Ботаника вопросы

1. Суть понятия фитоценоза.

ФИТОЦЕНОЗ (от греч. phyton —  растение и koinos — общий) , растительное сообщество, совокупность видов р-ний  на ограниченном, относительно однородном участке земной поверхности, способных  в результате длительного отбора существовать совместно друг с другом и с иными организмами в  данных почвенных, климатич. и др. условиях. Термин фитоценоз был применён для “чистых зарослей” И. К. Пачоским (1908), а для всех сообществ В. Н. Сукачёвым (1917). Ф. — существенный и часто определяющий компонент биогеоценоза, осн. продуцент органич. в-ва, необходимого для гетеротрофных организмов. Каждый фитоценоз  имеет определенный состав (как правило, включает мн. виды), структуру (напр., ярусы — древесный, кустарниковый, травянистый, полидоминантные) и динамику развития (ни один фитоценоз не существует вечно, рано или поздно он сменяется другим). Влияние человека на фитоценоз может быть косвенным или прямым. Напр., регулярный выпас скота на лесных вырубках ведёт к угнетению одних видов (молодые деревца, кустарники) и создаёт более благоприятные условия для других (трав), в результате чего вместо данного фитоценоза  (лесного) развивается луговой . Если на лугу подсевают кормовые травы, удаляют кочки или р-ния с грубыми стеблями, то  фитоценоз такого луга становятся полукультурными.

Агроценозы и  культурфитоценозы.

Агроцено́з (от греч. ἀγρός, читается agros — поле, κοινός, читается koinos — общий) — биогеоценоз, созданный человеком. Обладает определённым видовым составом и определёнными взаимоотношениями между компонентами окружающей среды. Их высокая продуктивность обеспечивается интенсивной технологией подбора высокоурожайных растений, удобрений.

При создании агроценозов  человек применяет комплекс агротехнических  приёмов: различные способы обработки  почвы (вспашка, боронование, дискование и другие), мелиорацию (при избыточном увлажнении почвы), иногда искусственное  орошение, посев (посадка) высокоурожайных  сортов растений, подкормку, борьбу с  сорняками, вредителями и болезнями  растений.

Агроценозы, как и любые  природные экосистемы, обладают определенным составом организмов (культурные растения, сорняки, насекомые, дождевые черви, мышевидные грызуны и др.) и определенными  взаимоотношениями между живыми организмами и условиями среды. Эти взаимоотношения наиболее четко  проявляются на уровне трофических связей между организмами.

В агроценозе (например, ржаного  поля) складываются те же пищевые цепи, что и в природной экосистеме: продуценты (рожь и сорняки), консументы (насекомые, птицы, полевки, лисы) и редуценты (бактерии, грибы). Обязательным звеном этой пищевой цепи является человек, который своим трудом создает  каждый агроценоз и обеспечивает его высокую продуктивность, а  затем собирает и использует урожай.

 

Отличия агроценозов  от естественных биогеоценозов

       Между естественными и искусственными биогеоценозами наряду со сходством существуют и большие различия, которые важно учитывать в сельскохозяйственной практике.

 Первое отличие состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах существует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов и их сообществ в экосистеме и тем самым обеспечивающий ее основное свойство — устойчивость. В агроценозах действует преимущественно искусственный отбор, направленный человеком прежде всего на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. По этой причине экологическая устойчивость агроценозов невелика. Они не способны к саморегуляции и самовозобновлению, подвержены угрозе гибели при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней. Поэтому без участия человека, его неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав — 3—4 года, плодовых культур — 20—30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

 Второе отличие состоит в источнике используемой энергии. Для естественного биогеоценоза единственным источником энергии является Солнце, точнее свет от него. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек на производство удобрений, химических средств против сорняков, вредителей и болезней, на орошение или осушение земель и т. д. Без такой дополнительной затраты энергии длительное существование агроценозов практически невозможно.

Третье отличие сводится к тому, что в агроэкосистемах резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади (иногда десятки тысяч гектаров), часто является основной причиной их массового уничтожения специализированными насекомыми (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней (мучнисто-росяными, ржавчинными, головневыми грибами, фитофторой и др.).

Четвёртое отличие состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях (сетях) питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.

