Состав растительных сообществ
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Вятский государственный гуманитарный университет»
Институт естественных наук
Кафедра биологии
Контрольная работа по фитоценологии
Вопрос № 1
Растительный покров как система»
Выполнила:
студентка группы ПБМЗ-21
направления подготовки
педагогическое образование
Махнёва Александра Игоревна
Проверила:
доцент, к. б. н.
Пересторонина Ольга Николаевна
___________________________
Киров – 2016
Содержание
Введение. 3
Состав растительных сообществ. 5
Флористический состав. 6
Состав жизненных форм. 7
Экологический состав. 10
Популяционный состав. 10
Количественные соотношения видов в сообществе. 12
Заключение. 15
Список литературы.. 16
Введение
Растительный покров, как и любой объект, можно рассматривать как систему. По определению Л. Берталанфи, система представляет собой комплекс элементов, находящихся во взаимодействии. Существенной характеристикой системы является структура — совокупность способов, какими связаны элементы системы, характер связей между элементами (Свидерский, 1962). Выявление структуры — важнейший момент исследования объекта, по сути этим исчерпывается его содержание как системы. При описании связей между элементами предполагается, что должны быть указаны и сами элементы. Эту мысль четко выразил Б.Рассел (1957): выявить структуру объекта — значит упомянуть его части и способы, с помощью которых они вступают во взаимоотношения.
|
|
|
Элементом системы "растительный покров" следует считать ценоэлемент — совокупность растений, объединенных взаимодействиями, а также локальными условиями биотона, создаваемыми растениями, не входящими в эту совокупность. Ценоэлемент — часть растительного покрова, охватывающая в одних случаях все его слои по вертикали, в других — один или несколько из них. Необходимо отличать внутреннюю структуру системы от внешней. Внутреннюю структуру образуют отношения между составляющими ее элементами, внешнюю — связи системы в целом с окружающей средой (с элементами системы более высокого порядка).
Применительно к растительному покрову внутренняя структура—это связи между ценоэлементами. Внешняя структура находит отражение в существовании топоэлементов — участков растительного покрова в пределах одного экотопа, точнее — в одинаковых почвенно-грунтовых и гидрологических условиях. Совокупность растений, составляющих топоэлемент, формируется в результате экотопического отбора, существование ее обусловлено экологическими причинами. Топоэлемент как совокупность растений является частью растительного покрова, а по связям со средой входит как элемент в систему более высокого ранга — элементарную экосистему. Геоботаники чаще всего используют внешние признаки, выделяет участки растительного покрова, визуально отличающиеся друг от друга. Это могут быть пятна локализации в пространстве отдельных видов или их групп либо совокупностей частей растений, например кроновый слой древостоя. При этом исследователь не заботится об интерпретации подобного членения с позиции взаимоотношений растений. В большинстве случаев такой подход оправдан, так как анализ структуры сложен и в обозримый срок невозможно получить массовый материал по характеристике растительного покрова какой-либо территории. В связи с этим целесообразно выделить еще одну категорию элементов— морфоэлементы, т.е. части растительного покрова, выделенные на основе только внешних признаков.
|
|
|
Совокупность морфоэлементов отражает строение растительного покрова. Однако следует иметь в виду, что строение не сводится к перечню морфоэлементов, а включает и размещение особей отдельных популяций и совокупностей растений разных видов. В последние два десятилетия термин "строение" вытесняется термином "структура", причем без изменения содержания первого. Это хорошо видно на примере учебников. В учебнике Б. А. Быкова "Геоботаника" (1953) имеется глава, посвященная строению фитоценозов. А. П. Шенников (1964) также использует термин и понятие "строение" как морфологическую характеристику фитоценоза. Но позже А. Г. Воронов (1973) и Т. А. Работнов (1983) заменяют термин "строение" при том же содержании термином "структура". Вряд ли с этим стоит соглашаться. Понимая структуру как совокупность связей (взаимодействий) между элементами объекта, надо сохранить термин "строение" для обозначения пространственного соотношения частей объекта, границы которых определяются морфологически.
