ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2019
Просмотров: 2796
Скачиваний: 5
Растения по-разному приспосабливаются к неблагоприятным температурным условиям:
- повышают концентрацию клеточного сока за счёт накопления в нём моно- и дисахаридов, антоцианов;
- образуют термоизоляционные вторичные покрывные ткани – перидерму и корку;
- образуют приземистые и розеточные формы травянистых и древесных растений (кустарников, полукустарников), которые в зимний период укрываются снегом, за счёт чего выдерживают отрицательные температуры;
- формируют втягивающие корни, которые погружают (втягивают) в более глубокие слои почвы стебли (каудекс), корневища и луковицы.
Воздух (атмосфера) – представляет собою газопылевую оболочку планеты, в которой растения поддерживают баланс кислорода (20,95%) и углекислого газа (0,03%), за счёт прохождения в их клетках двух разнонаправленных процессов фотосинтеза и дыхания. На растительные организмы влияют как химический состав воздуха (его загрязнённость), так и перемещение воздушных масс.
Защитные реакции растений на агрессивные химические соединения, содержащиеся в воздухе, называются газостойкостью и выражаются в способности:
- быстро восстанавливать повреждённые канцерогенными веществами ткани организма – биологическая газостойкость;
- в силу своего строения, не пропускать канцерогенные вещества к живым тканям организма – морфолого-анатомическая газостойкость;
- нейтрализовать действие вредных примесей воздуха своими физиологически активными веществами – физиологическая газостойкость.
У большинства растений все три вида газостойкости присутствуют одновременно, у других преобладает тот или другой вид газостойкости. Травянистые растения лучше переносят загрязнение воздуха, чем древесные. Наиболее чувствительные к загрязнению воздуха хвойные растения и лиственные (клён, берёза, липа).
Ветер (перемещение воздуха) обеспечивает опыление растений, распространение семян и спор, травмирует растения (буреломы и ветровалы), меняет температурный режим, усиливает испарение воды (транспирацию).
Почвенные (эдафические) факторы включают в себя действие на растения химического и гранулометрического состава почвы, а также создают условия для действия почвенной флоры и фауны (биогенного фактора). Основным комплексным показателем качества почвы является её плодородие – наличие в почве доступных растению минеральных элементов питания. По требовательности растений к плодородию почвы их делят на четыре группы:
1. Ультрамегатрофы – растения, очень требовательные к плодородию почв (подсолнечник).
2. Мегатрофы (эутрофы) – растения, растущие на богатых питательными веществами почвах (дуб, ясень, одуванчик).
3. Мезотрофы – растения, умеренно требовательные к содержанию питательных веществ в субстрате (ель).
4. Олиготрофы – растения, растущие на бедных питательными веществами почвах (сосна, вереск, торфяной мох).
Химический состав почвы существенно влияет на обменные процессы в растениях посредством кислотности почвы (рН) и наличия в ней определённых минеральных солей.
Многие виды растений развиваются только в определённом диапазоне кислотности почвы рН (реакции среды), из них выделяют:
- ацидофилы – растения кислых субстратов;
- базофилы – растения щелочных субстратов;
- нейтрофилы – растения почв с реакцией близкой к нейтральной;
- индифферентные – виды растений, обитающие в широком диапазоне кислотности.
Каждый вид растений определённым способом реагирует на состав и концентрацию солей в почве, из них выделяют некоторые группы растений по отношению к минеральному составу почв:
- кальцефилы – растения, позитивно реагирующие на содержание солей кальция в почве: дуб известковый, бук лесной, люцерна серповидная;
- кальцефобы – растения, которые не переносят избыток кальция в почве (это преимущественно растения кислых почв и болот): вереск, багульник;
- факультативно известняковые – нейтральные к содержанию кальция: акация белая, донник белый, роман;
- галофиты – растения, приспособленные к жизни на засолённых почвах – солончаках и солонцах: солянки, кермек, полынь.
Физические факторы почвы – гранулометрический (механический) состав и плотность почвы влияют не только на растение, но и на почвенную фауну и микроорганизмы. По отношению к механическому составу почв выделяют некоторые группы растений:
- литотрофы (петрофиты) – растения, произрастающие на каменистых горных породах;
- псаммофиты – растения песков, при занесении песком способны образовывать дополнительные яруса корней, благодаря чему растения закрепляют пески.
