Окремими екологічними факторами є світло, температура, вологість повітря, опади, вітер та ін.
Щодо потреби до світламожна виділити три екологічні групи рослин: 1. світлові рослини, або геліофіти- Рослини відкритих просторів. Сюди відносяться, наприклад, ковили, більшість культивованих рослин: цукрові буряки, картопля, 2. тіневитривалі рослини, або гемісціофіти. Вони можуть переносити велике затінення, наприклад, збірна їжа 3. тінелюбні рослини - Сціофітине переносять повного висвітлення, наприклад, кислиця, седмичник.
Зростання рослин безпосередньо пов'язане з температурним фактором. Чітко різняться термофільні(від грецької термо- Теплота, філос –любов) рослини та їх антиподи – холодовитривалі, або кріофільні(від грецької кріос- Холод). А. Декандоль (1885) виділяє групи гекістотермних, мікротермних імегатермнихрослин (від грецької гекістос- Холод, мікрос– малий, мегас- Великий).
Рослини за характерним для них водним режимомподіляють на гідрофіти, гелофіти, гігрофіти, мезофіти, ксерофіти.
Гідрофіти(від грецької гідор- Вода, фітон– рослина) – водні рослини, що вільно плавають, або укорінюються на дні водойми і повністю занурені у воду. Прикладами плаваючих гідрофітів служать елодея канадська, плаваючий рдест, латаття біле, кубашка жовта. Для цих рослин характерні сильний розвиток повітроносної тканини - аеренхіми, велика кількість продихів у плаваючого листя. Слабкий розвиток механічних тканин, іноді різнолиста.
Гелофіти(від грецької гело- Болото, фітон– рослина) водно – наземні рослини, що ростуть як у воді на мілководдях, так і по перезволожених берегах річок, водойм, можуть мешкати і на рясно зволоженому ґрунті на відстані від водойм. До гелофітів відносять очерет звичайний, шапку, стрілолист, сусак.
Гігрофіти(від грецької гігрос- Вологий, фітон– рослина) – наземні рослини, які ростуть в умовах підвищеної вологості ґрунту та повітря. Їхні тканини насичені водою до 80% і вище, є водяні продихи. До гігрофітів відносяться кислиця звичайна, росянка кругліста, підмаренник болотний, рис посівний. Для гігрофітів характерна слабка пристосованість до регулювання своєї гідратури. Тому зірвані рослини із цієї групи дуже швидко в'януть.
Мезофіти(від грецької мезос -середній, фітон- Рослина) - рослини пристосовані до життя в умовах середнього водопостачання. Можуть переносити нетривалу та не дуже сильну посуху. До цієї групи належить переважна більшість рослин лісів та лук.
Ксерофіти(від грецької ксерос- сухий, фітон– рослина) – рослини, пристосовані до життя в умовах низького водопостачання. Вони здатні переносити ґрунтову та атмосферну посуху, оскільки мають різноманітні пристосування для життя в умовах жаркого клімату за дуже малої кількості опадів. Більшість ксерофітів мають пристрої, що обмежують транспірацію: безлистість, дрібнолиста, опушення, літній листопад.
Екологічне значення вітру влісових екосистемах пов'язано з перенесенням не тільки пилку та спор, а й дрібного насіння . Анемофільні(від грецької анемос-вітер, філе-люблю) рослини продукують величезну масу дрібного сухого пилку. До анемофільних рослин належать усі голонасінні та близько 10 відсотків покритонасінних. У анемохорних растеній (від грецької анемос-вітер, хорео-Продвигаюсь) рослин на насінні або плодах утворюються всілякі вирости: чубчики, крилатки, парашутики. Наступне пристосування-освіта дуже дрібного і найлегшого насіння, наприклад насіння заразих, орхідних, а також пристосування «перекотиполе», наприклад у кермеків.
Запитання для самостійної підготовки
1.Ботаніка та об'єкти її вивчення. Подібність та відмінності між рослинами та тваринами. Концепція екології рослин.
2.Клітка рослин, її органели, відмінні риси рослинної та тваринної клітини.
3.Клетка прокаріотів і еукаріотів, риси подібності та відмінності.
4.Покривні тканини рослин: первинні та вторинні. Функції покривної тканини.
5. Механічні тканини, їхнє розташування в тілі рослин, функції механічних тканин.
6.Провідні тканини рослин, їх функції та будова.
7. Флоема як складна тканина. Функції флоеми.
8.Запасаючі тканини рослин, їх функції та розташування в тілі рослин.
9.Аеренхіма, її функції та розташування в тілі рослин.
10.Корінь. Опції. Зовнішня та внутрішня будова.
11. Види коренів. Типи кореневих систем, вплив екологічних факторів на їх розміри та розміщення. Видозміна коріння.
12. Втеча. Будова та типи пагонів. Розгалуження та наростання.
13. Нирка. Будова та різноманітність нирок.
14.Видозміни пагонів.
15.Стебло. Опції. Особливості внутрішньої будови стебел однодольних та дводольних трав'янистих рослин.
16.Особливості будови стебла деревної рослини.
17.Морфологія листя.
18.Внутрішня будова листя. Функції аркуша. Фотосинтез.
19. Вплив екологічних факторів на зовнішню та внутрішню будову стебла та листя.
20. Тривалість життя листя. Листопад.
21. Квітка. Будова. Функції частин квітки.
22. Запилення.
23. Подвійне запліднення. Формування насіння та плоду.
24. Типи суцвіть та їх біологічне значення.
25. Плоди. Класифікація плодів.
26. Будова насіння. Типи насіння. Умови, необхідні проростання насіння.
27. Поширення плодів та насіння.
28. Загальні відомості про розмноження рослин.
29. Вегетативне розмноження.
30. Поняття зростання рослин.
31. Екологічні чинники рослин.
32. Екологічні групи рослин.
33. Життєві форми рослин.
34.Поняття про флору та рослинність. Ареали рослин. Флористичні області.
35. Системи рослин. Таксономічні одиниці. Характеристика нижчих та вищих рослин.
36. Бактерії та ціанобактерії. Особливості будови. значення.
