Подземная ярусность в растительном сообществе

Растительные сообщества

Растительное сообщество (фитоценоз), стабильный набор растений, которые живут на относительно однородной поверхности земной поверхности и существуют при определенных условиях. Это динамическая система, которая меняется со временем (как в течение года, так и в течение многих лет).

Сообщество растений характеризуется специфическим видовым составом и структурой, которые сформировались с учетом возможности сосуществования различных видов растений и других организмов. Существует сложная связь между всеми частями фитоценоза. Будучи наиболее важной частью биоценоза и биогеоценоза, растительное сообщество образует органические вещества, необходимые для питания гетеротрофных организмов и человека, и выделяет продукты метаболизма (кислород и углекислый газ) во внешнюю среду. Оставляя мертвые органы в почве и на ее поверхности, растения способствуют формированию почвенного покрова, их надземная часть участвует в формировании микроклимата.

По мнению Н. Баркмана, фитоценоз является сущностью определенного сегмента растительности, в котором внутренние флористические различия меньше, чем различия с окружающей растительностью. Термин был предложен польским ботаником И.К. Пачоским в 1915 году. Фитоценозы являются объектом изучения науки о фитоценологии (геоботанике).

Фитоценоз является частью биоценоза наряду с зооценозом и микробиоценозом. Биоценоз, в свою очередь, в сочетании с условиями абиотической среды (экотопа) образует биогеоценоз. Фитоценоз является центральным, ведущим элементом биогеоценоза, поскольку он превращает первичный экотоп в биотоп, создавая среду обитания для других организмов, а также является первым звеном в круговороте вещества и энергии. Свойства почв, микроклимат, состав животного мира и такие характеристики биогеоценоза, как биомасса, биопродуктивность и т.д., зависят от растительности. В свою очередь, элементами фитоценоза являются популяции растений — совокупности особей одного вида в границах фитоценозов.

Общие характеристики

Существуют различные типы растительных сообществ: лес, степь, луг, болото, пустыня, тундра и т. д. Лес является наиболее сложным (из-за большого количества разных видов) растительным сообществом. Например, в елово-пихтово-липовом лесу можно выделить семь ярусов: два древесных, один кустарниковый, три травянистых (злаки — верхний, осока, легкие черви и ползучий скипидар — средний, почвенный покров — нижний) и один моховой.

Подземный слой, благодаря которому растения используют разные слои почвы для получения влаги и питательных веществ, менее выражен: корни и корневища трав расположены в более глубоких горизонтах почвы, чем корни деревьев и кустарников. В зависимости от преобладающего вида леса делятся на лиственные (широколиственные и мелколиственные) и хвойные (темнохвойные и светлохвойные). Леса, в которых представлены хвойные и широколиственные породы, называются смешанными.

Степь характеризуется травянистой и кустарниковой растительностью. Подземный ярус наиболее выражен на небольших глубинах. Корни и корневища находятся в сложном взаимодействии, в отличие от надземных органов, в незначительной степени влияющих друг на друга.

Луговое сообщество характеризуется большим разнообразием исключительно травянистых, в основном многолетних растений, образующих более или менее замкнутый травяной покров. Из однолетних растений можно найти однолетние клевер, небольшие погремушки и т. д. Самую богатую флору отличают луга, расположенные в речных поймах (пойменных лугах), где растут влаголюбивые растения. Луга, расположенные далеко от рек, на возвышенностях, называются нагорьями. Подземная часть растений в луговых фитоценозах слабо выражена, особенно на пойменных лугах (из-за высокого уровня грунтовых вод).

Болото — это сообщество растений, которые могут расти в условиях чрезмерной влажности и недостатка кислорода в почве. Болота наиболее многочисленны в северной части лесной зоны, в лесотундре. Они делятся на равнинные (осока и мох) и высокие (сфагнум). В тундре преобладают лишайники и более высокие морозостойкие растения.

В зависимости от различных факторов, в том числе антропогенных, может происходить смена одного растительного сообщества на другое (луг заменяется болотом, сосновый лес — елью и т. д.).

Развитие взглядов на природу фитоценоза

На заре развития геоботаники возникла идея о фитоценозе как о реальной дискретной единице растительности, которая в то время казалась весьма целесообразной, поскольку выделение отдельных фитоценозов значительно облегчало изучение растительности в целом. Однако в начале XX века была высказана диаметрально противоположная точка зрения, согласно которой растительный покров казался сплошным, а его деление на отдельные элементы — фитоценозы — искусственным.

Отсутствие четких границ между растительными сообществами и наличие переходных зон между ними способствовали появлению доктрины непрерывности (непрерывности) растительного покрова, основанной на индивидуалистической концепции:

  • Каждый вид растений индивидуален в своих требованиях к условиям окружающей среды и имеет характерные экологические амплитуды для каждого фактора окружающей среды.
  • Факторы окружающей среды постепенно изменяются как в пространстве, так и во времени.

Переход от одной комбинации ценопопуляций к другой осуществляется непрерывно: некоторые виды постепенно уменьшают свою численность и исчезают, другие появляются и увеличиваются.

Крайними сторонниками концепции непрерывности растительности как объекта изучения геоботаники считался не фитоценоз, из-за его искусственности, а отдельное растение. С другой стороны, крайние сторонники идеи дискретности постулировали четкое разграничение и разграничение отдельных фитоценозов.

