Меню

Экологические факторы влияющие на древесное растение

Основные экологические факторы и свойства древесных растений

Экология растений (термин предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1866 г.) — наука, изучающая условия существования растений и взаимоотношения между ними и средой их обитания. Условия среды (экологические факторы) объединяют в две группы — абиотические (климатические и почвенные) и биотические (растения, животные, человек). Эти факторы образуют среду обитания, или условия местопроизрастания растений. По Е.П. Смолоногову (1990), лесная экология изучает закономерности образования биоэкологических систем разного уровня интеграции, географическую дифференциацию таких систем, а также организационно-функциональную структуру и изменение во времени их элементарных единиц — популяций и биогеоценозов.
В экологии есть еще понятие «условия существования», под которым понимается совокупность жизненно необходимых экологических факторов, от которых зависит возможность существования растений (тепло, свет, влага, газовый состав воздуха, элементы почвенной среды — pH почвы, элементы питания, механические свойства и т.д.). Например, белая акация, снежноягодник белый, клен ясенелистный естественно растут в смешанных лесах Северной Америки при соответствующих этим районам условиях местопроизрастания. А условия существования этих пород куда шире. Поэтому в качестве интродуцентов эти породы распространены далеко за пределами своего естественного ареала, в том числе и в России, и растут при совершенно иных условиях местопроизрастания.
Реакция растений на факторы среды называется экологической. Этой реакцией определяются экологические свойства (особенности) растений, характеризующие отношение их к экологическим факторам.
Для каждого вида древесных растений существует своя экологическая ниша, т.е та среда обитания, условия существования в которой в максимальной степени соответствуют экологическим свойствам организмов.
Есть породы теневыносливые (тисс, самшит, ель, пихта) и светолюбивые (сосна обыкновенная, береза бородавчатая, можжевельник казацкий). Лиственница Гмелина выдерживает морозы до -70 °С, а бук и платан вымерзают при -25. -30 °С. Тамарикс выносит сильно засоленные почвы, а для тополя, дуба нужна богатая питательными веществами незасоленная почва.
Способность растений приспосабливаться к различным условиям внешней среды и занять определенную экологическую нишу называется экологической амплитудой видов. Экологический диапазон приспособительных возможностей вида, приобретенный в процессе эволюции и закрепленный в генотипе, составляет норму экологической реакции вида. Экологически пластичный вид — это вид с широкой экологической амплитудой, способный приспосабливаться к самым разным условиям существования.
Каждый природный фактор имеет свой диапазон действия на растения, понимаемый как толерантность, или область устойчивости, ограниченную двумя кардинальными точками — минимума и максимума. Это критические значения факторов., допускающие возможность существования растения. Область фактора, в наибольшей мере соответствующая экологическим свойствам вида (организма), составляет зону оптимума. Если условия среды, в которой один или совокупность факторов выходят за пределы зоны оптимума, то они оказывают угнетающее действие на особи и приводят к их гибели. Эти факторы называют экстремальными (аномально низкое освещение, низкая или высокая температура, резкий дефицит влаги, засоленность почвы и т.п.).
Экологические факторы по влиянию на растения делят на пять основных групп: 1) климатические; 2) почвенно-грунтовые (эдафические); 3) топографические (орографические) — факторы рельефа; 4) биотические; 5) антропогенные (прямое и косвенное воздействие человека на растения и растительность).
Все вышеперечисленные факторы в природе воздействуют на растения не поодиночке, а в комплексе. Изменение напряжения одного из факторов обязательно вызовет изменение в напряжении других факторов. Увеличение температуры приводит к изменению влажности воздуха и почвы за счет усиления ее испарения, усиливается фотосинтез, изменяется газовый состав воздуха. Такие важнейшие функции растений, как питание, рост, могут осуществляться только при определенных температуре и влажности. Если дерево растет на плодородной почве, а в данный момент тепла будет недостаточно, то прекращаются и питание, и рост.
Если какой-либо фактор среды будет в минимуме или максимуме, то он ограничивает действие остальных факторов, даже если они очень благоприятные. Изменить это состояние можно только сняв воздействие ограничивающего фактора. В свою очередь сами растения влияют на условия абиотической среды. Они изменяют микроклимат, иссушают корнеобитаемый слой почвы, поднимают уровень грунтовых вод, изменяют газовый состав воздуха и др.
Первичный комплекс факторов абиотической среды называется экотопом, а абиотическая среда, трансформированная деятельностью живых организмов, образует биотоп.
В дендрологии пользуются понятиями «дендрофлора» и «растительность».
Дендрофлора — совокупность видов древесных растений на определенной территории.
Растительность — совокупность растительных сообществ (фитоценозов), характерных для данной географической зоны. В понятие «растительность» входят количественные показатели: площади конкретных растительных сообществ, их число.

Источник

14. Экологические факторы, влияющие на древесные растения

Экологические факторыпринято разделятьна 5 групп:

2) почвенно-грунтовые (эдафические)

3) топографические (орографические, факторы рельефа)

Климатические экологические факторы

Климат — режим атмосферных условий, хар-рный для определенных географических районов земли

По реакции на освещенностьвыделяют3группы раст-й:

1) светолюбивые или гелиофиты(растения открытых местообитаний, у них максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается при 25-50% от полной освещенности, световой минимум составляет 10-15% от полной освещенности, при освещенности ниже этого уровня растения отмирают, кроны светолюбивых культур не густые, прозрачные, нижние сучья быстро отмирают(лиственница сибирская, сосна обыкновенная, береза повислая, осина, ясень обыкновенный, можжевельник казацкий))

2) теневыносливые или сциофиты(хорошо растут при полной освещенности, но могут приспосабливаться в слабому свету, максимальная интенсивность фотосинтеза происходит при 11-24% от полной освещенности, световой минимум составляет 1-3% от полной освещенности, кроны теневынеосливых культур густые, плотные, нижние сучья остаются живыми. (тис, ель, пихта, самшит, бук, дуб, граб, липа))

3) Тенелюбивые — максимальная интенсивность фотосинтеза происходит при 10% от полной освещенности, световой минимум около 0% – среди древесных культур отсутствуют.

