Геоботаника. Курс лекций

Экологические свойства: диапазон толерантности, пластичность, устойчивость к экстремальным факторам.

Реактивность-кол-во изменения признака растения(проективное покрытие, скорость роста, фотосинтеза, биомасса)на единицу изменения экологического фактора(рН, нитраты, нитриты).

Порог чувствительности -разница в значениях экологического фактора, которую вид способен различать, изменив параметры своего признака. Чем более чувствителен вид, тем больше он ценен как индикатор (эти виды хорошие тест-объекты

Конкуренция отмечается между особями одного вида (внутривидовая  борьба) и между особями разных видов (межвидовая борьба) в неблагоприятных условиях среды.

Различают несколько видов конкуренции:Симметричная и асимметричная. Симметричная конкуренция возникает между особями одного или разных видов с примерно одинаковыми конкурентными способностями, а асимметричная – между растениями с разными конкурентными способностями 

11. Эксперимент Г.  Элленберга (1952).

В 1952 году немецкие геоботаники под руководством Элленберга поставили эксперимент. Он сделал 2 варианта: 1) Взял 4-хбетонные установки,где искусственно регулируется уровень грунтовых вод:от 0 до 2 метров. Взял 3 вида растений :лисохвост, райграс, костёр. Факторы были идентичны. Посадил их. Максимальная продуктивность(г/м2) получается при среднем уровне грунтовых вод. Затем он посадил их вместе. Райграс остался конкурентоспособным. Лисохвост выбрал более увлажненные места. Костёр -более сухое место.Он сформулировал 2 понятия:

1)Аутэкологический оптимум-диапазон экологических факторов, при котором вид достигает максимального развития при отсутствии межвидовой конкуренции.

Аутэкологический ареал-это потенциальные пределы распределения вида, кот. определяется только по его отношению к данному экологическому фактору, без межвидовой конкуренции. Он очень большой.

2)Синэкологический оптимум- диапазон экологических факторов, в котором вид достигает максимального развития в условиях межвидовой конкуренции.

Синэкологический  ареал-это потенциальные пределы распределения вида, которые опираются только по его отношению к данному экологическому фактору, в условиях конкуренции.

В растительности аутэкологический оптимум расширил условия миграции на другие континенты в пределах тех же широт(заносы в Северной Америке- клён ясенелистный)

Полные  параметры можно выделить в синэкологических ареалах; у аутэкологическом -только в эксперименте. Есть методики, которые позволяют выявить относительное расстояние до оптимума В зоне субоптимума растение угнетается,но активируется вторичный синтез(эфирные масла, дубильные вещества)Здесь появляются экстремальные факторы, которые растение пытается сохранить то, что есть. Эти вторичные метаболиты защищают растение от агрессивной среды –виды -патиенты. В экстремальных условиях бывает, что вид узкоспециализирован; оптимальные условия; при отсутствии сильных конкурентов-эти условия можно сформировать в искусственной среде, где можно это регулировать. 

12.Влияние  конкуренции на  морфогенез и жизненность  растений:

Конкуренция –это борьба за существование: борьба за пищу, за место или за какие-либо другие условия.

1)Изменение жизненного  состояния - виталитет;

 2)Уровень смертности;

3)Скорость роста;

4)Дифференциация  одновозрастных растений.

Всё это происходит в конкуренции за ресурсы. Время  начала генерации в естественном ФЦ-зе и в искусственных посадках различается в 2-5 раз.

Классы  Крафта:

1)Для наиболее  развитых деревьев;

2)Формирует основной  древесный полог(ярус);

3)Входят только  верхушки крон;

4)Сильно угнетённые;

5)Умирающие.

В результате конкуренции  происходит изреживание древостоя.

Конкуренция в  геоботанике -процесс непропорционального  потребления ресурсов между растениями. Она возникает:

1)При перекрывании  экологических амплитуд;

2)При одновременном  потреблении ресурсов;

3)При дефиците  ресурсов.

Итог конкуренции: в результате естественного отбора формируются устойчивые сомкнутые  фитоценозы. 

13.Состав  фитоценоза:

Флористический состав – это полная совокупность видов растений, встречающихся в пределах конкретного растительного сообщества. Характеризуется: 1)видовое богатство - общее количество видов, свойственное фитоценозу 2) показатель видовой насыщенности – число видов, отнесенное к единице площади 3) простое фитоценозы (1-10 видов).  4) сложные фитоценозы (10-… видов)

Причины формирования простых или сложных  ФЦ-ов:

1)Физико -географические, климатические, исторические  условия.

2)Экологические  режимы на данной территории(очень сильно влияет экологическая амплитуда колебаний, не выходя за границы толерантности; развитие эфемероидов -ветреница в лиственных лесах :ранней весной хорошее освещение, они успевают пройти  весь свой цикл. Когда формир-ся листва растут тенелюбивые растения.

3)Биологические  факторы(влияние консортов)

4)Биоморфологические  свойства БЦ(наличие эдификатора,  т.е. они контролируют экологические  режимы). 
 
 
 

14.Диаспора-любая часть растения, которая служит для его распространения(семена, споры, побеги, луковицы) Агенты переноса: ветер, животное, вода, человек(выражается в интродукции -сознательный перенос и индукции -неосознанный перенос. При индукции возникают проблемы биологического загрязнения).

Поступление диаспор зависит: 1)От состава местной флоры.2)От возможности заноса. 3)От деятельности агентов переноса.