Орографические факторы связаны с влиянием рельефа (экспозиции и крутизны склонов, высоты над уровнем моря) на растения через регуляцию теплового, ветрового, водного режимов и освещения. Выделяют пять основных категорий рельефа:
- нанорельеф – мелкие впадины, кротовины, кочки, муравейники и т.д. – формируется при активном участии животных и растений;
- микрорельеф – это карстовые воронки, степные блюдца, небольшие барханы (дюны) – создаёт условия для жизни растений, даже небольшие понижения благоприятствуют повышению влажности почвы и смене видового состава растений;
- мезорельеф – балки, овраги, долины рек, большие карстовые воронки, береговые валы, котловины, горные отроги и др. – концентрирует большие объёмы воды в низинах, регулирует вертикальное движение воздушных масс, пространственно разделяет растения по отношению к разным климатическим и почвенным условиям, что складываются в разных его частях;
- макрорельеф – представлен плоскогорьями, горными массивами, низменностями, бассейнами рек – создаёт природные границы распространения (ареалы) отдельных видов растений, формирует большие фитоценозы болот, лугов, лесов, степей, саван, пустынь и т.д.;
- мегарельеф – включает планетарные формы: материковые шельфы, ложе океана, горные системы – формирует и ограничивает растительные зоны: тундры, леса (тайги), лесостепи, степи, пустынь.
Биотические или биогенные факторы включают в себя взаимодействие разных компонентов биосферы (живых организмов) с растениями, как одно из звеньев пищевой цепи, а также через явления паразитизма, симбиоза и аллелопатии. Пищевая цепь представляет собою взаимосвязанный ряд организмов (растений, животных, микроорганизмов). Организмы в этой цепи связаны между собою отношениями: пища – потребитель, то есть каждое предыдущее звено цепи служит пищей для следующей. Обычно пищевые цепи включают в себя от 2 до 5 звеньев:
- продуценты – хемо- и фотосинтезирующие организмы (бактерии, водоросли, автотрофные растения), которые образуют органические соединения из минеральных веществ;
- первичные консументы – фитофаги – травоядные животные, растения-паразиты, патогенные организмы (грибы, бактерии и вирусы), которые вызывают заболевания у растений – организмы-потребители, способные перерабатывать (трансформировать) органические соединения;
- вторичные консументы – хищники – плотоядные животные и растения, паразиты животных, вызывающие у них заболевания;
- редуценты – грибы, бактерии, другие одноклеточные организмы, которые разлагают органические соединения до минеральных веществ.
Продолжительное взаимодействие (сосуществование) организмов разных видов называется симбиозом. Паразитизм представляет собой антагонистический симбиоз, в котором один вид организма (паразит) использует другой организм (хозяин) в качестве среды обитания и источника питания, принося ему вред. Паразитами для растений, кроме гетеротрофных растений, могут выступать грибы, бактерии, вирусы, которые вызывают заболевания растений (угнетение роста и развития) и даже гибель.
Мутуализм – это взаимовыгодное сосуществование двух симбионтов. Примерами мутуализма у растений могут быть:
- микориза – соединение проводящей системы корней высших растений с мицелием грибов. Гриб поглощает из растения органические вещества, а взамен поставляет воду с минеральными веществами;
- клубеньковые бактерии, поселяющиеся в коре корней бобовых растений, в результате чего на корнях образуются клубеньки. Бактерии усваивают атмосферный азот, переводя его в доступную для растения форму;
- энтомофилия – сбор нектара и опыление цветковых растений насекомыми;
- зоо- и орнитохория – поедание плодов и распространение семян растений животными и птицами.
Аллелопатия – взаимное влияние растений друг на друга (угнетение роста, задержка цветения) путём выделения ими физиологически активных соединений (антибиотиков, фитонцидов и др.) в почву через корневую систему и в атмосферу через листья.
Антропогенный фактор влияния на растения связан с деятельностью человека. Растения играют ключевую роль в жизни человека как источник питания, топлива, строительного материала и одежды. Человек может менять, сохранять или уничтожать экологические системы планеты: менять ландшафты, использовать растительные ресурсы лесов, пастбищ, лугов; выращивать продовольственные и технические растения; распахивать землю, заменять природные фитоценозы агрофитоценозами; применять в сельском хозяйстве удобрения и пестициды, которые накапливаются в почве, меняют её рН и попадают в грунтовые воды и т.д.
3.2. Жизненные формы растений
Жизненная форма растений – это классификация растений по их приспособленности к условиям окружающей среды. Широко распространенная классификация жизненных форм растений К. Раункиера, которая основывается на размещении почек возобновления по стеблю относительно поверхности почвы на протяжении периода покоя.
