Меню

Экологические факторы определяющие среду обитания растений

Влияние экологических факторов на растения

Тема 10. ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Экология растений — раздел экологии, изучающий влияние среды обитания на растительные организмы и взаимодействия между растительными организмами.

Экологическая наука связана с другими науками: физикой, химией, физиологией растений, биохимией, агрохимией, морфологией растений и др.

В природе каждый растительный вид находится в своей экологической нише, т.е. использует определенную часть ресурсов и занимает свое место в пространстве и времени. В дикой природе эта ниша позволяет ослаблять конкуренцию со стороны других видов, а в культуре человек избавляет растения от конкуренции со стороны других организмов.

Влияние экологических факторов на растения

Среда, в которой живет растение, состоит из совокупности факторов. Полезные и отрицательно влияющие элементы среды в совокупности составляют экологические факторы. Индифферентные элементы к экологическим факторам не относятся.

Экологические факторы классифицируются по характеру воздействия на организм и по их происхождению. По характеру воздействия различают прямо действующие (свет, вода, элементы минерального питания) и косвенно действующие экологические факторы (факторы, влияющие на организм опосредованно, через изменение прямодействующих факторов, например рельеф).

По происхождению выделяют следующие основные экологические факторы:

1.Абиотические факторы — факторы неживой природы:

а) климатические — свет, тепло, влага, состав и движение воздуха;

б) эдафические — разнообразные химические и физические свойства почвы;

в) топографические (орографические) — факторы, обусловленные рельефом.

2. Биотические факторы — взаимовлияния совместно обитающих организмов.

3. Антропогенные факторы — воздействия на растения человека.

Экологические факторы влияют на растительный организм не изолированно друг от друга, а во всей их совокупности, образуя единую среду обитания.

Существуют две разновидности среды обитания — экотоп и местообитание (биотоп). Экотоп — первичный комплекс абиотических факторов на однородном участке земной поверхности, не заселенной организмами. Организмы, заселяющие экотоп, превращают его в местообитание (биотоп), который представляет собой совокупность всех экологических факторов на конкретном участке земной поверхности.

Экологические факторы в природе действую на растения в виде комплекса факторов, при этом общее влияние факторов на растение не равно сумме влияний отдельных факторов. Взаимодействие факторов проявляется в их частичной замещаемости, например, уменьшение значений одного фактора может быть компенсировано увеличением интенсивности другого фактора, и поэтому реакция растения остается неизменной. В то же время ни один из необходимых растению экологических факторов не может быть полностью заменен другим.

Факторы, значения которых лежат вне зоны оптимума для данного вида, носят название лимитирующих. Именно лимитирующие факторы определяют существование вида в конкретном местообитании.

Каждое растение должно обладать свойством адаптивности к определенному диапазону экологических условий, которое закрепляется наследственно и называется экологической пластичностью, или нормой реакции. Действие экологического фактора на растение можно изобразить графически в виде так называемой экологической кривой (рис.1).

Рис. 1. Действие экологического фактора на растение: 1 – точка минимума; 2 – точка оптимума; 3 – точка максимума

На кривой жизнедеятельности выделяются: точка минимума и точка максимума, соответствующие крайним значениям фактора, при которых возможна жизнедеятельность организма; точка оптимума соответствует наиболее благоприятному значению фактора. Кроме того, на кривой жизнедеятельности выделяется несколько зон: зона оптимума — ограничивает диапазон благоприятных значений фактора; зоны пессимума — охватывают диапазоны избытка и недостатка фактора, в пределах которых растение находится в состоянии сильного угнетения; зона жизнедеятельности располагается между экстремальными точками (минимумом и максимумом) и охватывает весь диапазон пластичности организма, в пределах которого организм способен отправлять свои жизненные функции и пребывать в активном состоянии. Вблизи экстремальных точек лежат сублетальные (неблагоприятные) величины фактора, а за пределами – летальные (вызывающие гибель).

