aЛекц ПМНО экол.

1
ЛЕКЦИЯ
По курсу «Ботаника» для 1 курса ПМНО.
Раздел У. «Основы географии и экологии растений».
Тема: Экология растений.
Основные вопросы:
1.Предмет экологии. Объекты ее изучения. Аутэкология.
2. Экологические факторы: климатические, эдафические, орографические,
биотические, антропогенный.
3. Свет как экологический фактор. Экологические группы растений по
отношению к свету.
4. Температура. Адаптация растений к тепловому режиму местообитаний.
Холодостойкость,
зимостойкость,
морозостойкость.
Температурный
градиент. Зональное распределение растительности.
5. Вода. Значение воды в жизнедеятельности растений. Водный баланс
растений. Эколого-морфологические группы по отношению к водному
режиму.
6.Воздух. Влияние газового состава воздуха, ветра на растения. Шкала
выносливости деревьев к загрязнению воздуха.
7. Рельеф. Косвенное воздействие рельефа на растения.
8. Почва как экологический фактор. Растения-индикаторы.
ЛИТЕРАТУРА
Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии. М.:Просвещение, 1979,
320 с.
Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. М.:Просвещение,1988, 272 с.
Горышина Т.К. Экология растений. М.:Высш. Школа, 1979, 368 с.
Миркин Б.М.,Наумова Л.Г. Экология России. М.:Юнисам, 1995, 232 с.
Долгачева В.С., Алексахина Е.М. Ботаника. М.: Академия, 2007, 416 с.
В последнее время слово «экология» стало очень популярным;
наиболее часто его употребляют, говоря о неблагополучном состоянии
окружающей нас природы. Иногда этот термин употребляют в сочетании с
такими словами, как общество, семья, культура, здоровье. Можно ли дать
конкретный ответ на вопрос – что же изучает эта наука?
Термин «экология» ввел известный немецкий зоолог Э. Геккель,
который в своих трудах «Всеобщая морфология организмов»(1866) и
«Естественная история миротворения» (1868) впервые попытался дать
определение сущности новой науки. Слово «экология» происходит от
греческого oikos, что означает «жилище», «местопребывание», «убежище», а
“logos”- «учение».
ЭКОЛОГИЯ- это наука о взаимоотношениях живых существ
между собой и с окружающей их неорганической природой, о связях св
надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем.
Экология растений – это наука, изучающая взаимоотношения
растений с окружающей их средой и друг с другом. Предметом изучения
2
экологии, таким образом, являются растения, или их группы, изменяющиеся
под влиянием различных факторов внешней среды.
Экология подразделяется на два раздела: аутэкология и синэкология.
АУТЭКОЛОГИЯ – это раздел экологии, изучающий влияние факторов среды
на отдельный организм.
СИНЭКОЛОГИЯ – это раздел экологии, изучающий взаимоотношения
группы организмов с окружающей их средой.
Экология имеет большое значение для практической деятельности
человека. Данные экологии позволяют установить, при каких почвенных и
климатических условиях можно получать высокие урожаи, как повысить
производительность естественных сенокосов и пастбищ и др. Только зная
достаточно глубоко закономерности развития растительного покрова и
условия существования растений, человек, своим вмешательством не нанесет
непоправимый ущерб природе.
В начале 70-х годов американский ученый эколог Барри Коммонер
сформулировал четыре положения, раскрывающие суть системы
рационального природопользования. Эти положения стали называть
«законами», хотя правильнее было бы назвать их «экологическими
поговорками»:ведь любая поговорка отражает опыт и чему-то учит
неопытного.
Вот эти «законы»:
1.Все связано со всем.Это закон об экосистемах и биосфере.
2. Все надо куда-то девать. Это закон о хозяйственной деятельности
человека, отходы от которой неизбежны, и потому нужно думать и об
уменьшении их количества и последующем захоронении этих отходов.
3.За все надо платить. Это всеобщий закон рационального
природопользования. Платить нужно энергией за дополнительную очистку
отходов, удобрением – за повышение урожая, санаториями и лекарствами –за
ухудшение здоровья человека.
4.Природа знает лучше. Это самый важный закон природопользования. Он
показывает, что с природой нужно сотрудничать, используя биологические
механизмы для очистки стоков, и для повышения урожая культурных
растений.
Растительный организм и среда находятся в тесном единстве. Что
же представляет собой среда?
СРЕДА – это та часть природы, которая окружает живой организм и с
которой он непосредственно взаимодействует. Среда представляет собой
сочетание различных факторов: света, температуры, воды, ветра и др. Эти
факторы получили название экологических факторов. Экологические
факторы обычно объединяют в следующие группы:
3
Экологический фактор
Антропогенные
Абиотические
Биотические
Климатические
Зоогенный
Микрогенный
Фитогенный
Температура
Эдафический
Влажность
орографические
Свет
Роль климатических факторов.
СВЕТ
Свет- один из наиболее важных для жизни растений абиотических
факторов. Его роль определяется прежде всего особой позицией растений в
биосфере как автотрофов, образующих органическое вещество из простых
неорганических соединений с использованием солнечного излучения
(фотосинтез). Подчеркивая, что жизнь зеленых растений невозможна без
света, К.А.Тимирязев образно назвал их «детьми Солнца».