|
|
|
В. II. Беклемишев (1960) различал пространственную и функциональную структуру популяции. В. В. Мазинг (1969) рассматривает структуру растительного покрова как общее понятие, включающее в себя состав элементов, их взаимное расположение и взаимоотношения между ними. В соответствии с этим он также различает пространственную и функциональную структуру. Пространственная структура- это нечто иное, как строение, а функциональная структура—совокупность связей между элементами.
|
|
|
Состав растительных сообществ
Растительный покров, как уже говорилось, представляет собой совокупность особей растений, которая весьма разнородна. Даже в одном сообществе находятся растения разной систематической принадлежности, относящиеся к разным жизненным формам и экологическим группам, занимающие неодинаковые позиции в сообществе и т.д. К примеру, в сравнительно просто организованном сухом сосновом бору мы находим столь отличные биоморфы, как деревья, мхи и лишайники. В пределах одной ценопопуляции (совокупность особей отдельных видов в пределах растительного сообщества) можно встретить и господствующие, и угнетенные, и индетерминантные особи. Неоднороден и возрастной состав ценопопуляции.
При изучении растительного покрова, его структуры и строения первый этап работы состоит в выявлении состава. Состав образуют абстрактные совокупности растений, объединяемые сходством в чем-либо; это перечень видов, жизненных форм, спектр экологических групп, перечень фитоценотипов, ценоэлементов и пр. В пределах популяции состав может устанавливаться по возрастным группам растений. Состав формируется под влиянием многих факторов: экотопических, фитоценотических, антропогенных. Иными словами, его можно рассматривать как результат взаимодействия растений друг с другом и средой обитания. Изучив состав и строение, можно в известной мере судить о процессах в растительном покрове.
Флористический состав
При описании растительных сообществ прежде всего выявляется флористический состав. Видовое богатство растительного покрова определяется причинами как глобального, так и локального масштаба. Видовое богатство зависит от географической широты , от длительности затопления при паводках, аллювиальность и т.д.
Доказано, что при довольно богатом видовом составе пойменных лугов сообщества прирусловые части бедны во флористическом отношении. Важная роль в регулировании видового состава принадлежит биотопу, особенно если сообщество образовано сильным эдификатором. Ярким примером этому может служить еловый лес. Под пологом елового леса формируются условия, ограничивающие видовое разнообразие, хотя пространство там занято не полностью. Так, в ельнике кислично-зеленомошном на площади 100 м2 можно встретить не более 10-15 видов, включая мхи; еще меньше видов в чернично-сфагновых ельниках. В данном случае именно биотоп приводит к обеднению флористического состава (экотоп позволяет существовать здесь большему числу видов). В других случаях, напротив, биотопические особенности способствуют обогащению видового состава. Примером могут быть лиственные леса, где световой режим позволяет весной развиваться синузии эфемероидов, отсутствующей в хвойных лесах. Вообще переменность экологического режима, какими бы причинами она ни вызывалась, ведет к увеличению видового разнообразия.
Существенное влияние на количество видов в сообществах оказывают человек и животные. Так, в степных сообществах флора обогащается в результате роющей деятельности грызунов: на выбросах поселяются корневищные, а также эфемеры и сорняки, плохо переносящие задернение в целинной степи. Выпас скота на лугах также изменяет видовой состав: выпадают виды, не переносящие вытаптывания, и разрастаются пастбищники — лапчатка, манжетка и др. Многократное выкашивание луга ранее срока созревания семян приводит к обеднению его флоры, особенно разнотравья.
Таковы основные факторы, определяющие видовое разнообразие растительных сообществ. В зависимости от условий сообщества могут быть флористически простые и сложные, флористически богатые и бедные. Простые бедные сообщества — почти чистые заросли прибрежноводных растений: тростника (Phragmites australis), камыша (Sctrpus lacustns) и др. В видовом отношении примером богатых сообществ служит влажный тропический лес.