Более подробная шкала оценки светолюбивости:

1) наиболее светолюбивые к-рысосна обыкновенная, Муррея и Банкса; лиственница сибирская и европейская; ива белая; черёмуха обыкновенная; орех маньчжурский, берёза повислая и пушистая; тополь канадский, осина; ольха серая;

2) относительно светолюбивые к-рылжетсуга Мензиса, сосна веймутова, бархат амурский, ясень обыкновенный и пенсильванский, черемуха маака, орех серый, клён серебристый, дуб черешчатый, рябина обыкновенная;

3) промежуточные к-рыель колючая, клён ясенелистный, лещина об-я, клён ложноплатановый, ольха черная, конский каштан об-й;

4) относительно теневыносливые к-рыпихта одноцветная, вяз голый и гладкий, клён полевой, дуб красный;

5) теневыносливые к-рыпихта сибирская, ель об-я, клен остролистный, граб об-й

явл-ся важнейшим экологическим фактором, определяющим жизнь раст-й, распределение видов и формирования типов раст-ти.

Оптимальной для жизни раст-й считаетсяt-ра 15-30 о С

Возрастание теплообеспеченности происходит закономерно от полюсов к экватору, в рез-те чего на земле существует t-рная зональность.

Различают 4 основных т-рных пояса:

Наблюдается и вертикальная термическая зональность(в горных районах)

Следует различать 2 разных хар-ки древесных к-р по отношению к т-ре:

1) теплолюбивость – потребность в тепловой энергии

2) устойчивость к экстремальным т-рам (к высокой – жаростойкость, к низкой – морозостойкость и холодостойкость)

Классификация древесных к-р по теплолю бивости и морозостойкости

1) очень теплолюбивыеэвкалипт, криптомерия, дуб пробковый, кипарис, кедр, секвойя, саксаул;

2) теплолюбивыекаштан, платан восточный, дуб пушистый, орех грецкий, гледичия, вяз граболистный;

3) среднетребовательные к теплу– дуб черешчатый, граб об-й, клен остролистный, ясень об-й;

4) малотребовательные к теплутополь бальзамический, ольха серая, береза, рябина, ель сибирская, пихта сибирская, сосна об-я.

1) вполне морозостойкие (до минус 35-50 о С)ель европейская, лиственница сибирская, сосна кедровая сибирская, береза пушистая, дерен белый, осина;

2) морозостойкие (до минус 25-35 о С)ель канадская, дуб черешчатый, жимолость татарская, ива белая, клен остролистный;

3) умеренно морозостойкие (до минус 15-25 о С)хеномелес, бук лесной;

4) неморозостойкие (до минус 10-15 о С)– кедр, сосна итальянская, маслина, падуб;

5) наименее морозостойкие (кратковременно, не ниже минус 10 о С)акация, олеандр, пальмы, эвкалипт

Зимостойкостьустойчивость к комплексу неблагоприятных условий среды, начиная с осени, зимы и заканчивая началом весны, то есть в период, когда дерево находится в состоянии покоя

Зимостойкость в целом коррелирует с морозостойкостью.

Однако при интродукции, часто бывает так, что морозостойкие растения оказываются незимостойкими. Например, пихта сибирская в условиях Западной Европы менее зимостойкая чем бук лесной, поскольку выходит из периода глубокого покоя рано и затем повреждается небольшими морозами.

Зимостойкостьдревесных культур оценивается толькодля определенного географического региона

Зимостойкостьобычно оценивается по5-балльной шкале .

Заморозкоустойчивостьустойчивость деревьев к поздневесенним, летним и раннеосенним заморозкам, в период, когда растение находится в состоянии вегетации.

Наибольшей заморозкоустойчивостью характеризуются растения холодного пояса и высокогорий,наименьшей – растения из южной части умеренной зоны и более южных термических зон

Заморозками чаще повреждаются молодые растения, в приземной части. Заморозкоустойчивость также оценивается по 5-балльной шкале.

Весенние заморозки чаще всего повреждаютраноцветущие культуры –абрикос, миндаль, персик, черешню, ольху серую, осину, ясень, дуб черешчатый.В северной частиот весенних заморозков страдаетель обыкновенная, пихта сибирская

Летнеосенние заморозкичасто повреждаютклюкву, вереск

Естественные источники воды: атмосферные осадки (дождь, снег, туман, изморозь) и грунтовые воды. Характеристику водообеспеченности определяет соотношение годового кол-ва осадков к суммарному годовому испарению воды, при этом различают 3 типа областей:

аридные – годовое кол-во осадков существенно меньше суммарного годового испарения воды, растения испытывают постояннный дефицит влаги (пустыни, полупустыни, степи);

полуаридные – годовое кол-во осадков примерно равно суммарному годовому испарению воды;

гумидные — годовое кол-во осадков существенно больше суммарного годового испарения воды, растения достаточно обеспечены влагой (лесостепи, леса). Наряду с годовым количеством осадкой чрезвычайно важно их распределение по времени, прежде всего в течение вегетационного периода.

Вода проникает в растения через почву и воздух. Оптимальная влажность воздуха для древесных растений 80% и более.

Экологич группы древесных растений по отношк воде:

гигрофиты – растения влажных местообитаний, отличаются невысоким осмотическим давлением, интенсивной транспирацией, крупными листьями, поверхностной корневой системой, наличием воздушных корней (прибрежные районы, сырые луга и леса) – ольха черная, ива;

ксерофиты – растения, способные расти в условиях постоянного или сезонного дефицита влаги, отличаются высоким осмотическим давлением, сильно развитой, глубокой корневой системой, малыми размерами листьев до полной их редукции, толстым эпидермисом листьев, густым опушением, особым строением устьиц, высокой водоудерживающей способностью листьев (суккуленты), особым сезонным ритмом развития (вегетируют во влажное время года) – саксаул, эфедра, джузгун, дрок безлистный, кактусы;

мезофиты – растения среднеувлажненных местообитаний (большинство древесных растений) – сосна, ель, пихта, осина, бук.