На основе синтеза обеих концепций была выдвинута идея о сочетании растительности, дискретности и непрерывности в природе. Это было представлено как одно из проявлений несоответствия, присущего материальному миру в целом. Согласно этой идее, растительный покров обладает свойством непрерывности, но он не абсолютный, а относительный. В то же время оно также обладает дискретным свойством, но оно не абсолютное, а относительное. Эти свойства органично сочетаются, не исключая, а дополняя друг друга.

Формирование фитоценоза

Первично свободный участок земной поверхности после извержения вулкана. Формирование фитоценозов можно рассматривать как в динамическом аспекте (смена сообществ), так и в плане образования их на свободных участках земной поверхности.

Различают первично свободные участки, которые в прошлом не заселялись растениями и не содержат их зачатков. Фитоценозы на них могут образоваться только при внесении диаспор извне. К таким участкам относятся скальные обнажения, свежие речные и морские наносы, обнажившееся дно водоёмов, участки, освободившиеся от ледников, лавовые поля и др. В целом на Земле они занимают незначительные площади.

Растительные сообщества

Вторично свободные участки образуются в местах, где раньше растительность существовала, но была уничтожена вследствие влияния какого-либо неблагоприятного фактора. Примером могут служить гари, осыпи, незасеянные пашни, участки выеденных вредителями или скотом фитоценозов. На них в большинстве случаев сохраняется почва и диаспоры, а формирование фитоценозов происходит значительно быстрее, чем на первично свободных участках.

Взаимовлияния организмов в фитоценозах

Наличие системы взаимоотношений между растениями является одним из главных признаков сложившегося фитоценоза. Изучение их, в силу большой перекрываемости и сильного влияния абиотических факторов, представляет собой трудную задачу и может быть реализовано либо в виде эксперимента, в ходе которого изучаются взаимоотношения двух конкретных видов, либо вычленением таких отношений из комплекса других с применением методов математического анализа.

Прямые (контактные) взаимовлияния. Возникают при соприкосновении или проникновении организмов друг в друга. Подразделяются на физиологические (паразитизм и симбиоз), когда между организмами осуществляется активный обмен веществом и энергией, и механические (взаимоотношения эпифитов с форофитами и лиан с опорными растениями) — когда таковой отсутствует.

При паразитизме один организм (паразит) использует другой (хозяина) для получения необходимых ему веществ и энергии, при этом его угнетая. Среди высших растений паразитизм встречается только у покрытосеменных. Также на всех растениях способны поселяться паразитические грибы и бактерии. Степень поражения растения паразитами зависит от особенностей растения- хозяина ( разные виды поражаются неодинаково), от условий местообитания от наличия эволюционной сопряжённости паразита и хозяина (если её нет, у хозяина обычно отсутствуют механизмы защиты от паразита).

Против паразитических грибов и бактерий у растений в ходе эволюции сформировался комплекс защитных механизмов:

  • выделение растением фунгицидных и бактерицидных веществ, предотвращающих заражение паразитами или подавляющих их
  • развитие наличие мощных покровных тканей, препятствующих проникновению паразитов
  • особенности биохимического состава и метаболизма в клетках растения, препятствующие росту паразитов

Несмотря на наличие подобных механизмов защиты, фитопаразиты способны вызывать многочисленные болезни растений, ведущие к их ослаблению и гибели. Растения-паразиты распространены не столь широко, но также могут значительно угнетать ценопопуляции и отдельные растения.

Симбиотические отношения проявляются в сосуществовании растений с грибами и бактериями (в том числе цианобактериями). Соответственно различают микосимбиотрофию и бактериосимбиотрофию.

Микосимбиотрофия реализуется в виде микоризы — взаимодействия гиф грибов и корней растений. Предполагается, что на ранних этапах эволюции растительного мира грибы выступали по отношению к растениям только как паразиты и лишь в процессе длительной коэволюции сформировались взаимовыгодные отношения.

К настоящему времени микориза обнаружена более чем у 80 % видов сосудистых растений: её образуют все виды голосеменных, 77—78 % видов покрытосеменных и около 60 % видов сосудистых споровых растений. Различают эктомикоризу, когда мицелий опутывает корни растения и эндомикоризу, когда проникает в них.

Экологический смысл образования микоризы состоит в том, что гриб получает от растения углеводы и некоторые витамины, а растение следующие выгоды:

  • мицелий гриба увеличивает всасывающую поверхность корней растения, улучшая снабжение его водой и минеральными веществами
  • гриб может выделять некоторые витамины и ростовые вещества
  • разлагая недоступные растениям органические вещества, грибы переводят их в доступную усвояемую форму
  • заражение корней микоризными грибами предохраняет растение от воздействия патогенных микроорганизмов, в том числе паразитических грибов
  • при эндомикоризе часть грибных клеток в корнях растений разлагается и используется в качестве источника питательных веществ

Растения, образующие микоризу, по требовательности к наличию микосимбионта можно разделить на две группы:

  1. облигатные микосимбиотрофы — не способные к развитию без микосибионта.
  2. факультативные микосимбиотрофы — способные к существованию без микосимбионта, но лучше развивающиеся при его наличии

Бактериосимбиотрофия — симбиоз растений с клубеньковыми бактериями . Распространена не столь широко, как микосимбиотрофия — в симбиоз с бактериями вступает порядка 3 % растений мировой флоры. Клубеньковые бактерии играют роль азотфиксаторов, переводя атмосферный азот в доступные растениям формы. Выделяют корневую и листовую формы взаимодействия. При корневой форме бактерии заражают корни растения, вызывая интенсивные локальные деления клеток и образование клубеньков.

