Почвенные экологические факторы
Климатические экологические факторы
Под климатом понимают статистический многолетний режим атмосферных условий, характерный для определенных географи-ческих районов Земли и подверженный циклическим колебаниям. К климатическим экологическим факторам относят свет, тепло, влагу и воздух.
Свет. Естественным источником света на Земле является солнечная радиация - электромагнитное излучение Солнца в широком диапазоне волн - от ультрафиолетовых с длиной волны 290-380 нм до инфракрасных с длиной волны 3-4 тыс. нм. Проникающая сквозь атмосферу радиация в диапазоне волн 380-710 нм составляет область фотосинтетически активной радиации (ФАР), которая является энергетическим фактором фотосинтеза. Благодаря фотосинтезу зеленые растения как автотрофные организмы создают органическое вещество из простых неорганических соединений и выделяют в атмосферу свободный кислород. В обес-печении устойчивости биосферы ведущее место принадлежит лесам планеты: 54 % содержащегося в атмосфере кислорода выделяют растения лесов.
По реакции на освещенность выделяют 3 основные группы растений: светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые. У свето-любивых видов максимальная интенсивность фотосинтеза (световое насыщеннее) наблюдается при 25-33 % (50 %) от полной освещенности, у тенелюбивых - при 10%, а к теневыносливым растениям относят такие, которые лучше растут и развиваются при достаточно полной освещенности, но могут приспосабливаться и к слабому свету. Свет оказывает большое формирующее влияние на древесные растения, энергию их роста, цветение и плодоношение.
|
|
|
Тепло. Важнейший экологический фактор, определяющий жизнь растений, распределение ботанических видов на земной по-верхности, формирование типов растительности. Необходимость тепла для растений обусловлена прежде всего тем, что процессы роста и развития возможны лишь на известном тепловом фоне, в определенном интервале температур, поскольку всякая физиологическая функция так или иначе сопряжена с потреблением тепловой энергии. Интервал этот невелик - от 1 до 45 °С для активной жизни; оптимальной же считается температура в пределах 15...30 °С.
Основную часть теплового баланса на поверхности Земли составляет лучистая энергия Солнца в виде прямой и рассеянной радиации, так как световые лучи сопровождаются тепловыми. Общая теплообеспеченность и режим в течение года в различных районах земной поверхности различны, но подчинены определенной закономерности
Различают четыре основных температурных пояса: тропический, субтропический, умеренный и холодный
Температурные условия, сочетаясь с различным водным режимом, усложняют явления климатической зональности, которые вызывают изменения растительности и распределение ее по природным зонам (тундра, лесотундра, тайга, смешанные леса).
|
|
|
Древесные растения, естественно распространенные в разных термических поясах, характеризуются различным отношением к теплу и его сезонным изменениям.
Вода. Важнейший экологический фактор жизни и распространения растений на нашей планете. Для жизни растений участие воды необходимо в качестве растворителя и метаболита. Вода -обязательный компонент реакции фотосинтеза, минеральные соли поступают в растение из почвы только в виде водных растворов. Вода составляет большую часть массы растения. Протоплазма содержит в среднем 85-90 % воды и осуществляет свою жизнедеятельность только в насыщенном водой состоянии. Если же протоплазма высыхает, то она гибнет или, в лучшем случае, переходит в состояние анабиоза. Особенно богаты водой сочные плоды (85-95 % сырой массы), мягкие листья (80-90 %), корни (70-95%). Около 50% воды содержит сырая древесина. Наиболее бедны водой зрелые семена, в которых обычно содержится ее 10-15%, а в маслянистых семенах - еще меньше (5-7%).
Для наземных растений особая роль воды заключается в постоянном пополнении большого расхода ее на испарение в связи с развитием значительной фотосинтетической поверхности.
|
|
|
Естественными источниками воды, потребляемой наземными растениями, служат атмосферные осадки (дождь, снег, туман, изморозь) и грунтовые воды. На распределение атмосферных осадков очень большое влияние оказывают близость океанов и морей, циркуляция атмосферы и горный рельеф.