Свет оказывает на растения и значительное формообразующее
действие, во многих случаях определяя такие особенности строения, как
форма роста, внутренняя структура тканей листа, величина хлоропластов и
их расположение в клетках и т.д.
Солнечная радиация представляет собой электромагнитное излучение в
широком диапазоне волн от инфракрасных лучей до ультрафиолетовых.
По требованию к условиям освещения принято делить растения на
следующие экологические группы:
4
1.Светолюбивые – гелиофиты- растения открытых, постоянно хорошо
освещаемых местообитаний (береза, лиственница, растения луга).
2.Тенелюбивые – сциофиты – растения нижних ярусов тенистых лесов
(таежные ельники, ольха, плауны, мхи).
3.Теневыносливые – факультативные гелиофиты – могут переносить большее
или меньшее затенение (дуб, липа, сирень).
Если распределить деревья в порядке увеличения их выносливости к
затенению, то можно получить следующий ряд: лиственница, береза, сосна,
осина, дуб, ясень, клен, ольха, липа, ель, пихта, тис.
Приспособления растений к световому режиму
.
Неодинаковая величина листовой пластинки.
Листовая «мозаика».
Защитное движение.
Отражение лучей.
Мелкоклеточность мезофилла.
Различное содержание хлорофилла.
Количество хлоропластов в клетке и др.
Отношение растений к освещению.
1.Сезонная адаптация листопадных растений.
2.Эфемероиды – многолетние травянистые растения с коротким периодом
вегетации (пролески, хохлатки, гусиные луки).
3.Длинновегетирующие растения (сныть, медуница).
4.Фотопериодизм а) короткодневные – конопля, табак, б)длиннодневные –
картофель,пшеница,в)нейтральные – томат, одуванчик.
Однако свет не является
распределении растений на Земле.
определяющим
фактором
при
ТЕМПЕРАТУРА
Тепло тесно связано со светом, так как распределение тепла на Земле
обусловлено поступлением лучистой энергии Солнца. По обеспечению
растений теплом различают 4 пояса.
1. Тропический. Температура не бывает ниже О. Средняя температура =
15-20 гр. Вегетация круглый год.
2. 2.Субтропический. Температура самого холодного месяца выше 4
градусов. Температура самого теплого – выше 20 градусов. Два
периода вегетации.
3. Умеренный пояс. Хорошо выражен летний период. Зимой –
устойчивые морозы. Весной и осенью наблюдаются заморозки.
4. Холодный пояс. Заморозки возможны в течении всего вегетационного
периода.
5
Экологические группы растений по отношению к температурному
режиму.
1.Термофильные – теплолюбивые.
2. Криофильные – холодолюбивые
3. Мезотермные – трбующие умеренного тепла.
Холодостойкость- способность переносить низкие температуры (1-10),
ячмень, лен, овес.
Морозостойкость – способность переносить температуры ниже нуля.
Зимостойкость- способность переносить влияние не только мороза, но и
снежного покрова, образования ледяной корки, недостатка кислорода.
Температурная адаптация растений.
Семена. Корневища. Накопление сахаров. Уменьшение транспирации.
Снижение обмена веществ.
Температурный градиент – отношение температуры почвы к температуре
воздуха. В процессе эволюции растения приспособились к
отрицательному температурному градиенту и лучше растут и развиваются
при таких условиях.
ВОДА
Вода
является
существенным
фактором,
определяющим
жизнедеятельность растений. Все физиологические процессы протекают с
участием воды. В состав клетки входит от 30% до 95 % воды. Вода
основной растворитель, метаболит, участник фотосинтеза и дыхания,
среда обитания водных растений, участник теплообмена и др.
Водный баланс – это отношение между водой поглащенной и
водой израсходованной. Поглощение воды осуществляется у наземных
растений с помощью корня. Расходование воды происходит при
транспирации (устьичной и кутикулярной), обмене веществ и гуттации.
У растений может наступать водный дефицит, когда расход воды
превышает поступление ее. Это может привести к временному или
длителному завяданию.
Экологические группы растений по отношению к воде.
1.Гигрофиты – растения обильно увлажненных мест обитания с высокой
влажностью атмосферы.(недотрога, болотный подмаренник, цирцея).
2.Мезофиты – растения местообитаний со средним увлажнением. Это
большинство луговых и лесных растений.
3.Ксерофиты- растения местообитаний с недостаточным увлажнением.
Суккуленты – сочные растения с развитой водозапасающей паренхимой в
разных органах. (кактусы, алоэ, агавы).
Склерофиты –растения, сухие на вид. (полынь, ковыль, типчак).
6
Засухоустойчивость – способность растений переносить значительное
обезвоживание клеток, тканей, органов, а также перегрев.
Кроме перечисленных абиотических факторов важное значение
для растений имеют воздух и почва. Особенности их строения, влияния на
организмы рассматривается в курсе «Землеведение». Эти знания нужно
использовать при характеристике их влияния на растения.