37. Водорості. Характеристика відділів водоростей. значення.
38. Гриби. Характеристика класів. значення.
39. Лишайники. Особливості будови. значення.
40. Мохоподібні. Характеристика відділу, його розподіл класи.
41. Папоротьподібні. Характеристика плаунів, хвощів, папоротей.
43. Покритонасінні. Характеристика відділу, його розподіл класи.
44. Характеристика сімейств лютикових, розоцвітих, бобових.
45. Характеристика сімейств зонтичних, хрестоцвітих, пасльонових, складноцвітих.
46. Характеристика сімейств лілейних та злакових.
47. Поняття рослинних угруповань.
48. Закономірності розподілу рослинних угруповань по природним зонам біля Російської Федерації. Рослинність тундри.
49. Рослинність лісової зони Російської Федерації.
51. Рослинність степової зони Російської Федерації.
52. Рослинність лук і боліт.
53. Рослинність пустель.
54. Значення рослин у природі та житті людини. Кімнатні рослини.
Дата публікації: 2014-11-03; Прочитано: 3505 | Порушення авторського права сторінки Замовити написання роботи
сайт - Студопедія.Орг - 2014-2019 рік. Студопедія не є автором матеріалів, що розміщені. Але надає можливість безкоштовного використання(0.003 с) ...Вимкніть adBlock!
дуже потрібно
Екологічна група відбиває ставлення рослин до якогось одного фактора. Екологічна група поєднує види, що однаково реагують на той чи інший фактор, що потребують їх нормального розвитку в подібних інтенсивностях даного фактора і мають близькі значення точок оптимуму. Види, що входять в одну й ту саму екологічну групу, характеризуються не лише подібними потребами в якомусь екологічному факторі, а й поряд подібних спадково закріплених анатомо-морфологічних ознак, зумовлених цим фактором. Найбільш важливими екологічними факторами, що впливають на структуру рослин, є вологість та світло, велике значення мають також температурний режим, особливості ґрунтів, конкурентні відносини у співтоваристві та низка інших умов. До подібних умов рослини можуть пристосовуватися по-різному, виробляючи різну "стратегію" використання наявних і компенсації життєвих факторів, що відсутні. Тому в межах багатьох екологічних груп можна знайти рослини, що різко відрізняються один від одного за зовнішнім виглядом. габітусута за анатомічною структурою органів. Вони мають різну життєву форму. Життєва форма, на відміну від екологічної групи, відображає пристосованість рослин не до одного, окремо взятого екологічного фактора, а до всього комплексу умов проживання.
Таким чином, до однієї екологічної групи входять види різних життєвих форм, і, навпаки, одна життєва форма буває представлена видами з різних екологічних груп.
Вода має винятково важливе значення для життєдіяльності рослинного організму. По відношенню до вологості розрізняють такі основні групи рослин.
1. Ксерофіти- рослини, що пристосувалися до значного постійного чи тимчасового нестачі вологи у ґрунті чи повітрі.
2. Мезофіти- рослини, що живуть за умов досить помірного зволоження.
3. Гігрофіти- рослини, що мешкають при підвищеній вологості атмосфери.
4. Гідрофіти- Рослини, що пристосувалися до водного способу життя. У вузькому сенсі гідрофітами називають тільки напівзанурені у воду рослини, що мають підводну та надводну частини, або плаваючі, тобто живуть і у водному, і в повітряному середовищі. Повністю занурені у воду рослини називають гідатофітами.
Світло має у житті рослин дуже велике значення. Насамперед, він є необхідною умовою фотосинтезу, в процесі якого рослини пов'язують світлову енергію та за рахунок цієї енергії здійснюють синтез органічних речовин із вуглекислого газу та води. Світло впливає також на ряд інших життєвих функцій рослин: проростання насіння, зростання, розвиток репродуктивних органів, транспірацію та ін. світло надає рослини як пряме, а й опосередкований вплив.
Зазвичай виділяють три екологічні групи рослин: 1) геліофіти- Світлолюбні рослини; 2) сціогеліофіти- тіньовитривалі рослини; 3) сціофіти- Тенелюбні рослини.
Геліофіти, або світлолюбні рослини, - це рослини відкритих (незатінених) місцепроживання. Вони зустрічаються у всіх природних зонах Землі. Геліофітами є, наприклад, багато видів рослин верхніх ярусів степів, лук і лісів, наскельні мохи та лишайники, багато видів розрідженої пустельної, тундрової та високогірної рослинності.
Сціогеліофітами називають тіньовитривалі рослини, які мають високу пластичність по відношенню до світла і можуть нормально розвиватися як при повному освітленні, так і в умовах більш менш вираженого затінення. До тіньовитривалих рослин відносяться більшість лісових рослин, багато лугових трав і невелика кількість степових, тундрових та деяких інших рослин.
Сціофіти нормально ростуть і розвиваються в умовах слабкого освітлення, негативно реагуючи на пряме сонячне світло. Тому їх можна назвати тенелюбними рослинами. До цієї екологічної групи належать рослини нижніх ярусів густих тінистих лісів і густотравних лук, занурені у воду рослини, нечисленні мешканці печер.
Своєрідним типом фізіологічної адаптації деяких тенелюбів до нестачі світла є втрата здатності до фотосинтезу та перехід до гетеротрофного харчування. Це рослини – симбіотрофи(мікотрофи), які отримують органічні речовини за допомогою грибів-симбіонтів (під'єльник ( Hypopitys monotropa) із сімейства вертляніцевих, човнів ( Corallorhiza), гніздування ( Neottia), надборідник ( Epipogium) із сімейства орхідних). Пагони цих рослин втрачають зелене забарвлення, листя редукуються і перетворюються на безбарвні луски. Коренева система набуває своєрідної форми: під впливом гриба зростання коренів у довжину обмежується, зате вони розростаються в товщину.
В умовах глибокого затінення нижніх ярусів вологотропічних лісів виробилися особливі життєві форми рослин, які в кінцевому підсумку виносять основну масу пагонів, вегетативних і квітконосних, у верхні яруси, до світла. Це вдається завдяки специфічним способам зростання. Сюди відносяться ліаниі епіфіти.
