Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
25.
Почва - это в разной степени плодородный, имеющий разную мощность верхний слой Земли, на котором произрастает большинство растений. Без знаний о почве невозможно успешное выращивание растений. Сведения о почве - это показатели, характеризующие ее структуру (мощность горизонтов, величина почвенных частичек - агрегатов), водно-воздушный, плотность (объемный вес), (гранулометрический) состав и другие физические свойства. Важны и агрохимические показатели почвы: реакция почвенного раствора (рН), содержание гумуса (органических веществ) и минеральных веществ, являющихся элементами питания растений. Есть еще целый ряд специфических показателей - характеристик почвы. Все эти данные и определяют почву как экологический фактор.
Почва необходима растениям, и не только комнатным. Любое растение в природе не может существовать без почвы. Прежде всего, растениям необходимо удерживаться в почве.
Минеральное питание – процесс поглощения и усвоения растением химических элементов и минеральных веществ, необходимых для его жизнедеятельности.
Орган минерального питания - корень.
Важное условие – плодородие почвы. Плодородие почвы определяется запасами питательных веществ для растений, количеством влаги, , реакцией почвенной среды, степенью засоренности сорными растениями (и их семенами), общим уровнем. В плодородных почвах большие запасы органических веществ (гумуса) и минеральных веществ, непосредственно потребляемых растениями. Минеральные соединения образуются в почве благодаря деятельности почвенной микрофлоры, разлагающей ежегодно в теплое время года часть органических веществ почвы. Каждый элемент питания важен для растений (является отдельным почвенным экологическим фактором), но элементы потребляются в разных количествах: есть макро-, микро- и в почве и в растениях.
Все минеральные вещества почвы подразделяют на макро и микроэлементы
Макроэлементы – азот, фосфор, калий, кальций, железо сера, магний
Микроэлементы – марганец, йод, цинк, бор и др.
Корни всасывают из почвы воду с растворенными веществами. Воду из почвы всасывает корень. Корневое давление способствует поступлению воды из корня в стебель. Поглощение корнем воды зависит от температуры. Холодная вода плохо всасывается корнями. По стеблю вода поднимается за счет испарения листьями через устьица излишков влаги – транспирации.
Экологические типы растений (разделение по отношению к уровням плодородия почв):
• эутрофы - растения богатых, плодородных почв;
• мезотрофы - растения почв среднего уровня плодородия;
• олиготрофы - растения бедных почв.
Экологические типы растений (разделение по отношению к реакции почвенного раствора):
• кальцефилы - растения нейтральных почв;
• мезофилы - растения слабокислых почв;
• ацидофилы, или оксилофилы, - растения кислых почв. Оптимальные реакции почвенного раствора для большинства растений лесолуговой зоны: нейтральная (рН 6-7) и приемлемая для многих растений слабокислая (рН 5-5,5). Некоторые растения хорошо растут в условиях кислой среды (рН 4-4,5), а ряд видов - при особенно кислой среде (рН 3-3,5), обычной на верховых болотах.
Различаются растения и по отношению к тому или иному гранулометрическому составу почвы (ранее почвоведы называли его механическим составом): растения легких почв называют псаммофитами, средних - суглинистых - мезофитами. Такие условия и предпочитает подавляющее большинство видов растений. Некоторые растения-мезофиты могут произрастать и в условиях тяжелых глинистых почв (отдельного типа растений для этих почв не существует).
26.
В целом главный способ оценки экологии видов состоит в учете их распределения по разным местообитаниям. А для выявления нюансов экологических свойств растений можно провести дополнительные физиологические исследования. Полезные сведения дает определение типа фотосинтеза, осмотического давления клеточного сока, суточных циклов транспирации и оводненности тканей, а также учет анатомических свойств, помогающих экономить влагу (редукция листа, суккулентность, развитость эпидермы) и др.