В распределении воды на земной поверхности нет такой зональности, как это наблюдается в распределении тепла, и на срав-нительно небольшой территории всегда можно встретить участки, значительно различающиеся по условиям увлажнения. Но в пер-вую очередь обеспеченность растительного покрова влагой зависит от общеклиматической характеристики местности.
Большую роль играет соотношение осадков и испаряемости (суммарного годового испарения со свободной поверхности воды), весьма неодинаковой в разных районах земного шара.
Наряду с количеством осадков для жизни растений важно распределение их по времени, прежде всего обеспеченность влагой в вегетационный период и соотношение осадков с годовым ходом температуры.
Вода влияет на наземные растения главным образом через почву, но для них большое значение имеет и влажность воздуха. Для жизнедеятельности большинства древесных пород наиболее благоприятна относительная влажность от 80 % и более.
|
|
|
Различные условия увлажнения земной поверхности обусловили развитие у растений соответствующих приспособительных свойств и их экологическую дифференциацию. По отношению древесных растений к содержанию воды в атмосфере и почве все древесные растения можно подразделить на три основные эколо-гические группы - гигрофиты, ксерофиты и мезофиты.
Гигрофиты .- растения влажных местообитаний, у которых корни и корневища находятся в воде или в избыточно влажной почве (берега океанов и морей, озер и рек, сырые луга и леса). Отличаются невысоким осмотическим давлением в клетках, ин-тенсивной транспирацией, крупными листовыми пластинками, поверхностной корневой системой, иногда дополняемой воздуш-ными корнями. К древесным гигрофитам относятся ольха черная и бородатая, многие виды ивы. Широко распространены гигро-фиты в тропических дождевых и мангровых лесах.
Ксерофиты - растения, способные произрастать в условиях постоянного или сезонного дефицита влаги. Они обладают рядом морфологических, анатомических и физиологических свойств, обеспечивающих получение воды из почвы и атмосферы и ее крайне экономное расходование. У разных видов древесных растений-ксерофитов к таким приспособлениям относятся: высокое осмотическое давление в клетках; сильно разветвленная корневая система, иногда проникающая в глубину более чем на 10 м (саксаул); уменьшение листовой пластинки или полная редукция листьев (саксаул, джузгун, эфедра, дрок безлистный), а также свертывание листьев во время засухи (каркас);
Мезофиты - растения среднеувлажненных местообитаний. При краткосрочном недостатке влаги их листья способны увядать, что снижает интенсивность транспирации и позволяет растениям переносить временный дефицит воды. При продолжительном не-достатке ее у древесных мезофитов может происходить вынуж-денный летний листопад. После завершения засушливого периода растения обычно продолжают вегетировать с уменьшенной (ино-гда до 50 % и более) листовой поверхностью. К мезофитам отно-сятся многие древесные породы наших лесов, кедровые сосны, лиственница, пихта, ель, осина, береза, клен, липа, бук, граб, яблоня, рябина.
Воздух. Как экологический фактор его следует рассматривать с точки зрения газового состава и движения (циркуляции атмо-сферы) . Газовый состав воздуха имеет исключительное значение для жизни растений: углекислый газ необходим для фотосинтеза, а кислород - для дыхания. Круговорот углекислоты осуществляется в биосфере весьма интенсивно. За год растительный покров Земли усваивает из атмосферы и гидросферы около 1/50 общего количества этого газа.
Почвенные экологические факторы
1. Почва – важнейшее природное тело, возникшее вследствие взаимодействия различных факторов почвообразования: материнской породы, климата, живых организмов, рельефа местности, возраста территории, хозяйственной деятельности человека.
Очень большое экологическое значение имеет мощность почвенного покрова (от поверхности до материнской горной породы). Вся его толща пронизана корнями растений. Чем толще слой почвы и ее гумусовый горизонт, тем глубже укореняются в ней растения, так как такая почва удерживает больше влаги и питательных веществ. Во всех типах почв наибольше экологическое значение имеют водный, тепловой, воздушный и солевой режимы. Поглощение воды и растворенных в ней питательных веществ корнями растений из почвы зависит от ее аэрации и температуры.