Ліани вибираються світ, використовуючи як опору сусідні рослини, скелі та інші тверді предмети. Тому ще називають лазящими рослинами у сенсі. Ліани можуть бути деревними та трав'янистими і найбільш характерні для вологотропічних лісів. У помірній зоні їх найбільше у вологих вільщах на берегах водойм; це майже виключно трави, такі як хміль ( Humulus lupulus), калістегія ( Calystegia), ясенник ( Asperula) і т.д. У лісах Кавказу зустрічається чимало дерев'янистих ліан (сассапариль ( Smilax), обвійник ( Periploca), ожини). На Далекому Сході вони представлені китайським лимонником ( Schisandra chinensis), актинідією ( Actinidia), виноградом ( Vitis).
Цікаву життєву форму представляють також ефемери та ефемероїди листопадних лісів, наприклад кандик сибірський ( Erythronium sibiricum), простріл розкритий ( Pulsatilla patens), горицвіт весняний ( Adonis vernalis), вітряна лісова ( Anemone sylvestris), медунка м'яка ( Pulmonaria dacica). Всі вони є світлолюбними рослинами і можуть рости в нижніх ярусах лісу тільки завдяки тому, що зсувають свій короткий вегетаційний період на весну і початок літа, коли листя на деревах ще не встигає розпуститися, і освітленість поверхні грунту виявляється високою. На час повного розпускання листя в кронах дерев і появи затінення вони встигають відцвісти і утворити плоди.
Тепло одна із необхідних умов існування рослин, оскільки всі фізіологічні процеси і біохімічні реакції залежить від температури. Виділяють чотири екологічні групи рослин: 1) мегатерми – жаростійкі рослини; 2) мезотерми – теплолюбні, але не жаростійкі рослини; 3) мікротерми – не вимогливі до тепла рослини, які ростуть в умовах помірно холодного клімату; 4) гекістотерми – особливо холодостійкі рослини. Останні дві групи нерідко поєднують в одну групу холодостійких рослин.
Мегатерми мають цілу низку анатомо-морфологічних, біологічних і фізіологічних пристосувань, які дозволяють їм нормально відправляти свої життєві функції за порівняно високих температур. Особливо важливе значення для жаростійких рослин мають фізіологічні адаптації, насамперед здатність протопласту без шкоди переносити високі температури. Для деяких рослин характерна висока інтенсивність транспірації, що веде до охолодження тіла та оберігає їх від перегріву.
Жаростійкі рослини характерні для сухих і жарких областей земної кулі, як і розглянуті раніше ксерофіти. Крім того, до мегатерм відносяться наскельні мохи та лишайники освітлених місцепроживання різних широт і види бактерій, грибів і водоростей, що мешкають у гарячих джерелах.
До типових мезотерм відносяться рослини вологотропічного пояса, які живуть в умовах постійно теплого, але не спекотного клімату, в діапазоні температур 20-30°С. Як правило, ці рослини не мають жодних пристроїв до температурного режиму. До мезотерм помірних широт відносяться так звані широколистяні деревні породи: бук ( Fagus), граб ( Carpinus), каштан ( Castanea) та ін., а також численні трави з нижніх ярусів широколистяних лісів. Ці рослини тяжіють у своєму географічному поширенні до океанічних околиць материків з м'яким вологим кліматом.
Мікротерми – помірно холодостійкі рослини – характерні для бореально-лісової області, до найбільш холодостійких рослин – гекістотерм – відносяться тундрові та високогірні рослини.
Основну адаптивну роль у холодостійких рослин відіграють фізіологічні механізми захисту: насамперед, зниження точки замерзання клітинного соку і так звана "льодостійкість", під якою розуміють здатність рослин без шкоди переносити утворення льоду в їх тканинах, а також перехід багаторічних рослин у стан зимового спокою. Саме в стані зимового спокою рослини мають найбільшу холодостійкість.
Для найбільш холодостійких рослин – гекістотермів велике адаптивне значення мають такі морфологічні особливості, як невеликі розміри та специфічні форми росту. Дійсно, переважна більшість тундрових і високогірних рослин мають малі (карликові) розміри, наприклад, карликова береза ( Betula nana), верба полярна ( Salix polaris) та ін. Екологічне значення карликовості полягає в тому, що рослина розташовується в більш сприятливих умовах, влітку краще прогрівається сонцем, а взимку захищається сніжним покривом.
Грунт є одним із найважливіших середовищ життя сухопутних рослин. У природних умовах реакція ґрунту складається під впливом клімату, ґрунтоутворювальної породи, ґрунтових вод та рослинності. Різні види рослин неоднаково реагують на реакцію ґрунту і, з цього погляду, поділяються на три екологічні групи: 1) ацидофіти; 2) базифіти та 3) нейтрофіти.
До ацидофітів відносять рослини, які віддають перевагу кислим грунтам. Ацидофітами є рослини сфагнових боліт, наприклад сфагнові мохи ( Sphagnum), багно болотний ( Ledum palustre), касандра, або болотний мирт ( Chamaedaphneca lyculata), підбіл ( Andromeda polifolia), журавлина ( Oxycoccus); деякі лісові та лучні види, наприклад брусниця ( Vaccinium vitis - idaea), чорниця ( Vaccinium myrtillus), хвощ лісовий ( Equisetum sylvaticum). До базифітам відносять рослини, які віддають перевагу грунту, багаті основами і тому мають лужну реакцію. Базифіти виростають на карбонатних та солонцевих ґрунтах, а також на оголеннях карбонатних порід. Нейтрофіти воліють ґрунти з нейтральною реакцією. Однак багато нейтрофітів мають широкі зони оптимуму - від слабокислої до слаболужної реакції.
Під сольовим режимом ґрунтів розуміють склад та кількісні співвідношення хімічних речовин у ґрунті, які визначають вміст у ньому елементів мінерального живлення. Рослини реагують зміст, як окремих елементів мінерального харчування, і всієї їх сукупності, що визначає рівень родючості грунту (чи його “трофність”). Різні види рослин потребують свого нормального розвитку різних кількостях мінеральних елементів у грунті. Відповідно до цього розрізняють три екологічні групи: 1) оліготрофи; 2) мезотрофи; 3) евтрофи(мегатрофи).
