Меню

Эколого географическая характеристика растения это

Эколого-географическая систематика культурных растений (часть 3)

Основоположник эколого-географической систематики культурных растений — академик Н. И. Вавилов. Он установил определенные закономерности в дифференциации видов на эколого- географические группы. Каждая эколого-географическая группа характеризуется сходными для всех культур признаками, сфор-; мировавшимися под влиянием отбора в одних и тех же природно-географических условиях.
Эколого-географическая систематика дает селекционеру возможность ориентироваться в огромном многообразии культурных растений и помогает отыскивать нужные формы и сорта.
В пределах нашей страны проведено эколого-географическое изучение многих культур, выделены и описаны основные экотипы, сложившиеся в связи с условиями местообитания и возделывания. Например, для пшеницы установлены следующие основные экологические группы: степная, лесостепная, лесная, западноевропейская, предгорная азербайджанская.
Изучение культурных растений на основе эколого-географических принципов позволило выяснить роль естественного и искусственного отбора и значение внешних условий в формировании различных экотипов. В полном соответствии с учением Дарвина эколого-географическая систематика устанавливает, что эволюция культурных растений во времени и в различных географических условиях связана с производственной деятельностью человека — отбором и возделыванием их.
Н. И. Вавилов предложил схему внутривидовой систематики культурных растений, основанную на эколого-географическом принципе.

Вид — Эколого-географические типы — Ботанические разновидности — Формы и сорта

В учении Н. И. Вавилова об исходном материале вид растений предстал перед селекционерами как определенная, дискретная, динамическая морфофизиологическая система, дифференцированная на географические и экологические типы. Следовательно, изучение исходного материала в селекции растений необходимо вести на основе дифференцированной эколого-географической систематики видовых систем.

Источник

География растений

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «География растений» в других словарях:

география растений — Раздел биогеографии, изучающий распространение растений и растительных сообществ по земной поверхности. Syn.: фитогеография; ботаническая география … Словарь по географии

ГЕОГРАФИЯ РАСТЕНИЙ — (фитогеография) раздел ботаники и физической географии, изучающий закономерности распространения растений как в прошлом, так и в настоящем … Большой Энциклопедический словарь

География растений — Раздел ботаники География растений Объекты исследования … Википедия

География растений* — иначе фитогеография и геоботаника (Гризебах в 1866). Отрасль Ботаники и Географии. С точки зрения первой исследуются причины и законы распространения и распределения растений по земной поверхности это географическая ботаника. С точки зрения… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

География растений — иначе фитогеография и геоботаника (Гризебах в 1866). Отрасль Ботаники и Географии. С точки зрения первой исследуются причины и законы распространения и распределения растений по земной поверхности это географическая ботаника. С точки зрения… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

география растений — (фитогеография), раздел ботаники и физической географии, изучающий закономерности распространения растений как в прошлом, так и в настоящем. * * * ГЕОГРАФИЯ РАСТЕНИЙ ГЕОГРАФИЯ РАСТЕНИЙ (фитогеография), раздел ботаники (см. БОТАНИКА) и физической… … Энциклопедический словарь

география растений — augalų geografija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Botanikos ir fizinės geografijos mokslo šaka, tirianti augalų rūšių ir kitų taksonominių vienetų paplitimą (arealus), jo dėsningumus, regionų rūšių derinius (florą), jų… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

ГЕОГРАФИЯ РАСТЕНИЙ — научная отрасль, изучающая закономерности географического распространения растений. Основные объекты географии растений: ареалы видов и более крупных систематических единиц, а также флоры … Словарь ботанических терминов

ГЕОГРАФИЯ РАСТЕНИЙ — (фитогеография), раздел ботаники и физ. географии, изучающий закономерности распространения растений как в прошлом, так и в настоящем … Естествознание. Энциклопедический словарь

Экологическая география растений — или ойкологическая география растений. Термин экология был введен Геккелем, который назвал им науку об отношениях организмов к внешней среде. К географии растений этот термин впервые применил Е. Варминг в 1895 г., определивший в своей книге… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Источник

Эколого-географическая систематика растений

Характеристика растительных форм, установления степени их сходства и различий по названным и многим другим биологическим особенностям дается в результате их эколого-географической группировки. Размноженные географические формы растения всегда произрастают в различающихся условиях и приспосабливаются к ним путем отбора как определенные экологические формы. Поэтому географические формы могут одновременно рассматриваться как экологические.

Основоположник эколого-географической систематики растений – академик Н.И. Вавилов.

Он установил определенные закономерности дифференциации видов на эколого- географические группы.

Каждая эколого –географическая группа характеризуется сходными для всех культур признаками, сформировавшимися под влиянием обора в одних и тех же природно-климатических условиях.

Эколого-географическая систематика дает селекционеру возможность ориентироваться в огромном многообразии культурных растений и помогает отыскать нужные формы и сорта.