Экологическая группа — это группа растений, сходно реагирующих на действие какого-либо фактора среды (освещенность, влажность и т.п.). При выделении экологических групп обычно выбирают ведущий (наиболее важный в данных условиях) фактор и весь градиент его разбивают на ступени. В экологические же группы объединяют виды, наиболее часто встречающиеся в выделенном диапазоне условий. При этом не важно, насколько широко они вообще распределены по градиенту (живут только в таких условиях или и во множестве других). Важно лишь то, что обычно они встречаются при данном значении фактора. К одинаковым условиям растения могут приспосабливаться по-разному, поэтому одна экологическая группа может объединять организмы разных жизненных форм (например, среди растений засушливых мест есть и деревья, и травы, и полукустарники). Классические представления об экологических группах, разрабатывавшиеся в экологической ботанике более полутора столетий (от А. Гризебаха до А. П. Шенникова, Г. Вальтера и др.), оказались очень плодотворными для понимания жизни растений и их разнообразия.
Индикационные возможности растений
Растительные сообщества (а также отдельные виды, внутривидовые формы и тераты), обладающие достаточной определенной и стойкой связью с условиями среды и используемые для распознавания этих условий, называются индикаторами. Условия, определяемые с помощью индикаторов, называются объектами индикации, или индикатами, а процесс определения - индикацией. Индикаторами могут быть отдельные организмы или их сочетания (ценозы), присутствие которых указывает на определенные свойства окружающей среды. Однако часты случаи, когда тот или иной вид или ценоз имеет очень широкую экологическую амплитуду и поэтому не является индикатором, но отдельные признаки его резко меняются в разных экологических условиях и могут быть использованы для индикации.
Оптимумные экологические шкалы Г. Элленберга, где экологическая характеристика видов оценивается по отношению к главным факторам по 9-балльной шкале, при этом 1 балл обозначает наименьшую, а 9 баллов – наибольшую величину фактора. Только для влажности взята 12-балльная шкала, при этом три ступени соответствуют водным растениям. Для каждого вида, встреченного на пробной площадке, указывается балл по экологическим шкалам. Для вычисления среднего индикаторного числа по этим факторам применялся «количественный» способ расчета. Для пробных площадок, относящихся к одному уровню антропогенной трансформации, указывается среднее значение по ряду факторов и диапазон изменения факторов. В результате применения методов фитоиндикации рассчитываются средние индикаторные значения по шкалам Г. Элленберга по факторам увлажнения, освещенности, кислотности почв и обеспеченности почвы азотом для каждой из пробных площадок.
Амплитудные экологические шкалы
Выдающийся российский фитоценолог, луговед Л.Г. Раменский считал, что каждый вид растения обладает экологической индивидуальностью, т. е. по-своему реагирует на изменения экологических факторов и имеет по каждому фактору свой минимум и максимум обилия. На основе 20 тысяч геоботанических описаний луговых сообществ Л.Г. Раменский и его сотрудники разработали экологические ряды растительности для некоторых районов бывшего СССР Единицами измерений условий местообитаний являлись ступени экологического ряда или балловые оценки условий, установленные по состоянию самого фитоценоза по каждому фактору отдельно.
Во всех шкалах, разработанных Л.Г. Раменским с соавторами, за основу была взята реакция ЦП растений на изменения экологических условий при совместном их произрастании в растительных сообществах. Данная реакция выражается в изменении обилия каждой ЦП растения или ее локуса по мере увеличения или уменьшения показателей фактора. Л.Г. Раменский с соавторами разработали пять экологических шкал: по увлажнению почвы, содержащую 120 ступеней, переменности увлажнения – 20 ступеней, активному богатству и засоленности почвы – 30 ступеней, аллювиальности – 10 ступеней, пастбищной дигрессии (изменение растительности под влиянием выпаса животных) – 10 ступеней. В итоге созданы экологические ряды, в которых каждая ступень базировалась на 60–100 описаниях. В дальнейшем это привело к составлению экологических диапазонов по каждому изучаемому виду растения. Отсутствие интервалов ступеней, а также их правой или левой границ в шкалах Л.Г. Раменского означает, что информации для оценки конкретного вида растения по тому или иному экологическому фактору было недостаточно.