Оліготрофами називають рослини, які задовольняються дуже малим вмістом елементів мінерального харчування. Типовими оліготрофами є рослини сфагнових боліт: сфагнові мохи, багно, підбіл, журавлина та ін. Nardus stricta).
Мезотрофи - це рослини, помірковано вимогливі до вмісту елементів мінерального харчування. Вони ростуть на небагатих, але й не дуже бідних грунтах. До мезотроф відносяться багато деревини - кедр сибірський ( Pinus sibirica), ялиця сибірська ( Abies sibirica), береза повисла ( Betula pendula), осика ( Populus tremula), багато тайгових трав - кислиця ( Oxalis acetosella), воронє око ( Paris quadrifolia), седмичник ( Trientalis europaea) та ін.
Евтрофи висувають високі вимоги до вмісту елементів мінерального харчування, тому виростають на високородючих ґрунтах. До евтроф відносяться більшість степових і лучних рослин, наприклад ковила периста ( Stipa pennata), тонконіг ( Koeleria cristata), пирій повзучий ( Elytrigia repens), а також деякі рослини низинних боліт, наприклад очерет звичайний ( Phragmites australis).
Деякі рослини пристосувалися до надмірно високого вмісту елементів живлення. Найбільш вивченими є такі чотири групи.
1. Нітрофіти- Рослини, адаптовані до надмірного вмісту азоту. Типові нітрофіти виростають на сміттєвих і гнойових купах і відвалах, на захаращених вирубках, занедбаних садибах та інших місцях проживання, де йде посилена нітрифікація. Вони поглинають нітрати в таких кількостях, що їх можна виявити навіть у клітинному соку цих рослин. До нітрофітів відносяться кропива дводомна ( Urtica dioica), яснотка біла ( Lamium album), види лопуха ( Arctium), малина ( Rubus idaeus), бузина ( Sambucus) та ін.
2. Кальцефіти- рослини, пристосовані до надмірного вмісту у ґрунті кальцію. Вони виростають на карбонатних (вапняних) ґрунтах, а також на оголеннях вапняків та крейди. До кальцефітів відносяться багато лісових і степових рослин, наприклад венерин черевичок ( Cypripedium calceolus), вітряна лісова ( Anemone sylvestris), люцерна серпоподібна ( Medicago falcata) і т. д. З деревних порід кальцефітами є модрина сибірська ( Larix sibirica), бук ( Fagus sylvatica), дуб пухнастий ( Quercus pubescens) та деякі інші. Особливо різноманітний склад кальцефітів на вапняних та крейдяних відслоненнях, які утворюють особливу, так звану “крейдову” флору.
3. Токсикофітиоб'єднують види, стійкі до високих концентрацій певних важких металів (Zn, Pb, Cr, Ni, Co, Cu) і навіть здатні накопичувати іони цих металів. Токсикофіти приурочені у своєму поширенні до грунтів, що формуються на породах, багатих на елементи важких металів, а також до відвалів порожньої породи промислових розробок покладів даних металів. Типовими токсикофітами-концентраторами, придатними для індикації ґрунтів, що містять багато свинцю, є вівсяниця овеча ( Festuca ovina), мітлиця тонка ( Agrostis tenuis); на цинкових ґрунтах - фіалка ( Viola calaminaria), ярутка польова ( Thlaspi arvense), деякі види смолівки ( Silene); на ґрунтах, багатих на селен, - ряд видів астрагалу ( Astragalus); на ґрунтах, багатих міддю, - оберна ( Oberna behen), качім ( Gypsophila patrinii), види шпажника ( Gladiolus)і т.д.
4. Галофіти- Рослини, стійкі до високого вмісту іонів легкорозчинних солей. Надлишок солей збільшує концентрацію ґрунтового розчину, внаслідок чого створюються труднощі у поглинанні рослинами поживних речовин. Галофіти поглинають ці речовини завдяки підвищеному осмотичному тиску клітинного соку. До життя на засолених ґрунтах різні галофіти пристосувалися по-різному: одні з них виділяють надлишок поглинених із ґрунту солей або через особливі залозки на поверхні листя та стебел (кермек ( Limonium gmelinii), млечник ( Glaux maritima)), або скидаючи листя та гілочки в міру накопичення в них граничних концентрацій солей (подорожник солончаковий ( Plantago maritima), гребінник ( Tamarix)). Інші галофіти є сукулентами, що сприяє зниженню концентрації солей у клітинному соку (солерос ( Salicornia europaea), види солянок ( Salsola). Головною особливістю галофітів є фізіологічна стійкість протопласту їх клітин до іонів солей.
З фізичних властивостей ґрунту основне екологічне значення мають повітряний, водний та температурний режими, механічний склад та структура ґрунту, його пористість, твердість та пластичність. Повітряний, водний та температурний режими ґрунту визначаються кліматичними факторами. Інші фізичні властивості ґрунту надають на рослини, в основному, непрямий вплив. І тільки на піщаних і дуже твердих (кам'янистих) субстратах рослини знаходяться під прямим впливом деяких їх фізичних властивостей. В результаті формуються дві екологічні групи. псаммофітиі петрофіти(літофіти).
У групу псаммофітів поєднують рослини, пристосовані до життя на рухомих пісках, які лише умовно можна назвати ґрунтами. Більшість деревних та чагарникових псаммофітів, наприклад піщаний саксаул ( Haloxylon persicum) та солянка Ріхтера ( Salsola richteri), утворюють потужне придаткове коріння на стовбурах, похованих піском. У деяких дерев'янистих псаммофітів, наприклад, у піщаної акації ( Ammodendron conollyi), на оголеному корінні утворюються придаткові нирки, а потім і нові пагони, які дозволяють продовжити життя рослини під час видування піску з-під його кореневої системи.