В пределах нашей страны произведено эколого-географическое изучение многих культур, выделены и описаны основные экотины, сложившиеся в связи с условиями местообитания и возделывания. Например, для пшеницы ВИР установил следующие основные экологические группы: степная, лесостепная, лесная, западноевропейская, северная, скороспелая, среднеазиатская, горнотаджикская, предгорная азербайджанская.

Изучение культурных растений на основе эколого-географических принципов позволило понять и выяснить роль естественного и искусственного отбора и значение внешних условий формировании различных экотипов. В полном соответствии с учением Дарвина эколого-географическая систематика устанавливает, что эволюция культурных растений во времени и в различных географических условиях связано с производственной деятельностью человека по отбору и возделыванию растений.

Н.И. Вавилов предложил следующую схему внутривидовой систематики культурных растений, основанную на эколого-географических принципах.

ВидЭколого-географические типы — Ботанические разновидности -Формы и сорта

В учении Н.И. Вавилова об исходном материале вид растений предстал перед селекционерами как определенная, дискретная, динамическая, морфо-физиологическая система, дифференцированная на географические и экологические типы.

Следовательно, изучение исходного материала в селекции растений необходимо вести на основе дифференцированной эколого-географической систематики видовых систем.

Источник

ГЕОГРАФИЯ И ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Флора и растительность

Флора. Ареалы растений и типы ареалов. Понятие о флористическом районировании Земного шара. Антропофиты: культурные, сорные, рудеральные и другие растения. Учение Н.И.Вавилова о центрах происхождения культурных растений.

Растительность. Распределение растительности в зависимости от климатических условий. Схема идеального континента. Понятия зональной, интразональной и азональной растительности. Растительность СНГ, как зональная система.

Экология растений

Традиционное и современное понимание экологии, ее история и задачи. Общая экология и экология растений. Раздела экологии (аутэкология, экология популяций, синэкология).

Аутэкология растений: организм и среда, учение об экологических факторах Правило лимитирующих факторов и пределы выносливости. Стенотопные и эвритопные виды. Экологическая индивидуальность видов. Понятие об экологической нише. Деятельность человека как важнейшее условие реализации экологической ниши сельскохозяйственными растениями.

Классификация экологических факторов. Абиотические и биотические факторы. Климатические факторы. Свет. Понятие о фотосинтетической активной радиации (ФАР), свет и фотосинтез. Экологические группы растений по отношению к свету. Свет, как эколого-географический фактор, понятие о фотопериодизме. Температура. Лимитирующая роль высоких и низких температур. Адаптивные возможности растений в отношении температурного фактора: холодостойкость, морозоустойчивость, жароустойчивость растений.

Вода. Адаптация растений к недостаточному и избыточному увлажнению. Экология водных растений. Экологические группы растений по отношению к водному режиму местообитаний. Засухоустойчивость растений.

Воздух. Экологическое значение газового состава атмосферы. Постоянные и непостоянные компоненты атмосферы. Экологическое значение кислорода, свободного азота и углекислого газа. Баланс углекислоты в атмосфере. Опасность парникового эффекта. Загрязнения воздуха и устойчивость растений. Движение воздуха как прямодействующий и косвенный экологический фактор Анемофильные и анемохорные растения. Влияние ветра на древесные растения: ветровал, бурелом, флагообразная форма кроны.

Почва, комплексность эдафического фактора. Экологическое значение химических свойств почвы: реакции почвенного раствора, содержание в почве кальция, доступного азота, элементов минерального питания. Особенности растений засоленных почв (галофитов). Экологическое значение органических веществ почвы. Механический состав почвы. Растения песчаных (псаммофиты) и скальных (литофиты) местообитаний. Особенности растений, обитающих на болотах и торфах. Орографический фактор, перераспределяющее значение рельефа. Огонь, его положительное и отрицательное значение.

Биотические факторы. Типы влияния организмов друг на друга. Классификация биотических факторов. Животные, как регулятор процессов формирования фитомассы. Зоофильные и зоохорные растения. Взаимовлияние растений, понятие об аллелопатии.

Антропогенные факторы. Принципиальное отличие экологической роли человека от роли других живых организмов. Бессознательное и сознательное влияние человека на растения. Экология и агрономия.

Жизненные формы, как результат приспособления растений к экологическим факторам. Понятие об экологической классификации жизненных форм на примере классификации по К. Раункиеру. Экологическая структура вида (биотипы, экотипы).

Экология популяций. Место популяций в системе уровней организации живого. Плотность популяций и понятие группового и массового эффекта применительно к популяциям растений. Принципиальная невозможность бесконечного повышения урожая путем увеличения плотности популяций сельскохозяйственных растений (правило Завадского). Возрастной состав растительных популяций. Соотношение понятий абсолютный возраст и возрастное состояние. Возрастные спектры популяций и понятие о нормальных, инвазионных и регрессивных популяциях. Понятие о типах стратегии жизни у растений (виоленты – К-стратеги; эксплеренты – R-стратеги; патиенты –L-стратеги). Примеры различных стратегий культурных растений и сорняков. Отличие в степени гетерогенности популяций дикорастущих и возделываемых растений. Связь гетерогенности и устойчивости популяций.

