное время пакетами из непроницаемой для света бумаги. Растение зацветало, если воздействию уко­роченного дня подвергали только листья или листья вместе с точкой роста. Те растения, у которых воздействию короткого дня подвергали только точку роста или обезлиственные побеги, не зацветали. Таким образом, именно листья являются органами, воспринимающими фо­топериодическое воздействие, под влиянием которого происходят ответные изменения в точке роста. Результатом этих изменений является превращение вегетативной почки в цветочную. Это дало основание М.Х. Чайлахяну предположить, что в листе вырабатываются вещества (гормоны), которые вызывают переход к цветению. Оказалось, далее, что возникающие в листе вещества по преимуществу локализуются в том побеге, где они образуются, так как передвижение идет от листьев к точке роста, расположенной на том же побеге. Интересные результаты дали опыты с прививками. Оказалось, что если побеги с листьями короткодневного растения (периллы или хризантемы), выдержанного на коротком дне, привить на растение этого же типа, выдержанное на длинном дне, то последнее зацветает на несоответствующем фотопериоде. Это подтвердило положение, что в листьях первого растения образуются гормональные вещества, которые при прививке вызывают изменения — развитие цветочной почки у второго растения. Важные результаты были получены при прививках длиннодневных растений на короткодневные и обратно. Оказалось, что при прививке растений топинамбура (КДР) на цветущее растение подсолнечника (ДДР) топинамбур зацветал при длинном дне. Сходные результаты были получены в опытах, в которых длиннодневное растение прививалось на цветущее короткодневное. Таким образом, исследования показали, что листья, выдержанные на соответствующем фотопериоде, содержат вещества, вызывающие цветение независимо от условий, в которых содержатся ос­тальные части растения. При этом вещества, вызывающие цветение, идентичны как для КДР, так и для ДДР. Одновременно было показано, что листья, выдержанные на несоответствующем фотопериоде, тормозят переход растений к цветению. По-видимому, в них накапливаются ингибиторы цветения. Последние сведения, проведенные с использованием современных методов, подтвердили, что формирование стимула цветения связано с листьями. Так, в опытах Дж. Коласанти показано, что в молодых листьях кукурузы происходит индукция экспрессии idl-гена. Выдвигается предположение, что эти гены кодируют белки, регулирующие транскрипцию других генов, участвующих в формировании сигнала цветения.

---

Для нормального развития растений южных стран (особенно тропических) большей частью необходим короткий день, а для растений умеренного климата более длинный. Так, соя, фасоль, просо, сорго, рис, кукуруза, табак, хлопчатник, подсолнечник и хризантема зацветают тем скорее, чем короче день и чем длиннее ночь. Эти растения, по происхождению своему преимущественно тропические, называют растениями короткого дня. Такие растения при удлинении дня развивают большую вегетативную массу стеблей и листьев, но плохо зацветают или совсем не зацветают. Растения короткого дня при культуре на севере, где продолжительность летнего дня большая, дают большую зеленую массу, но задерживаются в цветении и не успевают созревать. Многие южные растения (кукуруза, подсолнечник) в более северных районах приобретают значение как силосные культуры.

Такие растения, как пшеница, ячмень, а также мак, редис и др., относятся к растениям длинного дня. Увеличивая продолжительность дня путем добавочного электрического освещения, можно ускорить наступление цветения и созревания их и, наоборот, сокращая день (накрывая растения непроницаемыми для света ящиками), можно получить сильноразвитую вегетативную массу и одновременно отодвинуть их цветение и созревание. Изменять продолжительность дневного освещения растений можно в период выращивания рассады растений, и эти приемы входят в практику овощеводства.

Органом восприятия фотопериодических воздействий, являются листья растений. В листьях возникают какие-то продукты обмена веществ, природа которых не выяснена. Эти продукты перетекают к точкам роста, приводя к образованию генеративных органов.

3. Специальное оборудование и приборы, используемые для изучения экологии растений.

1. Ботаническая папка. Ее можно сделать из 2-х листов плотного картона (чем плотней картон, тем лучше) размера 50*35 см. с двумя продернутыми тесемками для затягивания (желательна, так называемая, сапожная тесьма). Хорошо, если у папки с наружнойстороны крепко пришиты два кольца, через которые продет длинный ремень для ношения папки через плечо; без такого ремня, при большом наполнении папки, очень устает рука во время длинных переходов (см. рис. № 1).

Рис. № 1.

2. Ручной совок или лопатка для выкапывания растений; но лучше вместо лопатки брать с собой широкую столярную или токарную (с косым острием) стамеску (см. рис. № 2). Совок или лопатка, если они легки, часто ломаются; если же брать такие, которые сломать нельзя, то они очень тяжелы, а стамеска легка, и сломать ее нельзя; кроме того, она хорошо режет землю, и ее удобно носить за голенищем сапога (острием вверх!). Небольшое практическое замечание: лопатку (или стамеску) необходимо привязать на довольно длинной веревке к сапожному ушку (или поясу), иначе очень быстро лопатка будет потеряна (особенно часто теряются лопатки после выкапывания какого-либо интересного редкого растения).

---

Смотрите также файлы

• Климограмма.docx

• Коэффициент сходства.docx

• ЛР №1.doc

• ЛР №2.doc

• ЛР №3.docx