Геоботаника. Курс лекций

 
 
 
 
 

1. Геоботаника как наука.

Г. - это наука о раст-ом покрове земли,как совок-сти раст-ых сооб-ств или фц-ов. Изуч. Состав, строен., класиф., формы, развитие и размещение раст. покровов земли и его связь с оркж. средой. Термин был введен  (1866) Рупрехта и Гризенбаха. Она входит в научн.комплекс «наука о растит-сти.Сост. из 2 отделов: 1. география растений( фитоцинология); 2. география растительности. Г. делится на общую (общие закономерности состава, структуры, динамики и географии растительных сообществ) и специальную (применительно к отдельным типам растительности: лесную растительность изучает лесоведение, растительность тундры – тундроведение)

Цель: выявление закон-ей формир-ия взаимоотн-ий фц-ов в условиях обитания.

Задачи:1)изучение состава и структуры фц-а; 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. 

2. Понятие о фитоценозе.

Фитоценоз – элемент. участок раст-ти, для кот. хар-но: относительная однородность по внешнему облику, видовому составу, строению и структуре, относительно одинаковой системой взаимоотношений между популяциями видов растений и средой обитания, и который может существовать самостоятельно вне данного окружения. фитоценоз – совокупность популяций видов растений, которые связаны с условиями среды и между собой в границах более или менее однородного по экологическим режимам участка территории. Фитоценоз является частью биогеоценоза, его основным энергетическим блоком. Биогеоценоз – взаимообусловленный комплекс живых и косных  компонентов,

связанных между собой обменом веществ  и энергии.

 

Свойство  ф: 1).Континуум – свойство раст. сообществ постепенно переходить друг в друга; 2) явл. материальной системой; 3) динамичная система, которая изменяется во времени и пространстве; 4) сложная система, для которой характерна вертикальная и горизонтальная неоднородность; 5) эмергентность – несводимости свойств сложной системы к свойствам отдельных ее элементов; 6) присуще адекватное поведение (реакция), стратегия которого направлена на выживание, оптимальное размещение популяций видов растений во времени и пространстве с целью максимального использования ресурсов окружающей среды; 7) относительная устойчивость к неблагоприятным условиям среды, которая реализуется за счет выработки адекватных адаптаций популяций видов растений.

Биоценоз-ист-ки сложивш-ся уст-ая совок-сть популяций растений,животных,грибов и микроорганизмов,приспос-ых к совмес-му обитанию на однор-ом участке территории или экватории. Биотоп-участок земной пов-сти с однородными усл-ми обитания,занимаемый тем или иным биоценозом. Экотоп-первичный комплекс факторов физико-географической среды без участия живых существ. 
 

3.Этапы  развития геоботаники:

1. Предистория (с16 века до 1910 года). Геоботаника-часть биологической географии. 1910 год-Брюссель. Международный ботанический конгресс. Сформировано понятие главного синтаксона- ассоциация.

2. Истории (1910-1960гг). В геоботанике доминировала концепция дискретности. Идея, что фитоценозы по структуре имеют аналогии с организмами. Между фитоценозами можно провести чёткие границы- можно сделать естественную классификацию.

3.Современны этап (с 1970-х до наших дней). Т.о., естественная растительность – это непрерывное явление, многомерный непрерывный объект, т.е. растительность, рассматривается как непрерывная мозаика популяций видов растений, связанных условиями среды – в этом и заключается парадигма континуума. Основное различие двух концепций в том, что концепция дискретности постулировала возможность создания объективной естественной классификации фитоценозов, т.е. количество фитоценозов конечно, т.к. есть четкие границы между ними, а континуалисты считают, что возможно создать только искусственную, субъективную классификацию растительности, которая необходима для удобства работы с растительными сообществами, т.к. фитоценозы постепенно (континуально) переходят друг в друга и поэтому границы между ними условны и зависят от того, в каком масштабе мы разобьем континуум фитоценозов на условно однородные части (синтаксоны). 

4. Понятие флора, растительность, растительный покров.

Флора – исторически сложившаяся совокупность видов растений произрастающих или  произраставших в прошлые геологические  эпохи на определенной территории или  акватории. Растительность – совокупность растительных сообществ (фитоценозов) произрастающих или произраставших на определенной территории или акватории. Растительный покров (растительный мир) – безранговая система растительного мира, которая включает в себя флору и растительность. Таким образом, фитоценоз - форма совместного существования растений на определенной территории или акватории. Содержанием этой формы являются сложные биоценотические взаимоотношения, которые связывают между собой все компоненты фитоценоза (в широком смысле, биоценоза) в единую, развивающуюся в пространстве и во времени, саморегулирующуюся систему, все звенья которой воздействуют друг на друга и в значительной мере друг друга обусловливают.

 
 

5. Представление о  консорции: структура  и функции. 

Консорция -структурная единица биоценоза. Основная ячейка трансформации энергии в экосистеме и включает в себя автотрофное растение и гетеротрофные виды, которые связаны с автотрофом трофически или топически(местом обитания).

Консорты-виды,входящие в консорции. Автотроф-консорт-детерминант(определяющий)

Консорты 1 порядка-автотрофы

Консорты 2 порядка-гетеротрофы(птицы)

Консорты 3 порядка-гетеротрофы(хищники).

Консорции в биоценозе формируют континуумы.

Консорты  могут быть связаны трофически(фитофаги+многие травоядные животные);топически(эпифиты,лианы);трофически-топически(полупаразиты).