До петрофітів (літофітів) відносять рослини, що мешкають на кам'янистих субстратах - скельних оголеннях, кам'янистих і щебеневих осипах, валунових та галечникових відкладах по берегах гірських річок. Всі петрофіти є так званими "піонерними" рослинами, які першими заселяють і освоюють місце проживання з кам'янистими субстратами.
Біотичні фактори. Велике значення у житті рослин мають біотичні чинники, під якими мають на увазі вплив тварин, інших рослин, мікроорганізмів. Цей вплив може бути прямим, коли організми, безпосередньо стикаючись з рослиною, чинять на нього позитивний або негативний вплив (наприклад, поїдання трави тваринами), або непрямим, коли організми впливають на рослину опосередковано, змінюючи середовище його проживання.
Тут можна назвати кілька типів взаємовідносин.
1. При мутуалізмрослини внаслідок спільного існування отримують взаємну користь. Прикладом таких взаємовідносин можуть бути мікориза, симбіоз бульбочкових бактерій-азотфіксаторів з корінням бобових.
2. Коменсалізм- це така форма взаємовідносин, коли спільне існування однієї рослини вигідно, а іншого байдуже. Так, одна рослина може використовувати іншу як субстрат (епіфіти).
4. Конкуренція- проявляється у рослин у боротьбі за умови існування: вологу, поживні речовини, світло тощо. Розрізняють внутрішньовидову конкуренцію (між особинами одного й того ж виду) та міжвидову (між особинами різних видів).
Антропічні (антропогенні) фактори. Людина з давніх-давен впливає на рослини, особливо помітно воно проявляється в наш час. Цей вплив може бути прямим і непрямим.
Пряма дія - це вирубка лісу, сінокосіння, збирання плодів і квітів, витоптування тощо. У більшості випадків така діяльність негативно позначається на рослинах та рослинних угрупованнях. Чисельність деяких видів різко скорочується, деякі можуть зникнути. Відбувається істотна перебудова рослинних угруповань або навіть зміна одного співтовариства іншим.
Не менше значення має опосередкований вплив людини на рослинний покрив. Воно проявляється у зміні умов існування рослин. Так з'являються рудеральні, або сміттєві, місцепроживання, промислові відвали. Негативний вплив життя рослин надає забруднення атмосфери, грунтів, вод індустріальними відходами. Воно призводить до зникнення на певній території деяких видів рослин та рослинних угруповань в цілому. Природний рослинний покрив змінюється у результаті збільшення площ під агрофітоценози.
Екологічні чинники впливають на рослину не ізольовано один від одного, а у всій їхній сукупності. Пристосованість рослин до всього комплексу умов проживання відображає життєва форма. Під життєвою формою розуміють групу видів, подібних за зовнішнім виглядом (габітусом), який обумовлюється подібністю основних морфологічних та біологічних ознак, що мають пристосувальне значення.
Життєві форми рослин.
Життєва формарослин є результатом пристосування до певної довкілля і виробляється в процесі тривалої еволюції. Існують різні класифікації життєвих форм рослин. В основу біоморфологічних класифікацій можна залежно від мети покласти різні ознаки. Одна з найбільш поширених та універсальних класифікацій життєвих форм рослин була запропонована датським ботаніком К. Раункієром (рис. 148).
Фанерофітипоєднують групу рослин, у яких бруньки поновлення розташовуються високо над землею, - це дерева, чагарники, ліани та епіфіти. Фанерофіти найменше пристосовані до переживання несприятливих умов. Їхні нирки поновлення в умовах помірно холодного клімату захищені лише нирковими лусками, а в деяких фанерофітів тропічних областей відсутні й ниркові луски.
До хамефітамвідносяться невисокі чагарники, чагарники, напівчагарники, напівчагарники та деякі трави, у яких бруньки поновлення розташовуються невисоко над ґрунтом або біля його поверхні та захищені не лише нирковими лусками, а й снігом. Максимальна висота становища нирок у хамефітів залежить від глибини снігового покриву.
А – становище нирок відновлення; Б - багаторічні частини пабігової системи, що зберігаються (виділені чорним); 1 – гемікриптофіти; 2 – криптофіти; 3 – терофіти; 4 – фанерофіти; 5 – хамефіти
Малюнок 148 – Схема життєвих форм за К. Раункієром
Гемікриптофіти- це багаторічні трави, у яких надземні органи на несприятливий період відмирають цілком, а нирки відновлення знаходяться на рівні грунту або занурені дуже неглибоко в підстилку, утворену мертвим рослинним опадом, вони захищені нирковими лусками, лісовими підстилками, власними отмершими.
Криптофити- це багаторічні трав'янисті рослини з надземними частинами, що відмирають, у яких нирки відновлення розташовуються або на деякій глибині в грунті на підземних органах (кореневищах, цибулинах, бульбах) ( геофіти), або у воді ( гідрофіти) і тому отримують додатковий захист.
До терофітамвідносяться однорічні рослини, у яких до кінця вегетаційного періоду відмирають як надземні, так і підземні органи, а несприятливий сезон року вони переживають у вигляді насіння, що покоїться.
Основна література:
1 Єленевський А.Г., Соловйов М.П., Тихомиров В.М. Ботаніка: систематика вищих, чи наземних, рослин. 2 вид. – М.: Academia, 2001. – 429 с.
2 Нестерова С.Г. Лабораторний практикум із систематики рослин. - Алмати: Қазақ ун-ті, 2011. - 220 с.
3 Родман А.С. Ботаніка. - М.: Колос, 2001. - 328 с.
Додаткова література:
1 Абдрахманов О.А. Систематика нижчих рослин. - Караганда: Вид-во КарДУ, 2009. - 188 с.
2 Біліч Г.Л., Крижанівський В.А. Біологія Т. 2: Ботаніка. - М: Онікс 21 століття, 2002. - 543 с.
3 Ішмуратова М.Ю. Систематика та інтродукція рослин (курс лекцій). – Караганда: РІО Болашак-Баспа, 2015. – 100 с.
4 Тусупбекова Г.Т. Основи природознавства. Ч. 1. Ботаніка. - Астана: Фоліант, 2013. - 321 с.
