Наука геоботаника. Предмет и задачи

Наука геоботаника. Предмет и задачи

Геоботаника – наука о  растительном покрове Земли как  совокупности растительных сообществ, или фитосообществ. Термин был одновременно предложен в 1866 русским ботаником-почвоведом Ф.И. Рупрехтом и немецким ботаником А. Гризенбахом. Геоботаника состоит из двух разделов (наук): фитоценологии (фитосоциологии (в западноевропейской литературе)) и географии растительности. Фитоценология – наука о фитоосообществах. Термин «фитоценология» предложен австрийским фитоценологом Х. Гамсом в 1918 г. География растительности – наука о закономерностях географического распределения синтаксонов (растительных сообществ различного ранга) по поверхности Земли. Геоботаника включает в себя и экологию (демэкологию и синэкологию), т. к. изучает вопросы взаимоотношений популяций видов и растительных сообществ с окружающей средой; и в тоже время именно по этим разделам геоботаника входит в экологию. Геоботаника делится также на общую (рассматривает общие закономерности состава, структуры, динамики и географии растительных сообществ) и специальную (изучает особенности тех же свойств применительно к отдельным типам растительности: лесную растительность изучает лесоведение, растительность тундры – тундроведение, лугов – луговедение, болот – болотоведение, определением условий среды по растительности занимается индикационная геоботаника). Наука входит в междисциплинарный научный комплекс «Наука о растительности» «vegetations Science», который исследует закономерности отношения растений к условиям среды в пространстве и во времени начиная от уровня индивидуума и популяции и заканчивая инфраценотическим уровнем (флора, комплексы растительности). В данный комплекс наук также входят: экологическая физиология растений, популяционная биология и экология растений (демэкология), синэкология (экология сообществ), ботаническая география (включая географию растений (флористика, флорогенетика (история флор), хорология (наука об ареалах таксонов)) и географию растительности).

Геоботаника входит в междисциплинарный  научный комплекс «Наука о растительности»  «vegetations Science», который исследует закономерности отношения растений к условиям среды в пространстве и во времени начиная от уровня индивидуума и популяции и заканчивая инфраценотическим уровнем (флора, комплексы растительности). В данный комплекс наук также входят: экологическая физиология растений, популяционная биология и экология растений (демэкология), синэкология (экология сообществ), ботаническая география (включая географию растений (флористика, флорогенетика (история флор), хорология (наука об ареалах таксонов)) и географию растительности).

В 1910 г. геоботаника выделилась из ботанической географии как самостоятельная наука.

Цель геоботаники –  познание причин и закономерностей  формирования взаимоотношений растительных сообществ с условиями местообитания.

Основные задачи геоботаники:

1.  Изучение состава и структуры фитоценозов.

2.  Изучение закономерностей распределения фитоценозов по эколого-ценотическим градиентам и их динамики фитоценозов.

3.  Выяснение зависимости фитоценотического состава растительного покрова, флористического состава фитоценозов и их структуры от биотических и абиотических факторов, воздействия человека.

4.  Анализ фитоценотических отношений между популяциями растений и взаимоотношений растительных сообществ с условиями местообитания

5.  Классификация, география и картографирование растительности.

6.  Хозяйственная характеристика различных форм растительности и выявление путей их рационального размещения и устойчивого использования.

Основная задача геоботаники  — определение значения растительного  покрова как важнейшего природного ресурса, фиксирование современного растительного  покрова и тенденций его развития на геоботанических картах, позволяющих  установить потенциальные возможности  растительного покрова, правильно  его использовать и преобразовывать  в нужном направлении. Землеустроители  применяют геоботанические методы при выборе земель под распашку, руководствуясь индикаторными свойствами растительности, и для осушения, при планировании лесного хозяйства  и пр. Геоботанические знания необходимы при создании искусственных фитоценозов, а также при разработке мероприятий  по улучшению естественных фитоценозов, охраняемых территорий. 
 
Геоботанику необходимо знание систематики и географии растений. География растений изучает распределение растений по поверхности Земли и устанавливает закономерности этого распределения (хорология растений). Важнейший раздел географии растений — ботаническая география России и мира. Объектом ее изучения служит флора земного шара, т. е. совокупность видов растений, относящихся к разным систематическим группам и приуроченных к разным типам местообитаний (т. е. входящих в состав разных фитоценозов), но ограниченных по географическому принципу — по приуроченности к определенной части земной поверхности. 
 