27.
Поскольку отношение разных видов к факторам среды индивидуально, то наиболее последовательным методом изучения экологии видов должна быть ординация — упорядочение по положению их оптимумов вдоль осей изменения экологических факторов. Этот вариант оценки экологии видов базируется на признании экологической индивидуальности и континуума в экологических свойствах видов. Континуальные результаты ординационного анализа часто преобразуются в более простую и удобную систему дискретных единиц, какими являются экологические группы.
Ординация является наиболее естественной процедурой, соответствующей непрерывности растительного покрова. Методы ординации делятся на прямые – (ординация ведется по реальным факторам среды – экологическим, пространственным, временным) и непрямые (упорядочение объектов происходит вдоль направления изменения сходства между описаниями), одномерные (ординация вдоль одного фактора или одной оси) и многомерные (вдоль нескольких факторов или осей).
Классификация методов ординации различают следующие варианты ординации. R- и Q-методы. R-методом ординируются виды, Q-методом -фитоценозы. Первый метод удобен, получаемый результат более компактен и характеризует особенности экологии отдельных видов.
Получить данные об условиях среды в одних случаях просто (легко измерить высоту над уровнем моря, определить глубину водоема, прозрачность воды, общее содержание солей в почве), в других - почти нереально. Например, чтобы оценить влажность почвы, нужно регулярно в течение нескольких лет послойно определять содержание в ней влаги. Однократный учет влажности в одном из горизонтов не даст представления о динамике этого фактора, а состав растительности отражает именно такую динамику.
Одномерная и многомерная ординации.
Процедуру упорядочения видов или описаний фитоценозов вдоль оси фактора среды можно последовательно повторять для нескольких факторов. Например, вначале упорядочить виды по оси градиента увлажнения, после этого - засоления, затем интенсивности выпаса. Такая последовательная ординация называется одномерной. Определение координат объектов в пространстве нескольких факторов называет многомерной ординацией.
Градиентный анализ: Наиболее распространенным методом прямой одномерной ординации является градиентный анализ. Суть метода достаточно проста: одновременно с геоботаническим описанием площадок учитывается фактор, значения которого откладываются по оси ординации.
Этот фактор должен входить в состав ведущего комплексного градиента, что обычно несложно установить при интуитивном изучении растительности. Далее достаточно большую выборку (объемом 300-500 описаний) группируют по классам выбранного градиента (обычно достаточно 5-7 групп), и в этих группах учитывается постоянство или покрытие каждого вида. Для статистической оценки достоверности распределения вида по классам градиента используют однофакторный дисперсионный анализ.
Экологию вида можно характеризовать не только кривой его распределения, но и статистическими параметрами: параметрическими (средневзвешенное значение фактора и его ошибка, дисперсия) или непараметрическими (мода, квартили, эмпирические границы распределения и т.д.). Хорошо видно, что на этом градиенте разные виды распределены индивидуально.
Непрямые методы ординации. Непрямые методы основываются на положении о том, что чем меньше фитоценозы похожи друг на друга по видовому составу, тем больше различаются условия среды, под влиянием которых они сформировались.
Композиционная ординация
Весь массив описаний оказывается упорядоченным вдоль оси комплексного градиента фактора пастбищной нагрузки, которую прямым способом измерить не удается. Этот метод называется композиционной ординацией (Миркин и др., 1989). Если информация о факторах среды полностью отсутствует, в качестве полярных выбирают описания с наиболее непохожим видовым составом, проводят ту же операцию сравнения с ними других описаний, а потом полученную ось идентифицируют с каким-то фактором среды.
28.
Растительное сообщество (фитоценоз), устойчивая совокупность растений, обитающих на относительно однородном участке земной поверхности и существующих в определённых условиях. Это динамичная система, изменяемая во времени (как в течение года, так и на протяжении многих лет).