Богаты видами северные или луговые степи. Например, видовая насыщенность луговых степей достигает 50 и более видов сосудистых растений на 1м2. Здесь большое количество злаков (Stipa joannis, St.stenophylla, Poa angustifolia, Festuca sulcata и др.), обилие бобовых и особенно разнотравья (виды p.Trifolium, Salvia pratensis, Fihpendula hexapetala, виды p.Galium) .
Относительно видового богатства общим положением можно считать следующее: чем ближе условия к экстремальным, тем беднее во флористическом отношении растительный покров. Это — уже упоминавшиеся заросли прибрежено-водных растений, сообщества солянок на солончаках, растительность такыров и движущихся песков.
Описание флористического состава осуществляется на начальном этапе геоботанического исследования.
Состав жизненных форм
Представление о сообществе существенно дополняет анализ жизненных форм растений, входящих в него. К одной жизненной форме относятся виды, сходные по морфологическим особенностям, обеспечивающим существование растений в определенных условиях. Классификации жизненных форм приводятся в учебниках экологии растений, а также в монографии И. Г. Серебрякова (1962). Самая известная система жизненных форм принадлежит датскому биологу К. Раункиеру. В основе ее лежит положение и защищенность почек возобновления. Напомним основные типы жизненных форм в этой системе:
фанерофиты — растения, у которых почки возобновления расположены высоко (не менее 30 см) над землей, защищены лишь почечными чешуями, а иногда и лишены их. К фанерофитам относятся главным образом деревья и кустарники;
хамефиты — растения с почками возобновления, расположенными на высоте 20-30 см от поверхности почвы и защищенными в холодное время года снежным покровом. Эту группу образуют невысокие кустарнички, полукустарнички, отчасти травянистые растения;
гемикриптофиты — в основном травянистые многолетние растения с отмирающими наземными побегами. Почки возобновления расположены на поверхности почвы и прикрыты опадом и снегом;
криптофиты — растения, чьи почки возобновления располагаются под землей или подводой;
терофиты — однолетние растения. Эти крупные группы разделяются на более мелкие.
На основании соотношения разных типов жизненных форм Раункиером составлены биологические спектры различных областей Земного шара. Спектры оказываются разными, особенно если сравнивать контрастные в климатическом отношении регионы. Биологические спектры позволяют разделить типы растительного покрова, к примеру лес и луг, однако не дают возможности выявить тонкие различия растительных сообществ. По этой причине созданы разные системы жизненных форм, объединяющие растения в группы и по иным признакам, отражающим адаптивные особенности растений по отношению к среде обитания. К примеру, В. Н. Сукачевым (1928) в еловом лесу, как известно не отличающемся видовым богатством, выделено более десяти жизненных форм.
Трудность построения единой системы жизненных форм, которая включала бы в себя большое число приспособительных черт, привела к выделению биологических типов растений на основании отдельных признаков.
Т. А. Работнов подробно анализирует луговую флору по типам размножения, питания, по длительности периода вегетации и другим признакам. Наиболее известным стал анализ видового состава сообществ по типам корневых систем. Именно они легли в основу классификации, предложенной еще Г. Н. Высоцким (1915) и модифицированной Л.И.Казакевичем (1922).
Выделено пять основных типов:
стержнекорневые;
дерновые;
луковичные и клубне-луковичные;
корневищные;
корнеотпрысковые.
Сведения о стратиграфии корневых систем и иных органов, всасывающих питательный раствор, расположении их по почвенному профилю у разных совместно обитающих видов помогают судить о характере их взаимоотношений. Растения, корни которых располагаются в верхнем горизонте, имеют преимущества в снабжении водой осадков и кислородом. Без таких данных невозможна и серьезная фитоиндикация. При оценке среды по экологическим характеристикам видов необходимо принимать во внимание расположение органов, питающих растение. Мхи свидетельствуют о состоянии только верхнего слоя подстилки, кислица, майник и отчасти черника — об экологических свойствах всей толщи подстилки (поскольку корни этих растений пронизывают всю подстилку), ландыш — о верхнем минеральном слое почвы, и т.п.