Контрольні питання:
1 Дайте визначення екології рослин.
2 Які життєві форми рослин виростають у Казахстані?
3 Яка ознака покладено в основу класифікації життєвих форм за К. Раункієром?
4 Які існують групи рослин щодо води?
5 Які існують групи рослин щодо умов освітлення?
6 Які існують групи рослин щодо ґрунтових умов?
7 Лекція 29. Основи фітоценології
План лекції:
1 Поняття про фітоценологію, або географію рослин.
2 Поняття про флору. Географічні елементи флори.
3 Фітоценоз. Типи взаємин у фітоценозах.
I. Абіотичні чинники.
Вода – один із найважливіших екологічних факторів. Пристосування до цього фактора рослин добре виражено зовні.
Вода грає величезну рольу житті рослин (у клітинах рослин понад 90% води):
1) вакуолі;
2) усі фізіологічні процеси протікають у водних розчинах;
3) необхідну речовину для фотосинтезу;
4) для транспірації (для охолодження та пересування води).
Будь-які коливання вмісту води в рослині різко позначаються на його життєдіяльності.
Тому будова рослин, особливо в посушливих місцеперебуваннях спрямована на економію води, а там, де її багато й заощаджувати не треба – у рослин інші особливості зовнішнього вигляду.
Виділяють:
1) гідрофіти –цілком водні рослини (вищі) (латаття, кубушка та ін.). Іноді серед гідрофітів виділяють групу повністю занурених у товщу води рослин гідатофітів(елодея, рдести та ін.).
У гідрофітів зазвичай верхні частини рослин (квітки) знаходяться над водою.
Водне середовище відрізняється від повітряного:
а) щільніша;
б) менше світла;
в) менше кисню і т.д.
1. У гідрофітів слабо розвинені механічні тканини, а іноді й немає. Аналогічна картина з водопровіднимитканинами, оскільки воду можна поглинати з навколишнього середовища всією поверхнею тіла (але ситоподібні трубки розвинені нормально). Став маленьким центральний циліндр, а кора займає великий обсягяк у корені, так і в стеблі.
2. Рослина створює внутрішні запаси кисню в порожнинах первинної кори ( великі міжклітини). Аеренхіма також допомагає рослинам триматися у зваженому стані.
3. Листя не має широких листових пластинок. Тонкі та довгі, напівпрозорі – пристосування до нестачі світла та кисню.
4. Сильно придушене насіннєве розмноження, т.к. насіння погано проростає у воді через нестачу кисню, але добре розвинене вегетативне розмноження.
5. Устячка редуковані.
2) гелофіти(Земноводні рослини).
Мешкають у прибережній зоні або іноді на березі, що часто заливається водою. Більшість органів вони перебувають над водою, під водою – нижня частина рослини і підземні органи. Дуже близькі до гідрофітів. Мають із ними і подібність (наприклад, система міжклітинників), і відмінності:
а) гетерофілія;
б) більш добре виражене насіннєве розмноження, хоча все ж таки вегетативне переважає.
3. гігрофіти- сухопутні рослини, але мешкають у сильно зволожених місцях.
Це рослини сирих лук, боліт, сирих лісів. Вони поєднуються риси водяних і типово сухопутних рослин.
Головна їхня особливість - відсутність пристроїв, що обмежують витрату води та нездатність переносити її недолік(Одразу в'януть).
Характерно: а) листя тонке, ніжне, зазвичай досить велике;
б) продихів мало, вони практично завжди відкриті, часто бувають
гідатоди;
в) немає товстої кутикули, характерно пухке додавання тканин
листа з великими міжклітинниками, слабке диференціювання
мезофілу;
г) слабо розвинені провідні та механічні тканини (але краще ніж
у попередніх груп);
д) тонкі, слабо розвинені та неглибокі коні;
е) вегетативне розмноження переважає над насіннєвим, а й
насіннєве розмноження розвинене непогано.
4. Мезофіти- Рослини помірно зволожених місцепроживання.
Це типові рослини лісів, лук, полів, більшість культурних рослин.
У них висока насіннєва продуктивність та типова внутрішня, анатомічна будова.
Серед мезофітів слід виділити особливу групу ефемерів та ефемероїдів, які мають дуже короткий життєвий цикл - пристосування для уникнення несприятливих умов або пори року.
У степах і пустелях ці рослини уникають спекотного та холодного несприятливого періоду, у широколистяних лісах – літньої нестачі освітленості.
Ефемери– це короткоциклові однолітники. Переносять несприятливі сезони у вигляді насіння (крупка, веснянка, арабідопсис, мортук, рогоголовник).
Ефемероїди- короткоциклові багаторічники. Переносять несприятливі сезони у вигляді насіння, бульб, цибулин, кореневищ (тюльпани, вітрянки, чубатки, гусячі цибулі, чистяк).
5. Ксерофіти- це посухостійкі рослини, що живуть в умовах недостатнього малого зволоження. Рослини степів, напівпустель та пустель.
Мають пристрої для перенесення нестачі зволоження:
а) сильно розвинені кореневі системи, всмоктують воду або з глибини, або збирають її з великої навколишньої площі.
б) для економії води:
Товстостінна епідерма;
Потужна кутикула;
Мертві, заповнені повітрям трихоми (сріблясто-білий колір багатьох опушених ксерофітів);
Занурені продихи (у поглибленнях епідерми), продихів дуже багато, більше ніж у мезофітів, ксерофіти активно транспірують воду для охолодження поверхні та швидкого пересування води. Але продихи відкриті недовго: вночі, ввечері чи вранці, вдень – закриті.
Виділяють дві основні групи ксерофітів:
1. Склерофіти. 2. Сукуленти.
Склерофіти- Жорстколисті ксерофіти, з розвиненими механічними тканинами.
Має вузьке, щетиноподібне листя, яке у ряду видів у спеку згортається в трубку (злаки: ковила, типчак). У деяких лиття сильно редуковані до лусок (ефедра) чи колючок (верблюжа колючка, ряд астрагалів) або їх взагалі немає (дрок іспанський). Функцію фотосинтезу виконують стебла.