Читайте также:  Растение с темными листьями и белыми прожилками

Синэкология – экология растительных сообществ (фитоценология, геоботаника). Понятие о фитоценозе. Влияние фитоценоза на среду обитания. Фитосреда. Структура и динамика фитоценозов. Классификация фитоценозов.

Агроценозы, их отличие от естественных сообществ. Необходимость создания высокопродуктивных агроценозов, как экологическая и хозяйственная проблема.

Проблема экологической типологии угодий. Значение экологической типологии угодий для сельского и лесного хозяйства. Экологические шкалы (Л.Г.Раменский, Х. Элленберг) и их использование при оценке угодий. Понятие о фитоиндикации. Проблема экологического мониторинга и экологической экспертизы. Экология и проблема оптимизации сельскохозяйственного ландшафта.

Выполнение и оформление контрольной работы.

Одним из наиболее эффективных средств овладения знаниями и навыками аналитической и исследовательской работы по учебной дисциплине студентами заочной формы обучения являются контрольные работы, которые представляют собой систематическое, достаточно полное изложение авторского решения соответствующей проблемы или задания в рамках программы изучаемой учебной дисциплины.

В рамках изучении дисциплины студент выполняет две контрольные работы. В первом семестре контрольная работа выполняется по материалам 1 раздела «Анатомия и морфология семенных растений», во втором семестре по материалам 2 и 3 разделов «Систематика растений» и «География и экология растений».

Контрольная работа является один из видов внутрисеместрового контроля за качеством усвоения изучаемого материала и служит одновременно формой отчетности по одному или нескольким разделам учебной дисциплины. При ее выполнении автор должен продемонстрировать умение использовать и анализировать материал, полученный из разных источников.

Текст работы должен быть емким и содержать сжатое и вместе с тем достаточно полное изложение существа темы. При этом работа не должна заключаться в дословном переписывании литературных источников, простом пересказе учебников, учебных пособий, механической компиляции литературных источников. Не допускается сокращение отдельных слов, кроме общепринятых.

Текстовая часть контрольной работы выполняется в рукописном либо в машинописном (компьютерном) варианте. В последнем случае текст печатается через полтора интервала на одной стороне стандартного листа белой однородной бумаги формата А4. Страницы должны иметь поля не менее: левое — 20 мм, правое — 10 мм, верхнее — 15 мм, нижнее — 20 мм. Плотность текста должна быть одинаковой: на каждой странице по 28–30 строк, емкость строки до 58–60 знаков, включая пробелы и знаки препинания. Абзацы в тексте начинаются отступом в 15–17 мм, равным пяти ударам пробельной клавиши, слово начинается с прописной буквы. Все страницы контрольной работы, включая приложения, нумеруются по порядку от титульного листа до последней страницы. Нумерация страниц производится в верхней части листа (по центру или справа). При этом первой страницей считается титульный лист. Номер и формулировка вопроса должны полностью соответствовать заданию. При выполнении контрольной работы переписывается полностью вопрос, после чего ответ. В конце работы предоставляется список использованной литературы, ставится дата написания контрольной работы и личная подпись студента. В список литературы включаются источники, изученные студентом в процессе подготовки контрольной работы, в том числе и те, на которые он ссылается. Титульный лист должен включать наименование учебного заведения, института, отделения, кафедры, наименование учебной дисциплины, ф.и.о. студента и его шифр. (см.Приложение 1).

Напечатанная или написанная от руки контрольная работа должна быть сброшюрована (прошита по левому краю страниц). Разрешается использование для этого специальных папок, предназначенных для курсовых и контрольных работ.

Оформленная контрольная работа предоставляется специалисту по организации учебного процесса биологического отделения до начала экзаменационной сессии, последний день предоставления контрольной работы – первый день экзаменационной сессии. На титульном листе проставляется номер и дата представления работы (при условии соответствия темы или варианта представленной работы теме или варианту, закрепленному за студентом), после чего работа передается на кафедру для проверки преподавателем.

Преподаватель проверяет работу в течение семи дней с момента ее получения на кафедре, представляет проверенную работу на кафедру, о чем в книге регистрации контрольных работ делается отметка. Студент допускается к зачету или экзамену только при условии получения положительной рецензии за контрольную работу.

Контрольная работа может быть не зачтена в случаях, если:

— содержание теоретического вопроса не раскрыто в требуемом объеме;

— работа выполнена не самостоятельно;

— работа выполнена без привлечения необходимых источников и научной литературы (например, на базе одного источника);

— работа написана неразборчиво или оформлена небрежно, наспех.

