Экология растений

«Экология» — слово греческого происхождения. Оно, как и «биология», «зоология» имеет общую часть — «логия», или, правильнее сказать, «логос». В переводе это значит — наука. Итак, экология — это наука. Что же изучает экология? Классическая формула, приводимая во многих научных и популярных изданиях: экология — наука о взаимоотношениях организмов со средой их обитания. Более строгое определение гласит: экология — наука о взаимоотношениях организмов и образуемых ими сообществ с факторами окружающей среды. Впервые слово «экология» было произнесено австрийским ученым Э. Геккелем в 1866 г. Современное определение звучит следующим образом: «Экология — это наука о воспроизводстве жизни, о геологических, биологических, социальных условиях этого процесса». Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Главный объект изучения — экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Основной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды (включая человека, как биологического существа). Выделяют следующие разделы:

  • - аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма (виды, особи) с окружающей средой;

  • - демэкологию (популяционная экология), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов;

  • - синэкологию (биоценологию), изучающую взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

Для всех направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей их среде, адаптационные механизмы организмов и их сообществ к средам жизни. Экологическими проблемами планеты занимается глобальная экология, основным объектом которой является биосфера. Это живая оболочка Земли, включающая все природные экосистемы.

Четыре основных «закона» экологии сформулировал американский эколог Б. Коммонер (1974 г.): все связано со всем; все должно куда-то деваться; природа знает лучше; за все надо платить, которые доказываются примерами из повседневной жизни.

Среда обитания — это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части среды, которые называются факторами, а также их свойства многообразны и изменчивы. В природе все факторы не бывают постоянными. Они изменяются в отдельные годы, в разные его периоды, в разное время суток и даже в течение часа. Но между отдельными факторами всегда существует определенная взаимосвязь, и, следовательно, изменение одного фактора влечет за собой изменение других факторов. Если хотя бы один из экологических факторов приближается или выходит за пределы критических величин, то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, растениям грозит гибель. Такие сильно уклоняющиеся от оптимума факторы приобретают первостепенное значение в жизни вида или отдельных его представителей в каждый конкретный отрезок времени. Нередко наблюдается неравноценность действия факторов и выявляется ведущий фактор, т.е. такой, который в определенный момент жизни растения является наиболее необходимым. Каждый вид растения специфичен по своим экологическим возможностям. Правило экологической индивидуальности видов сформулировал русский ботаник Л.Г. Раменский (1924г.).

По отношению к влаге и способам адаптации к водному режиму выделяют следующие основные группы растений, существенно различающихся как по внешнему виду, так и по внутренней структуре: гидрофиты, гигрофиты, мезофиты, ксерофиты, криофиты.

Для растений, основу жизнедеятельности которых составляет фотосинтез, уровень освещённости является существенным фактором развития. По отношению к количеству света, необходимого для полноценного развития выделяют экологические группы растительных организмов: гелиофиты (светолюбивые), сциофиты (тенелюбивые), теневыносливые. По типу фотопериодической реакции выделяются определенные группы. Растения короткого дня, для перехода к цветению которым требуется 12 ч светлого времени и менее в сутки (конопля, капуста, хризантемы, табак, рис); растения длинного дня; для цветения и дальнейшего развития им нужна продолжительность беспрерывного светового периода более 12 ч в сутки (пшеница, лен, лук, картофель, овес, морковь); фотопериодически нейтральные, когда длина фотопериода безразлична и цветение наступает при любой длине дня, кроме очень короткой (виноград, томаты, гречиха, одуванчик, флоксы и т.д.).

Тепло тесно связано со светом, так как распределение тепла на планете обусловлено поступлением лучистой энергии Солнца. Температурные пределы жизни растений крайне разнообразны. Отношение температуры почвы к температуре воздуха составляет температурный градиент. В процессе эволюции растения приспособились к отрицательному температурному градиенту, поэтому лучше растут, если температура почвы ниже температуры воздуха. Холодостойкие растения такие, которые способны переносить низкие положительные температуры. Жаростойкие растения выносливы к таким повышенным температурам, при которых растения, требовательные к теплу, приостанавливают свой рост. Требовательность растений к теплу изменяется в отдельные периоды их жизненного цикла.

Почва, как экологический фактор, обладает особым свойством — плодородием. Оно зависит от химического состава, физических свойств и водного режима. Выделяют растения, произрастающие на почвах, богатых минеральными веществами; нейтральных почв; кислых почв; щелочных почв; солончаков и солонцов.

Жизненная форма — это внешний облик растений, сформировавшийся во взаимодействии с окружающей средой. И.Г. Серебряков в основу своей системы положил признак длительности жизни всего растения и его скелетных осей, как наиболее четко отражающий влияние внешних условий на морфогенез и рост. По физиономической классификации, детально разработанной им, выделяют несколько типов, из которых в начальной школе изучают три: деревья, кустарники, травы. Изучение жизненных форм, их признаков и приспособлений к переживанию неблагоприятных периодов имеет большое значение в сохранении и возобновлении дикорастущих растений, в том числе используемых человеком для своих целей.

Любой происходящий в организме процесс требует затрат энергии. За этим понятием стоят ресурсы, которые могут расходоваться и исчерпываться. Ресурсы живых существ — это в основном вещества, идущие на построение их тел, и энергии, необходимой для жизнедеятельности. С размерами тела и образом жизни тесно взаимосвязан энергетический ресурс. Это соотношение между энергией, полученной организмом извне, и ее расходом на построение тела, размножение, выполнение реакций на изменения факторов среды и поддержание процессов жизнедеятельности. Тело зеленого растения создается из молекул неорганических веществ, которые составляют пищевой ресурс растения.

Каждый вид растения занимает определенную экологическую нишу — это положение вида в экосистеме, включая его место в пространстве с определенными условиями существования и его функциональной роли в ней. Иногда образно сравнивают экологическую нишу с «профессией» вида в определенной экосистеме, т.е. каким образом организмы реагируют на внешние условия. Экологическая пирамида — графическое изображение соотношения между продуцентами (производителями органического вещества, зелеными растениями), консументами (потребителями органического вещества, животными и грибами) и редуцентами (разрушителями органического вещества, бактериями и грибами), которое выражается в единицах биомассы, числе особей или заключенной в особях энергии.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