Место изучения растительности в экологических исследованиях (стр. 2 из 3)
В заключение беседы учащиеся подводятся к следующим выводам:
1.Мхи - растения, живущие на суше и имеющие ряд приспособлений к наземному образу жизни.
2.Вода с растворенными в ней минеральными солями поглощается ризоидами или всей поверхностью тела мха.
3.К листьям мха вода поступает по сосудам стебля; кроме транспортной стебель выполняет и опорную функцию благодаря развитой механической ткани.
4.Фотосинтез у мха осуществляется в специализированных органах - листьях, функцию газообмена в листе выполняют устьичные клетки.
5.Органы растения защищены от неблагоприятных воздействий окружающей среды клетками покровной ткани.
6.Для размножения мхов и некоторых других растений необходимо присутствие воды.
При дальнейшем изучении мхов учащиеся уже самостоятельно могут разобраться в вопросах, касающихся экологии и биологического значения мхов в природе, более глубоко понять необходимость охраны мхов и болот, конкретизировать знания о хозяйственном использовании этих растений.
Для систематизации знаний об основных группах растений я считаю целесообразным по мере изучения основных групп растений заполнение таблицы.
При изучении последующих групп растений заполнение таблицы продолжается. Впоследствии ее можно использовать и при подготовке домашнего задания, и для составления правильного, аргументированного, ответа на вопросы учителя.
Глава 2. Теоретическая поддержка темы "растительные сообщества"
Наиболее существенными преимуществами растительности перед другими компонентами биоты являются:
1. ее физиономичность (о ландшафтах любой территории мы составляем представление по характеру растительности);
2. доступность наблюдений, т.е. мы имеем возможность непосредственного изучения растительности, не ставя экспериментов;
3. исключительная чуткость реакций растительности и отдельных видов растений на малейшие изменения в условиях среды (если в ельнике-кисличнике появился даже в единичном обилии кукушкин лен Polytrichum commune, то это показатель начала заболачивания конкретного участка).
Однако фитоиндикация как метод экологических исследований требует хорошего знания флоры исследуемой территории и тщательного изучения растительных сообществ, очень тонко приспособленных к местным условиям. В связи с этим необходимо подчеркнуть, что растительным сообществом или фитоценозом называется закономерное сочетание видов растений на более или менее однородной территории (прежде всего по рельефу), характеризующееся взаимоотношением растений друг с другом и с условиями местообитания.
При использовании растительных сообществ в качестве индикаторов условий местообитания и состояния окружающей среды необходимо рассмотреть наиболее существенные свойства фитоценозов. Они раскрываются через описание видового состава сообществ и выявления его структуры на пробных площадях 400-500 м2 для лесного таежного фитоценоза и 100 м2 для травянистых сообществ (лугов). Растительность верховых сфагновых болот, отличающаяся комплексностью, исследуется методом линейной таксации (экологический профиль от окраины болота к его центру) с описанием сообществ на каждом элементе рельефа (понижение на окраине болота. пологий склон. гряда, мочажина) и установления процентного соотношения между различными типами сообществ по их суммарному протяжению на профиле.
Структура и состав растительных сообществ
Структура растительного сообщества наиболее ярко проявляется в его вертикальной ярусности. Она характерна для всех типов наземной растительности: лесов, лугов, болот и т.д. Ярусы выделяются по жизненным формам (деревья, кустарники, кустарнички, травянистые растения).
Наиболее сложна структура лесного сообщества, в котором выделяют древесный, кустарниковый, травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый ярусы.
Древесный ярус объединяет все виды растений, жизненная форма которых дерево. Однако различают деревья 1, 2 и 3 - ей величины.
Можжевельник обыкновенный (Yuniperus communis) является деревом 3-й величины (при неблагоприятных условиях можжевельник снижает жизненность, принимая кустарниковую форму).
Рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia), черемуха обыкновенная (Prunus avium), ива козья (Salix caprea) - деревья 2-й величины, все остальные виды (ель европейская Picea abies, сосна обыкновенная Pinus sylvestris, береза повислая Betula pendula, береза пушистая B. pubescens, осина Populus tremula, липа сердцелистная Tilia cordata и др.) - деревья 1-й величины. При одинаково благоприятных условиях деревья 2-й и 3-й величины никогда не достигают высоты деревьев 1-й величины. Величина деревьев, как и других растений, - биологическое свойство, определяющее подразделение ярусов на подъярусы.