— контрольная работа возвращается студенту без проверки, если она выполнена не по утвержденным кафедрой заданиям.

Контрольная работа выполняется по приведенным ниже вопросам.

Номера вопросов следует найти по таблицам №1 и №2 согласно двум последним цифрам своего шифра, причем по горизонтали берется последняя цифра, а по вертикали – предпоследняя.

Источник

ГЛАВА 3. ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ И ЭКОЛОГИИ РАСТЕНИЙ

Задачи и методы

Ввиду близости целей, задач и методов трудно разграничить и дать четкое определение смежным наукам — экологической географии и экологии растений. Общность объекта изучения, истории развития и методов работы действительно приводит как бы к слиянию этих наук. Так, в учебнике «География растений» В. В. Алехина (1938, 1944, 1950) рубрикация материала экологической географии дана в разделе «Экология». Видный польский ботаник-географ В. Шафер тот же материал поместил в главе «Экологическая география растений».

Все же экологическая география и экология растений — не эквивалентные дисциплины. Экологическая география дает ответ на вопрос «как?», т. е. как именно дифференцированы виды растений и их комплексы в зависимости от действия какого-либо фактора среды, например высоты над уровнем моря и сопутствующих условий (свет, влага, почва и т. д.). Экология растений призвана ответить на вопрос «почему?», т. е. вскрыть причины, которые кроются в самих условиях существования. Экологическая география оперирует таксонами, в основном видами растений; экология растений — преимущественно жизненными формами, экотипами.

Хронологически экологическая география — более древняя биолого-географическая наука. Ее возникновение и развитие начались одновременно с оформлением фитогеографии как науки. Особенно большая роль в ее развитии принадлежит О. и А. Декандолям (см. введение). Первый изучал взаимовлияние внешних условий и растений; обобщая эмпирически собранные данные, разрабатывал рациональные приемы возделывания сельскохозяйственных культур. Продолжатель дела отца А. Декандоль в уже упоминавшейся выше книге «География растений» успешно разрабатывал основы экологической географии. Опираясь на выраженность основных факторов внешней среды, он составил оригинальную классификацию местообитаний.

В дальнейшем развитии научных основ экологической географии после эпохального произведения Ч. Дарвина «Происхождение видов. » (1859) участвовали многие ботаники-географы. Среди них наиболее известен датский ботаник Е. Варминг. Его книга «Ойкологическая география растений» (1896) переведена на русский язык с немецкого профессорами Московского университета М. Голенкиным и В. Арнольди в 1901 г. Русский перевод был просмотрен и одобрен самим автором. Весомый вклад в развитие экологической географии внес А. Шимпер (1898). Ему принадлежит опыт сближения географии растений с физиологией растений, нашедший плодотворное развитие в сенсационных исследованиях Г. Клебса и Г. Люндегорда (1925). В книге Г. Клебса «О произвольном изменении растительных форм» (1905) доказывалось, что влиянием внешних факторов можно не только регулировать ход развития (изменять сроки наступления цветения), но и изменять форму отдельных органов растений. К. Тимирязев указанное направление работ предложил называть «экспериментальной морфологией».

На общем фоне мировой науки видная роль в развитии эколого-географических исследований принадлежит российским ученым. В первую очередь необходимо назвать имя патриарха отечественных ботаников-географов А. Бекетова. В книге «География растений» (1896) он пришел к важному выводу о том, что растения в ходе исторического развития адаптируются к соответствующему биологическому комплексу внешних условий, т. е. к определенной сумме факторов.

«Происхождение видов. » Ч. Дарвина не только стимулировало совершенствование методов научных экспериментальных исследований, осмысление получаемых данных в аспекте исторического хода развития, но и заложило базу для новых географо-биологических наук. Среди них особое место принадлежит экологии. В недрах биогеографии давно уже накапливался опыт экологических исследований и важные обобщения, однако термин «экология» впервые введен в обиход лишь в 1869 г. Принадлежит он видному биологу-дарвинисту Э. Геккелю (1838 — 1919), автору «Основного биогенетического закона».

В основу ботанического раздела экологии легли работы Е. Варминга. Так, экологическая география постепенно трансформировалась в экологию растений. Как особая отрасль науки экология растений рассматривалась на III Ботаническом конгрессе в Брюсселе (1910). На этом конгрессе в экологии растений наметились два направления: экология особей — аутэкология и экология сообществ — синэкология. То же произошло и с экологией животных. Таким образом, в комплексе ботанико-географических наук экологическую географию понимают двояко: в широком классическом смысле как науку, включающую элементы аутэкологии растений, фитоценологию, в том числе синэкологию растений, иногда и географию растительности, в узком — как область науки, ограничивающейся изучением только закономерностей распространения видов (надвидовых и внутривидовых таксонов) в зависимости от условий местообитаний. В последнем случае экологическая география теряет собственный объект исследования, а потому и статус самостоятельной отрасли науки.