Норма реакции определяется генотипом, чем больше протяженность кривой жизнедеятельности по оси абсцисс, тем выше экологическая пластичность растения или вида в целом. Пластичность видов растений варьирует в широких пределах, в зависимости от этого они делятся на три группы:

3) умеренно пластичные виды.

· Стенотопы — это малопластичные виды, способные существовать в узком диапазоне экологического фактора, например растения влажных экваториальных лесов, которые обитают в условиях относительно стабильных температур (от 20° до 30°С).

Читайте также:  Досветка растений энергосберегающими светодиодными лампами

· Эвритопы – виды, имеющие значительную пластичность и способные осваивать разнообразные местообитания по отдельным факторам.

· Умеренно пластичные виды, к которым относится подавляющее большинство видов, занимают промежуточное положение между стенотопами и эвритопами.

Но в целом вид может быть стенотопом по одному фактору, эвритопом по другому фактору и умеренно пластичным по отношению к третьему фактору.

В экологии вид — не единственная экологическая единица, широко используются и такие категории, как экологическая группа и жизненная форма.

Экологическая группа отражает отношение растений к какому-либо одному фактору и объединяет виды, одинаково реагирующие на тот или иной фактор, нуждающиеся для их нормального развития. Наиболее важными экологическими факторами, влияющими на структуру растений, являются влажность, свет, температурный режим, особенности почв, конкурентные отношения в сообществе и ряд других условий. К сходным условиям растения могут приспосабливаться по-разному, вырабатывая различные виды адаптации. Поэтому в пределах многих экологических групп можно найти растения, резко отличающиеся друг от друга по внешнему облику и по анатомической структуре органов. Они имеют разную жизненную форму.

Жизненная форма, в отличие от экологической группы, отражает приспособленность растений не к одному экологическому фактору, а ко всему комплексу условий местообитания.

Таким образом, в одну экологическую группу входят виды разных жизненных форм, и, наоборот, одна жизненная форма бывает представлена видами из разных экологических групп.

Жизненные формы

Термин появился в науке только в конце XIX в.. Древнегреческий ученый и философ, ученик Аристотеля, Теофраст описал деревья, кустарники, полукустарники, травы. Деревья — это растения со стволом, кустарники – со множеством веток, отходящих прямо от корня, полукустарники – растения, которые дают от корня много стеблей и множество веточек. Травы он объединял в группы по длительности жизни, характеру побегов, листьев, корневых систем, наличию луковиц и клубней. Он отмечал зависимость формы роста от климата, почвы, способов возделывания.

Немецкий ученый А. Гумбольдт (1769–1859) в начале XIX в. выделил 19 «основных форм», внешне различающихся. В основе выделения лежит сходство во внешнем облике.

Термин «жизненная форма» был предложен в 1884 г. датским ботаником Е. Вармингом. Другой датский ботаник К. Раункиер рассматривал жизненные формы как результат приспособления растений к внешней среде. В основу он положил различия в приспособлении растений к переживанию неблагоприятного времени года. Эта приспособленность отражена в размещении почек или верхушек побегов по отношению к поверхности почвы. Учение о жизненных формах особенно обогатили исследования русского ученого И.Г. Серебрякова (1964).

10.2.1. Классификации жизненных форм растений

Источник

Экология природных ресурсов

Среда обитания организма — это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливается к этим изменениям.

Земной биотой освоены три основные среды обитания: водная, наземно-воздушная и почвенная вместе с горными породами приповерхностной части литосферы. Биологи еще часто выделяют четвертую среду жизни — сами живые организмы, заселенные паразитами и симбионтами.

Воздействие среды воспринимается организмами через посредство факторов среды, называемых экологическими.

Экологические факторы — это определенные условия и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают физические, химические и эдафические.

Физические факторы — это те факторы, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура, если она высокая, вызовет ожог, если очень низкая — обморожение. На действие температуры могут повлиять и другие факторы: в воде — течение, на суше — ветер и влажность и т.п.

Химические факторы — это те факторы, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды если высокая, жизнь в водоеме может вовсе отсутствовать (Мертвое море), но в то же время в пресной воде не могут жить большинство морских организмов. От достаточности содержания кислорода зависит жизнь животных на суше и в воде, и т п.