1. Фанерофиты – растения, почки возобновления которых перезимовывают на не отмирающих стеблях на высоте 25 см и более (кусты: смородина, шиповник, сирень и др.; деревья: рябина, орех, клён и др.);
2. Хамефиты – растения, почки возобновления которых перезимовывают низко над землёй (0 – 25 см) и могут укрываться снегом, побеги частично отмирают на неотмирающих стеблях (полукустарники: полынь, тимьян и др.; двулетние растения: капуста);
3. Гемикриптофиты – растения, почки возобновления которых зимуют на уровне почвы и находятся под защитой отмерших вегетативных органов и снега (многолетние травянистые растения: люцерна, клевер; двулетние растения: свёкла, морковь);
4. Криптофиты – растения, почки возобновления которых зимуют на подземных побегах (клубнях – картофель, луковицах – тюльпан, чеснок, корневищах – пырей). Среди криптофитов выделяют: сухопутные – геофиты, болотные – гелофиты, водные – гидрофиты. Криптофиты с очень коротким периодом вегетации (2–3 недели) называются эфемероидами (гусиный лук жёлтый, тюльпаны, крокусы, безвременник и др.).
5. Терофиты – однолетние растения, почки возобновления которых размещаются в семенах, вегетативные органы полностью отмирают (яровой ячмень, пшеница, кукуруза). Терофиты с коротким периодом вегетации (2–3 недели) называются эфемерами (крупка дубравная, рогоглавник серповидный и др.).
3.3. Фитоценология
Фитоценология (геоботаника) – наука, изучающая растительные сообщества (фитоценозы), их структуру, происхождение и развитие, возможности использования и улучшения.
Фитоценоз – это динамическое растительное сообщество, продолжительное время, формировавшееся на определенной территории в определённых экологических (климатических, почвенных, орографических и биотических) условиях.
Растительный покров Земли состоит из бесконечного количества фитоценозов, которые могут образовываться, развиваться, изменяться, угнетаться и самовосстанавливаться. Процессы смены одних фитоценозов другими называются сукцессиями. Происходят они под влиянием (со сменой) экологических условий (в т. ч. антропогенных факторов).
Фитоценозы выделяют по определённой сумме признаков, которые вместе определяют общую структуру фитоценоза и его морфологию. Признаки фитоценоза делят на две группы:
- аналитические – количественные и качественные показатели: видовой состав, площадь фитоценоза, ярусность, аспект, обилие, покрытие, размещение видов в фитоценозе, жизненность, синузии;
- синтетические – аналитические, расчётные показатели: встречаемость (константность, постоянство) видов и коэффициент флористической общности (мера Жаккара).
На основе изучения признаков в сравнительном плане определяют границы фитоценозов, изучают их динамику в пространстве и времени, проводят классификацию.
Видовой состав фитоценоза – все виды растений, присутствующие в фитоценозе (вписываются в бланк описания растительных сообществ). В дальнейшем каждый вид растений характеризуется по другим аналитическим признакам. Обобщённо фитоценозы характеризуются видами, которые преобладают в них:
- доминанты – виды растений, преобладающие в первом ярусе фитоценоза количественно, по биомассе или степенью покрытия поверхности почвы;
- субдоминанты – виды растений, преобладающие в нижних ярусах фитоценоза;
- эдификаторы – виды растений (доминанты или субдоминанты), которые определяют общий вид фитоценоза и создают специфическую среду фитоценоза.
Площадь фитоценоза – наименьшая площадь, в пределах которой представлены все основные признаки фитоценоза; определяется микроклиматическими условиями рельефа и физико-химическим составом почв.
Ярусность – размещение вегетативных органов растений по высоте в надземном пространстве, и по глубине – в подземном. Ярусы различают визуально по неоднородности вертикального распределения фитомассы. В фитоценозах выделяют четыре основных яруса, в каждом из которых можно выделить несколько подъярусов:
- древостой (ярус А) – древесный ярус, которые занимают древесные породы растений;
- подлесок (ярус В) – кустарниковый ярус, в котором находятся кустовые формы растений;
- травяно-кустарниковый ярус (ярус С) – ярус размещения травянистой растительности, небольших кустиков и одиночных кустов;
- мохово-лишайниковый ярус (ярус D) – наземный ярус размещения мхов и лишайников.
Обилие – степень участия отдельных видов в формировании фитоценоза, определяется глазомерно и количественными показателями: числом экземпляров на единице поверхности, весовым и объёмным соотношениями.