Читайте также:  Растение стефанотис и уход за ними

Интенсивное развитие экологии в XX веке тесно связано с решением научно-технических проблем сельского хозяйства и охраны природы. Тем самым был поставлен вопрос об интеграции экологических знаний и развитии более общей дисциплины — общей экологии. В наши дни в связи с экологизацией мировоззрения человека возникают все новые понятия и тенденции выделения новых, более узких отраслей науки. Таковы геохимическая экология (взаимосвязи между организмами и геохимической средой), генетическая экология (теоретические и экспериментальные исследования процесса эволюции), биохимическая экология (регуляция экологических процессов с целью управления ими) и др.

В зависимости от структурного уровня организации объектов исследований ботаническую экологию разделяют на экологию особей видов (аутэкология), экологию популяций — демэкологию и фитоценозов (синэкология растений, фитоценология). Однако приведенная дифференциация в известной мере условна. Во-первых, в соответствии с ней искусственно «отрывается» экология растений от общей экологии (а жизнь растительных организмов протекает в тесной взаимосвязи с другими биотическими компонентами экосистем — животными и микроорганизмами). Во-вторых, искусственно само выделение разделов аутэкологии, демэкологии и синэкологии, поскольку ни одно растение, ни одна популяция не существуют в естественной природе в одиночку, но только в сообществах. Вместе с тем некоторое абстрагирование необходимо, так как познание целого идет от частного через критический анализ и синтез полученной информации на более высоком качественном уровне»

Подходы и методы экологических исследований могут быть различны и определяются поставленными задачами. Для сельскохозяйственной практики и рационального использования природных ресурсов наиболее важен экосистемный подход, помогающий научно обоснованно вести сельское хозяйство и решать вопросы саморегуляции в агроэкосистемах. Популяционный подход, при котором широко используют математические модели роста, регуляции численности тех или иных видов (рождаемость, выживаемость, смертность), позволяет прогнозировать вспышки численности вредителей и возбудителей болезней, имеющих значение для сельскохозяйственного производства и медицины. Тем самым создается возможность борьбы с вредителями и болезнями при помощи биологических методов (хищники, сверхпаразиты и пр.). Популяционный подход широко используют и при изучении вопросов сохранения видов.

Огромно значение экспериментальных экологических исследований в селекционно-генетических работах — создании новых сортов, улучшении существующих, при разработке технологий выращивания культур, а также при возрождении исчезающих популяций.

Основные понятия

Экология особей изучает механизмы приспособления организма к условиям среды обитания. При этом устанавливают пределы реакции вида на различные экологические факторы, т. е. определяют их минимум, оптимум и максимум. Выясняют морфологические, физиологические особенности организма, развивающиеся в зависимости от факторов окружающей среды. Оценивают влияние данного вида на окружающую среду (абиотическую и биотическую).

Результаты аутэкологических исследований представляют интерес не только для экологов и ботаников-биологов разного профиля. Они вооружают необходимыми знаниями практических работников: агрономов, зооинженеров, лесоводов, охотоведов, ихтиологов, энтомологов, фитопатологов, микробиологов и др. Упомянутые исследования показывают неразрывность любых жизненных процессов с условиями среды. Изучая закономерности этих взаимосвязей, а также функции и структуру растений, экологи решили целый ряд практических вопросов сельского и лесного хозяйства. Достаточно вспомнить, что внедрение результатов исследований фотосинтеза в практику растениеводства было сделано именно с позиций экологии.

Перспективно применение экологического метода при селекции сельскохозяйственных культур, особенно выведении сортов, устойчивых к ржавчине, головне, фитофторозу и другим заболеваниям. Селекционеры после совместной работы со специалистами по защите растений пришли к выводу, что при выведении новых сортов для конкретной агроклиматической зоны необходимо учитывать расовый состав возбудителей болезней. Одно и то же заболевание нередко вызывает не одна, а несколько рас возбудителей. Естественно, новый сорт может быть устойчив к одним расам данного вида и неустойчив к другим. Уже выявлено более 200 рас только возбудителя стеблевой ржавчины злаков, около 20 рас пыльной головни пшеницы, 12 рас фитофторы картофеля и т. д.

Недооценка основных принципов экологии может привести к тяжелым последствиям. Фитопатологи и энтомологи, как известно, постоянно ищут новые эффективные средства химической защиты. Однако новые сильнодействующие пестициды, как, впрочем, и антибиотики, нередко оказываются мощными мутагенами и стимулируют появление новых, возможно, более устойчивых и агрессивных рас вирусов, бактерий и грибов. В любом случае химическое средство защиты должно быть под контролем эколога, иначе окружающей среде может быть нанесен непоправимый ущерб.