Читайте также:  Клеточная мембрана растений строение и функции

Классификация древесных культур по реакции на затопление:

более 80 дней – ива волчниковая, ломкая, пяти и трехтычинковая;

60-80 дней – ива белая, ольха черная;

40-60 дней – тополь белый и черный, черемуха обыкн;

30-40 дней – вяз гладкий, осина;

20-30 дней – дуб черешч, ясень пушистый;

15-20 дней – ель европ, клен остролистный, липа мелколистная, ясень обыкновенный.

Классификация древесных растений по влаголюбивости

ультраксерофитыджузгун, саксаул, солянка, дуб пушистый;

ксерофитыможжевельник казацкий, гледичия, груша иволистная, миндаль обыкновенный, сумах дубильный;

ксеромезофитысосна крымская, абрикос маньчжурский, вяз мелколистный;

мезоксерофитыабрикос обыкновенный, брусника, айва обыкновенная, вяз гладкий, карагана, клен полевой;

мезофитыель европейская, пихта сибирская, бук лесной, груша обыкновенная, клен остролистный;

мезогигрофитыбереза пушистая, калина обыкновенная, смородина черная, ясень обыкновенный;

гигромезофитывиноград амурский, ива белая, облепиха, орех маньчжурский, черемуха обыкновенная;

гигрофитыольха черная, тополь белый;

ксерофиты-гигрофитысосна обыкновенная и горная

Газовый состав воздуха и его циркуляция являются важными экологическими факторами

В промышленных центрах воздух содержит большое количество сажи, сернистого ангидрида, аммиака др., поэтому у древесных растений различают степень дымо и газостойкости.

Относительно дымо и газостойкие растения:ель колючая, туя западная, лиственница сибирская, клен татарский, сирень венгерская, липа, вяз, тополь.

Негазостойкие растения: пихта, ель сибирская, сосна обыкновенная, ясень обыкновенный

Ветер обеспечивает перемешивание воздуха и воздействует на транспирацию растений. Сильные ветра, действующие в одном направлении (берег моря, горы) способствуют образованию флагообразных крон, приземистых и стелющихся форм.

У анемофильных культурветерпереносит пыльцу(хвойные, ольха, береза, лещина, дуб, вяз, тополь, ясень).У анемохорныхкультур ветерраспространяет зрелые плоды(вяз, липа, клен, ясень, береза) исемена(пихта, ель, лиственница, сосна, ива, тополь, чубушник, гортензия, спирея).

Эдафические экологические факторы

К эдафическим факторам относится:почва, материнская порода и грунтовые воды

Классификация растений по отношению к почвенному плодородию:

олиготрофы– способны расти на бедных почвах (сосна обыкновенная, можжевельник обыкновенный, голубика, лещина, вереск);

эутрофы– растут на богатых почвах (пихта сибирская, дуб черешчатый, вяз голый, ольха черная, орех грецкий, ясень обыкновенный и др.);

мезотрофы– растут на среднего плодородия(ель обыкновенная, лиственница сибирская, клен остролистный и др.).

Классификация древесных растений по отношению к кислотности почвы:

кальцефиты– предпочитают известковые почвы (сосна крымская, вяз голый, кизил, ясень обыкновенный);

кальцефобы– не способны расти на известковых почвах (рододендрон, багульник, вереск)

Топографические экологические факторы

Рельефоценивается следующими показателями:

высота над уровнем моря

Рельеф не оказывает прямого воздействия на растения, но оказывает сильное влияние на климатические факторы (температуру, освещенность и циркуляцию воздуха)

По мере поднятия над уровнем моря происходит снижение температуры (на каждые 100 м подъема температура падает на 0,5-0,7 о С), возрастает количество осадков, изменяется освещенность и спектральных состав света.

Крутизна склонаоказывает влияние на развитие корневой системы и кроны.Экспозиция склона влияет на освещенность, тепловой и водный режимы.Микроповышения почвы– иссушение, сдувание снега.Микропонижения— вымокание, повреждения заморозками.

Биотические экологические факторы

Различают 2 группыбиотических факторов:

1) фитогенные– взаимовлияние растений

2) зоогенные– взаимовлияние растений и животных

Формы проявлениябиотических факторов:

1) конкуренция организмов в биоценозах

2) аллелопатия– взаимовлияние растений путем выделения биологически активных веществ

Антропогенные экологические факторы

К антропогенным относят факторы, связанные с деятельностью человека

1) преобразование растительного покрова(развитие земледелия, интродукция);

2) изменение среды обитания для растений(осушение болот, мелиорация земель);

3) защита растений от неблагоприятных факторов внешней среды(защита от вредителей, болезней, сорняков);

4) сохранение растительности и видового состава флор(Красная книга, проблема сохранения биоразнообразия)

Источник

Экология древесных растений

Условия существования растений, взаимосвязь между организмами и средой, в которой они обитают. Группы экологических факторов: абиотические, биотические, климатические; роль рельефа, воды, воздуха. Антропогенное воздействие на жизнедеятельность растений.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 25.01.2015
Размер файла 27,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Основы экологии древесных растений

2. Основные группы экологических факторов

3. Антропогенное воздействие на растительность

1. Экология — раздел биологии, изучающий условия существования растений и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают (наука, изучающая отношения организмов между собой и окружающей средой).

Элементы среды (свет, тепло, вода, воздух, почва, дымовые газы и др.), которые влияют на растения называется экологическими факторами.

Среда обитания — все эти факторы, условия существования — жизненно необходимыми факторы (свет, вода и др.) без которых жизнь не возможна. Отличается от среды обитания (все окружающее).

Экологические свойства растений — отношение растений к тому или иному фактору (свет — для сосны, азот для ольхи, почва — для дуба и т.д.).

Экологическая ниша — среда обитания, в которой произрастают растения, предъявляющие определенные требования (мхи, лишайники, голубика и др.).