Сильно розвинені механічні тканини, листя жорстке, вічнозелене, добре витримує великі втрати води в посуху (голки).
Часто опушені мертвими волосками.
Багато продихів, активно транспірують.
Коренева система глибока.
Сукуленти– соковиті ксерофіти, з розвиненою водозапасною паренхімою.
1) Листові сукуленти- Водозапасна тканина розвинена в листі (агава, алое, товстуни, гастерія, гаворція, еоніум).
2) Стеблові сукуленти- Водозапасна тканина розвинена в стеблах (кактуси, пустельні молочаї, стапелії).
Мають м'ясисті стебла або листя, в яких міститься запас води. Кореневі системи поверхневі, дифузного типу і збирають вологу з великої поверхневої площі, тому більшість сукулентів не утворюють зарості. а зростають на відстані один від одного.
Продихів мало. У кактусів та інших суккулентів листя редуковані
Посухостійкість обумовлена генетично визначеною пристосованістю рослин до умов проживання, а також адаптацією до нестачі води. Посухостійкість виявляється у здатності рослин переносити значне зневоднення з допомогою розвитку високого водного потенціалу тканин при функціональної безпеки клітинних структур, і навіть з допомогою адаптивних морфологічних особливостей стебла, листя, генеративних органів, підвищують їх витривалість, толерантність до дії тривалої засусу.
По відношенню до води виділяють три екологічні групи рослин. Ксерофіти -рослини посушливих місцепроживання, здатні в процесі онтогенезу добре пристосовуватися до атмосферної та ґрунтової посухи. Гігрофіти -рослини водні та зволожені місце проживання, нестійкі до посухи. Навіть незначне зниження води в ґрунті викликає швидке завя-няння гігрофітів. Для гігрофітів характерні низький осмотичний тиск клітинного соку, велика листова пластинка, довге стебло, недостатньо розвинена коренева система, великі розміри клітин з тонкостінними оболонками, великі продихи при незначній кількості їх на одиницю поверхні листа, слабкий розвиток механічних тканин. Мезофіти -рослини, що мешкають у середовищі із середнім рівнем забезпеченості водою. До цієї групи належать більшість сільськогосподарських рослин помірного клімату.
Для мезофітів і ксерофітів в умовах дефіциту води характерні три основні способи захисту: запобігання надмірній втраті води клітинами (уникнення висихання); перенесення висихання; уникнення періоду посухи. Зупинимося на фізіологічній характеристиці різних типів ксерофітів. Єдиною загальною для всіх ксерофітів ознакою є незначні розміри поверхні, що випаровує.
Перший тип ксерофітів - сукуленти -рослини, що запасають вологу (хибні ксерофіти). До них відносяться кактуси, алое, очиток, молодило, молочай та ін. Кактуси – рослини пустель, районів, де бездощові періоди змінюються періодами дощів. Кактуси мають м'ясисті соковиті стебла з великим запасом води. Осмотичний потенціал у них невисокий. Листя втратило свою асиміляційну функцію і редуковані в колючки. Розвинена неглибока коренева система розташовується у верхніх шарах ґрунту і в період дощів інтенсивно поглинає воду, яку кактуси витрачають повільно, оскільки епідерміс цих рослин покритий товстим шаром кутикули, а кількість продихів дуже мало. Концентрація соку у клітинах низька. Фотосинтез іде надзвичайно повільно. У сукулентів, для яких характерний САМ-тип фотосинтезу, продихи відкриті тільки в нічний час. У період посухи тонке бічні корені кактусів відмирають і залишається лише центральний корінь. Ці рослини характеризуються дуже повільним зростанням.
У алое, агави, молодило та деяких інших рослин вмістилищами запасів води служить м'ясисте листя, вкрите потужним кутикулярним шаром з нечисленними поглибленими продихами. У листі міститься багато води, осмотичний потенціал невисокий. Коренева система розвинена слабо. Ці рослини також відрізняються дуже економним витрачанням води, ростуть на пісках, скелях і навіть на кам'яних парканах та дахах, де тонкий шар ґрунту зазвичай пересихає. Усі сукуленти виносять перегрів та малостійкі до зневоднення. Під час посухи вони виживають, оскільки містять велику кількість води у тканинах і повільно її витрачають.
Другий тип ксерофітів - тонколисті ксерофіти -рослини, що мають розвинені пристосування до видобутку води. Тонколисті високотранспіруючі ксерофіти мають тонке ніжне листя з великою кількістю продихів і мережею жилок. Коренева система йде в глиб грунту (у верблюжої колючки до 15-20 м), добре розгалужена. Концентрація клітинного соку дуже висока, осмотичний потенціал досить великий, отже, клітини кореня здатні поглинати важкодоступну воду. Для цих ксерофітів характерна інтенсивна транспірація, особливо на сонці, завдяки добре розвиненій провідній системі.
Рослини використовують для збирання води дуже великі обсяги ґрунту. У спекотні сухі дні вони тримають продихи відкритими, енергійно здійснюють фотосинтез. Але в найсухіший період року рослини скидають частину листя та гілок. Листя деяких тонколистих ксерофітів покриті волосками, що захищають листя, пігментний комплекс від перегріву. До цієї групи ксерофітів відносяться верблюжа колючка, степова люцерна, дикий кавун, поширені в степах і напівпустелях види полину та ін.
Третій тип ксерофітів - жорстколисті ксерофіти -рослини, які переносять посуху у стані анабіозу. Вони мають жорстке листя (склерофіти), що характеризуються порівняно малим вмістом води (степові злаки - ковила, типчак; деякі парасолькові - перекотиполе та ін). Жорстколисті ксерофіти відрізняються значною концентрацією клітинного соку та високим осмотичним потенціалом, виключно високою в'язкістю протоплазми. Вони мають листя з великою кількістю продихів, які у деяких рослин знаходяться в спеціальних поглибленнях і зверху закриваються смоляними пробками, іноді листя редуковані; слаборозвинену неглибоку кореневу систему.
