Многообразие раннецветущих древесных растений флоры РБ

Среди растений выделяют различные группы по времени  цветения (например, первоцветы (раннецветщие), летне- и осеннецветущие виды); продолжительности вегетационного периода (например, эфемероиды с очень коротким вегетационным периодом и продолжительной диапаузой); способу опыления (ветроопыляемые, насекомоопыляемые) и распространения семян (мирмекохоры).

3.1. Цветение как фенофаза

Цвете́ние (лат. anthésis) – комплекс физиологических процессов полового размножения (генеративного развития), протекающих у цветковых растений в период от заложения цветка до оплодотворения. Процесс цветения делят на две фазы: 1) инициацию заложения цветочных зачатков; 2) развитие из зачатков цветков вплоть до их раскрытия.

Развитие  цветков

Развитие цветков  у различных растений начинается в различную пору их жизни. Одни растения, преимущественно однолетние, зацветают довольно рано: едва вышедший из семени росток укрепится в земле и разовьёт несколько листьев (таковы, например, пастушья сумка (Capsella bursa-pastoris), виды жерухи (Nasturtium), бурачка (Lepidium) и другие). Другие растения зацветают значительно позже, когда молодое растеньице разовьёт сильную корневую систему и несколько листьев, словом, когда оно достаточно окрепнет, возмужает, скопит запасные питательные вещества, необходимые для развития цветков и семян.

Этот процесс  возмужания может длиться, независимо от условий произрастания, не одинаково долго. У одних растений (многолетних и однолетних) период зрелости, то есть цветения, наступает уже через месяц—два после прорастания, у других через год (у многих двулетних растений), через два и несколько лет (у многолетних древесных и кустарниковых растений).

Возмужав, одни растения цветут лишь один раз в  своей жизни (таковы все однолетние и двулетние растения и некоторые  из многолетних, так называемые однопериодные, например, алоэ, некоторые пальмы); такие растения тратят на развитие цветков и семян всю свою энергию, все запасные питательные вещества, скопляемые иногда в продолжение десятка лет, и, истощившись, гибнут.

Другие растения, достигши возмужалости, цветут из года в год (многопериодные растения), достигая глубокой старости.

Время появления  цветков и обилие их зависит, конечно, в немалой степени и от условий произрастания. Плохое питание, а иногда и чрезмерно обильная пища (богатая азотом) задерживает цветение и значительно понижает количество цветков.

Степень цветения зависит, кроме того, и от климатических  условий. Например, замечено, что полярные и альпийские растения развивают  гораздо большее количество цветков, чем раcтeния yмеpeнныx широт. Некоторые  полярные и альпийские растения бывают сплошь усеяны яркими цветками, что, вероятно, находится в связи с коротким периодом вегетации. Влажный климат также понижает цветение и влияет на яркость колера цветков.

Цветение начинается, собственно, с того момента, когда  в развитом цветке возникает возможность опыления (и оплодотворения), то есть когда части цветка, принимающие участие в опылении, становятся более или менее свободными и доступными для воздействия факторов опыления (ветра, насекомых, воды). Отсюда следует, что растения с клейстогамными цветками, в особенности с подземными клейстогамными цветками, явно не обнаруживают цветения.

Способ цветения, собственно раскрытия цветков, зависит  от строения цветков, от их расположения. У наиболее простых цветков, состоящих  из одних только тычинок или пестиков, цветение состоит в том, что кроющие листья, прикрывающие цветки (прицветники), расходятся, обнажая цветки, то есть делая свободными пыльники и пестики (у хвойных даже семяпочки). У более сложных цветков, имеющих ещё околоцветник, этот последний так или иначе развёртывается, не только не представляя препятствий, а чаще содействуя факторам опыления.

Если околоцветник простой и зелёный, то есть если его  назначение состоит лишь в том, чтобы предохранять сначала молодые органы оплодотворения, а позже молодые семена, то он просто раскрывается, причём части его отчасти или совершенно расходятся одна от другой, обусловливая тем более или менее свободный доступ до внутренних частей цветка, и иногда такой околоцветник даже сбрасывается (у винограда, чашечка у мака). Если околоцветник, кроме защиты, имеет ещё значение как орган, привлекающий насекомых и вообще посредников опыления, то есть когда околоцветник яркий (будет ли он простой, например, у лилии, или венчик), то он при цветении более или менее разрастается, причём форма его находится в связи с формой, величиной и другими особенностями опылителей.

Распускание цветка

Распускание цветка (главным образом околоцветника) происходит более или менее быстро, причём иногда бывает ясно заметно движение частей (например, у ослинника (Oenothera biennis), некоторых орхидей), у некоторых растений происходит при этом даже небольшой шорох (Stanhoреа).