Норма экологической реакции вида — диапазон приспособительных возможностей вида в различных условиях существования. Чем шире экологическая амплитуда, тем экологически пластичен вид.

Раздел биологии, изучающий условия существования растений и взаимосвязи между растительными организмами и средой, в которой они обитают, называется экологией растений. Те элементы среды (свет, тепло, вода, воздух, почва), которые влияют на растения, получили название экологических факторов. Каждый ботанический вид занимает в биосфере свою экологическую нишу — ту среду обитания, условия существования которой соответствуют экологическим свойствам организмов и позволяют успешно конкурировать с другими видами.

В дендрологии, как и в ботанике в целом, часто приходится пользоваться таким понятием, как флора и растительность.

Флора — совокупность всех видов растений, растущих на определенной территории. Можно различать флору Земли, континента, страны или какого-то отдельного района. Существует флора естественная, или дикая (эволюционно сложившаяся), и культурная — созданная человеком. Видовой состав древесных растений той или иной части суши составляет ее дендрофлору (арборифлору), которая является составной частью флоры.

Растительность — совокупность фитоценозов на конкретной территории (фитоценоз — участок растительного покрова, растительное сообщество, обусловленное средой, естественным отбором и борьбой за существование. Экология растений (термин предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1866 г.) — наука, изучающая условия существования растений и взаимоотношения между ними и средой их обитания.

Условия среды (экологические факторы) объединяют в две группы — абиотические (климатические и почвенные) и биотические (растения, животные, человек). Эти факторы образуют среду обитания, или условия местопроизрастания растений.

По Е.П. Смолоногову (1990) лесная экология изучает закономерности образования биоэкологических систем разного уровня интеграции, географическую дифференциацию таких систем, а также организационно-функциональную структуру и изменение во времени их элементарных единиц — популяций и биогеоценозов.

В экологии есть еще понятие «условия существования», под которым понимается совокупность жизненно необходимых экологических факторов, от которых зависит возможность существования растений (тепло, свет, влага, газовый состав воздуха, элементы почвенной среды — pH почвы, элементы питания, механические свойства и т.д.). Например, белая акация, снежноягодник белый, клен ясенелистный естественно растут в смешанных лесах Северной Америки при соответствующих этим районам условиях местопроизрастания. А условия существования этих пород куда шире. Поэтому в качестве интродуцентов эти породы распространены далеко за пределами своего естественного ареала, в том числе и в России, и растут при совершенно иных условиях местопроизрастания.

Реакция растений на факторы среды называется экологической. Этой реакцией определяются экологические свойства (особенности) растений, характеризующие отношение их к экологическим факторам.

Для каждого вида древесных растений существует своя экологическая ниша, т.е. та среда обитания, условия существования в которой в максимальной степени соответствуют экологическим свойствам организмов.

Есть породы теневыносливые (тисс, самшит, ель, пихта) и светолюбивые (сосна обыкновенная, береза бородавчатая, можжевельник казацкий). Лиственница Гмелина выдерживает морозы до -70°С, а бук и платан вымерзают при -25. -30°С. Тамарикс выносит сильно засоленные почвы, а для тополя, дуба нужна богатая питательными веществами незасоленная почва.

Способность растений приспосабливаться к различным условиям внешней среды и занять определенную экологическую нишу называется экологической амплитудой видов. Экологический диапазон приспособительных возможностей вида, приобретенный в процессе эволюции и закрепленный в генотипе, составляет норму экологической реакции вида. Экологически пластичный вид это вид с широкой экологической амплитудой, способный приспосабливаться к самым разным условиям существования.

Каждый природный фактор имеет свой диапазон действия на растения, понимаемый как толерантность, или область устойчивости, ограниченную двумя кардинальными точками — минимума и максимума. Это критические значения факторов, допускающие возможность существования растения. Область фактора, в наибольшей мере соответствующая экологическим свойствам вида (организма), составляет зону оптимума. Если условия среды, в которой один или совокупность факторов выходят за пределы зоны оптимума, то они оказывают угнетающее действие на особи и приводят к их гибели. Эти факторы называют экстремальными (аномально низкое освещение, низкая или высокая температура, резкий дефицит влаги, засоленность почвы и т.п.).

Экологические факторы по влиянию на растения делят на пять основных групп:

2) почвенно-грунтовые (эдафические);

3) топографические (орографические) — факторы рельефа;

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

Все вышеперечисленные факторы в природе воздействуют на растения не поодиночке, а в комплексе. Изменение напряжения одного из факторов обязательно вызовет изменение в напряжении других факторов. Увеличение температуры приводит к изменению влажности воздуха и почвы за счет усиления ее испарения, усиливается фотосинтез, изменяется газовый состав воздуха. Такие важнейшие функции растений, как питание, рост, могут осуществляться только при определенных температуре и влажности. Если дерево растет на плодородной почве, а в данный момент тепла будет недостаточно, то прекращаются и питание, и рост.

Если какой-либо фактор среды будет в минимуме или максимуме, то он ограничивает действие остальных факторов, даже если они очень благоприятные. Изменить это состояние можно только сняв воздействие ограничивающего фактора. В свою очередь сами растения влияют на условия абиотической среды. Они изменяют микроклимат, иссушают корнеобитаемый слой почвы, поднимают уровень грунтовых вод, изменяют газовый состав воздуха и др.

Первичный комплекс факторов абиотической среды называется экотопом, а абиотическая среда, трансформированная деятельностью живых организмов, образует биотоп.

2. Основные группы экологических факторов

экологический климатический антропогенный растение

Читайте также:  После посадки растений из земли появляется

Основные группы экологических факторов: абиотические (рельеф, климат, почва), биотические (растения, животные и микроорганизмы), антропогенные

Анализируя роль отдельных факторов среды, следует иметь в виду два принципиальных момента: во-первых, растения не только зависят от внешних условий, но и сами активно воздействуют на них, особенно в сомкнутом состоянии; во-вторых, значение одного фактора может существенно изменяться при сочетании с другими, т.е. среда влияет на растения комплексно, и направление и сила такого влияния зависят от всего комплекса параметров внешней среды. Хотя в экстремальных условиях часто лимитирующим может служить один конкретный «фактор в минимуме», но и его значение может варьировать в зависимости от прочих условий, далее это будет рассмотрено более детально.