По жизненным формам нередко можно судить о плодородии почвы. Так, если на лугу преобладают плотнодерновинные злаки, а почва оказывается уплотненной, и ее водно-воздушный режим неблагоприятен для ценных кормовых растений.
Экологический состав
Это перечень экологических групп видов, входящих в сообщество. Он отражает особенности экотопа и биотопа. Для каждого вида может быть указана экологическая группа, к которой он принадлежит, — ксерофит, мезофит и т.п. Обычно приводят количественное соотношение этих групп по числу видов или по проективному покрытию. Можно использовать экологические шкалы и привести для каждого вида его экологическую амплитуду по избранным для анализа факторам, превратив тем самым флористический список в своего рода экологический спектр сообщества. По существу такой спектр представляет собой основу для экологической оценки растительного сообщества.
Популяционный состав
Популяции, точнее части их, представленные в сообществе,— ценопопуляций, всегда неоднородны. В одном растительном сообществе можно встретить экземпляры разного возраста, разных социальных групп (господствующие, угнетенные), разной жизненности. В связи с этим для фитоценолога представляет интерес анализ состояния ценопопуляций, чему в последнее время уделяется большое внимание.
Наиболее разработан вопрос о возрастном составе ценопопуляций. Выделяют четыре основные возрастные группы особей:
1) зачатки (покоящиеся семена, луковицы и т.д.);
2) молодые или ювенильные особи (проростки и молодые растения);
3) генеративные особи, дающие потомство;
4) сенильные или старческие, обреченные на вымирание, неспособные к размножению.
Внутри групп проводят более дробное деление. По соотношению этих групп, представленных в конкретных сообществах, предложено различать три типа ценопопуляций:
1) инвазионная ценопопуляция, в ней имеются зачатки (семена, споры, корневища и т.д.), преобладают проростки и молодые особи, отсутствуют генеративные;
2) нормальная ценопопуляция представлена всеми возрастными группами;
3) регрессивная ценопопуляция, в которой преобладают старческие особи либо генеративные, не дающие полноценных зачатков.
Приведем примеры разных типов ценопопуляций. В березовом лесу с густым еловым подростом ель представляет собой инвазионную, внедряющуюся ценопопуляцию. Береза, образующая верхний ярус, не возобновляется, поэтому ценопопуляцию березы можно считать регрессивной, обреченной на вымирание. Примером нормальной ценопопуляций может служить сосна в сухом сосновом бору, где представлены как взрослые особи, так и хорошо развитый подрост. Нормальными также являются ненарушенные еловые древостой, часто образованные разными поколениями — от подроста до дряхлеющих деревьев.
В благоприятных условиях эти три типа ценопопуляций представляют собой естественный ход их развития от зарождения до старения и отмирания. Однако этот процесс может нарушаться внешними факторами. Яркий пример — поселение колосняка (Leymus arenarius) на песчаном пляже в полосе прибоя. На голом песке каждую весну появляются всходы этого растения, но гибнут, не достигая взрослого состояния. Развитие колосняка в этих условиях постоянно задерживается на инвазионной стадии. В некотором отдалении от полосы прибоя колосняк образует сплошной покров, есть особи разного возраста, но преобладают генеративные, дающие обильное семенное возобновление.
Следует иметь в виду, что возрастной спектр популяции в сообществе не обладает безусловной прогностической ценностью. Далеко не всегда отсутствие ювенильных особей и обилие генеративных свидетельствует о деградации популяции. Могут наблюдаться "волны" развития, когда популяция в целом переходит в генеративное и сенильное состояния, с последующим возобновлением за счет ранее произведенных зачатков. Такие флуктуации происходят с некоторыми клеверами на лугах. В лесах, образованных мощными эдификаторами (например, елью, буком), популяции этих видов длительное время могут быть представлены только генеративными особями. Подрост, если и появляется, оказывается в основном нежизнеспособным и не может обеспечивать смену предыдущего поколения. Однако при разрушении древостоя возникают условия для появления ювенильных особей, в конце концов формирующих новый древостой.
И все же анализ возрастного состава полезен и необходим при изучении динамики растительного покрова.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 774; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!