Механический состав почвы . Почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных механических элементов, находящихся в химическом взаимодействии. В составе почв кроме торфяных обычно преобладают минеральные механические элементы, на втором месте – гуматы, затем полуразложившиеся органические остатки и свободные органические кислоты. Механический состав почвы определяется соотношением твердых частиц различных размеров. В зависимости от содержания песчаных (крупнее 0,01 мм, или «физический песок») и глинистых частиц (мельче 0,01 мм, или «физическая глина») различают песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые почвы.
Органическое вещество почвы . Органическую часть почвы составляют живые микроорганизмы, корни растений, опад и, главным образом, перегной, или гумус, представляющий собой продукт гумификации и неполного разложения растительных остатков и трупов почвенных макро- и микроорганизмов. Это темноокрашенная органическая часть почвы, содержащая гуминовые кислоты, фульвокислоты, гумин, ульмин и основные элементы питания растений. Темный цвет гумуса способствует лучшему прогреванию почвы, а его высокая влагоемкость – удержанию воды почвой. Гумус прочно склеивает минеральные частицы, образуя комочки, что улучшает структуру почвы. Все эти свойства благоприятствуют условиям роста растений на почвах, богатых гумусом.
Коллоиды почвы. Большое значение для растений имеет содержание в почве коллоидов – минеральных (очень мелких частиц, образующихся в результате выветривания горных пород), органических (появляющихся при разрушении органических остатков) и органо-минеральных.
Химизм почвенного раствора является для растений экологическим фактором первостепенной важности. На рост и состояние растений сильно влияет реакция почвенного раствора (рН), которая связана с содержанием в почве кислот (угольная кислота, фульвокислоты( или щелочей (сода в солонцах), а также сильно зависит от состава ионов, вошедших в почвенный поглощающий комплекс. Обилие ионов водорода или алюминия вызывает кислую реакцию, ионов натрия – щелочную. Высокой кислотностью отличаются болотные и подзолистые почвы, щелочностью – солонцы; черноземы имеют реакцию, близкую к нейтральной.
Очень важен для почвенного питания растений солевой режим почвы, который характеризуется содержанием и доступностью в почвенном растворе солей элементов, необходимых для жизнедеятельности растений (азота,калия,фосфора,кальция,серы, железа)
Почвенный воздух , заполняющий поры, необходим для дыхания и нормального течения других физиологических процессов, происходящих в корнях растений. Его количество в почве определяется особенностями ее структуры (наличие пор, скважин), а также ее водным режимом. В сухой почве все скважины заняты воздухом; по мере ее увлажнения воздух вытесняется водой, а часть составляющих его газов растворяется в почвенной воде. По составу почвенный воздух сильно отличается от атмосферного, в основном повышенным содержанием углекислого газа (до 10%), образующегося при дыхании корней и почвенных организмов, а также сниженным содержанием кислорода.
Биотические факторы почвы . Кроме мертвых, разлагающихся остатков растений и животных в почве находится огромное количество микро- и макроорганизмов, играющих исключительную роль в жизни высших растений. Исходя из размеров живых почвенных организмов, делят их на следующие группы:
1). Микробиота – бактерии, грибы, почвенные водоросли и простейшие.
2). Мезобиота – нематоды, клещи, ногохвостики, мельчайшие личинки насекомых и некоторые другие организмы.
3). Макробиота – корни растений, крупные насекомые и дождевые черви.
Наибольшее экологическое значение имеют бесхлорофилльные микроорганизмы почвы, особенно бактерии, грибы. Больше всего микроорганизмов в окультуренных почвах, богатых зольными веществами и азотом. Таким образом, вокруг корней высших растений создается особая форма жизни, способствующая бурному развитию микроорганизмов, которые, разлагая органические и минеральные соединения почвы, делают их доступными для зеленых растений.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!