Листовая бактериосимбиотрофия встречается у некоторых тропических растений и ещё слабо изучена. На способности растений семейства Бобовых вступать в симбиоз с клубеньковыми бактериями основан один из методов трёхпольной культуры.

Читайте:  Способы реализации поставленных задач

Эпифиты, поселяющиеся на растениях-форофитах используют последние только в качестве субстрата, не вступая с ними в физиологические взаимодействия. Эпифитные формы встречаются в группах покрытосеменных, папоротников, мхов, водорослей и лишайников. Наибольшего разнообразия эпифиты достигают во влажных тропических лесах.

В экологическом плане взаимоотношения эпифитов и форофитов обычно представлены комменсализмом, но могут проявляться и элементы конкуренции:

  • эпифиты частично перехватывают свет и влагу у форофитов
  • задерживая влагу, способствуют загниванию форофита
  • затеняя форофит, эпифиты уменьшают его эффективную фотосинтетическую поверхность
  • обильно разрастаясь, могут быть причиной деформации или слома форофитов

Лианы — растения, использующие другие растения или иные объекты для сохранения вертикального положения. Лианы появились в ходе эволюции как одно из проявлений конкуренции за свет. Подавляющее число видов лиан относится к покрытосеменным растениям. Большинство лиан укореняется в почве, однако существуют эпифитные и паразитные формы, например, растения рода Повилика, сем. Вьюнковые.

Лианы, вынося в ходе роста свои листья ближе к свету, получают от сожительства с опорным растением пользу, тогда как последнее — преимущественно вред, как прямой — вследствие механического воздействия лианы и слома / гибели опорного растения, так и косвенный — вследствие перехвата лианой света, влаги и питательных веществ. Наибольшего разнообразия лианы также достигают во влажных тропических лесах.

Заключение

Растительные сообщества образованы многими видами, а это означает, что в состав сообщества входят виды, различные по своим экологическим и биологическим свойствам. Такие различия нередко настолько значительны, что виды, входящие в состав одного и того же сообщества, представлены различными жизненными формами (деревьями, кустарниками, травами и пр.), а помимо того, относятся к различным типам по длительности жизни, по способам размножения и т. д.

В составе многовидового растительного сообщества всегда можно обнаружить виды, относящиеся к различным экологическим и биологическим типам растений. Следовательно, к числу существенных признаков растительных сообществ можно отнести разнообразие экобиоморфного состава их компонентов.

Разнообразие состава растительных сообществ объясняется тем, что, как правило, каждый вид представлен в них большим числом особей, отличающихся по возрасту и жизненному состоянию.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в whatsapp.

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназачен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Источник



§ 57. Взаимосвязи растений в сообществе

Сообщества растений возникают не случайно: они складываются постепенно в течение многих тысячелетий. В результате разные виды растений в сообществе приспосабливаются к совместному обитанию.

В растительное сообщество всегда входят растения, имеющие разные жизненные формы и биологические особенности. Во всех растительных сообществах (за редким исключением) заметны различия в высоте надземных органов растений.

Надземная ярусность в растительном сообществе

В сообществах, где растения относятся к одной жизненной форме, например в степях и на лугах, ярусность выражена слабо.

Ярусность наиболее хорошо выражена в сообществах, образованных растениями, относящимися к разным жизненным формам, например в лесу [200].

Ярусность в лесу

В лиственном лесу дубы, липы, березы и другие крупные деревья образуют первый верхний ярус; рябины и черемухи — второй ярус; третий ярус составляют кустарники; четвертый — травы и папоротники и, наконец, пятый — лишайники, мхи и грибы. Освещенность в лесу уменьшается от яруса к ярусу. В нижних ярусах живут самые тенелюбивые растения.

Подземная ярусность в растительном сообществе

Ярусами расположены и подземные органы растений — корни, корневища, луковицы, клубни и т. д. При этом наблюдается как бы обратная «зеркальная» ярусность: глубже всего проникают корни деревьев, выше находятся корни кустарников, еще ближе к поверхности — корни травянистых растений, грибница и т. д. Верхний слой представляет собой особый ярус — лесную подстилку. Она состоит из отмерших остатков растений, опавшей листвы, сухих веток.

Лесная подстилка богато заселена микроорганизмами и грибами. В результате жизнедеятельности бактерий и грибов происходит разложение мертвых остатков различных организмов и обогащение почвы перегноем.

Сезонные изменения в растительном сообществе

В одном сообществе сосуществуют растения с неодинаковыми ритмами развития. Это способствует более полному использованию питательных веществ и солнечной энергии в растительном сообществе и определяется климатическими особенностями местообитания. Например, в лесах средней полосы России растет орешник (лещина). Он цветет, когда деревья еще не покрылись листвой, и ветер свободно переносит пыльцу с тычиночных цветков на пестичные. Раннее цветение орешника — приспособление к жизни в лесу.

Деревья, кроны которых расположены над всеми другими растениями леса, как правило, опыляются ветром. Цветут они до распускания листьев. Ветер также распространяет плоды и семена большинства деревьев верхнего яруса. Так как под пологом леса почти не бывает ветра, большинство кустарников опыляют насекомые. По той же причине плоды кустарников в основном распространяют лесные птицы. Осенью многие птицы кормятся плодами жимолости, малины, крушины, шиповника, бересклета.