Преграды:

-физико-географические;

-биологические(растительность);

-флористический  состав(видовой состав осинника);

-Заносные виды :от степени нарушенности  БЦ-за.

При поступлении диаспор  растения проходят 3 формы естественного отбора:

1) Экотопический  отбор -чтобы вид закрепился  в биотопе, условия должны соответствовать  его амплитуде толерантности.

2)Ценотический  отбор-отбор по способности новых  видов произрастать в новых  сообществах.

3)Антропический отбор -присуща для видов известных хозяйственных свойств.

1-ая форма  отбора имеет принципиальное  значение на начальных стадиях  фитоценоза. Каждый вид растения  приходит и уходит из ФЦ-за  самостоятельно(индивидуально).

Количество  видов в ФЦ-зе в  итоге определяется 2 условиями:

1)Степенью гетерогенности  ФЦ-за.

2)Степенью отдаления  от флористического максимума.

Флотстический максимум-условие в ФЦ-зе, где нет доминантов. (В степях, в тропических лесах). 

15. Флористическая полночленность и неполночленность фитоценозов.

Флористически неполночленные ФЦ-зы (1924 год, Раввинский) -растительные сообщества, в состав которых входят не все растения, способные в нем прорастать.

Полностью полночленных ФЦ-ов нет.

Имеется разная степень полночленности:

Первичная неполночленность – возникает при формировании ф. и по мере развитии ликвидируется. Антропическая (вторичная) – виноват человек

А)Туземно  –полночленные -входят все местные  виды, которые могут здесь произрастать.

Б)Практически  полночленные -внедряются новые виды, занимающие свободные ниши.

Они создаются  человеком путем подсева видов.

Значение:

в лесном хозяйстве. Подсев новых видов может превышать продуктивность(внедрение жерновца метельчатого).Создание полночленности на лугах. Большинство ФЦ-ов не полночленны. Причины неполночленности:

1)Физико-географические  преграды.

2)Биотические(влияние  консортов;влияние фитопаразитов).

3)Наличие  скрытой полночленности (банк семян  и т.д.). 

16.Экобиоморфный  состав ФЦ-за:

Жизненная форма-это внешний облик организма, комплекс морфологических, анатомических, физиологических и поведенческих признаков, в котором отражается его приспособленность к условиям внешней среды.

Датский исследователь  Раункиер свёл всё разнообразие жизненных  форм к небольшому числу их макротипов, выделенных всего по одному критерию-положению и способу защиты почек возобновления в течение неблагоприятного периода(холодного или сухого).Типы жизненных форм Раункиера хрестоматийны.

Типы  жизненных форм по Раункиеру:

Фанерофиты(деревья ,кустарники, эпифиты).Почки возобновления расположены высоко над землёй и защищены специальными чешуями. (мега-,мезо-,микро- и нанофанерофиты).

Хамефиты  (кустарнички, полукустарнички, стелющиеся растения , например, клюква ,брусника).Почки возобновления расположены не выше 20-30 см от почвы, так что зимой помимо чешуй они защищены снегом.\

Гемикриптофиты(большинство луговых и степных трав).Почки возобновления расположены на уровне почвы и дополнительно защищены мертвым растительным опадом.

Криптофиты. Разделяются на геофиты,у которых почки возобновления находятся в земле(луковичные, корневищные, клубневые растения), и гидрофиты -водные растения.

Терофиты. Однолетники, которые зимуют в стадии семян.

Соотношении едолей видов разных жизненных форм во флорах отражает разнообразие экологических условий, в которых они сформировались. 

17.Этапы:1)Предварительная подготовка;2)полевые исследования;3)камеральная обработка результатов.

Планирование  маршрута и объёма работ:1)Задачи НИР.2)Уровень специалистов, их кол-во.3)Финансирование.4)Инструментальная база.5)Временной ресурс.6)Информационный ресурс.

Принципы:(Классич. исследований)1)типичности ФЦ-ов;2)Естественности ФЦ-ов;3)единообразия отбора: типический и рандомизированный (случайный, регулярный, пропорциональный).4)Репрезентативности выборки.5)Комплексности(растител-сть, почва).6)Количественной оценки параметров(глазомерно-инструментальная).7)точности учетов(включая координаты пробных площадей, таксономическую принадлежность растений).

Методы  учета:1)Бесплощадочные (для лесных ФЦ-ов и спец.целей)фитогенного поля:А)Ближайшего растения;Б)Ближайшего соеда;В)Случайных пар;Г)Линейного пересечения.

Пробная площадь-специально выбранный участок ФЦ-за для исследований.

Типы  пробных площадей:

1)Площадь  выявления -минимальная площадь, на которой выявляется состав и структура ФЦ-за.

2)Минимальный  ареал-это пробная площадь, на которой встречаются почти все виды данного ФЦ-за.

3)Ценоквант(проективное покрытие).

Размеры пробной площади  зависят от:1)размеров и жизненной формы растений.2)уровня мозаичности эдафических условий.3)видового состава.4)пространственного распределения растений.5)обилия видов.6)уровня дигрессии или демутации ФЦ-за(нарушение или восстановление).

Методы  с использованием пробных площадей:1)Маршрутные(ВНП)2)Стационарные(ППП,ТПП)3)Экспериментальные(ППП,ТПП). 

18. Общие аналитические признаки фитоценоза:

Обилие:1)Кол-во особей, побегов(штука/м2)(плотность).2)Фитомасса : Суммарная, надземная (г/м2).3)Объём(м3/га)

4)Проективное  покрытие:

А)Сомкнутость  крон(%)