Область распространения вида называется его ареалом. Границы ареалов видов экологически и исторически обусловлены. Наиболее ранние представления о географической дифференцированности растительного мира Земли и закономерностях его распространения в зависимости от условий местообитания имеются в трудах Теофраста, использовавшего фактические данные, собранные во время походов Александра Македонского. История современной географии растений начинается гораздо позднее. Значение имели великие географические открытия, а также работы К. Линнея, И. Г. Гмелина, П. С. Палласа и др. Более широкое развитие ряд основных положений географии растений получают в трудах А. Гумбольдта (1769—1859), связанных с обработкой материалов многолетней экспедиции в страны Южной и Центральной Америки. Следует также отметить труды А. Декандоля (1855), А. Гризебаха (1872), Ч. Дарвина (1859). Исторический принцип, основывающийся на эволюционном учении Ч. Дарвина, внедрил в географию растений А. Энглер. В эколого-геоботанических и хорологических исследованиях широко применяют данные генетики и цитологии растений, «пионером» таких исследований был Н. И. Вавилов.

Этапы становления и развития геоботаники как науки

1. Предистория (допарадигмальный период). В этот период Г. была частью ботанической географии, не имела своего понятийного аппарата, четко поставленных задач. Этот период уходит своими корнями в 16 век и продолжался вплоть до 1910 г., когда состоялся 3 Международный ботанический конгресс в г. Брюссель, где впервые было сформулировано определение основного синтаксона (единицы классификации) растительности – ассоциации.

2. История (период парадигмы дискретности растительности, организма) (1910–1960-е). Данная парадигма была названа так потому, что в ее основе лежала идея сходства между фитоценозом и организмом. Фитоценозы представлялись с четкими естественными границами, и считалось, что все фитоценозы можно объективно пересчитать, т.е. создать естественную классификацию фитоценозов.

3. Современны этап (период парадигмы континуума) (с 1970-х до наших дней). Фитоценозы постепенно (континуально) переходят друг в друга (сменяют друг друга во времени и пространстве) и поэтому границы между ними условны и зависят от того, в каком масштабе мы разобьем континуум фитоценозов на условно однородные части (синтаксоны).

ерминология

В отечественной науке  геоботаника рассматривается как  синоним фитоценологии. Эти два наименования используются параллельно и оба достаточно распространены. Термин «геоботаника» подчёркивает значение природной среды (почв, климата и т. д.) для организациифитоценозов, термин «фитоценология» произошёл от объекта изучения науки — фитоценозов.

В европейской традиции более  распространён термин «фитосоциология», который подчёркивает взаимоотношения между растениями как основу организации фитоценозов, подразделяется на фитоценологию, и фитоценохорологию (географию растений) и историческую геоботанику. Фитоценология изучает особенности сложения растительных сообществ, или фитоценозов, их динамику и классификацию.

Термин «геоботаника»  был предложен в 1866 году одновременно русским ботаником и почвоведомФ. И. Рупрехтом (1814—1870) и австрийским ботаником А. Гризебахом (1814—1879), термин «фитоценология» — в 1918 году австрийцем Х. Гамсом.

Предмет изучения

Наиболее общее понятие  геоботаники и предмет её изучения — растительный покров — это вся совокупность растений образующих растительные сообщества разных типов растительности в пределах определённого участка земной поверхности вне зависимости от его величины. Растительный покров расчленяют на отдельные пространственные единицы — фитоценозы. Фитоценоз — растительное сообщество, в пределах которого растительный покров имеет сходство по флористическому составу, структуре, взаимоотношениям между растениями-сообитателями. Совокупность фитоценозов отдельных регионов или районов земной поверхности называют растительностью (например, растительность Европы, растительность Московской области и т. д.).

Основной таксономической  единицей в геоботанике является растительная ассоциация. По В. Ф. Лейсле «ассоциация — это наиболее мелкая, хорошо улавливаемая физиономическая единица растительного покрова… совокупность участков растительности, имеющих одинаковую физиономичность, структуру, видовой состав и расположенных в сходных условиях местообитания»^[1]. Таким образом ассоциация — это сходные сообщества растений. Ассоциации фитоценозов отличаются рядом признаков — видовым и флористическим составом, ярусностью, обилием видов, проективным покрытием, количественным соотношением видов. Ассоциации объединяют в группы ассоциаций, группы ассоциаций — в формации, формации — в классы формаций и типы растительности.