Раннее цветение некоторых травянистых растений — также приспособление к жизни в широколиственном лесу. Почва здесь промерзает меньше, чем на открытых местах. Глубокий, рыхлый снеговой покров и лесная подстилка из опавшей листвы предохраняют почву от промерзания.

Различия в ритме развития растений, населяющих сообщество, определяют его внешний вид в различные времена года.

Сожительство организмов в растительном сообществе

Петров крест

Два разных вида, входящие в состав одного сообщества, могут быть тесно связаны друг с другом, жить в симбиозе. Вы уже знаете, что существует симбиоз между грибами и растениями, азотофиксирующими бактериями и растениями семейства мотыльковых. Это явление широко распространено в природе.

Вид сожительства, приносящий пользу одному организму и вредный для другого, называют паразитизмом. Вы уже знакомы с бактериями и грибами-паразитами. Среди растений также есть паразиты.

Например, такие растения, как петров крест [201] и заразиха (см. [32]), паразитируют, присасываясь к корням других растений с помощью специальных присосок. Эти растения лишены хлорофилла и потеря ли способность фотосинтезировать. Такие растения, как погремок большой, иван-да-марья, омела, тоже паразитируют на других растениях, но они имеют зеленую окраску и могут сами образовывать органические вещества, поэтому их называют полупаразитами [202]. Все растения-паразиты образуют огромное количество семян.

Растения-полупаразиты

Смена растительных сообществ

Каждое растительное сообщество находится в постоянном развитии [203]. В нем, как в живом организме, можно выделить периоды зарождения, расцвета и старости. Изменения, происходящие в сообществе, могут привести к смене одного растительного сообщества другим.

Смена растительных сообществ

Естественная смена растительных сообществ может быть вызвана изменениями в климате, составе или структуре почв, жизнедеятельности самих растений. Под влиянием этих причин в сообществе одни растения могут появляться, а другие исчезать.

Так, при постепенном зарастании озера на его месте образуется болото. При высыхании на болоте начинают расти кустарники и деревья, болотная растительность сменяется лесной.

В лесных сообществах также происходит смена растительности. Под пологом березового леса прекрасно растут теневыносливые ели. Идут годы. Ель вырастает и занимает верхний ярус леса. Старые березы гибнут. А молодые светолюбивые березы выжить не могут — слишком мало света для них под еловыми кронами. Постепенно происходит смена растительности в нижнем ярусе. Если для березового леса характерны земляника, различные злаки, иван-да-марья, лапчатки, колокольчики, то для елового — кислица, черника, грушанка и другие растения. Происходит смена березового леса еловым.

Смена растительных сообществ может происходить как под влиянием естественных причин, так и в результате вмешательства человека.

Часто смене растительных сообществ способствует хозяйственная деятельность человека. Вырубая леса, осушая болота, распахивая степи, орошая засушливые земли и превращая их в сельскохозяйственные угодья, человек создает новые условия жизни для растений. В новых условиях существования происходит постепенная смена видового состава в сообществах.

ЯРУСНОСТЬ. СМЕНА СООБЩЕСТВ. ПАРАЗИТИЗМ

Ответьте на вопросы

1. Почему различающиеся своими биологическими особенностями растения могут расти в одном сообществе? 2. Какие приспособления к совместной жизни обнаруживают растения леса? 3. Почему большинство трав елового леса имеет цветки с белыми околоцветниками? 4. Как влияют друг на друга растения в сообществе? 5. Почему в ряде случаев на месте березового леса вырастает еловый? 6. Какое влияние оказывает хозяйственная деятельность человека на естественные природные сообщества? 7. Как предотвратить разрушение природных сообществ в местах отдыха человека?

Задания для самостоятельной работы

Изучите влияние хозяйственной деятельности человека на растительные сообщества вашей местности. Соберите материал о редких растениях вашей местности.

Понаблюдайте за изменениями, происходящими в одном из растительных сообществ вашей местности в течение лета.

B лесу корни деревьев нередко срастаются. Если срубить одно из деревьев, сросшееся с корнями других, оставшиеся деревья используют его корневую систему. В густом еловом лесу сращение корней происходит примерно у 30 деревьев из 100. Срастание корней и сомкнутость их крон повышают ветроустойчивость растений.

Организмы, способные образовывать органические вещества из неорганических соединений, называются автотрофными (это зеленые растения, а также некоторые бактерии). Организмы, использующие для питания готовые органические вещества, называются гетеротрофными (большинство бактерий, грибы, растения-паразиты, животные).

Источник

Растительные сообщества — виды, характеристика и примеры растений

Существование фитоценозов обусловлено индивидуальным развитием популяций, имеющих различные жизненные стратегии и объединённых зависимостью от совокупных ресурсов. В процессе эволюции происходит исчезновение одних растительных организмов и замещение их другими популяциями. Биоценоз определённой местности определяется совокупностью растительной группы с другими живыми организмами. Для формирования сообщества важны следующие условия:

  • особенности ландшафта;
  • температура и влажность;
  • структура грунта;
  • интенсивность воздушных масс;
  • степень насыщения нижних слоёв атмосферы кислородом;
  • климатические условия.

Под воздействием природных факторов происходят естественные процессы сосуществования. Они заключаются в адаптации к существующей среде обитания. Между растительными организмами устанавливается взаимосвязь в виде конкуренции, установления определённой иерархии и ярусности.