Распускаются  цветки в различное время, и самый  период цветения длится не одинаково. Одни цветки вскрываются рано утром, едва упадет на них луч восходящего солнца (например, Ipomaea purpurea), другие вскрываются позже (например, иван-чай в 6-7 часов, вьюнок в 7-8 часов), иные вскрываются в полдень (например, лапчатка), а иные вечером (например, каприфоль в 6 часов, Hesperis matronalis в 7-8, Nicotiana affinis в 8-9 часов) и даже ночью (Cereus nycticalus, царица ночи, в 9-10 часов).

Продолжительность цветения

По продолжительности  цветения цветки можно разделить  на однодневные (денные и ночные) и многодневные. К первым принадлежат такие, цветение которых длится несколько часов; они вскрываются и закрываются либо в один и тот же день (денные цветки), либо вскрываются вечером, а закрываются ночью или рано утром на другой день (ночные).

У многодневных цветков цветение может длиться от 2 до 80 дней.

Продолжительность цветения находится в прямой зависимости  от количества пыльцы и от количества цветков, развившихся на одной и той же ветви; зависимость эта обратная; чем больше пыльцы (чем легче опыление), чем больше цветков, тем короче продолжительность цветения.

Многодневные  цветки у некоторых растений обладают способностью закрываться на ночь при  наступлении сумерек и снова  утром, в определённый час, раскрываться. Такое периодическое закрытие и открытие происходит в продолжении всего времени цветения, например, у осенних шафранов до 12 дней. Цель закрытия состоит в защите пыльников от росы.

3.2. Раннецветущие растения

Раннецветущие растения – растения, зацветающие ранней весной (в субтропиках в зимнее время). Особенно эффективны, когда обычные растения стоят в безлистном состоянии. Появляясь сразу же после исчезновения снежного покрова, они приурочивают свое цветение к светлой фазе леса, когда он еще не оделся листвой и затемнение в нем ничтожно (Кожевников, 1931; Горышина, 1696). Т.Т.Трофимов (1939) изучая растения еловых лесов Центрального Лесного заповедника, выделил три группы раннецветущих растений:

1) Ранневесенние  растения, развивающиеся и отцветающие  ранней весной, вскоре за таянием снега или даже одновременно, задолго до распускания листьев у древесно-кустарниковых пород и большинства травянистых растений, календарно – во второй половине апреля и первой половине мая. К этой группе растений относятся: перелеска трехлопастная, хохлатка, гусиный лук, ветреница дубравная, медуница и т.д.;

2) Весенние растения, дающие цветы вслед за первой  группой или в момент их  отцветания, календарно – во второй половине мая и первой половине июня. Сюда относятся: сочевичник, кислица, вороний глаз, петров крест, фиалка, земляника и другие;

3) Поздневесенние  растения, расцветающие уже во  второй декаде июня. К ним относятся: ясменник душистый, майник двулистный, купена многоцветковая, шиповник, жимолость и другие.

4. Древесные раннецветущие породы флоры Беларуси

4.1. Фенологическое развитие древесных растений

Под фенологическим развитием растений понимают закономерное чередование и ежегодное повторение одних и тех же фенологических циклов (вегетации и покоя, роста побегов и его прекращения, цветения, созревания плодов и семян и др.), а в пределах циклов – последовательный ход наступления и прохождения фенологических фаз роста и развития. Фенологическая фаза (фенофаза) – это такой этап в годичном цикле развития растения в целом или его отдельных органов, который характеризуется четко выраженными внешними морфологическими изменениями (появлением всходов, распусканием семядолей, набуханием и распусканием почек, развертыванием листьев, началом и окончанием роста побегов, цветением и созреванием плодов, осенним расцвечиванием и опаданием листьев и др.). Календарное время наступления той или иной фенофазы называют фенодатой, а временной интервал между определенными фенодатами составляет межфазный период, или фенологический цикл.

В основе фенологического  развития растений лежит наследственно закрепленная ритмичность и периодичность физиологических процессов, получившая название биологических, или физиологических, часов. Однако динамика наступления фенофаз, сроки начала, окончания и продолжительность фенологических циклов у растений находятся под постоянным и мощным воздействием сезонных изменений географической среды (природы) и прежде всего сезонности климатических условий (закономерного чередования на Земле сезонов с различной продолжительностью дня и ночи, теплых и холодных, дождливых и сухих), приспосабливаясь к которым растения существенно изменяют ритмику процессов роста и развития, свое фенологическое состояние. В теплые или дождливые сезоны растения вегетируют, в холодные или сухие впадают в покой. Под влиянием сезонных изменений погодных условий у растений резко изменяется динамика их ростовых процессов. Поэтому фенологическое развитие растений понимают как их сезонное развитие.