Концепции организации  растительного покрова

Развитие фитоценологии  в XX столетии характеризовалось наличием двух противоположных концепций  природы растительного покрова. Это обусловило различные пути изучения растительности в зависимости от предпочитаемой концепции. Первая — концепция дискретности растительного покрова — рассматривает сообщества как реальные, объективно существующие исторически обусловленные единицы, отделённые один от другого более или менее тонкими границами. Это концепция получила широкое распространение на начальных эпапах развития фитоценологии 1910-е-1950-е годы и связано с именами ведущих геоботаников того времени — Ф. Клементса (США) и В. Н. Сукачёва (Россия). Сообщество рассматривается как некий аналог организма с относительно жёстко детерминированной структурой и динамикой.

Вторая концепция — концепция континуализма — рассматривает фитоценозы как условности, искусственно выделенные израстительного континуума. Она начала вытеснять концепцию дискретности с 1950-х годов. Это концепция основывается на индивидуалистической гипотезе, впервые сформулированной русским учёным Л. Г. Раменским в 1910 году. Суть этой гипотезы в том, что каждый вид специфичен по своим отношениям к внешней среде и имеет экологическую амплитуду, не совпадающей полностью с амплитудами других видов (то есть каждый вид распределенный «индивидуалистически»). Каждое сообщество образовывают виды, экологические амплитуды которых перекрываются в данных условиях среды. При смене какого-нибудь фактора или группы факторов постепенно уменьшают богатство и исчезают одни виды, появляются и увеличивают богатство другие виды, и таким путём свершается переход от одного типа растительных сообществ к другому. Ввиду специфичности (индивидуальности) экологических амплитуд видов эти смены происходят не синхронно, и при постепенной смене среды растительность изменяется также постепенно. Потому объективно существующих сообществ с детерминированной структурой и динамикой выделить невозможно.

Сегодня считается, что растительный покров представляет собой сложное  единство дискретности и континуальности. В суббореальных и бореальных лесах степень дискретности возрастает; на лугах, в степях, тропических лесах она уменьшается и возрастает степень континуальности.

Разделы геоботаники

• общая геоботаника

• изучение структуры растительных сообществ

• изучение динамики растительных сообществ (синдинамика)
• классификация растительных сообществ (синтаксономия)
• геоботаническое районирование и картографирование;
• индикационная геоботаника или фитоиндикация — индикация факторов среды на основе растительности

• частная геоботаника

• тундроведение

• болотоведение
• лесоведение
• луговедение
• растительность аридных территорий

Литература

История геоботаники

• Дохман Г. И. История геоботаники в России. — М.: Наука, 1973. — 286 с.
• Работнов Т. А. История геоботаники. — М.: Аргус, 1995. — 158 с.
• Трасс Х. Х. Геоботаника: история и тенденции развития. — Л.: Наука, 1976. — 252 с.

Учебники и учебные  пособия

• Быков Б. А. Геоботаника. — Алма-Ата: Наука, 1978—287 с.
• Вальтер Г. Общая геоботаника. — М.: Мир, 1982. — 261 с.
• Воронов А. Г. Геоботаника. — М.: Высшая школа, 1973. — 384 с.
• Ипатов В. С., Кирикова Л. А. Фитоценология. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 1998. — 314 с.
• Миркин Б. М., Наумова Л. Г., Соломещ А. И. Современная наука о растительности. — М.: Логос, 2001. — 264 с.
• Одум Ю. Основы экологии. — М.: Мир, 1975.
• Основы лесной биогеоценологии. — М.: Наука, 1964.
• Работнов Т. А. Фитоценология. — М.: Изд-во МГУ, 1983. — 292 с.
• Работнов Т. А. Фитоценология. — М. Изд-во МГУ, 1992. — 352 с.
• Работнов Т. А. История фитоценологии: Учебное пособие. — М.: Аргус, 1995. — 158 с. — 1 000 экз. — ISBN 5-85549-074-2
• Толмачев А. И. Введение в географию растений. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1974. — 244 с.
• Ярошенко П. Д. Геоботаника. — М.: Просвещение, 1969. — 200 с.