Доминирующий класс растений имеет средообразующую способность. В биологии они называются растительные строители, или эдификаторы. Пример таких растений — ель, произрастающая на незаболоченных территориях. Под сомкнутой кроной создаётся особый климат с низкой освещённостью и повышенной влажностью. Опавшая хвоя и шишки образуют своеобразную подстилку, влияющую на качество грунта. Ярусы сформировались в лесных массивах, где кроны крупных деревьев препятствуют поступлению солнечных лучей и ведётся непрерывная борьба за свет.

Читайте:  Переизбыток бора для растений

При трансформации условий окружающей среды, а также почвенной структуры происходит смена сообществ, которая заключается в изменении эдификаторов и видового строения растительности. Под влиянием различных факторов постепенно формируется совершенно новый фитоценоз.

Изменчивость во времени

Непрерывная трансформация фитоценозов происходит в определённых интервалах времени. Она определяется следующими видами изменчивости:

  • сезонная;
  • суточная;
  • разногодичная;
  • возрастная.

Сезонный тип характеризуется переменами, которые происходят на протяжении 12 месяцев. Они обусловлены сменой сезонов, сопровождающейся изменением влажности, температуры воздуха и количеством поступающей на поверхность солнечной радиации. В связи с этими факторами меняется внешний облик фитоценоза, структура и продуктивность. При этом сохраняется его состав. Сезонный вид отсутствует в тропических широтах.

Суточная трансформация представляет собой активность некоторых растений в зависимости от времени суток. Смена дня и ночи влияет на раскрытие соцветий в дневное время и их закрытие с наступлением вечера.

Разногодичный тип изменчивости или флуктуация происходит в зависимости от природных явлений, включающих в себя засухи, обилие дождей или половодье. Существование фитоценоза в таких условиях подвергается непредвиденным трансформациям, меняющим количественные пропорции между растениями и сохраняющим видовое строение. Этот тип характерен для пойменных лугов и степных зон.

Возрастной изменчивости свойственна цикличность, когда на месте отмерших деревьев вырастают новые. Они проходят все стадии развития, образуя ярусность и со временем разрушаясь. Длительный процесс необратимых изменений в сообществе носит название первичной и вторичной сукцессии и характерен для лесных зон.

В первом случае фитоценоз формируется в местности, на которой растительность отсутствовала (участки застывшей лавы, железнодорожные насыпи). На небольших площадях происходит формирование новых растительных поселений, накопление в почве органических веществ и адаптация.

Вторичный процесс заключается в образовании новой группы растений на месте вырубок или пожарищ. Такие сукцессии встречаются чаще и занимают более короткий промежуток времени по сравнению с первичным типом. Их характеристика заключается в естественной замене уничтоженных растений на другие виды и последующем восстановлении предыдущего фитоценоза.

Характеристика структуры

Пространственное размещение растительных групп заключается в их горизонтальной или вертикальной направленности. Доклад на тему растительные группы включает основные структурные признаки, которые заключаются в уровне сомкнутости надземных частей флоры. В разной местности растительный покров имеет различные характерные черты:

  • ярусность;
  • мозаичность.

Природным зонам, где распространены смешанные, тропические, хвойные леса, свойственны разные виды ярусности, которые бывают надземными и подземными. Лесные фитоценозы отличаются разнообразием ярусов, состоящих из верхнего (древостой), среднего (подлесок) и нижнего (травы, мхи и лишайники). Ярусы характерны и некоторым типам луговых зон, однако, в этой местности отсутствует чёткая обособленность уровней.

Подземный ярус представляет собой определённое расположение корневой системы в почве. Наиболее глубокие слои грунта занимают корни крупных деревьев. По мере приближения к поверхности подземные уровни занимают корни более мелких растений.

В тропических широтах встречаются такие биологические виды, как эпифиты и лианы. Они не принадлежат ни к одному типу ярусности и крепятся к стволам и ветвям деревьев. Число таких растений в России очень мало, а в качестве эпифитов выступают различные лишайники и мхи.

Горизонтальной направленности сообществ характерна мозаичность, которая определяется неоднородностью покрова. Она охватывает различные природные зоны, включая тундру, лесные массивы, пустыни, степи и болота.

Особенность структуры заключается в чередовании разных фитоценозов в пределах одной местности. Это зависит от растительности, образующей верхний ярус. Кроны хвойных пород создают наиболее затенённые участки, а соседствующие с ними листопадные деревья могут пропускать солнечные лучи. В результате средний и нижний уровни располагают различными типами флоры. Растительный покров равнин и болот также имеет мозаичную структуру, зависящую от увлажнённости и состава почвы.

Природные фитоценозы

Группы растений представляют собой изменяемую систему, сформированную в течение длительного промежутка времени. Они состоят из связанных между собой организмов, которые населяют определённые участки. В таблице показаны разнообразные типы растительных сообществ, отличающиеся сложностью структуры, климатом и флорой.

Вид сообщества Климат Растительность
Лес Тёплое лето, зима — от умеренной до суровой, избыток влаги Хвойные, листопадные породы, богатство флоры
Тундра Короткий летний сезон, ветер, вечная мерзлота Лишайники, мхи, карликовые деревья
Степи и луга Тёплое лето, суровая зима. Вдали от водоёмов недостаток влаги Разнотравье, тюльпаны, ковыль
Пустыня Знойное лето, умеренная зима, минимальное количество влаги Полынь, саксаул

Леса отличаются сложной структурой сообществ из-за большого разнообразия растений. Хвойные и смешанные лесные массивы располагают большой ярусностью, включающей в себя сложные подземные уровни. Поверхность населяют ползучие и моховые виды растительности. Наиболее разнообразный растительный мир наблюдается в тропических лесах, где в одном сообществе может произрастать до сотни различных пород деревьев.