Наука, синтезирующая  в себе всю систему знаний о  сезонном развитии природы, получила название фенологии. Ее раздел, изучающий сезонное развитие растений и образуемых ими сообществ, определяют как фитофенологию, а раздел о сезонном развитии древесных растений и их сообществ – как дендрофенологию. Фенология базируется на фенологических наблюдениях, в процессе которых устанавливают календарное время наступления изучаемых сезонных явлений, а у растений – фенофаз. Диапазон научных и прикладных задач, решаемых современной фенологией и дендрофенологией, чрезвычайно широк. В лесном хозяйстве, например, по материалам многолетних фенологических наблюдений устанавливают закономерные связи между временем наступления тех или иных фенологических явлений-индикаторов и оптимальными сроками проведения работ по посеву и посадке леса, рубкам, по уходу и защите лесов от пожаров, вредных насекомых и болезней, по заготовке плодов, семян, ягод, грибов, лекарственного и дубильного сырья, по проведению содействия естественному возобновлению леса и т. п. Фенологическое состояние лесов учитывают и при их таксации (учете) с применением аэро- или космической фотосъемки, так как оптические свойства лесов тесно связаны с их сезонным развитием.

Велико значение фенологических наблюдений и в практике озеленения городов и населенных мест. Изучение динамики сезонного  развития растений необходимо при подборе их для озеленения, для оценки эстетических и санитарно-гигиенических свойств растений, при разработке и проведении мероприятий, обеспечивающих повышение биологической устойчивости городских зеленых насаждений, их защиту от вредителей и болезней. Материалы фенологических наблюдений используют при составлении календарей цветения растений, созревания и сбора плодов и семян, при установлении оптимальных сроков посева и посадки.

Многолетние данные о сроках наступления фенофаз (сокодвижения, распускания листьев, зацветания, созревания плодов, осеннего расцвечивания листьев и их опадания) у многих древесных пород (клена, березы, дуба, рябины, липы, ольхи и др.) широко используют при разработке систем естественной (фенологической) периодизации года и составлении местных фенологических календарей. При изучении древесных растений фенологические наблюдения над ними дают обширную и ценную информацию о биологических особенностях растений и их экологических свойствах.

Сроки наступления  различных фенофаз устанавливают в зависимости от целей фенологических наблюдений над древесными растениями. В одних случаях учитывают только отдельные фазы – индикаторы сезонного развития природы или наиболее хозяйственно важные, такие как зацветание, созревание плодов и семян, их распространение. Если же нужно получить достаточно полное представление о фенологических особенностях растений того или иного вида (формы), наблюдениями охватывают все основные фенофазы.

4.2. Древесные раннецветущие растения

Древесные раннецветущие  растения объединяют растения, цветение которых происходит в марте-апреле-мае [1]. Среди древесных пород раннецветущими являются представители покрытосеменных (семейства ивовые, березовые, буковые, ильмовые) и голосеменных (семейство сосновые).

К раннецветущим древесным растениям относятся березы (различные представители рода Betula), осина (Populus tremula), ольхи (серая и черная – представители рода Alnus), лещина, или орешник (Corylus avellana). Это ветроопыляемые (анемофильные) виды. В голом весеннем лесу ничто не мешает ветру переносить пыльцу с мужских цветков этих растений (собранных в «пылящие» сережки) на женские, состоящие из одних маленьких липких пестиков. Когда на деревьях и кустарниках распустится листва, она уже не пропустит ветер в лес, и он будет шуметь лишь в верхушках деревьев.

Цветки у  раннецветущих древесных покрытосеменных  обычно мелкие, невзрачные, голые или  с чашечковидным околоцветником, без нектарников и запаха. Пыльца мелкая, сухая (или с воздушными мешками, как у хвойных), количество ее огромное, поскольку анемофилия – процесс неуправляемый. Легкая пыльца анемофильных растений переносится ветром на многие десятки километров.

Тычинки ветроопыляемых цветков располагаются открыто, высовываясь наружу, где они легкодоступны ветру. Пыльники часто присоединены к тычиночной нити своим центром с помощью подвижного сочленения так, что пыльца высыпается из них при малейшем порыве втра. Очень характерны длинные волосистые перистые рыльца. У большинства ветроопыляемых растений цветки собраны в легко раскачиваемые ветром соцветия (у раноцветущих деревьев такие соцветия – сережки).