При достатній кількості води інтенсивність транспірації у них висока. У період посухи листя багатьох жестколист-
них ксерофітів згортаються і продихи виявляються всередині трубки. У такому стані ці рослини здатні переносити тривале зневоднення (зміст води може опускатися до 25%), впадаючи в анабіоз. Однак за поліпшення водопостачання вони швидко переходять до нормальної життєдіяльності. Крім цих трьох типів справжніх ксерофітів у пустелях мешкають помилкові ксерофіти. ефемери -рослини, що уникають посухи завдяки короткому життєвому циклу (півтора-два місяці), присвяченому періоду дощів. За рештою фізіологічних властивостей эфемеры - типові мезофіти. Розглянуті типи, звичайно, не охоплюють все різноманіття перехідних форм.
Для агронома особливо важливим є знання ознак і властивостей, що визначають стійкість до посухи рослин третьої екологічної групи. мезофітів.Багато фізіологічних факторів, механізмів стійкості рослин до посухи, характерних для ксерофітів, в тій чи іншій мірі представлені у рослин-мезофітів. До мезофітів відносяться основні види злакових і бобових трав, зернові та зернобобові культури, корене-і бульбоплоди, олійні та прядильні культури, що вирощуються в Росії. Мезофіти ростуть за умов достатнього зволоження. Осмотичний тиск клітинного соку вони мають 1 - 1,5 тис. кПа.
Стійкість до посухи виявляється у тому, що це рослини здатні регулювати інтенсивність транспирации з допомогою роботи устьичного апарату, скидання листя і навіть зав'язей. Для більш посухостійких видів та сортів характерні розвинена коренева система, досить високий кореневий тиск, значна водоутримуюча здатність тканин, обумовлена накопиченням у вакуолях осмотично активних речовин (вуглеводів, органічних кислот, розчинних форм азоту та іонів мінеральних речовин).
Навколишній світ населяє величезна сукупність рослин, які мають різні анатомічні та фізіологічні ознаки. Такі особливості дозволяють витримувати несприятливі умови середовища та адаптувати своє існування у кліматі.
Що таке адаптація та екологічні групи рослин
Якщо говорити простою мовою, адаптація - це здатність живого організму пристосовуватися до умов проживання. Кожна особина виробляє певні навички та морфологічні ознаки, які відповідають екосистемі, в якій вони живуть. Виходячи з цього, рослини поділяють на екологічні групи.
1. По відношенню до ґрунтового субстрату
Відповідно до цього критерію виділяють п'ять основних груп рослин. До них відносяться:
- рослини, які ростуть переважно на кислих ґрунтах - оксилофіти;
- рослини, що живуть на ґрунті, багатій солями - галофіти;
- організми, що ростуть у піску, або в ґрунті з його переважанням – псамофіти;
- кам'янисті рослини, що мешкають на стрімких скелях - літофіти;
- у гірській місцевості – хазмофіти.
2. По відношенню до вологи
Виходячи з потреби рослини у волозі, рослини можна розділити на такі екологічні групи:
- гідрофіти - рослини, які ростуть біля води;
- мезофіти- рослинні організми, які виростають у ґрунті, що не є ні сухим, ні вологим;
- ксерофіти- рослини, які ростуть в умовах повної відсутності води або її малої кількості.
Оксилофіти
До цієї категорії можна віднести практично всі рослини сфагнових боліт. Сюди відносяться деякі види осоки, гармата, сфагнові мохи, карликові берези, морошка та росичка. Рослини ростуть у сухому торфі з високою кислотністю. Для багатьох їх характерною особливістю морфології є наявність міжклітинників, що складаються з губчастої тканини.
Галофіти
Ця група рослин включає організми, які ростуть у місцевості з підвищеним вмістом солей (понад 0,5%). До таких місць можна віднести узбережжя морів, океанів та солончаки. Сюди можна віднести розкинуту безкільницю, подорожник солончакуватий, кермек Гмеліна та багато інших рослин. Характерною особливістю галофітів є здатність накопичувати висококонцентрований вакуолярний сік, який виділяється, надалі, назовні у вигляді кристалічних сольових відкладень.
Псамофіти
Інакше ці організми називають «рослини рухомих пісків». До них можна віднести піщану акацію, осоку піщану, саксаул, кандим. Як правило, всі рослини, що відносяться до цієї групи, мають оголене коріння і погано розвинене листя. Іноді пагонів може бути взагалі.
Літофіти
Як уже було сказано, літофіти заселяють кам'янисті ґрунти. Коріння цих рослин може проникати в субстрат, тим самим руйнуючи його. Таким чином, ці рослини готують субстрат для інших рослин, які більш вимогливі до ґрунту. Характерним представником цієї групи є ломикаменя супротиволистная.
Хазмофіти
Для хазмофітів характерна наявність довгого коріння, яке здатне проникати глибоко в скелясті щілини. Саме ця особливість дозволяється рослинам утриматися на скелястій місцевості. Ці рослини не вибагливі до води і довгий час можуть відчувати нестачу вологи. До типових представників цієї групи можна віднести сосну, дуб скелястий, ялівець, ломикаменю.
Гідрофіти
Гідрофіти – це водні рослини, які прикріплюються до ґрунту лише нижніми частинами. Цей екологічний вид росте на берегах річок, озер, ставків та місць, де є вода. Сюди можна віднести болота та заболочені лугові території. У рослин даного виду добре розвинена коренева система та механічні тканини, які дозволяють проводити воду. До гідрофітів можна віднести очерет, шапку, латаття, роголіст.
Мезофіти
Мезофіти є однією з найпоширеніших груп рослин. Це наземні рослини, які ростуть у ґрунтах з помірним зволоженням. Вони займають проміжне положення між гідрофітами та ксерофітами. До них можна віднести тимофіївку лучну, конвалію, бузок, золотарник.
Ксерофіти
Рослини цієї групи пристосувалися до проживання дуже сухому грунті. Їх характерні такі морфологічні ознаки:
- товста кутикула;
- вузьке листя, або їх відсутність;
- опушення.
До яскравих представників цієї екологічної групи можна віднести саксаул, ракітник, тамаріск.
Loading...