Экологические группы растений по отношению к свету:

Светолюбивые — максимальная интенсивность фотосинтеза при 25-33 (50)% от полной освещённости. Лиственница сибирская, сосна обыкновенная, берёза повислая, ясень обыкновенный, осина. Это породы пионерной стратегии, они требуют полного освещения с момента прорастания семени.

Теневыносливые — лучше растут и развиваются при достаточно полной освещённости, но могут приспосабливаться к слабому свету (10% от полной освещённости). Тис, ель, пихта, самшит, бук, граб. Это породы конкурентной стратегии, в молодом возрасте нуждаются в притенении (как при естественном возобновлении под пологом леса). Однако для полноценного развития и прохождения всех стадий онтогенеза им необходимо достаточное количество прямого света. Иными словами, если в течение 10-20 (иногда до 50) лет изреживания верхнего полога не происходит, подрост погибает.

При интродукции растений сказывается сезонная ритмика продолжительности светового дня. Она служит ориентиром для подготовки к определенным фенофазам (распусканию почек, цветению и к листопаду), а изменения привычного режима приводят, например, к обмерзаниям.

Визуальные признаки светолюбия — крона сквозистая, высокоподнятая, листва (хвоя) светлая. У теневыносливых растений крона плотная, достаточно низко опущена, а в тёмно-зелёных листьях повышенное содержание хлорофилла для усвоения малого количества света.

Городские посадки чаще всего достаточно разреженные, световой режим в них достаточный. Даже те деревья, которые растут с северной стороны от высоких зданий, не затенены сверху и не проявляют признаков угнетения. Возможно, некоторое отрицательное воздействие ночного освещения имеет место, но вряд ли оно значительно, так как интенсивность такого света очень невелика.

Роль рельефа в жизни растений

Рельеф — совокупность неровностей земной поверхности, включает в себя высоту над уровнем моря, крутизну и экспозицию склона. Выделяются три категории рельефа, в зависимости от их масштаба и происхождения: макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф. Макрорельеф сформирован эндогенными процессами Земли, мезорельеф — экзогенными (поверхностными) процессами, а микрорельеф характеризует поверхность элементов предыдущих категорий.

Рельеф не является условием, определяющим жизнь растения, он влияет на растения опосредованно, через изменение других экологических факторов. Высота над уровнем моря определяет влажность воздуха, амплитуду температуры, атмосферное давление, парциальное давление кислорода и углекислого газа.

От крутизны склона зависит гидрология участка, а также интенсивность эрозии почвы. Экспозиция склона играет очень важную роль в тепловом балансе участка, а тепло влияет не только непосредственно на растения, но и на почвенные процессы.

Что касается мезорельефа, он воздействует слабее, в основном через гидрологию и ветровой режим участка. Микрорельеф определяет пестроту растительного покрова, в некоторой степени ускоряет почвенные процессы, служит лучшему прогреву и аэрации почвы.

В свою очередь, древесная растительность стабилизирует рельеф, предотвращает появление и развитие оврагов, а в горах закрепляет почву на склонах, препятствуя ее смыву.

Климатические экологические факторы

В естественном растительном покрове Земли различают зональную, азональную, интразональную и экстразональную растительность. Зональная растительность занимает плакоры — дренированные водораздельные пространства. Такая растительность является климатически обусловленной, ее характер определяется количеством тепла и балансом влаги, она служит основой для выделения растительных (так называемых «природных») зон. Основным температурным критерием, определяющим территориальные границы растительных зон, является средняя температура июля. Южная граница тундры в целом совпадает с июльской изотермой 10-12°С, лесная зона расположена между 14°С на севере и 19,5°С на юге, пустыни начинаются приблизительно от изотермы июля 25°С. В условиях достаточного количества тепла определяющим фактором будет служить режим осадков, и здесь растительность не только зависит от влажности, но и сама активно влияет на водный баланс. Именно в условиях дефицита влаги лесные сообщества за счет задержания и максимального усвоения осадков, связи с грунтовыми водами глубокого залегания, а также снижения ветра, интенсивно иссушающего почву и растительность, способны поддерживать водообеспеченность себя и прилегающих территорий.

Однако при сведении леса в таких условиях возобновление его практически невозможно.

Азональные сообщества не образуют обширной зоны, а встречаются в разных поясах и приурочены к экстремальным субстратам — растительность каменистых выходов, перевеваемых песков, засоленных морских побережий.

Интразональная растительность чаще всего связана с особыми гидрологическими условиями, занимает сходные ландшафты в разных природных зонах — например, пойменные леса и кустарники, заливные луга, болота.

Экстразональная растительность — это фрагменты одной растительной зоны внутри другой, например, лиственничный массив Ары-Мас в таймырской тундре или остепненные луга в центральной Якутии.

Значение тепла для жизнедеятельности растений

Основную часть теплового баланса составляет энергия Солнца в виде прямой и рассеянной радиации. Необходимость тепла обусловлена тем, что процессы роста и развития возможны в определённом интервале температур от +1°С до +45°С: ниже нуля замерзает вода, выше +45°С свертываются белки. Оптимальный интервал для активной жизни растений — 15-30°С.

Отношение растений к теплу рассматривают в двух аспектах: потребность растений в тепловой энергии и устойчивость к экстремальным воздействиям низких и высоких температур.

По способности переносить понижения температуры древесные породы подразделяют на пять групп:

1. Очень морозостойкие (до-35. -50°). Деревья: береза пушистая, ели обыкновенная и сибирская, лиственницы даурская и сибирская, кедр сибирский, осина, тополь бальзамический, можжевельник обыкновенный;

Кустарники: боярышник багряный, бузина красная, дерен сибирский, акация желтая, кедровый стланник, лох серебристый, сосна горная.