Для растительного сообщества характерны определённый видовой состав и структура, которые образовались с учётом возможности совместного существования различных видов растений и иных организмов. Между всеми частями фитоценоза существует сложная взаимосвязь. Являясь важнейшей частью биоценоза и биогеоценоза, растительное сообщество образует органические вещества, необходимые для питания гетеротрофных организмов и человека и выделяет во внешнюю среду продукты обмена (кислород и углекислый газ). Оставляя в почве и на её поверхности отмершие органы, растения способствуют формированию почвенного покрова, надземная их часть участвует в формировании микроклимата.
Факторы организации растительного сообщества можно условно разделить на четыре группы: характеристики среды (экотопа), взаимоотношение между растениями, влияние на растительность гетеротрофных компонентов (животных, грибов, бактерий) и нарушения. Эти группы факторов определяют сочетание и характеристики ценопопуляций видов в фитоценозе.
Экотоп является главным фактором организации фитоценоза, хотя он может быть в значительной степени трансформирован биотическими влияниями растений или нарушениями. К абиотическим факторам, влияющим на организацию сообщества можно отнести:
климатические (световой, тепловой, водный режимы и др.)
эдафические (гранулометрический и химический состав, влажность, порозность, водный режим и другие свойства почв и грунтов)
топографические (характеристики рельефа)
Взаимоотношения растений подразделяются на контактные и опосредованные: трансабиотические — через абиотические факторы среды обитания и трансбиотические — через третьи организмы.
Влияние на организацию фитоценозов гетеротрофных компонентов биогеоценозов исключительно разнообразно. Влияние животных проявляется в опылении, поедании, распространении семян, изменении стволов и крон деревьев и связанных с ними характеристик, разрыхлении почвы, вытаптывании и др. Микоризные грибы улучшают снабжение растений элементами минерального питания и водой, повышают устойчивость к патогенам. Бактерии-азотфиксаторы повышают снабжение растений азотом. Другие грибы и бактерии, а также вирусы могут являться патогенами.
Растительность (растительный покров) — совокупность фитоценозов определённой территории или всей Земли в целом. В отличие от флоры, которая характеризуется только видовым составом, растительность характеризуется и видовым составом, и численностью особей (причём как в отдельных растительных таксонах, так и в целом для рассматриваемой территории), и особенностями сочетания представителей различных растительных таксонов, и экологическими связями между ними.
Растительный континуум — свойство растительности существовать в виде непрерывного покрова. Он проявляется в постепенном переходе растительных сообществ друг в друга при постепенном изменении условий внешней среды. Представление о континуальной организации растительного покрова пришло на смену представлениям о его дискретности в середине ХХ века.
Фитоценоз (от греч. φυτóν — «растение» и κοινός — «общий») — растительное сообщество, существующее в пределах одного биотопа. Характеризуется относительной однородностью видового состава, определённой структурой и системой взаимоотношений растений друг с другом и со внешней средой. Фитоценозы является объектом изучения науки фитоценологии (геоботаники).
Фитоценоз входит в состав биоценоза наряду с зооценозом и микробиоценозом. Биоценоз, в свою очередь, в сочетании с условиями абиотический среды (экотопом) образует биогеоценоз. Фитоценоз является центральным, ведущим элементом биогеоценоза, так как трансформирует первичный экотоп в биотоп, создавая среду обитания для других организмов, а также является первым звеном в круговороте веществ и энергии. От растительности зависят свойства почв, микроклимат, состав животного мира, такие характеристики биогеоценоза, как биомасса, биопродуктивность и т. д. В свою очередь, элементами фитоценоза являются ценопопуляции растений — совокупности особей одного вида в границах фитоценозов, их классификации и прак тическому использованию.
Биогеоценоз (от греч. βίος — жизнь γη — земля + κοινός — общий) — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Сукачёвым в 1942 году.
Близким по значению понятием является экосистема — система, состоящая из взаимосвязанных между собой сообществ организмов разных видов и среды их обитания. Экосистема — более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь — класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами большинство искусственных экосистем. Таким образом, каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз.
Пример экосистемы — пруд с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живую компоненту системы, биоценоз.