КУЛЬТУРФИТОЦЕНОЗЫ - созданные человеком или находящиеся под его интенсивным влиянием группировки растений, между компонентами которых существуют тесные ценотического взаимодействия и взаимоотношения. Различают: окультуренные фитоценозы — преднамеренно измененные человеком; полукультурные — искусственно созданные, но не регулируемые человеком (например, лесные насаждения); культурные — искусственно созданные и постоянно поддерживаемые человеком в процессе их эксплуатации (сады); декоративные — парки; агроэкосистемы — с одногодичными и двухгодичными пропашными культурами (включая условия закрытого грунта).

 

Флористический  состав фитоценоза

            Флористический состав фитоценоза –  это полная совокупность видов растений, встречающихся в пределах конкретного растительного сообщества.

            Характерезуется: 1) видовое богатство- общее количество видов, свойственоое фитоценозу; 2) показательвидовой насыщенности – число видов, отнесенное к еденице площади; 3) простые фитоценозы (1-10 видов); сложные ( 10 видов и более).

Причины формирования простых  и сложных фитоценозов:

1. Физико-географические, климатические, исторические условия;
2. Экологический режим на данной территории (оченгь сильно влияет экологическая амплитуда колебаний, не ивыходя за границы толерантности; развитие эфемероидов – ветренница в лиственных лесах; ранней весной хорошее освещение, они успевыают пройти весь цикл. Когда формируется листва растут тенелюбивыце растения.
3. Биологические факторы (влияние консортов)
4. Биоморфологические свойства биоценозов (наличие эдификатора, то есть они контролируют экологические режимы).

 

2. Вертикальная структура фитоценозов

Вертикальная структура  фитоценозов характеризуется объемом  среды, в котором размещены органы растений, и особенностям размещения в отдельных горизонтах среды  их массы, объема, поверхности соприкосновения  со средой. Объем используемой среды  определяется высотой надземных  органов растений и варьирует  в широких пределах. Так, некоторые  водорослевые фитоценозы и сообщества накипных лишайников имеют высоту менее 1 см, тогда как леса из дугласии и секвойи на Тихоокеанском побережье США, некоторые типы тропических лесов и эвкалиптовых лесов Австралии - 70-80 м и даже более. Используемый объем может быть однородным в пределах всего фитоценоза или изменяться в вертикальном направлении. При этом возможны два полярных варианта, связанные плавными переходами: ярусность и вертикальный континуум.

Представления о ярусности сформировались в конце XIX - начале XX века в работах фитоценологов, которые исследовали бореальные и широколиственные леса умеренной зоны. Так, впервые ярусность была описана в 1863 г. австрийским ученым А. Кернером. 

 

 Ярус — элемент  вертикальной структуры фитоценоза. Ярусы различаются визуально  по неоднородности вертикального  распределения фитомассы. Выделяют  ярусность надземную и подземную.  Благодаря ярусному расположению  растений в сообществе наиболее  полно используются природные условия (свет, тепло, почва). От принадлежности к определённому ярусу зависит качество жизни, так как экологические условия на разных ярусах неодинаковы.

В лесах ярусы образованы растениями отдельных жизненных  форм (по Серебрякову), выделяют следующие  ярусы:

 

* ярус A — древостой (ярус  деревьев);

* ярус B — подлесок (ярус  кустарников);

* ярус C — травяной (ярус  травянистых растений);

* ярус D — мохово-лишайниковый  ярус.

 

Одним из важных показаетлей  яруса деревьев является степень  сомкнутости крон. Степень сомкнутости  крон — это отношение площади, занятой кронами, к общей площади  описываемого участка. Данный показатель оценивается визуально, выражается в десятых долях единицы (или  в процентах).

Для травянистых сообществ  и травянистого яруса леса одной  из характеристик являлется аспект — это внешний вид фитоценоза (его физиономичность, окраска), изменяющийся в соответствии с чередованием фаз  развития растений и времени года.

Внешней характеристикой  является обилие — это количество особей определенного вида растения в пределах данного растительного  покрова пробной площадки. Определение  численности особей можно производить  путём непосредственного подсчёта или путём использования субъективной глазомерной оценки. Принято для  определения обилия использовать пятибальную  шкалу немецкого учённого О. Друде.

На некоторых лугах  можно также выделить ярусы —  высокотравье, среднетравье и низкотравье.