Читайте также:  Можно ли обрабатывать растения медным купоросом раствор

Эдафические факторы , т е. почвенные , — это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, т.е. те, для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Хорошо известно влияние химических компонентов (биогенных элементов), температуры, влажности, структуры почв, содержания гумуса и т.п. на рост и развитие растений.

Однако не только абиотические факторы влияют на организмы. Организмы образуют сообщества, где им приходится бороться за пищевые ресурсы, за обладание определенными пастбищами или территорией охоты, т.е. вступать в конкурентную борьбу между собой. При этом проявляются хищничество, паразитизм и другие сложные взаимоотношения как на внутривидовом, так и, особенно, на межвидовом уровнях. Это уже факторы живой природы, или биотические факторы.

Биотические факторы — совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания. В последнем случае речь идет о способности самих организмов в определенной степени влиять на условия обитания. Например, в лесу под влиянием растительного покрова создается особый микроклимат, или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создается свой температурно — влажностной режим: зимой здесь на несколько градусов теплее, летом — прохладнее и влажнее. Особая микросреда создается также в дуплах деревьев, в норах, в пещерах и т.п.

К биотическим факторам относятся внутривидовая конкуренция и межвидовые взаимоотношения.

Внутривидовая конкуренция – борьба за одни и те же ресурсы, происходящая между особями одного и того же вида. Это важный фактор саморегуляции популяций.

Межвидовые взаимоотношения значительно более разнообразны. Два живущие рядом вида могут вообще никак не влиять друг на друга, могут влиять благоприятно или неблагоприятно. Возможные типы комбинаций и отражают различные виды взаимоотношений:

  • нейтрализм — оба вида независимы и не оказывают никакого действия друг на друга (белки и лоси; обезьяны и слоны);
  • конкуренция — каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное воздействие;
  • мутуализм (симбиоз) — виды не могут существовать друг без друга (бобовые растения и бактерии, фиксирующие азот);
  • протокооперация (содружество) — оба вида образуют сообщество, но могут существовать и раздельно, хотя сообщество приносит им обоим пользу (опыление пчелами луговых растений);
  • комменсализм — один вид, комменсал, извлекает пользу от сожительства, а другой вид — хозяин не имеет никакой выгоды, т.е. взаимная терпимость (гиены, подбирающие остатки добычи львов; мальки рыб, прячущиеся под зонтиками медуз);
  • аменсализм — один вид, аменсал, испытывает от другого угнетение роста и размножения (светолюбивые травы под елью);
  • паразитизм — паразитический вид тормозит рост и размножение своего хозяина и даже может вызвать его гибель (аскариды, вши — пример постоянных паразитов; слепни, блохи-пример временных паразитов);
  • хищничество— хищный вид питается своей жертвой (львы и зебры). Межвидовые отношения лежат в основе существования биотических сообществ (биоценозов).

Антропогенные факторы — факторы, порожденные человеком и воздействующие на окружающую среду (загрязнение, эрозия почв, уничтожение лесов и т.д.).

Среди абиотических факторов довольно часто выделяют климатические (температура, влажность воздуха, ветер и др.) и гидрографические — факторы водной среды (вода, течение, соленость и др.).

Большинство факторов качественно и количественно изменяются во времени. Например, климатические — в течение суток, сезона, по годам (температура, освещенность и др.).

Факторы, изменения которых во времени повторяются регулярно, называют периодическими. К ним относятся не только климатические, но и некоторые гидрографические — приливы и отливы, некоторые океанские течения. Факторы, возникающие неожиданно (извержение вулкана, нападение хищника и т.п.) называются непериодическими.

Подразделение факторов на периодические и непериодические имеет очень важное значение при изучении приспособленности организмов к условиям жизни.

Источник

Понятия об экологических факторах и экологических свойствах растений

Декоративное садоводство с основами ландшафтного проектирования.

Читайте также:  Прожектор 10 ватт для растений

Тема: Растения открытого грунта. Отношение декоративных и цветочных растений к факторам внешней среды.