Биологический смысл подразделения ярусов на подъярусы удобнее проиллюстрировать на примере травянистого яруса лугового типа растительности. К 1-ому подъярусу относятся злаки 1-ой величины, или верховые злаки, и соответствующее им по величине разнотравье: тимофеевка луговая (Phleum pratense), лисохвост луговой (Аlopecurus pratensis), овсяница луговая (Festuca pratensis), ежа сборная (Dactylis glomerata), щучка дернистая (Deschampsia сaespitosa), купырь лесной (Anthtiscus sylvestris) и др.2-ой подъярус включает злаки 2-ой величины, или низовые злаки, и соответствующее им по величине разнотравье: мятлик луговой (Poa pratensis), душистый колосок (Anthoxanthum odoratum), клевер луговой (Trifolium pratense), чина луговая (Lathyrus pratensis) и др. К 3-ему подъярусу принадлежит подсед (ниже низовых злаков): белоус торчащий (Nardus stricta), черноголовка обыкновенная (Prunella vulgaris) и др.
Одновременно одна и та же древесная порода в зависимости от конкретной высоты образует полога - высотные структурные подразделения древесного яруса. Господствующие и исключительно господствующие деревья относятся к 1-му пологу, 2-й и 3-й полога включают деревья, высота которых соответственно составляет 3/4 и 1/2 от высоты 1-го полога. Для древостоя в целом и его пологов указывается сомкнутость крон, определяемая глазомерно по соотношению площадей неба, закрытого проекцией крон, и просветов. Выражается сомкнутость в десятых долях от единицы. Составляется также формула древостоя на основе количественного учета стволов всего древостоя и отдельно для каждого полога. Формула древостоя показывает долю участия каждого вида древесной породы в сложении древостоя или его конкретного полога. Например, на пробной площади лесного сообщества зафиксировано 56 стволов ели европейской,20 стволов сосны обыкновенной и 5 стволов березы повислой - всего 80 стволов, что составляет 100% или 10 единиц, как принято в лесоводстве. На долю ели, сосны, и березы соответственно приходится 68,8%; 25,0% и 6,2 %. Формула древостоя (округляя проценты) выглядит следующим образом: 7Е3С+Б (если доля какой-то древесной породы менее 10%, то указывается ее присутствие знаком (+). Аналогичным образом определяется формула древостоя для каждого полога. Формулы древостоя (и пологов) удобнее для сравнения особенностей структуры различных сообществ, чем сравнение по абсолютному количеству стволов каждой древесной породы.
Очень важна характеристика подроста, к которому условно относятся молодые экземпляры деревьев с высотой, составляющей 1/4 от преобладающей высоты (при высоте древостоя 24 м к подросту относятся экземпляры до 6 м). В свою очередь подрост также по высоте подразделяется на полога. Между подростом и материнским древостоем существуют сложные взаимоотношения, но подрост - это потенциальный материал для восполнения отпада в материнском древостое и обеспечения его возобновления.
Кроме вертикальной структуры многим растительным сообществам характерна также горизонтальная и временнaя (сезонная) структура. Горизонтальная структура фитоценоза проявляется в мозаичности ценоэлементов, т.е. в наличии мелких групп растений, различающихся по составу, обилию видов, их жизненности. Ценоэлементы горизонтальной структуры называются микрогруппировками. Горизонтальная структура обусловлена 3-мя группами факторов:
1. мелкими неоднородностями условий среды в пределах одного экотопа (экотопическая мозаичность);
2. прямым и косвенным влиянием хозяйственной деятельности человека (антропогенная мозаичность);
3. особенностями биологии самих растений, например, разрастание отдельных видов (фитогенная мозаичность), а также ценобиотическая мозаичность, возникающая как результат взаимодействия растений в сообществе (распределение растений под пологом леса при его неравномерной сомкнутости).
Временнaя структура фитоценоза выражается в том, что на одной территории в разные сроки вегетационного периода развиваются сезонные группы растений, называемые синузиями, которые объединяют виды растений со сходным ритмом развития. Ярким примером временнoй синузии являются синузия эфемеров и эфемероидов в пустынях, степях, широколиственных лесах. В наших лесах на дерново-карбонатных почвах с близким залеганием известняков ранней весной такую синузию образуют обильно цветущие первоцветы: ветренница лютичная (Anemone ranunculoides), медуница неясная, (Pulmonaria obscura), перелеска благородная (Hepatica nobilis) и др.
Разнообразные формы структуры растительного сообщества имеют большое значение не только для функционирования конкретного фитоценоза, но и для биогеоценоза (экосистемы) в целом. Благодаря сложности структуры фитоценоза более полно используется разнообразие условий среды, что обеспечивает полночленность фитоценоза и увеличивает его устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды и к конкурентным взаимоотношениям с соседними сообществами.