Тундра занимает пространства с суровыми климатическими условиями. Из-за недостатка солнечной радиации и присутствия вечной мерзлоты растительность не отличается разнообразием.

Болота представляют собой заполненные грунтовыми или проточными водами участки с неплодородными почвами. Растительный мир представлена влаголюбивой флорой.

Луга богаты многолетними травами и бывают двух видов — суходольные и пойменные. Первые находятся в засушливых районах, вторые — рядом с поймами рек и располагают высокой влажностью. В таких местах возможно образование сомкнутого травостоя.

Степи и пустыни занимают безлесные пространства с засушливым климатом. Растительность в этих местах приспособлена к недостатку влаги.

К незональному типу относятся сообщества прибрежных и водных пространств. Такая растительность адаптирована к существованию в водной среде. На берегах водоёмов произрастают камыши, тростники, осока, в список подводных видов входят водоросли, кувшинки.

Искусственные виды

Группы растений, сформированные человеком, называются агроценозами. Искусственные лесные полосы и луга имеют аналогичные природным сообществам структуры. Парковые зоны, сады, огороды и возделываемые поля отличаются меньшим видовым разнообразием, нуждаются в уходе и не обладают природной устойчивостью.

Агроценозы создаются людьми для выращивания сельскохозяйственных и декоративных культур. Поля — обширные участки, которые используются для посева злаковых и других растений в промышленных масштабах. Огороды и сады формируются на приусадебных и дачных участках для личных нужд. Парки и скверы имеются в любом городе, они служат для украшения и защиты от вредных промышленных выбросов, пыли. При застройке новых районов создаётся проект, предусматривающий сохранение лесных участков и озеленение улиц.

Антропогенный фактор

На образование растительных групп природой затрачиваются многие сотни лет. Если взаимосвязь между организмами не нарушается, сообщество на долгое время может оставаться устойчивым. Любое, даже самое незначительное нарушение в существовании небольшой растительной группы, никогда не проходит бесследно. Таким сбоям в системе часто способствует деятельность человека.

В результате уничтожения растительного покрова нарушается природный баланс и образ жизни организмов, которые долгое время восстанавливается. В сообщении про природные сообщества нужно упомянуть о пагубном влиянии человека на существование естественных групп. Антропологическое воздействие заключается в вырубке лесных массивов, разведении костров, распашке лугов, создании обширных пастбищ. Знание законов, по которым развивается природа, а также осознание её ранимости, поможет сохранить её ресурсы для будущих поколений.

Источник

Растительные сообщества связи растений

Растительное сообщество (фитоценоз), стабильный набор растений, которые живут на относительно однородной поверхности земной поверхности и существуют при определенных условиях. Это динамическая система, которая меняется со временем (как в течение года, так и в течение многих лет).

Сообщество растений характеризуется специфическим видовым составом и структурой, которые сформировались с учетом возможности сосуществования различных видов растений и других организмов. Существует сложная связь между всеми частями фитоценоза. Будучи наиболее важной частью биоценоза и биогеоценоза, растительное сообщество образует органические вещества, необходимые для питания гетеротрофных организмов и человека, и выделяет продукты метаболизма (кислород и углекислый газ) во внешнюю среду. Оставляя мертвые органы в почве и на ее поверхности, растения способствуют формированию почвенного покрова, их надземная часть участвует в формировании микроклимата.

По мнению Н. Баркмана, фитоценоз является сущностью определенного сегмента растительности, в котором внутренние флористические различия меньше, чем различия с окружающей растительностью. Термин был предложен польским ботаником И.К. Пачоским в 1915 году. Фитоценозы являются объектом изучения науки о фитоценологии (геоботанике).

Фитоценоз является частью биоценоза наряду с зооценозом и микробиоценозом. Биоценоз, в свою очередь, в сочетании с условиями абиотической среды (экотопа) образует биогеоценоз. Фитоценоз является центральным, ведущим элементом биогеоценоза, поскольку он превращает первичный экотоп в биотоп, создавая среду обитания для других организмов, а также является первым звеном в круговороте вещества и энергии. Свойства почв, микроклимат, состав животного мира и такие характеристики биогеоценоза, как биомасса, биопродуктивность и т.д., зависят от растительности. В свою очередь, элементами фитоценоза являются популяции растений — совокупности особей одного вида в границах фитоценозов.

Общие характеристики

Существуют различные типы растительных сообществ: лес, степь, луг, болото, пустыня, тундра и т. д. Лес является наиболее сложным (из-за большого количества разных видов) растительным сообществом. Например, в елово-пихтово-липовом лесу можно выделить семь ярусов: два древесных, один кустарниковый, три травянистых (злаки — верхний, осока, легкие черви и ползучий скипидар — средний, почвенный покров — нижний) и один моховой.

Подземный слой, благодаря которому растения используют разные слои почвы для получения влаги и питательных веществ, менее выражен: корни и корневища трав расположены в более глубоких горизонтах почвы, чем корни деревьев и кустарников. В зависимости от преобладающего вида леса делятся на лиственные (широколиственные и мелколиственные) и хвойные (темнохвойные и светлохвойные). Леса, в которых представлены хвойные и широколиственные породы, называются смешанными.