Цель:объяснить студентам экологические свойства растений и их отношение к экологическим факторам

План лекции:

1. Понятия об экологических факторах и экологических свойствах растений.

2. Световой режим.

3. Тепловой режим.

5. Воздушный режим.

Экология растений – раздел биологии, изучающий условия существования растений и взаимосвязи между растительными организмами и средой, в которой они обитают.

Экологические факторы – это элементы среды (свет, тепло, вода, почва и др.), которые влияют на растения. Эти факторы создают среду обитания, или условия местопроизростания растений.

От этих понятий следует отличать условия существования – совокупность жизненно необходимых экологических факторов, обуславливающих возможность существования растений (тепло, свет, вода и др.). Например, местопроизростания белой акации – смешанные леса восточных районов США, а условия существования имеют более широкую амплитуду. Поэтому в культуре белая акация распространена далеко за пределами своего естественного ареала, в том числе и в России.

Растения определенным образом реагируют на воздействие экологических факторов. Такую реакцию называют экологической. Так, тис, пихта и самшит отличаются высокой теневыносливостью, а сосна обыкновенная и береза повислая могут произрастать только при условиях хорошей освещенности. Поэтому каждый ботанический вид занимает в биосфере свою экологическую нишу – ту среду обитания, условия существования которой в максимальной степени соответствуют экологическим свойствам организмов. Возможность растений приспосабливаться (адаптироваться) к различным условиям внешней среды и занимать соответствующие экологические ниши определяется экологической амплитудой видов. Тот экологический диапазон приспособительных возможностей, которого вид достигает в процессе эволюции и закрепляется в генотипе, составляет норму экологической реакции вида.

Диапазон действия любого экологического фактора на растение понимают как область устойчивости, или толерантности, всегда ограниченную двумя кардинальными точками – максимума и минимума – критическим значением фактора, допускающим возможность существования растения. Область фактора воздействия, в наибольшей мере соответствующая экологическим свойствам организма, составляет зону оптимума. Условия среды, в которой какой-либо фактор или совокупность их выходят за пределы зоны оптимума и оказывают на растение угнетающее воздействие, называют экстремальными (аномально высокая или низкая температуры, резкий дефицит влаги и т.д.). Различные виды растений могут характеризоваться сходной реакцией на воздействие одного и того же экологического фактора или одной и той же совокупностью экофакторов. Такие виды объединяют в экологические группы, или экоморфы.

По своему происхождению и влиянию на растения все экологические факторы принято подразделять на пять основных групп:

2. почвенно – грунтовые, или эдафические;

3. топографические, или орографические (факторы рельефа);

4. биотические (связанные с жизнедеятельностью биологических организмов);

5. антропогенные (прямое или косвенное воздействие человека на растения и растительность).

Климатические, почвенно – грунтовые и топографические факторы составляют комплекс факторов абиотической среды.

В природе экологические факторы тесно взаимодействуют между собой и оказывают на растение совокупное влияние. Если какой – либо из факторов является фактором в минимуме или максимуме, то он ограничивает действие остальных факторов, даже если они очень благоприятны, и определяет конечный результат воздействие внешней среды на растение; изменить этот результат можно, только сняв воздействие ограничивающего фактора. Подобное явление получило название закона ограничивающего фактора. Например, если дерево растет на плодородной почве с достаточным увлажнением, но тепла в данное время недостаточно, то фотосинтез на этот период прекращается.

Особенности проявление фенотипа (внешний облик растений) в связи с условиями произрастания особенно важно принимать во внимание в декоративном садоводстве, поскольку это во многом определяет привлекательность растений. Факторы внешней среды существенно влияют на размер и форму кроны, размер и окраску разных органов растения и на другие признаки.

Роль внешних факторов и их физиологическую сущность в метаболизме растительных организмов подробно изучают в курсах агрохимии, физиологии и биохимии растений. В курсе декоративного садоводства их рассматривают для более глубокого и правильного обоснования технологии выращивания растений.

Источник