Г. как наука и учебная дисциплина; основные разделы. Место Г. в системе биологических наук. Цели и задачи Г.
Знание Г. необходимо каждому биологу, особенно работающему на уровне организмов, популяционном, видовом уровне и уровне сообществ, т. к. она позволяет познать структуру (отвечает на вопрос «как устроено растительное сообщество?») и динамику растительных сообществ (отвечает на вопрос «почему здесь произрастает именно такое сообщество и что будет здесь в будущем?»). Поэтому, как учебная дисциплина «Г.» («Фитоценология», «Фитосоциология») преподается во всех Университетах мира на биологических факультетах.
Г. – наука о растительном покрове Земли как совокупности растительных сообществ, или Ф.ов. Термин «Г.» был одновременно предложен в 1866 русским ботаником-почвоведом Ф.И. Рупрехтом и немецким ботаником А. Гризенбахом. Г. состоит из двух разделов (наук): фитоценологии (фитосоциологии (в западноевропейской литературе)) и географии растительности. Фитоценология – наука о Ф.ах. 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. Г. 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 Г. входит в экологию. Г. делится также на общую (рассматривает общие закономерности состава, структуры, динамики и географии растительных сообществ) и специальную (изучает особенности тех же свойств Ф.ов применительно к отдельным типам растительности: лесную растительность изучает лесоведение, растительность тундры – тундроведение, лугов – луговедение, болот – болотоведение, определением условий среды по растительности занимается индикационная Г.). Г. входит в междисциплинарный научный комплекс «Наука о растительности» «vegetationsScience», 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. Г. вышла из ботанической географии как самостоятельная
Цель Г. – познание причин и закономерностей формирования взаимоотношений растительных сообществ с условиями местообитания.
Основные задачи Г.:
1. Изучение состава и структуры Ф.ов.
2. Изучение закономерностей распределения Ф.ов по эколого-ценотическим градиентам и их динамики Ф.ов.
3. Выяснение зависимости фитоценотического состава растительного покрова, флористического состава Ф.ов 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.
Понятие о фитоценозе. Понятие «экотоп», «биотоп», «биоценоз», «биогеоценоз». Схема взаимодействий компонентов биогеоценоза. Ф. как центральный компонент биогеоценоза. Свойства Ф.ов. Концепция (парадигма) континуума
- Ф. – это элементарный участок растительности, для которого характерно: 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.
Ф. является частью биогеоценоза, его основным энергетическим блоком, аккумулирующим солнечную энергию.
Биогеоценоз – комплекс живых и косных (абиотических, неживых)) компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии; является экосистемой, которая по границам совпадает с Ф.ом. Понятие «Биогеоценоз» было введено в 1942 г. академиком Владимиром Николаевичем Сукачевым.
Ф. является центральным компонентам биогеоценоза по 2 причинам:
1. Он определяет границы биогеоценоза.
2. Является главным аккумулятором энергии и вещества в биосфере Земли. Доказательство: фитомасса составляет 95–98% всей биомассы планеты Земля.
Свойства Ф.а:
1. Континуум – свойство растительных сообществ (Ф.ов) постепенно переходить друг в друга (сменять друг друга во времени и пространстве).
2. Ф. является материальной системой.
3. Ф. – динамичная система, которая изменяется во времени и пространстве.
4. Ф. – сложная система, для которой характерна вертикальная и горизонтальная неоднородность.
5. Ф.у присуща эмергентность (англ. emergence от лат. emergo – появляться, выходить) – степень несводимости свойств сложной системы (Ф.а) к свойствам отдельных ее элементов (популяций видов растений, входящих в данный Ф.). У разных сообществ разный уровень эмергентности: у разомкнутых сообществ аридных зон (пустынь) она приближается к нулю, и сообщество можно рассматривать как простую сумму популяций; у сомкнутых Ф.ов с интенсивной интерференцией (конкуренцией) и дифференциацией ниш эмергентность повышается.
6. Ф.ам 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. Ф.ам присуща относительная устойчивость к неблагоприятным условиям среды, которая реализуется за счет выработки адекватных адаптаций популяций видов растений, слагающих конкретный Ф.
Этапы становления и развития Г. 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, организмизма) (1910–1960‑е). Данная парадигма была названа так потому, что в ее основе лежала идея сходства между Ф.ом и организмом. Ф.ы представлялись с четкими естественными границами, и считалось, что все Ф.ы можно объективно пересчитать, т.е. создать естественную классификацию Ф.ов.
3. Современны этап (период парадигмы континуума) (с 1970‑х до наших дней). Ф.ы 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 Ф.ов на условно однородные части (синтаксоны).
Понятие флора, растительность, растительный покров. Их взаимодействие и взаимообусловленность
Флора – исторически сложившаяся совокупность видов растений произрастающих или произраставших в прошлые геологические эпохи на определенной территории или акватории.
Растительность – совокупность растительных сообществ (Ф.ов) 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, Ф. – форма совместного существования растений на определенной территории или акватории. Содержанием этой формы являются сложные биоценотические взаимоотношения, которые связывают между собой все компоненты Ф.а (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.
Представление о консорции: структура и функции. Роль биотических факторов в формировании растительности
Сочетание разнородных организмов, тесно связанных друг с другом в их жизнедеятельности известной общностью их судьбы. Напр., древесная порода (ель, береза) со свойственными ей паразитами (лишайник), симбиозом (гриб), вредителями, переносчиками семян и т.д.
Основу консорции сост‑т популяция самостоятельно существующего в пределах фитоценоза автотрофного растения. Кроме того сюда входят:
- Гетеротрофные цв. растения.
- Паразитирующие бактерии.
- Растения-полупаразиты.
- Грибы-паразиты.
- Клещи, черви, насекомые.
Детерминантом консорции может быть как автотрофный, так и гетеротрофный организм. Соответственно, консорции можно разделить на две группы: автотрофно детерминированные и гетеротрофно детерминированные. Если ядром консорции является отдельная особь, то такие консорции называются индивидуальными. Индивидуальные консорции являются элементарными структурными единицами биогеоценоза. Они, в свою очередь, объединяются в популяционные консорции (совокупность организмов, связанных с популяцией детерминанта консорции), видовые консорции и т.д. Все это не что иное, как объединение (типизация) индивидуальных консорций.
Контактные взаимоотношения между растениями. Типы, их характеристика
Так, к примеру, В.Н. Сукачев (1956) предложил все формы взаимодействий растений между собой разделить на три большие группы:
·контактные взаимодействия, возникающие при полном контакте растений, при их соприкосновении, срастании или даже при проникновении одного растения в тело другого. Это может быть паразитизм и полупаразитизм, срастание корней, влияние лиан, охлестывание ветвями или же давление корневищ и корней при их разрастании;