Степь характеризуется травянистой и кустарниковой растительностью. Подземный ярус наиболее выражен на небольших глубинах. Корни и корневища находятся в сложном взаимодействии, в отличие от надземных органов, в незначительной степени влияющих друг на друга.

Читайте:  Редкие виды растений байкальского заповедника

Луговое сообщество характеризуется большим разнообразием исключительно травянистых, в основном многолетних растений, образующих более или менее замкнутый травяной покров. Из однолетних растений можно найти однолетние клевер, небольшие погремушки и т. д. Самую богатую флору отличают луга, расположенные в речных поймах (пойменных лугах), где растут влаголюбивые растения. Луга, расположенные далеко от рек, на возвышенностях, называются нагорьями. Подземная часть растений в луговых фитоценозах слабо выражена, особенно на пойменных лугах (из-за высокого уровня грунтовых вод).

Болото — это сообщество растений, которые могут расти в условиях чрезмерной влажности и недостатка кислорода в почве. Болота наиболее многочисленны в северной части лесной зоны, в лесотундре. Они делятся на равнинные (осока и мох) и высокие (сфагнум). В тундре преобладают лишайники и более высокие морозостойкие растения.

В зависимости от различных факторов, в том числе антропогенных, может происходить смена одного растительного сообщества на другое (луг заменяется болотом, сосновый лес — елью и т. д.).

Развитие взглядов на природу фитоценоза

На заре развития геоботаники возникла идея о фитоценозе как о реальной дискретной единице растительности, которая в то время казалась весьма целесообразной, поскольку выделение отдельных фитоценозов значительно облегчало изучение растительности в целом. Однако в начале XX века была высказана диаметрально противоположная точка зрения, согласно которой растительный покров казался сплошным, а его деление на отдельные элементы — фитоценозы — искусственным.

Отсутствие четких границ между растительными сообществами и наличие переходных зон между ними способствовали появлению доктрины непрерывности (непрерывности) растительного покрова, основанной на индивидуалистической концепции:

  • Каждый вид растений индивидуален в своих требованиях к условиям окружающей среды и имеет характерные экологические амплитуды для каждого фактора окружающей среды.
  • Факторы окружающей среды постепенно изменяются как в пространстве, так и во времени.

Переход от одной комбинации ценопопуляций к другой осуществляется непрерывно: некоторые виды постепенно уменьшают свою численность и исчезают, другие появляются и увеличиваются.

Крайними сторонниками концепции непрерывности растительности как объекта изучения геоботаники считался не фитоценоз, из-за его искусственности, а отдельное растение. С другой стороны, крайние сторонники идеи дискретности постулировали четкое разграничение и разграничение отдельных фитоценозов.

На основе синтеза обеих концепций была выдвинута идея о сочетании растительности, дискретности и непрерывности в природе. Это было представлено как одно из проявлений несоответствия, присущего материальному миру в целом. Согласно этой идее, растительный покров обладает свойством непрерывности, но он не абсолютный, а относительный. В то же время оно также обладает дискретным свойством, но оно не абсолютное, а относительное. Эти свойства органично сочетаются, не исключая, а дополняя друг друга.

Формирование фитоценоза

Первично свободный участок земной поверхности после извержения вулкана. Формирование фитоценозов можно рассматривать как в динамическом аспекте (смена сообществ), так и в плане образования их на свободных участках земной поверхности.

Различают первично свободные участки, которые в прошлом не заселялись растениями и не содержат их зачатков. Фитоценозы на них могут образоваться только при внесении диаспор извне. К таким участкам относятся скальные обнажения, свежие речные и морские наносы, обнажившееся дно водоёмов, участки, освободившиеся от ледников, лавовые поля и др. В целом на Земле они занимают незначительные площади.

Растительные сообщества

Вторично свободные участки образуются в местах, где раньше растительность существовала, но была уничтожена вследствие влияния какого-либо неблагоприятного фактора. Примером могут служить гари, осыпи, незасеянные пашни, участки выеденных вредителями или скотом фитоценозов. На них в большинстве случаев сохраняется почва и диаспоры, а формирование фитоценозов происходит значительно быстрее, чем на первично свободных участках.

Взаимовлияния организмов в фитоценозах

Наличие системы взаимоотношений между растениями является одним из главных признаков сложившегося фитоценоза. Изучение их, в силу большой перекрываемости и сильного влияния абиотических факторов, представляет собой трудную задачу и может быть реализовано либо в виде эксперимента, в ходе которого изучаются взаимоотношения двух конкретных видов, либо вычленением таких отношений из комплекса других с применением методов математического анализа.

Прямые (контактные) взаимовлияния. Возникают при соприкосновении или проникновении организмов друг в друга. Подразделяются на физиологические (паразитизм и симбиоз), когда между организмами осуществляется активный обмен веществом и энергией, и механические (взаимоотношения эпифитов с форофитами и лиан с опорными растениями) — когда таковой отсутствует.

При паразитизме один организм (паразит) использует другой (хозяина) для получения необходимых ему веществ и энергии, при этом его угнетая. Среди высших растений паразитизм встречается только у покрытосеменных. Также на всех растениях способны поселяться паразитические грибы и бактерии. Степень поражения растения паразитами зависит от особенностей растения- хозяина ( разные виды поражаются неодинаково), от условий местообитания от наличия эволюционной сопряжённости паразита и хозяина (если её нет, у хозяина обычно отсутствуют механизмы защиты от паразита).