Они очень  часто формируют иные типы связей(перенос  пыльцы,семян, выделение метаболитов  в ткань хозяина).Количество консорта в детерминанте-очень большая  величина(у берёзы пушистой более 800 видов, связанные с одним деревом : лишайники, мхи, паразиты, клещи и др.). В итоге, каждое растение вместе с консортами и симбионтами явл. одним растением с многочисленными видами, т.е. кроме растений ещё есть и другие виды. И формируются квази-организмы(псевдоорганизмы)-конфасции. 
 

6. Контактные взаимоотношения  между растениями.

В.Н. Сукачев (1956) все формы взаимодействий растений между собой разделить на три  большие группы:

· контактные - возникающие при полном контакте растений, при их соприкосновении, срастании или даже при проникновении одного растения в тело другого (паразитизм, охлестывание ветвями);

· трансабиотические  - возникающие в результате изменения растениями условий существования сообитателей (конкуренция, выделение растениями в окружающую их среду различных веществ, формирование мертвого опада, а также изменение растением условий окружающей его среды);

· трансбиотические - возникающие в результате косвенного влияния одного организма на другое через изменение условий существования третьего организма.

Различают отношения  м/у организмами и средой, м/у  особями разных видов и м/у  особями одного вида.

Организмы м/взаим-ть друг с другом постоянно, м/у разными видам, извлекают пользу.

Паразитизм –  отношения м/у организмами м/у разными видам, при которых один из них паразит проводит какое-то время на теле или в теле др. организма, получая питания.

Хищничество –  отношения м/у организмами м/у разными видам, хищник питается за счет второго организма жертвы.

Антибиоз –  отношения м/у организмами м/у разными видам,, при кот. один из организмов причиняет вред другому, не извлекая для себя преимущества.

Конкуренция –  борьба за пищу, за место или за какие-то другие

Антагонистические отношения – все те отношения, при которых один или оба организма  испытывают ущерб. 
 
 
 
 

7. Трансфитогенные.

Микориза  – симбиотические отношения м/у  высшими раст. и грибами. Микориза: эктотрофная – однолетняя и эндотрофная .

Эпифиты - Отношения эпифитов к их хозяевам м/быть определены как комменсализм, при котором один из видов получает какое-либо преимущество, а второй не терпит ущерба. Обитают: на дереве (крона, основание кроны, ср. часть ствола, основание ствола).

Эпифиллы  – эпифиты, обитающие на листьях  растений.

Сапрофиты – раст. организмы, живущие частично или полностью за счет отмерших органов животных и растений.

Лианы – растения со слабыми стеблями, нуждающимися в како-то опоре, чтоб подняться вверх.

Душители  –корни двух родов: одни плотно прилегают  к коре дерева-хозяина, другие свешиваются  вертикально вниз и достигнув почвы, ветвятся в ней, доставляя душителю воду и мин. ве-ва.

Роль  экологических и биологических  свойств видов растений в определении  их конкурентоспособности.  
 

8. Аллелопатия.

 Аллеопатия  – взаимоотношения м/у растениями, в которых ведущую роль играют специфически действующие продукты обмена веществ. Ве-ва выделяемые надземными и подземными органами – наз-ся колинами. в природе практически невозможно разграничить аллелопатию и конкурентные отношения между растениями.

1)Колины. Они синтезируются растениями и влияют на них.

2)Фитонциды.  Синтезируются высшими растениями,но  влияют на микроорганизмы.

3)Антибиотики.  Синтезируются микроорганизмами  и влияют на микроорганизмы.

4)Ингибиторы  высших растений. синтезируются  микроорганизмами и влияют на  высшие растения.

Колины: подавление роста, дыхания, синтеза  белка, ингибирование ферментов  и др.

Этапы доказательства аллелопатического  эффекта:1)регистрация факта действия одного растения на другое;2)Узнать, как образуется в донорном растении эффектор (вторичные метаболиты); 3)Способ выделения эффектора в окружающую среду;

4)Способ  перемещения эффектора в среде; 5)Поглощение растения эффектором;

6)Необходимо  док-ть,что наблюдаемый эффект  не вызван к-либо другим фактом.

Аллелоп.вещ.:Эфирные масла,смолы,млечный сок;кутин;нектар;корневые выделения.

Аллелопатия проявляется в двух случаях:

1)Взаимоотношение  между видами, которые не прошли  сопряженной эволюции

2)Взаимоотношение  растений при демутации - восстановление  фитоценоза после нарушения 

9. Трансфитотрофные.

в состав консорций входят бактерии, грибы, животные. М/у растениями и консортами возник. типы взаимоотношений:

· оказывающие  отрицательное воздействия на растение, но выгодные для консортов (паразитизм и хищничество);

· взаимовыгодные как для растений, так и для их консортов (мутуализм);

· выгодные для консортов, но не оказывающие  сколь бы то ни было значительного  воздействия на растение (комменсализм).

Среди животных различают моно- и олигофагов, питающихся одним или немногими  видами растений, и полифагов, поедающих многие виды растений.

Механическая  защита одних растений другими(колючие  растения создают вокруг себя особую фитосферу, в которой отсутствуют  животные, чертополох).В фц-зе все  формы взаимодействия происходят одновременно! Конкурентоспособность растений(аут- и синэкологические ареалы сообщества). 
 

10.Конкурентосопособность  растений(аут- и синэкологические  ареалы сообществ).

Определяются  их биологическими и экологическими свойствами:

Биологические свойства: длительность жизни, скорость роста, размеры, расположение органов, особенности размещения, эффективность использования ресурсов, способность реагировать на изменение градации факторов.