Еще большее значение экологический метод имеет при введении в производство новых сельскохозяйственных растений или животных. Прогнозирование эффекта интродукции новых культур просто немыслимо без экологического анализа. В этом аспекте первостепенное значение имеют экспериментальные исследования продуктивности растений в различных географических условиях. Эти работы послужили надежной основой районирования сельскохозяйственных и лесных культур. Игнорирование границ экологических возможностей в сельскохозяйственной практике может приводить к серьезным просчетам. Так, посевы северных сортов пшеницы на о. Ява не оправдали надежд земледельцев на получение двух-трех урожаев в год. В условиях тропического климата растения этих сортов при развитии не переходили к цветению, а вели себя, как многолетние травы.

Со второй половины нашего столетия внимание экологов переместилось с особи на популяцию. Ученые приступили к анализу реакции популяций на условия внешней среды. Рассмотрим кратко основные проблемы данного направления.

Экология популяций изучает взаимосвязь популяций с окружающей средой, особенно их приспособительные реакции. Под популяцией понимают группу особей одного вида, занимающих определенную территорию, свободно скрещивающихся между собой и в значительной мере изолированных от других совокупностей особей (популяций) данного вида. Популяцию можно считать основным структурным элементом вида — квантом формообразовательного процесса. Именно популяция, а не особь представляется единицей эволюционного процесса. В организме неизменность генотипа сохраняется на протяжении жизни, но время жизни любой особи ограничено. Популяция представляет собой непрерывный ряд поколений, и ее суммарная генетическая структура не только сохраняется, но и имеет возможность эволюционировать от поколения к поколению. Механизмы биологической наследственности обеспечивают непрерывность существования популяции. Сообщество скрещивающихся друг с другом особей называют менделевской популяцией.

Разные популяции могут иметь неодинаковые структурно-физиологические особенности, адаптированные к экологической ситуации и закрепленные генетическим кодом. Таким образом, экологию вида можно изучить наиболее полно на основе его популяций.

Элементарная единица генетической структуры популяции — биотип. Под биотипом понимают группу близких по генотипу особей, содержащих часть генофонда популяции. Напомним, что генотип представляет собой совокупность всех генов организма, т. е. составляет наследственную конституцию организма. Популяцию образует несколько биотипов. Следовательно, популяция — это совокупность особей с разными генотипами. Совокупность генотипов внутри популяции составляет ее генофонд. Наряду с биотипами в структуре вида выделяют и другие единицы, из которых для экологии наиболее значим экотип. Под экотипом понимают группу близкородственных биотипов, приуроченных к определенным условиям произрастания и характеризующихся общими наследственными признаками, соответствующими данным экологическим условиям. Можно сказать, что экотип является генотипической реакцией вида на данные условия местообитания. От экотипов надо отличать экады — ненаследуемые модификации, определяемые условиями местообитания.

Важнейшее значение для науки и производства имеет изучение динамики популяций, особенно колебания их численного состава в естественных условиях, и выяснение причин этих колебаний. Некоторые естествоиспытатели вообще сужают область изучения экологии до исследования взаимоотношений организма и среды на популяционном уровне. В связи с этим следует заметить, что в историческом плане вопросы экологии развивались в направлении от познания связей между особями и средой к познанию связей между биоценозами и средой обитания.

Для понимания направлений исследования экологии фитоценозов и биоценозов необходимо познакомиться с некоторыми понятиями. Под фитоценозом (от греч. phiton + koinos — общий), или растительным сообществом, чаще всего понимают естественную, исторически сложившуюся конкретную, относительно однородную единицу растительного покрова, где все элементы связаны прямыми и обратными связями как между собой, так и с элементами окружающей среды. Необходимо оговориться, что объем понятия остается дискуссионным: многие ученые считают фитоценозами любые (в том числе и искусственные) группировки растений при наличии взаимосвязей между их компонентами. Однотипные фитоценозы объединяют в ассоциации (от лат. associatio — соединение) по признакам видового состава, структуры, соотношения жизненных форм, условий существования, продуктивности. Ассоциация представляет собой основную единицу классификации фитоценозов.

Напомним, что выделение фитоценозов возможно лишь с известной долей условности: во-первых, границы между ними часто бывают размытыми (континуум), во-вторых, растения развиваются не изолированно, а в тесной связи с другими организмами.