Наличие ярусов не является обязательным признаком фитоценозов  и в основном характерно для лесных фитоценозов.

Вертикально непрерывные  и расчлененные фитоценозы.

Вертикальное сложение фитоценозов  может быть непрерывным или прерывистым, т. е. дискретным. При непрерывной  вертикальной структуре особых слоев  в сообществе выделить невозможно, и весь фитоценоз воспринимается как единый по вертикали (вертикальный фитоценотический континуум). К таким  вертикальным непрерывным типам  растительности относятся некоторые  влажнотропические леса, многие луговые  и лугово-степные сообщества. В  этих сообществах ботаники иногда выделяют слои условно и называют их фитоценотическими  горизонтами.

В вертикально расчлененных, т. е. прерывистых по вертикали фитоце-нозах  различают определенное число слоев, называемых ярусами. Ярусы, как правило, образованы разными жизненными формами, и фотосинтезирующий аппарат (листва) располагается на разных уровнях. В  северных лесах чаще всего удается  выделить четыре яруса: древесный, кустарниковый, травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый. Однако известны и одноярусные лесные сообщества (например, мертвопокровные  ельники). Распределение фитомассы  по ярусам существенно различается  в разных типах сообществ. Ярусы  характеризуются также свойственной им активностью фотосинтеза, количеством  первично образуемых органических веществ  и количеством фиксируемой энергии  солнечного света. В подземной структуре  сообществ ярусность не всегда столь  определенна.

Ярус как морфологическая, биологическая и экологическая  структурная часть фитоценоза.

Распределение растений по надземным ярусам определяет неодинаковая освещенность, которая приводит к  различиям в температурном режиме и режиме влажности.

В одних и тех же ярусах находятся растения одинаковой высоты, сходные или различающиеся по своим экологическим особенностям (например, хвойные и лиственные породы), но имеющие примерно одинаковую потребность в освещении.

Растения разных ярусов влияют друг на друга. Растения верхних надземных  ярусов более светолюбивы, чем растения нижних ярусов, и лучше приспособлены  к колебаниям температуры и влажности. Под своими кронами они создают  условия слабой освещенности и стабильной температуры и влажности. Поэтому  нижние ярусы образованы растениями, у которых потребность в свете  меньше.

В свою очередь растения нижних ярусов влияют на растения верхних  ярусов. Так, например, ярус мхов в еловом или пихтовом лесу накапливает значительное количество влаги; травяной покров леса участвует в процессе почвообразования, формируя опад, и т.д.

Пологом (Сукачев, 1930) называют временный ярус, образованный молодыми растениями или растениями, угнетенными  посторонними по отношению к фитоценозу факторами (например, рубкой).

Не все ярусы одинаковы. Одни из них, образованные только деревьями  или только кустарниками и кустарничками, постоянны и сохраняют систему  стволов и ветвей, а в ряде случаев  и листьев, круглогодично. Другие же непостоянны. Они образованы травянистыми растениями, надземные части которых  полностью или частично отмирают на неблагоприятный период года.

При выделении ярусов выделяют два (или три) яруса деревьев, один или два яруса кустарников, три  яруса трав, один ярус напочвенного покрова

Растения, развивающие свою листву в разных ярусах, называют межъярусными (или внеярусными) растениями.

Подземная ярусность фитоценозов  изучена хуже, чем надземная. Распределение  корней растений по подземным ярусам определяется изменением с глубиной степени увлажнения почвы, ее богатством питательными веществами и уменьшением  степени аэрации почвы с глубиной.

Подземные ярусы, также как  и надземные влияют друг на друга. Корни, образующие верхний подземный  ярус, могут перехватывать дождевую воду у растений, корни которых  находятся в более глубоких ярусах. В свою очередь корни, составляющие более глубокие подземные ярусы, перехватывают поднимающуюся капиллярно воду у корней верхних подземных  ярусов.

3.Болота. Низовые  и верховые.

 Выражаясь научной терминологией, болото - это участок земной поверхности, который постоянно или большую часть года насыщен водой и покрыт специфической водной растительностью. Болотная экосистема характеризуется накоплением в верхних горизонтах субстрата мёртвых, не разложившихся растительных остатков, со временем превращающихся в торф. В формировании болот основную роль играют поверхностные и грунтовые воды.