Против паразитических грибов и бактерий у растений в ходе эволюции сформировался комплекс защитных механизмов:

  • выделение растением фунгицидных и бактерицидных веществ, предотвращающих заражение паразитами или подавляющих их
  • развитие наличие мощных покровных тканей, препятствующих проникновению паразитов
  • особенности биохимического состава и метаболизма в клетках растения, препятствующие росту паразитов

Несмотря на наличие подобных механизмов защиты, фитопаразиты способны вызывать многочисленные болезни растений, ведущие к их ослаблению и гибели. Растения-паразиты распространены не столь широко, но также могут значительно угнетать ценопопуляции и отдельные растения.

Симбиотические отношения проявляются в сосуществовании растений с грибами и бактериями (в том числе цианобактериями). Соответственно различают микосимбиотрофию и бактериосимбиотрофию.

Микосимбиотрофия реализуется в виде микоризы — взаимодействия гиф грибов и корней растений. Предполагается, что на ранних этапах эволюции растительного мира грибы выступали по отношению к растениям только как паразиты и лишь в процессе длительной коэволюции сформировались взаимовыгодные отношения.

К настоящему времени микориза обнаружена более чем у 80 % видов сосудистых растений: её образуют все виды голосеменных, 77—78 % видов покрытосеменных и около 60 % видов сосудистых споровых растений. Различают эктомикоризу, когда мицелий опутывает корни растения и эндомикоризу, когда проникает в них.

Экологический смысл образования микоризы состоит в том, что гриб получает от растения углеводы и некоторые витамины, а растение следующие выгоды:

  • мицелий гриба увеличивает всасывающую поверхность корней растения, улучшая снабжение его водой и минеральными веществами
  • гриб может выделять некоторые витамины и ростовые вещества
  • разлагая недоступные растениям органические вещества, грибы переводят их в доступную усвояемую форму
  • заражение корней микоризными грибами предохраняет растение от воздействия патогенных микроорганизмов, в том числе паразитических грибов
  • при эндомикоризе часть грибных клеток в корнях растений разлагается и используется в качестве источника питательных веществ

Растения, образующие микоризу, по требовательности к наличию микосимбионта можно разделить на две группы:

  1. облигатные микосимбиотрофы — не способные к развитию без микосибионта.
  2. факультативные микосимбиотрофы — способные к существованию без микосимбионта, но лучше развивающиеся при его наличии

Бактериосимбиотрофия — симбиоз растений с клубеньковыми бактериями . Распространена не столь широко, как микосимбиотрофия — в симбиоз с бактериями вступает порядка 3 % растений мировой флоры. Клубеньковые бактерии играют роль азотфиксаторов, переводя атмосферный азот в доступные растениям формы. Выделяют корневую и листовую формы взаимодействия. При корневой форме бактерии заражают корни растения, вызывая интенсивные локальные деления клеток и образование клубеньков.

Листовая бактериосимбиотрофия встречается у некоторых тропических растений и ещё слабо изучена. На способности растений семейства Бобовых вступать в симбиоз с клубеньковыми бактериями основан один из методов трёхпольной культуры.

Эпифиты, поселяющиеся на растениях-форофитах используют последние только в качестве субстрата, не вступая с ними в физиологические взаимодействия. Эпифитные формы встречаются в группах покрытосеменных, папоротников, мхов, водорослей и лишайников. Наибольшего разнообразия эпифиты достигают во влажных тропических лесах.

В экологическом плане взаимоотношения эпифитов и форофитов обычно представлены комменсализмом, но могут проявляться и элементы конкуренции:

  • эпифиты частично перехватывают свет и влагу у форофитов
  • задерживая влагу, способствуют загниванию форофита
  • затеняя форофит, эпифиты уменьшают его эффективную фотосинтетическую поверхность
  • обильно разрастаясь, могут быть причиной деформации или слома форофитов

Лианы — растения, использующие другие растения или иные объекты для сохранения вертикального положения. Лианы появились в ходе эволюции как одно из проявлений конкуренции за свет. Подавляющее число видов лиан относится к покрытосеменным растениям. Большинство лиан укореняется в почве, однако существуют эпифитные и паразитные формы, например, растения рода Повилика, сем. Вьюнковые.

Лианы, вынося в ходе роста свои листья ближе к свету, получают от сожительства с опорным растением пользу, тогда как последнее — преимущественно вред, как прямой — вследствие механического воздействия лианы и слома / гибели опорного растения, так и косвенный — вследствие перехвата лианой света, влаги и питательных веществ. Наибольшего разнообразия лианы также достигают во влажных тропических лесах.

Заключение

Растительные сообщества образованы многими видами, а это означает, что в состав сообщества входят виды, различные по своим экологическим и биологическим свойствам. Такие различия нередко настолько значительны, что виды, входящие в состав одного и того же сообщества, представлены различными жизненными формами (деревьями, кустарниками, травами и пр.), а помимо того, относятся к различным типам по длительности жизни, по способам размножения и т. д.

В составе многовидового растительного сообщества всегда можно обнаружить виды, относящиеся к различным экологическим и биологическим типам растений. Следовательно, к числу существенных признаков растительных сообществ можно отнести разнообразие экобиоморфного состава их компонентов.

Разнообразие состава растительных сообществ объясняется тем, что, как правило, каждый вид представлен в них большим числом особей, отличающихся по возрасту и жизненному состоянию.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в whatsapp.

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназачен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Источник