Под биоценозом (от греч. bios — жизнь + koinos) понимают устойчивую систему совместно существующей биоты, т. е. автотрофных и гетеротрофных организмов — растительных и животных. Причем имеется в виду конкретная общность биоты на определенном пространстве суши или акватории. Указанное пространство — биотоп (от греч. bios + topos — место) характеризуется относительной экологической однородностью среды. В биоценозах осуществляются сложные биотические процессы, включая образование органического вещества (фотосинтез и хемосинтез), транспорт энергии, круговорот веществ, отбор видов и др. Таким образом, биоценозы служат продуктивными ценоэкосистемами. В условиях суши их подавляющую фитомассу составляют высшие растения — продуценты (от лат. producens — производящий). Это автотрофные зеленые и хемотрофные организмы, продуцирующие из неорганических соединений органические вещества. Масса животных — консументов (от лат. consumo — потребляю) — гетеротрофных организмов (фитофаги, зоофаги, полифаги), а также организмов-разлагателей — редуцентов (от лат. reducens — возвращающий) — преимущественно бактерий и грибов, превращающих органические остатки в неорганические вещества, значительно меньше массы высших растений (см. раздел «Трофические связи в экосистемах»).

Читайте также:  Занятие по ознакомлению с окружающим миром мир растений

Термин «биоценоз» предложен Мебиусом (1877) для обозначения сообщества животных. Затем он был перенесен на совокупность всех организмов, населяющих конкретную территорию. Большую роль в становлении биоценологии сыграли работы крупнейшего русского лесовода-эколога Г. Морозова. Основываясь на эволюционной теории Ч. Дарвина, законе географической зональности почв, открытом В. Докучаевым, он пришел к важному выводу, что лес — явление не только биологическое, но и географическое. Кроме того, Т. Морозов неоднократно подчеркивал, что насаждение — не механическая совокупность деревьев, а сложный организм, все части которого обусловливают друг друга, т. е. биоценоз. Вместе с тем ученый рассматривал лес как ландшафт. Тем самым Г. Морозов установил основы иерархической организации ландшафтных систем биосферы.

Составные части биоценоза, помимо фитоценоза, — зооценоз, микробоценоз и микоценоз. Зооценоз — это совокупность животных, которые взаимодействуют с определенным фитоценозом, микробоценозом, микоценозом и служат составным компонентом биоценоза. Микробоценоз — комплекс микроорганизмов определенного биоценоза, который принимает участие в его функционировании и наряду с микоценозом представляет собой компонент биоценоза. Аналогично микоценоз — комплекс грибов и слизевиков определенного биоценоза.

Вследствие деятельности человека значительная часть территории Земли занята не естественными биоценозами, а искусственными сообществами (агроценозами, агробиоценозами). Как правило, эти сообщества включают относительно высокоурожайные культурные растения, но экологически нестабильны.

Биоценоз и его биотоп составляют нерасторжимое целое. В биогеоценоз, помимо биоценоза, входит среда его обитания — экотоп, объединяющий гидротоп (вода), эдафотоп (почва) и определенный участок атмосферы, где воздух находится под действием данного биоценоза. С понятием «биогеоценоз» тесно связывается (и нередко употребляется как синоним) понятие «экосистема». Большинство российских экологов понимают биогеоценоз как частный случай экосистемы, а именно экосистему в пределах фитоценоза. Понятие же экосистемы более общее; экосистемы могут выделяться на разных уровнях — от парцеллярного (парцелла — элементарная частица горизонтального членения биогеоценоза, неспособная к самосохранению вне сообщества) до биосферного.

Экосистемы классифицируют по объему:

· микроэкосистема подобна трупу животного или стволу гниющего дерева, на которых может развиваться особая флора и фауна; обычно функционирует непродолжительное время;

· мезоэкосистема — это, например, участок леса или луга, пруд или озеро; к понятию «мезоэкосистема» наиболее близко понятие «биогеоценоз»;

· мегаэкосистема, примером ее может служить океан; в качестве сверхэкосистемы выступает биосфера в целом.

Рис. 7. Трансформация солнечной энергии в экосистеме, по Е. Одуму. Резервуары воспроизводят наличное количество организмов: 1, 2, 3 — трофические уровни (1 — зеленые растения — продуценты, или автотрофы; 2 — первичные консументы, или травоядные; 3 — вторичные консументы, или хищники); стрелками показан перенос энергии через биотическое сообщество; L — общий свет; LA — поглощенный свет; Рo — общая продукция; Рп — чистая продукция; I — поступление энергии; А — ассимилированная энергия; NA — неассимилированная энергия; NU — неиспользованная энергия (запасенная или выделенная); R — потери на энергию дыхания. Цепочка цифр вдоль нижнего края схемы указывает порядок величин, которые можно ожидать при каждом последовательном переносе, начиная с 3000 ккал падающего света на 1 м 2 за один день

Как уже отмечалось, все организмы по способу питания разделяют на автотрофные (продуценты — фотосинтетики и хемосннтетики) и гетеротрофные (консументы различного порядка и редуценты). Для функционирования элементарных экосистем, казалось бы, достаточно продуцентов и редуцентов. В действительности все крупные экосистемы могут нормально функционировать, только если они состоят из продуцентов, консументов, редуцентов и различных неживых косных и биокосных компонентов. Причем одни животные организмы могут выступать в роли консументов только того или другого порядка (например, олень, волк), а другие — в роли консументов многих порядков (например, медведь).