2. Морозостойкие (до-25. -35°). Деревья: ели канадская и Энгельмана, колючая и тянь-шанская, ива белая, ильм (вяз), дуб черешчатый, клены остролистный, липа мелколистная, мета-секвойя, орехи маньчжурский и серый, рябина обыкновенная, сосна Веймутова, черемуха обыкновенная, ясень обыкновенный; кустарники: боярышник обыкновенный, жимолость татарская, ирга, калина обыкновенная, роза морщинистая, сирень обыкновенная, туи западная и восточная.

3. Умеренно морозостойкие (до-15. -25°С). Деревья: акация белая или робиния, гледичия, бук, граб, лжетсуга тисолистная, катальпа великолепная, каштан конский, клен полевой, липы серебристая, крупнолистная и крымская, софора японская, тис ягодный, кедр (при непродолжительных холодах), кипарис аризонский, фисташка, шелковица белая и черная, платан кленолистный, гинкго, фанат, розмарин; Кустарники: самшит, лавровишня, бирючина обыкновенная, айва японская, дейция, калина, лох узколистный, скумпия золотистая, спирея, чубушник или жасмин, шиповник.

4. Неморозостойкие (до-10. -15°С). Деревья: ива вавилонская, кипарис обыкновенный, кедр (при длительных холодах), павловния, эвкалипт, сосны приморская и гималайская, итальянская или пиния, секвойя вечнозеленая, чинара или платан восточный. Кустарники: гортензия крупнолистная, глициния, юкка, хебе.

5. Наименее морозостойкие (не ниже -10°С) субтропические древесные породы — пальмы, вечнозеленые лиственные и некоторые хвойные. Морозостойкость древесных растений зависит от наличия у них защитных покровов, способности переносить обезвоживание плазмы клеток, от интенсивности накопления защитных веществ, степени концентрации клеточного сока, также от возраста и условий местопроизрастания (режима увлажнения и плодородия почвы).

В настоящее время принято районирование суши по зимним температурам, разработанное W. Heinze и D. Schreiber. Самые суровые условия в 1-й зоне (-45°С и ниже); 2-я зона -40. -45°С, 3—34. -40°С, 4 -28. -34°С, 5—23. -28°С, 6-17. -23°С и т.д.

По этой схеме Москва относится к пятой зоне, Подмосковье — к четвертой. Древесные растения, эволюционно приспособившиеся к произрастанию в условиях постоянного чередования тёплых и холодных сезонов, выработали в себе потребность в воздействии определённых доз пониженной температуры, необходимой для выведения почек из состояния органического покоя, для обеспечения нормального хода процессов микро-и макроспорогенеза, а многие виды — также для прорастания семян.

Древесные растения различных экологических групп по-разному реагируют на экстремально высокую или низкую температуру.

Устойчивость растений к очень высокой температуре воздуха и почвы — жаростойкость (жароустойчивость). Устойчивость растений к пониженным температурам — холодостойкость, к отрицательным — морозостойкость.

При оценке устойчивости древесных растений к низкой температуре при их осенне-зимнем покое пользуются показателями зимостойкости ­ способности растений к длительному перенесению низких температур, а также к зимнему режиму конкретного места (длительность зимы, сочетание температуры с длиной светового дня, количество снега и температура и влажность почвы под снегом, вероятность зимних оттепелей). Зимостойкость коррелирует с морозоустойчивостью. При интродукции древесных растений наблюдаются случаи, когда морозостойкие растения оказываются малозимостойкими (пихта сибирская при разведении в Западной Европе).

Способность растений переносить поздневесенние, ночные летние и раннеосенние заморозки без повреждений — заморозкоустойчивость.

Способы приспособлений растений к экстремальным температурам: к жаре — глянцевое покрытие листовой пластинки, а также толстая кутикула, восковой налет; ориентация листьев торцом к солнцу, светлая окраска стволов и пр. к морозу — заблаговременное прекращение роста и вызревание (одревеснение) побегов, листопад, защитные покрытия на вечнозеленых листьях (хвое), перевод крахмала в сахара клеточного сока.

Тепловой режим крупных городов существенно отличается от естественного.

Температуры здесь достоверно выше за счет так называемого «теплового загрязнения». Дополнительные источники тепла в городе — промышленность, транспорт, здания и асфальтовое покрытие, подземные сооружения и коммуникации. Нескольких градусов превышения достаточно, с одной стороны, чтобы в городе существенно вырос безморозный период (нивелируются поздневесенние и раннеосенние заморозки, типичные для средней полосы). С другой стороны, зимы в городах часто «гнилые», с оттепелями, что для большинства аборигенных растений является стрессовым фактором, ослабляющим иммунитет.

Роль воды в жизни растений

Вода — это необходимый компонент внутренней среды любого живого организма (в активном состоянии), так как все физиологические процессы в клетках протекают только в жидкости или в геле. Без воды невозможна выделительная функция, а значит, организм погибнет от самоотравления. Испарение воды (транспирация листьями) обеспечивает восходящий ток в растениях, а также предотвращает их перегрев.

Естественный источник воды — атмосферные осадки и фунтовые воды.

Принципиальное значение имеет соотношение осадков и испаряемости. На поверхности суши Земли выделяют: аридные (пододефицитные) области — где испаряемость превышает годовую сумму осадков; гумидные (водоизбыточные) — где сумма осадков превышает испарение; семиаридные — с нейтральным балансом.

Экологические группы древесных растений по отношению к содержанию воды в атмосфере и почве:

Читайте также:  Растения у которых есть корни прицепки

гигрофиты — растения влажных местообитаний. Ольха чёрная и бородатая, многие виды ив и тополей.

ксерофиты — растения, способные произрастать в условиях постоянного или сезонного дефицита влаги. Саксаул, тамарикс, джузгун, эфедра, дрок безлистный.

мезофиты — растения среднеувлажнённых местообитаний (подавляющее большинство древесных растений).

Листья требовательных к влажности растений имеют много устьиц, они, как правило, довольно крупные и мягкие. Для растений засушливых мест характерны противоположные признаки — листья мелкие и жесткие с различными защитными покрытиями, при длительной засухе сбрасываются; хлорофилл может содержаться в эпидермисе других органов (чаще это побеги); возможны метаморфозы органов растения для хранения запасенной влаги.

В городских условиях гидрологический режим отличается от естественного. Большая часть поверхностного стока оторвана от грунтовых вод. Крупные подземные сооружения и коммуникации нарушают водоносные горизонты и приводят к подтоплению вышележащих участков либо, напротив, к изоляции от грунтовых вод расположенных над ними посадок.

Количество осадков в городах, как правило, выше вследствие загрязнения воздуха, частицы пыли служат дополнительными ядрами конденсации атмосферной влаги. Дожди и снег существенно очищают воздух, но, абсорбируя вредные газы, загрязняют ими почву, поверхностные воды и водоемы.

Воздух. Ветровой режим в городе

Воздух как экологический фактор рассматривают с точки зрения газового состава и перемещения воздушных масс.

В жизни растений основную роль играют углекислый газ в фотосинтезе и кислород в дыхании. Воздух городов характеризуется сильной степенью задымлённости и загазованности. Воздействие загрязнения атмосферного воздуха на растения проявляется в изменениях морфологической структуры, макроскопических особенностей древесины, протекания физиологических процессов, характера прохождения фенофаз.

Загазованность атмосферы лучше переносят засухоустойчивые растения, так как различные приспособления, снижающие транспирацию (защитные покрытия побегов и листьев, физиологические механизмы) одновременно ограничивают газообмен с окружающим воздухом: ель колючая, туя западная, лиственницы, клён татарский, сирень венгерская, из лесных пород — виды липы, вяза, тополя (при условии достаточного увлажнения почвы).

Негазостойкие — виды пихты, ель европейская, сибирская, сосна обыкновенная, веймутова, берёза повислая, ясень обыкновенный.

Интенсивное движение воздуха оказывает влияние на физиологические процессы древесных растений, вызывает деформации растений, а также усиливает транспирацию (древесные породы лесной зоны при выращивании в городских условиях чувствительны к сквознякам). Ветер вызывает бурелом и ветровал.

3. Антропогенное воздействие на растительность

На современное этапе антропогенное воздействие на растительный покров Земли можно свести к трем основным формам:

1. полное уничтожение растительного покрова;

2. создание культурных фитоценозов на месте естественной растительности;

3. синантропизация растительного покрова.

На земном шаре 20 га лесов вырубается в одну минуту. Создание культурных фитоценозов на месте естественной растительности — это создание посевов сельскохозяйственных культур, садов, почво- и полезащитных насаждений. Синантропизация растительного покрова — это постепенное изменение состава и структуры растительного покрова под влиянием антропогенных факторов. Синантропизация проявляется в следующем: замене коренных фитоценозов производными, замещением эндемичных растений космополитами. Все это приводит к обеднению и однообразию растительного мира. Обеднение флоры имеет два аспекта: уменьшение видового разнообразия; сокращение генетического разнообразия. Первое вызвано исчезновением видов. При этом обычно быстрее исчезают эндемичные виды. Второе связано с исчезновением местонахождения вида. Чем разнообразнее условия местообитания вида, тем богаче генофонд. Теперь происходит значительное снижение видовой насыщенности различных фитоценозов. Например, в Нидерландах на площади размером 20 км2 в среднем снизилось число видов с 250 до 180, особенно пострадали (потеряв до 60-70% видового богатства) сенокосы, пастбища и т.д.

Если до появления человека считается, что один вид исчезал в среднем за одну тысячу лет, то с 1850 по 1950 гг. этот интервал составил 10 лет, после 1950 г. — один год. Теперь считается, что один вид исчезает в один день. Быстро исчезает флора островов, представленная часто эндемичными видами. Например, из 1500 эндемичных видов Гавайских островов 500 видов считаются редкими и исчезающими. Быстро вымирают малые популяции видов, находящиеся вне основного ареала или на его границе. В районах густонаселенных, промышленно развитых (особенно вблизи крупных городов) исчезновение видов растений происходит более интенсивно, чем в сельскохозяйственных.

Антропогенное воздействие на эволюционный процесс проявляется, по крайней мере, в четырех направлениях:

1. уменьшение генетической разнородности видов;

2. раздробление популяций растений и их возрастающая изоляция;

3. гибридизация между ранее разобщенными таксонами;

4. появление эндемиков техногенных субстратов и загрязненных мест.

Уменьшение генетической разнородности отдельных видов. Человек сокращает число и размеры популяций, что приводит к уменьшению генетического разнообразия видов. Замена естественных лесных экосистем лесными культурами привела в некоторых районах к сокращению генетического разнообразия древесных растений более чем в сто раз.

Раздробление популяций растений и их возрастающая изоляция. Прежде широко распространенные растительные сообщества сокращаются в размерах и расчленяются на ряд изолированных фрагментов. В соответствие с этим уменьшаются и расчленяются популяции растений. Возникающие между ними географические или экологические барьеры создают для мелких популяций обстановку, близкую к островным популяциям. Существование видов растений в форме мелких популяций создает предпосылки для возникновения серии таксонов внутривидового и даже видового ранга.

Гибридизация между ранее разобщенными таксонами. Под влиянием антропогенных факторов нередко устраняются географические, экологические барьеры между родственными, но ранее изолированными друг от друга группами. Это происходит в результате преобразования местообитания, нарушения структуры растительных сообществ, массового введения интродуцентов и др. Например, в Англии два вида боярышника — гладкий и однопестичный — первоначально были экологически разобщены. Боярышник гладкий произрастал в лесах, однопестичный — на открытых местах. Рубки привели к разреживанию лесов, в результате на одной территории оказались два вида боярышника, появились гибриды между видами. В Польше появились гибриды между лиственницей польской и европейской.

Появление эндемиков техногенных субстратов и загрязненных мест. Человек в процессе деятельности создает новые субстраты, которые заселяются растениями. В окрестностях оз. Медвежьего в Канаде, с близким залеганием урановых руд, отмечено большое число мутантов иван-чая, голубики.

В настоящее время происходит интенсивное отмирание лесов Европы. Одна из причин отмирания — загрязнение воздуха. Воздействие воздушного загрязнения заключается в ослаблении жизнедеятельности листвы и хвои, стволов деревьев и корней.

Проведенные исследования в Германии выявили четыре основных типа воздействий загрязнения:1 прямое действие газов на растительный покров; 2 осаждение тяжелых металлов и аккумуляция их почвой; 3 кислотное действие на растения и почву; 4 действие азотного насыщения.

Выделено три класса взаимодействий между атмосферными примесями и лесными экосистемами. При низком содержании загрязняющих веществ (взаимодействие первого класса) растительность и почвы лесных экосистем функционируют как их поглотители. В зависимости от характера загрязняющих веществ влияние их может быть незаметным или стимулирующим (как удобрения).

При среднем содержании загрязняющих веществ (взаимодействие второго класса) некоторые виды деревьев испытывают отрицательное влияние. Это влияние выражается в нарушении баланса и обмена питательных веществ, снижении иммунитета к вредителям и болезням, повышенной заболеваемости. Уменьшается биомасса и продуктивность растений, изменяется видовой состав и структура сообществ.

Высокое содержание загрязняющих веществ (взаимодействие третьего класса) может вызвать резкое снижение иммунитета или гибель некоторых деревьев. Происходит упрощение структуры экосистемы, нарушение биологического круговорота.

Например, содержание сернистого ангидрида в воздухе Европы в 50 раз превышает общепланетарный фон за счет выброса серы энергетическими установками. От загрязнения страдают главным образом хвойные леса. В Германии усыхает 75% всех пихтовых лесов, 41% ельников и сосняков. Резко ухудшается качественное состояние хвойных лесов Франции, Нидерландов, Италии, Швейцарии. При наличии смога в воздухе происходит депрессия фотосинтеза (фотосинтез может уменьшиться на 66%).

За последние 20 лет в Европе прирост древесины ежегодно снижался на 0,3% благодаря кислотным дождям. Поступление кислот в лесные экосистемы Европы в настоящее время превысило естественный уровень более чем в 100 раз. В результате происходит снижение фотосинтеза, дыхания растений, их гибель.

1. Бенькова В.Е., Швейнгрубер Ф.Х. Анатомия древесины растений России. —

Издательство Хаупт. 2004.

2. Шиятов С.Г., Ваганов Е.А., Кирдянов А.В., Круглов В.Б., Мазепа В.С., Наурзбаев М.М., Хантемиров Р.М. Методы дендрохронологии. Часть I. Основы дендрохронологии. Сбор и получение древесно-кольцевой информации. Учебно-методическое пособие. — Красноярск: ИЛ СО РАН, УО ИЭРЖ, КГУ, УГЛА, 2000.

3. Одум Ю. Основы экологии. — М.: Мир. — 1975.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Характеристика задач и методов экологии, как науки изучающей условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Особенности современных экологических проблем, обзор видов загрязнения окружающей среды.

реферат [210,0 K], добавлен 21.02.2010

История изучения декоративных древесных растений Северо-Западного Кавказа. Список декоративных древесных растений города Славянска-на-Кубани, характеристика их экологических особенностей. Физико-географическая характеристика района исследования.

курсовая работа [2,6 M], добавлен 07.01.2015

Влияние увеличения количества автотранспорта на загрязнённость атмосферного воздуха г. Красноярска. Рост растений в насаждениях улиц и магистралей. Механические повреждения древесных растений в городских условиях, проблема их недостаточной освещенности.

реферат [18,0 K], добавлен 26.08.2015

Среды обитания и экологические факторы. Воздушная и водная среды, растение и тяжелые металлы. Адаптация растений к загрязнению атмосферы. Биотические и абиотические факторы. Влияние температуры и света на растение. Влияние растений на окружающую среду.

реферат [3,5 M], добавлен 19.06.2010

Деятельность живых организмов. Основные абиотические и биотические факторы. Формы взаимодействия между живыми организмами. Классификация экологических факторов по степени адаптивности. Факторы неживой природы. Классификация по степени постоянства.

презентация [2,2 M], добавлен 18.04.2014

Главная причина вымирания животных и растений. Радикальные изменения среды обитания животных. Охотничий промысел в запрещенных местах. Уничтожение природы в целях защиты сельскохозяйственной продукции. Антропогенное воздействие гидроэлектростанций.

презентация [964,1 K], добавлен 10.09.2014

Основные свойства популяции. Абиотические и биотические факторы взаимодействия организмов со средой обитания. Сущность и содержание паразитизма, комменсализма, конкуренции. Сравнительная характеристика биоценотических взаимоотношений между организмами.

контрольная работа [26,7 K], добавлен 28.09.2010

Вода, как экологический фактор и ее значение для растений. Экологические группы наземных растений по отношению к воде: гигрофиты, ксерофиты и мезофиты. Сравнение адаптаций к засухе у ксерофитов и мезофитов. Адаптационные особенности водных растений.

курсовая работа [2,3 M], добавлен 19.10.2016

Природно-климатические условия лесостепи Приобья. Структура и формирование агрофитоценоза. Установление общей фитотоксичности почвы. Флористический состав, обилие и жизненное состояние сорных растений. Коротковегетирующие, длительновегетирующие сорняки.

автореферат [242,7 K], добавлен 15.10.2008

Биотические (факторы живой природы), внутривидовое и межвидовое взаимодействие организмов. Действие основных прямодействующих абиотических факторов: температура, свет и влажность. Экологические группы растений в зависимости от требований к водному режиму.

презентация [2,7 M], добавлен 03.08.2016

Источник