Первичным и основным источником энергии во всех экосистемах служит Солнце (рис. 7). Образно рассказано об этом процессе у К. Тимирязева, который писал, что зеленый лист, или, вернее, каждый его хлоропласт, является фокусом, точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия Солнца, а из другого берут начало все проявления жизни на Земле. Растение — посредник между небом и землей. Оно — настоящий Прометей, похитивший огонь в небе. Каждый луч солнца, не уловленный зеленой поверхностью ноля, луга или леса, — это богатство, потерянное навсегда. Такова роль растения в экосистемах — роль продуцента.

Вместе с солнечной энергией в экосистему поступают вода, минеральные элементы, газы. В результате метаболизма экосистемы выделяют тепло, часть воды, диоксид углерода, кислород, биогенные вещества и др. Экосистемы формируются в ходе эволюции, в них постоянно идут процессы саморегуляции, направленные на оптимизацию связей между всеми компонентами экосистемы.

Экосистемы в природной среде занимают определенное пространство, т. е. различные типы биотопов суши или водной среды. Примерами относительно простых экосистем могут служить однородные участки леса, луга, озера, моря. При изучении экосистем преимущественное внимание уделяют аспектам их функционального значения (цепи питания, трофические уровни, использование энергии, количественные особенности и другие вопросы). Наряду с этим большое значение имеет территориальное распределение экосистем, т. е. положение их в системе географических ландшафтов того или иного региона. Экосистемы различают не только по уровню организации, но и по занимаемой ими территории. Так, однородные дубравы в лесостепи могут занимать территорию, измеряемую несколькими квадратными километрами. Это же можно сказать и о пространствах, занимаемых ковыльными степями. Примерами крупнейших экосистем служат арктическая тундра, тропическая саванна, где однородные биоценозы представлены на огромных пространствах.

В первой трети нашего века в качестве особого раздела экологии растений обособилась сельскохозяйственная экология. Экология возделываемых растений представляет собой комплексную науку; она объединяет целый ряд как теоретических, так и сугубо прикладных наук и опирается на практику мирового земледелия. Сельскохозяйственная экология — молодая, но перспективная и быстроразвивающаяся наука. Первая кафедра сельскохозяйственной экологии была организована в 1929 г. (Буэнос-Айрес). Вскоре курс сельскохозяйственной экологии читали уже в Болгарии, СССР, Венесуэле, Мексике, США, Испании, Вьетнаме, Франции, Румынии, Перу и др.

В разработке научно-теоретических основ отечественного земледелия, в организации и проведении экспериментальных полевых экологических исследований первостепенное значение имели работы ботаников-экологов. Девиз отечественной экологической школы — сделать сельскохозяйственное производство независимым от стихий и капризов природы. К. Тимирязев указывал, что основная задача земледельца состоит в создании для растения оптимальных условий существования — наилучшим образом обеспечить его питание. В этом случае растение даст максимальный урожай плодов, семян, клубней. Разумеется, чтобы удовлетворить потребности возделываемых растений, необходимо детально изучить их строение и жизнь. Отсюда и вытекает основная задача агронома: тщательно изучив природу культивируемых растений, правильно подобрать, а иногда и создать среду, при которой они будут давать самый высокий и качественный урожай.

Масштабность сельскохозяйственной экологии как науки определяется бесконечным разнообразием явлений и факторов, которые ей приходится анализировать, сопоставлять и координировать. Материал для исследования поставляют два источника. Первый — это возделываемые сельскохозяйственные культуры. Каждая из них неизменно характеризуется особой биологической спецификой и по-разному реагирует на условия среды. Второй — разнообразные факторы и их сочетания, определяющие условия жизни растений.

Главная и, по-видимому, конечная задача сельскохозяйственной экологии — найти формулу оптимального сочетания свойств возделываемых растений и условий среды. Критерием этих соотношений служит урожай, характеризуемый тремя показателями: количеством и качеством продукции, генетической полноценностью семян. Урожай наиболее верно отражает и интегрирует действие факторов среды на разнообразных этапах развития растения. Изучение многогранных взаимосвязей растения с отдельными факторами среды, и особенно с суммарным действием этих факторов, долгое время считалось задачей невыполнимой. В наши дни указанные взаимоотношения изучаются при помощи экспериментов.

Контрольные вопросы. 1. Что такое экология растений, какой круг вопросов она изучает? 2. К какому структурному уровню организации относятся объекты, изучаемые аутэкологией растений? Демэкологией? Синэкологией? 3. Каково соотношение понятий «фитоценоз», «биоценоз», «биогеоценоз», «экосистема»? 4. Что служит главной задачей сельскохозяйственной экологии?

| следующая лекция ==>
Основные этапы исторического развития растительного покрова и флор | Экологические факторы и их классификация

Дата добавления: 2017-02-20 ; просмотров: 301 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник