Экология растений. Экология растений это
Экология - наука о растениях
Экология растений как наука возникла на стыке ботаники, географии и экологии. Непосредственно она берет свое начало из фитоценологии (геоботаники). Сферой интересов экологии растений является изучение той тонкой грани, которая расположена между растением и окружающим его миром.
Экология растений подразделяется на общую и частную. Общая экология растений (синэкология) занимается изучением биогеоценозов и здесь она крепко связана с учением об экосистемах. Биогеоценоз – это растительное сообщество плюс абиотические (неживые) факторы его окружающие (рельеф, почва, вода, солнце, температура). Экология растений изучает биогеоценозы на примере различных обширных фитоценозов:
- лес
- степь
- луг
- саванна
- пустыня
Частная экология растений (аутэкология) занимается изучением влияния конкретных факторов на растения и способов адаптации (приспособления) растения к нему. Здесь она крепко связана с систематикой. Среди факторов среды главными являются вода, свет, температура, соли и химические элементы. Главной единицей изучения является экологическая группа, то есть группа растений разных видов одинаково реагирующая на изменение одного или нескольких факторов среды.
Выделяют следующие экологические группы:
- экологические группы растений по отношению к воде
- экологические группы растений по отношению к свету
- экологические группы растений по отношению к температуре
- экологические группы растений по содержанию соли в почве
- экологические группы растений по потребности в химических элементах
- экологические группы растений по реакции почвенной среды
в отдельные группы также выделяют:
Экология растений зародилась в начале 20 века. для ее развития многое сделали известные ученые и ботаники 18-19 веков: Карл Линней, Жан Батист Ламарк, Александр Гумбольдт, Карл Рулье, Чарльз Дарвин. Среди русских ученых следует отметить А.Т. Болотова, П.С. Палласа, И.И. Лепехин, Н.А. Северцев, А.Н. Бекетов и особенно В.В. Докучаева.
Официальной датой появления экологии растений является 1910 год. На III Ботаническом конгрессе, проходившем в городе Брюсселе (Швейцария) экология растений была официально принята как самостоятельная наука с последующим разделением на аутэкологию (экологию конкретных растений) и синэкологию (экологию сообществ).
Поделиться ссылкой
sitekid.ru
Экология растений мира – вопросы, задачи и методы экологии растений
Экология растений – это междисциплинарная наука, которая сформировалась на стыке экологии, ботаники и географии. Она изучает рост и развитие различных видов флоры в условиях окружающей среды. Многие экологические факторы имеют огромное значение на жизнедеятельность растений. Для нормального развития деревьям, кустарникам, травам и другим биологическим формам необходимы такие факторы среды обитания:
- влажность;
- свет;
- почва;
- температура воздуха;
- направление и сила ветра;
- характер рельефа.
Для каждого вида важно то, какие растения произрастают вблизи их родных ареалов. Многие хорошо сосуществуют с различными видами, а есть такие, например, бурьяны, которые вредят другим культурам.
Влияние окружающей среды на флору
Растения являются неотъемлемой частью экосистемы. Поскольку они произрастают из земли, их жизненные циклы зависят от той экологической ситуации, которая сложилась вокруг. Большинству из них для роста и питания нужна вода, которая поступает с различных источников: водоемов, грунтовых вод, осадков. Если люди выращивают те или иные культуры, чаще всего они самостоятельно поливают растения.
В основном все виды флоры тянутся к солнцу, для нормального развития им нужно хорошее освещение, однако есть растения, способные расти в разных условиях. Их можно поделить на следующие группы:
- любящие солнце – гелиофиты;
- любящие тень – сциофиты;
- любящие солнце, но приспособленные к тени – сциогелиофиты.
От температуры воздуха зависят жизненные циклы флоры. Тепло нужно им для роста и различных процессов. В зависимости от времени года происходит смена листьев, цветение, появление и созревание плодов.
В зависимости от погодно-климатических условий обусловлено биоразнообразие флоры. Если в арктических пустынях можно встретить преимущественно мхи и лишайники, то во влажных экваториальных лесах растет около 3 тыс. видов деревьев и 20 тыс. цветковых растений.
Итог
Таким образом, растения на земле встречаются в различных уголках планеты. Они разнообразны, но их жизнедеятельность зависит от окружающей среды. Являясь частью экосистемы, флора принимает участие в круговороте воды в природе, является пищей для животных, птиц, насекомых и людей, обеспечивает выделение кислорода, укрепляет почву, защищая ее от эрозии. Люди должны заботиться о сохранении растений, потому что без них на планете погибнут все формы жизни.
ecoportal.info
Экология растений
Причиной изменения морфологических признаков фитоценозов и их географического распространения является воздействие внешней среды. Учение о взаимодействии растений и среды получило название экологии растений.
Экология растений одновременно зародилась в двух ботанических дисциплинах — фитогеографии и физиологии. Еще в додарвиновский период было накоплено много фактов о зависимости растений от условий произрастания и даже появились первые сводки. Учение Дарвина стимулировало экологическое изучение растительных организмов. Сошлемся, например, на труды крупнейших физиологов того времени немецких ученых Ю. Сакса (1865), а позднее и Г. Клебса, изучавших жизненные процессы растений в зависимости от света, температуры и прочих внешних условий. Правда, их взгляды страдали механицизмом, а трактовка некоторых реакций отличалась чрезмерной схематизацией, но тем не менее деятельность названных ученых сыграла в экологии растений безусловно положительную роль.
В этот же период появились первые для нашей страны специальные экологические экспериментальные и полевые исследования профессора Казанского университета, Н. Ф. Леваковского о влиянии теплоты, света, влажности и почвы на морфологию и развитие растений, в особенности на корневую систему. Идею о влиянии условий обитания на организацию и жизнедеятельность растений положил в основу морфологии А. Н. Бекетов. Он разработал стройную классификацию приспособлений растений к среде, главным образом к температуре и свету. Пропаганде экологических воззрений, весьма способствовала энергичная деятельность К. А. Тимирязева, направленная на защиту и развитие эволюционной теории Дарвина. В значительной мере по экологической основе начал в 70-х годах свои опыты И. В. Мичурин.
Огромное влияние на формирование экологии растений оказала сводка Е. Варминга, опубликованная в 1895 г. и дважды переиздававшаяся на русском языке под названиями "Экологическая география растений. Введение в изучение растительных сообществ" (1901) и "Распределение растений в зависимости от внешних условий" (1902). В ней содержалась характеристика роли всех основных физико-химических и биотических факторов в жизни растений, классификация жизненных форм и описание главнейших растительных группировок. Варминг первым ввел термин "экология" в ботаническую литературу.
В природе каждый растительный вид использует лишь определенную (небольшую) часть энергетических и материальных ресурсов и занимает свое место в пространстве и времени. Это место называется экологической нишей. В дикой природе эта ниша позволяет до некоторой степени ослабить конкуренцию со стороны других видов, а в культуре человек совершенно избавляет растения от этого, используя только их полезные взаимодействия друг с другом. Основными экологическими факторами, способными оказывать существенное влияние на овощные растения, являются тепло, свет, вода, почва и воздушная среда. Все они связаны между собой и находятся в определенной взаимозависимости, изменяются во времени, не могут замещать друг друга, но способны изменять действие другого фактора.
В действии факторов среды на растения существуют свои законы:
закон оптимизма, при котором характеристика данного фактора наиболее отвечает потребностям роста и развития каждой культуры. При этом общий оптимизм всех факторов обычно не бывает достижимым. Каждый оптимизм фактора имеет свой диапазон, при котором растения получают достаточно комфортные условия для своего произрастания. Конечно, наилучшие условия бывают в средине оптимальных диапазонов, но верхние пределы оптимизма одних факторов в сочетании с нижними пределами других являются тоже благом для растений;
закон максимизма, определяющий верхний предел показателя каждого фактора, при котором растение еще может осуществлять свою жизнедеятельность без угрозы для внутренних процессов и урожайности;
закон минимизма, когда растения еще не доходят до гибели, а после смены фактора в лучшую сторону восстанавливают и продолжают ростовые процессы; закон лимитирующего фактора, когда один из них, находясь в минимизме, может ограничивать нужные действия других факторов. Из этого закона вытекает дополнительное положение об устойчивости растений как к абсолютным уровням факторов, так и к их амплитудам.
Тепло как экологический фактор необходимо потому, что все физиологические и биохимические реакции в растениях происходят в определенных границах температур. Для каждого вида растений существуют свои уровни температур воздуха и почвы, подходящие для роста и развития. Температура среды влияет на функции растительного организма на всех этапах его жизненного цикла. Она определяет сохранность семян растений в части их посевных качеств; снимает состояние покоя семян и позволяет им прорастать после посева; определяет темпы роста и развития, а также продолжительность периода вегетации; обусловливает ход фотосинтеза; лимитирует процесс дыхания; регулирует степень поглощения питательных веществ из почвы; создает термопериодизм дня и ночи – смену дневных и ночных температур.
По отношению к температуре овощные растения в процессе своей эволюции разделились на жаростойкие, требовательные к теплу, промежуточные, холодостойкие и морозостойкие. Каждая из групп лучше растет и развивается в подходящих для нее температурных уровнях. Кроме этого требовательность к температурным параметрам несколько изменяется в течение вегетационных периодов культур – по разным стадиям развития. Длительность вегетационных периодов культур определяется температурами, при которых возможно прохождение полного цикла развития растений. Разные виды при выращивании рядом друг с другом начинают свое развитие при разных уровнях температур, поэтому их вегетации не одинаково благоприятны. Закономерностями связей между климатом и этапами роста и развития растений занимается наука фенология, примыкающая к экологии.
Свет в качестве экологического фактора играет важнейшую роль в жизни растений. Он предоставляет им необходимую для фотосинтеза лучистую энергию, непосредственно влияет на многие процессы жизнедеятельности. Интенсивность естественного света для различных культур имеет свои оптимальные границы. По отношению к свету они разделяются на светолюбивые и теневыносливые, а также на растения длинного, короткого и нейтрального дня. Длина светового дня определяет у растений скорость их перехода к образованию репродуктивных органов.
Свет характеризуется спектром, т.е. длиной волны, разделяется на прямой, рассеянный и отраженный от поверхности почвы или листьев растений. Он влияет на рост в длину осевых органов: подсемядольного колена, междоузлий, длину побегов. Свет оказывает влияние на направление роста. При одностороннем освещении растение стремится расти в сторону источника света. Свойство это называется фототропизмом и имеет существенное значение для экологии. Стеблям и листьям растений важно занимать такое положение, при котором они могут получать оптимальное количество света.
Недостаток света задерживает рост растений и подавляет их цветение, негативно отражаясь на репродукционных процессах. Для получения высокого урожая и качественных семян нужна ясная погода с высокой интенсивностью света. Однако не всегда ослабленный свет оказывает отрицательное действие на растения, а интенсивный – положительное. От избытка света поднимается температура листьев и других надземных органов, усиливается непродуктивный расход углеводов на дыхание и воды на испарение.
Свет практически не нужен семенам при прорастании, до появления проростков на поверхности почвы. Вода непосредственно участвует в ростовых процессах растений путем растяжения клеток, растворения питательных солей в почве, разнесения их по органам растения. От обеспечения водой зависит накопление сухих веществ в продукции, фотосинтетическая деятельность, внешний вид растений. Культуры используют воду от дождей, поливов и росы. Основным источником поступления воды в растения служит почва.
В почве вода находится в нескольких формах. Наиболее доступной для растений является капиллярная вода, менее доступны – свободная и физически связанная. У отдельных растительных видов, а также их групп выработались свои требования к водным режимам. По этому признаку овощные культуры разделяются на наиболее требовательные, высокотребовательные, две категории со снижающейся требовательностью и устойчивые к недостатку воды. Для большинства культур опасны крайности в водообеспечении: резкие колебания, продолжительные недостатки и избытки. Неблагоприятны обильные и продолжительные дожди, застой воды от весеннего таяния снега, высокий уровень стояния грунтовых вод. Растения имеют и свои требования к оптимальным параметрам относительной влажности воздуха, создаваемой осадками, поливами, испарениями влаги с поверхности почвы и листьев.
Почвенные экологические факторы, как и другие, не бывают постоянными. Главным в них является уровень плодородия, режимы водный, воздушный и тепловой. До начала их использования под возделывание культур почвы могут обладать определенным уровнем плодородия или быть совсем бесплодными. Земледелец многолетним воздействием может превратить любую почву в высокоплодородную, а в последующем ежегодно поддерживать этот уровень. В процессе окультуривания почв оптимизируют их механический состав, уровень кислотности, процент органических веществ, микробиологический состав, ассортимент питательных элементов и его доступность растениям. Велико экологическое значение многочисленных почвенных организмов, создающих благоприятные условия для произрастания растений. К ним относятся бактерии, грибы, дождевые черви и др. Создавая условия для лучшей работы наиболее полезных растениям организмов, земледелец помогает экологии, ускорению создания плодородия почвы и урожаям.
Существенной является роль корневых остатков растений в почве, пополняющих после своего разложения ее гумусовый состав. Фактором улучшения экологии почвы служит ее известкование, влияющее на механические, теплофизические, водные, химические, обменнопоглотительные свойства. Крайне важна для растений природная воздушная среда. Она бывает практически постоянной по трем своим основным составляющим – азоту, кислороду и углекислому газу. Азот атмосферы только в отдельных случаях и в незначительных количествах может поглощаться листьями овощных растений. В гораздо больших масштабах азот фиксируется из почвенного воздуха корнями бобовых культур.
Кислород воздуха, имеющий почти целиком биологическое происхождение, поддерживает жизнь растений в их дыхательных процессах. Растительные клетки в присутствии кислорода разлагают углеводы и получают энергию для своего существования. Избытка кислорода растения практически не испытывают, а вот его недостаток может время от времени возникать в почве при ее уплотнении и чрезмерном обводнении. Недостаток кислорода в почве вынуждает корни выделять токсические кислоты (щавелевую, уксусную), связывающие ряд питательных элементов.
Основополагающее значение для жизни растений имеет углекислый газ. Он является главным компонентом в фотосинтетических реакциях листьев на свету, производящих углеводы и частично белки. Увеличение процента углекислого газа в воздухе всегда полезно для растений, вредное же действие может оказывать избыток его в зоне их корней. В воздушной среде могут содержаться и другие компоненты (примеси), связанные в основном с промышленными производствами – аммиак, сульфаты, хлор, фтор и др. Все они вредно действуют на жизненные функции растений и могут вызвать даже гибель культур.
На растения оказывают влияние и отдельные физические свойства воздушной среды. На ростовые процессы, пищевой режим, уровень урожайности отчасти влияют электричество атмосферы, барометрическое давление, содержащаяся в воздухе пыль, ветер. Экологический почвенный фактор изменяется под воздействием обработок, внесения органических и минеральных удобрений, смены культур. Приземная воздушная среда имеет несколько отличающийся от основного фона тепловой режим (микроклимат) в своих растительных сообществах (ценозах). Влага почвенная и от осадков корректируется периодическими поливами растений.
В конце прошлого века стало популярным понятие «экологически чистая продукция». Больше всего это относится к овощам. В понятие входит отсутствие в продукции вредных для организма веществ: остаточных количеств ядохимикатов, излишков нитратов, солей тяжелых металлов и радионуклидов. Нельзя назвать чистой овощную продукцию, выращиваемую вблизи железных и шоссейных дорог, промышленных объектов с вредными выбросами, электростанций на каменном угле, на территориях выпадения радиоактивных осадков. Не могут претендовать на экологическую чистоту и овощи, полученные на фоне внесения повышенных доз органических и минеральных удобрений, а также недостатка в почве микроэлементов.
В последнее десятилетие в соответствии с запросами времени в системе экологического образования появились новые специальности, факультеты и вузы экологического профиля. Они созданы на базе географических, инженерно-экономических, сельскохозяйственных, строительных, педагогических, юридических и других подразделений институтов и университетов для подготовки специалистов, компетентных в вопросах рационального природопользования. Учебные программы этих специальностей предполагают обязательное изучение основ классической экологии. Экология растений — один из ее разделов.
biofile.ru
Экология растений
Неуправляемый прогресс может привести человечество к глобальной экологической катастрофе. Экологичность современного прогресса возможна только в условиях преобладания разума над выгодой. Равновесие – важнейший закон природы, который затрагивает все без исключения сферы. Современный мир – единый организм, и человек является его неотделимой частью.
Повсеместно и упорно нарушая законы природы и равновесия, человечество неминуемо может стать причиной гибели всего живого. Роль растений в экологии, также как и насекомых, птиц и всего живого, что нас окружает – закон неразрывной цепи, где каждый элемент должен занимать свою собственную нишу.
Экологическая грамотность
Экология – наука о взаимосвязях, о балансе, который катастрофически нарушается современным человеком. Развитие жизни на нашей планете в течение миллионов лет происходило по законам приспособления друг к другу всех живых организмов: растений, животных, микроорганизмов, так как только таким образом возможно сосуществовать.
Исчезновение нескольких видов может обернуться непредсказуемыми последствиями для экологии животных и растений. Существует огромное множество примеров, как экологическая неграмотность человеческого воздействия приводила к катастрофическим результатам.
Так, 13 миллионов гектаров леса ежегодно исчезает с лица Земли. Флора, составляющая основу жизни на нашей планете, может лишиться одной пятой части, которая уже сейчас находится на грани вымирания. Такой вывод сделан специалистами Королевского ботанического сада, Международного союза охраны природы и музея естественной истории.
Ученые подробно изучили более 4-х тысяч видов различных растений и пришли к выводу, что под угрозой исчезновения находятся 22% из них. Многих видов, более 380-ти тысяч, мы можем лишиться в связи с катастрофическим сокращением среды обитания, и это вызвано стремительным развитием сельского хозяйства. Причем, большая угроза нависла над тропическими растениями.
Исчезающие и исчезнувшие виды
Ботаники высказывают опасения, что с утратой многих видов растений, уникальные свойства которых до конца не изучены, фармакология утратит возможность получить колоссальные резервы лекарственных препаратов на растительной основе.
Многие развивающиеся страны используют именно лекарства растительного происхождения, как наиболее доступные медикаменты для лечения малярии и лейкемии.
Также опасения вызваны зависимостью человека от ограниченного круга растений с узкой генетической базой. Так всего лишь двенадцать видов растений обеспечивают 80% потребляемых человеком калорий.
По утверждениям ученых, любые исследования в этом направлении являются крайне важными для Семенного банка тысячелетия, расположенного в парке Уэйкхерст, графства Сассекс. Коллекция Банка уже содержит более 1,8 миллиардов образцов семян из всех уголков планеты. Все образцы отсортированы и занесены в каталог, и прохладные подземные помещения обеспечивают их длительное хранение.
Коллекция уже содержит семена растений, которые исчезли с лица Земли, и являются лишь напоминанием о прошлом изобилии растений.
Сколько еще должно пройти времени, чтобы семена растений из хранилищ банка не переходили в разряд исчезнувших? Безрассудство человека по отношению к природе можно подтвердить множеством примеров.
Экологическое безрассудство
Всему миру известен печальный пример, когда племя длинноухих кроликов в количестве 16 особей, завезенных в 1859 году в Австралию, стало бичом пятого континента. Не встретив никаких серьезных препятствий для распространения, кролик победоносно шествовал по континенту, катастрофически увеличиваясь в численности, причиняя непоправимый вред экологии растений, ведь все естественные враги остались в далекой Европе.
Саванны, равнины, зоны лесного пояса, гряды – все места стали просто идеальным жилищем для армады кроликов, а завезенные в Австралию лисицы и кошки с треском провалили возложенную на них задачу – охоту на вертлявых зверьков.
Но этот пример классического и бездумного влияния человека на экологию далеко не единственный. Настоящей катастрофой для берегов Антарктиды стало поражение территорий инвазивными видами крошечных животных и растений.
Причиной тому стали семена растений на обуви научных сотрудников и туристов, посещающих континент.
Быстро нагревающийся антарктический полуостров стал домом для чужеродных растений, которые хорошо прижились и успешно развиваются. Ученые рассматривают возможность распространения инвазивных видов в связи с потеплением климата.
Потепление (за последние 50 лет температура атмосферы повысилась на три градуса) сделало возможным сокращение слоя льда. Такие температурные сдвиги на островах Антарктиды привели к серьезным экологическим изменениям вследствие намеренного или случайного занесения инвазивных видов.
Пора остановить войну с природой
Жизненные формы растений влияют на экологию не только Антарктического полуострова, и похожие изменения - не редкость для последних десятилетий. Исследования доказали, что более 70 тысяч семян ежегодно попадает в Антарктиду на обуви и сумках ученых и туристов.
Прибывшие из холодных регионов растения в новых условиях хорошо приживаются и начинают доминировать над местными растениями, затем меняют экологию.
Но это, наверное, самый безобидный способ влияния человека на экологию растений. Могущество человека, к сожалению, роковым образом сказывается на многих растениях. Мы разрушаем богатейший и разнообразный мир растений, пополняя Красную книгу.
Ежечасно человечество становится причиной безвозвратной утраты более трех видов фауны и флоры – такой неутешительный вывод сделали специалисты Ибероамериканского центра биоразнообразия. Первостепенной причиной такой удручающей ситуации становится критическое состояние экологии многих регионов.
Вырубка лесов, осушение болот, истощение водных систем, загрязнение атмосферы, выбросы отходов промышленности оказывают пагубное влияние на экологию вообще и на растения в частности. Некогда богатые растительностью плодородные почвы были домом для сотен видов растений и живых существ.
Уничтожая ежегодно более 6-ти миллионов гектаров лесов под сельскохозяйственные угодья, мы лишаем дома и крова огромное количество живых организмов. Экология лесных растений страдает от загрязнения окружающей среды и массового применения ядохимикатов.
А ежегодные лесные пожары не сходят с полос СМИ и становятся нормой. Результатом влияния экологии на растения становится изменение условий для роста и развития живых организмов.
Человечество находится в состоянии войны с окружающим миром, не вполне осознавая, что серьезные потери неизбежны с обеих сторон. Биоразнообразие является необходимым условием и для нашего существования. Мы не можем бездумно уничтожить все, с нашей точки зрения, вредное и оставить только те культуры, на которых мы сможем взрастить животных, которых употребляем в пищу.
Растительность планеты – кладезь неисчерпаемых богатств для всего живого. Многие свойства растений до конца еще не изучены, а многие мы уже никогда не сможем изучить.
В поиске здоровой экологии
«Куплю жилье в экологически чистом районе» - желание современного человека. Когда мы, наконец, осознаем, что нетронутую цивилизацией природу мы целенаправленно уничтожаем, и станем охранять и восстанавливать экологию – любой уголок планеты станет идеальным местом для проживания с точки зрения экологии.
И не будет необходимости бежать от благ цивилизации в экопоселения в поисках чистой воды, свежего воздуха и здорового питания. Богатства природы не безграничны, и еще не поздно оглядеться вокруг и остановиться.
Еще не поздно, так как многообразие растений удивительно и с благодарностью откликается на заботливое отношение. В 2012 году группа ученых, специалистов по экологии из Университета Северной Каролины проводила исследования биоразнообразия лугов.
Результаты исследований удивили ученых, которые считали тропические дождевые леса самыми богатыми экосистемами. Они не могли и предположить, что неплодородные пастбища, предназначенные для сенокоса и выпаса животных, окажутся для них удивительным и сенсационным открытием.
Немыслимое богатство под ногами
Специалисты по экологии растений, обработав данные о видах существ, найденных на отдельной территории, определили разнообразие видов. Тропические леса заняли лидирующую позицию по количеству растений и животных. К примеру, в Эквадоре один гектар дождевого леса является домом для 942 видов.
На одном гектаре леса в Коста-Рике можно обнаружить 233 разнообразных вида растений. Тропический лес обладает большим разнообразием благодаря возможности для растений распределяться на разных нишах. Учитывая, что высота тропических деревьев может достигать 50 метров, такое биоразнообразие вполне объяснимо.
Однако, как оказалось, тропический лес - не образец самой плотной экосистемы по количеству видов растений, расположенных на единице площади. Луга и пастбища Аргентины и Восточной Европы стали рекордсменами в этой категории.
Например, луга Чехии являются домом для 131 вида сосудистых растений на площади всего в 49 квадратных метра. 1 квадратный метр Аргентинского луга может приютить 89 видов растений.
А в Румынии исследователи обнаружили на 50 квадратных сантиметрах произрастание сразу 43-х видов растений.
Представить страшно, что небогатый плодородными почвами луг с таким изобилием видов может стать полигоном для отходов какого-нибудь производства, или городской свалкой, или площадкой под объект строительства.
Так происходило множество раз и происходит до сих пор. Сколько мы теряем для человечества ради призрачной прибыли любой ценой!
Не обязательно оперировать научными терминами и приводить массу цифр, указывающих о нашем халатном отношении к природе. Надо просто ее любить и беречь.
zeleneet.com
Экология растений
Экология, как наука
Экология (от греч. lokos — дом, жилище, местообитание и logos — слово, учение) — наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. С середины XX в. в связи с многократным усилением воздействия человека на природу экология получила особое значение как научная основа охраны природы и рационального природопользования, а термин «экология» приобретает сейчас все более широкий смысл, выходя за рамки науки. Под влиянием средств массовой информации экология часто трактуется как сугубо прикладное знание о состоянии среды обитания человека.
Экология растений
В последнее десятилетие в соответствии с запросами времени в системе экологического образования появились новые специальности, факультеты и вузы экологического профиля. Они созданы на базе географических, инженерно-экономических, сельскохозяйственных, строительных, педагогических, юридических и других подразделений институтов и университетов для подготовки специалистов, компетентных в вопросах рационального природопользования. Учебные программы этих специальностей предполагают обязательное изучение основ классической экологии. Экология растений — один из ее разделов.
Практика восстановления природных объектов
К настоящему времени накопился большой объем знаний, объясняющих механизмы взаимосвязей отдельных элементов в природных системах. Многочисленны и разнообразны факты вредных последствий нарушений этих взаимосвязей в результате деятельности людей. Исчезновение отдельных звеньев в природных цепях вызывает глубокие нарушения в экосистемах. Погодные аномалии, обмеление рек, вспышки болезней растений и животных — это не только общеэкологические проблемы, они тесно связаны и с экологией растений. Проблема сохранения биоразнообразия — в первую очередь проблема сохранения устойчивости естественных биогеоценозов (экосистем), важнейшей частью которых (автотрофным блоком) являются растения.
eco-rasteniya.ru
Видеоматериалы. Занятие№1. «Что изучает экология растений»
Кинопособие содержит методический аппарат, обеспечивающий помощь учителю на всех этапах проведения уроков.
Кинопособие « Экология растений»
Актуальность: Вы узнаете, как меняются условия жизни растений под влиянием деятельности человека, из-за чего исчезают некоторые виды растений и почему их надо охранять. Познакомитесь также с тем, как человек, зная законы экологии, может улучшить условия жизни отдельных растений и растительных сообществ, чтобы получать высокие урожаи.
Основные понятия.
Среда обитания. Условия существования. Взаимные влияния. Взаимные связи. Экология растений. Растительные сообщества.
Вопросы для обсуждения
1.Что изучает экология растений?
2.В чем заключаются взаимосвязи живых организмов с окружающей средой?
Вы уже знаете, что экология — это наука о связях живых организмов со средой обитания. Среда обитания — это та часть живой и неживой природы, в пределах которой живут организмы. Но не все, что окружает организмы, для них одинаково важно. Например, лежащий на лугу камень не так важен для растений луга, как свет или влага.
Самые необходимые для жизни организмов условия среды называют условиями существования.
Условия существования — это тепло, свет, влага, воздух, минеральные соли, соседние организмы и пр.
В чем же заключаются связи организмов со средой обитания?
Живые организмы — это бактерии, грибы, лишайники, растения, простейшие, животные и человек. Они разной величины, представлены разными видами, обитающими в водоемах, почве, наземно-воздушной среде.
Все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются, расселяются. В этом состоит их жизнь. Из среды обитания организмы поглощают одни вещества, например воду, кислород, минеральные соли, а выделяют другие, например углекислый газ, пары воды и пр. Так совершается обмен веществ между живыми организмами и окружающей их средой.
Жизнь организмов вне среды обитания невозможна. Воздействие условий среды (света, тепла, влаги, воздуха и др.) на организм может быть благоприятным или не вполне благоприятным, или даже вредным. В течение жизни организмы изменяют среду, улучшая или ухудшая ее для себя и своих соседей. Вот почему говорят о взаимных влияниях и взаимных связях (взаимосвязях) организмов со средой обитания.
Разные группы живых организмов по-своему взаимодействуют с окружающей их средой. Поэтому экологию подразделяют, например, на экологию растений, экологию животных, экологию человека. В этой книге вы познакомитесь только с экологией растений. Экология растений изучает взаимосвязи растений со средой обитания. Растения на Земле встречаются почти всюду. Они не могут жить в кратерах действующих вулканов, на ледниках и в некоторых других местах. Растения то покрывают Землю плотным зеленым ковром (в лесах, на лугах и полях, в степях, тундрах), то растут разреженно (в сухих и жарких пустынях, на россыпях камней или на песчаных пляжах). Мы встречаем растения на равнинах и в долинах рек, в горах, на скалах, склонах оврагов, на болотах, по берегам рек, на морских и океанических побережьях. Растения обитают не только на суше, но и почти во всех водоемах, встречаются в почве (мелкие водоросли).
Растения оказываются в самых разнообразных условиях. Они могут испытывать на себе действие низких или высоких температур, растут на ярком солнце или в тени, на хорошо увлажненных почвах или сухих, на богатых или бедных почвах, где-то их постоянно обдувают сильные ветры, или они растут в затишье и т.д.
Даже в одном месте надземные части растений оказываются в сильно меняющейся среде. В течение суток и по сезонам года меняется температура, освещенность, влажность, состав и движение воздуха и пр. Корни находятся в почве, более постоянной среде, но и она разнообразна и изменчива. В водоемах условия жизни более постоянны, чем на суше, но тоже меняются.
Чтобы нормально протекала жизнь растений, они должны приспособиться ко всем условиям среды обитания, в том числе к живущим рядом соседям — другим растениям, животным, микроорганизмам и др. Из последующего изложения вы узнаете, в чем заключаются приспособления растений к условиям существования.
Растения живут не изолированно друг от друга, а образуют растительные сообщества — леса, луга, болота и т.д. Их населяют животные. Поэтому, изучая экологию растений, вы узнаете, какие взаимосвязи существуют между растениями и неживой природой, а также между растениями и животными и между растениями внутри сообщества.
Вы узнаете, как меняются условия жизни растений под влиянием деятельности человека, из-за чего исчезают некоторые виды растений и почему их надо охранять. Познакомитесь также с тем, как человек, зная законы экологии, может улучшить условия жизни отдельных растений и растительных сообществ, чтобы получать высокие урожаи.
Источники информации: А.М. Былова, Н.И. Шорина, 1999 (209стр.)
Среда обитания
Чем растения отличаются от животных?
Растения и их экологическая роль на планете. Отличие растений от других организмов.
Природные сообщества
xn--j1ahfl.xn--p1ai
Экология растений — Электронный учебник по биологии
На земном шаре существует более 500 млн. видов растений. И каждый год наука открывает их новые разновидности. Растения не случайно называются "зелеными легкими" нашей планеты. Невозможно представить жизнь без растений. Растительность неравномерно покрывает земную поверхность. В Казахстане лесной массив составляет 21,8 млн. га, т. е. занимает всего 3,35% территории республики. В основном лесные массивы находятся на севере и востоке республики. Есть несколько типов лесов — саксаульные, сосновые, еловые, лиственные, березовые, тугайные и кустарниковые (рис. 73).
Рис. 73. Саксаульные леса
С каждым годом лесной фонд на земном шаре уменьшается. Растительность и леса покрывают 62 млн. км2 всей суши. В нашей республике состояние лесов нельзя назвать удовлетворительным. Главные причины — влияние деятельности человека, многочисленные пожары, изменение климата, загрязнение окружающей среды. Мы должны беречь леса и понимать, что они важны не только для существования человека, но и всей биосферы.
Леса хорошо сохраняют влагу в почве, поддерживают устойчивый водный баланс в природе. Влажная земля способствует развитию растительного покрова и создает благоприятные условия для лучшего размножения животных. Влага лесов постоянно подпитывает подземные воды, реки и озера. Лес — это место обитания диких зверей и птиц, кладовая лекарственных растений, плодов и ягод, благоприятная среда жизни для живых организмов.
Большую роль леса играют в охране посевных площадей. Лесные массивы защищают почву от водной и ветровой эрозии. В безлесных районах земля высыхает и превращается в пустыни и такыры. Сажают деревья и для задержания снега.
Леса также способны очищать воздух. К примеру, 1 га леса поглощает 220—280 кг углекислого газа и выделяет 180—200 кг кислорода, т. е. леса постоянно регулируют газовый состав атмосферы.
Вместе с тем леса — прекрасное место для укрепления здоровья. Поэтому курорты, санатории, дома отдыха и различные оздоровительные учреждения располагаются преимущественно в лесах. Казахстан богат не только лесами, но и равнинными пастбищами. В нашей стране произрастает 5700 видов растений, из них 506 нуждаются в охране. С целью защиты исчезающих видов растений в Казахстане в 1981 г. была издана Красная Книга. Ее главная задача — взять на учет редкие и исчезающие виды растений, чтобы люди приняли меры по их защите. Для этого предприняты меры на государственном уровне, в частности взяты под государственную охрану редкие растения и организованы заповедники (рис. 74, 75).
Рис. 74. Пион
Рис. 75. Тюльпан
В последние годы в нашей республике особое внимание уделяется созданию заповедников. Сейчас организовано 9 государственных заповедников, 5 национальных парков, 17 ботанических, 40 зоологических, 2 геоботанических резервата. В Алматы, Шымкенте, Караганде и других крупных городах функционируют ботанические сады. Все они работают над восстановлением исчезающих видов растений. Вместе со взрослыми в мероприятиях по защите растительного мира участвуют школьники, студенты. В результате активной деятельности молодежи повсеместно создаются кружки "Юный лесник", "Юный эколог", "Юный натуралист", "Зеленый патруль". Они являются надежными помощниками работников лесного хозяйства.
Охрана редких и лекарственных растений — это дело каждого из нас. Наша земля очень богата лекарственными растениями. Они в основном произрастают в горах и отрогах Заилийского и Жетысуского (Джунгарского) Алатау, на Алтае и в Каратау. Широко используются в медицине золотой корень, цитварная полынь, эфедра, зверобой, мята, подснежник. Лечебными свойствами обладают подорожник, ромашка, тысячелистник, горный лук, чеснок, камнеломка, а также алтайский ревень, красная ягода, платочная ферула и др. Например, в Шымкенте фармацевтический завод из этих лекарственных трав изготавливает различные медицинские препараты. Кроме лекарственных трав, в Казахстане много исчезающих видов растений, которые имеют эстетическое значение. Их число тоже уменьшается. Например, в регионе Каратау произрастает 1500 видов растений. Поэтому эту местность называют "Меккой растительного мира". Загрязнение окружающей среды, истощение пастбищ приводит к тому, что меньше становится красивых природных пейзажей, исчезают редкие растения. Постепенно исчезают с нашей земли многие виды тюльпанов, гармала красная, косулья ферула, барбарис илийский, стелящаяся ель, алтайская волчья ягода, илийская жимолость, обыкновенная фисташка, тонкий мак, грушанка, кубышка, росянка, ландыш, дикий виноград и др. Мы должны уберечь и сохранить их. В республике есть немало пустынных и полупустынных регионов: Мойынкум, Таукум, Сарыесикатырау, Жалпаккум, Кызылкум. Во-первых, они считаются богатыми хранилищами растений, во-вторых — прекрасными пастбищами. Но 25 млн. га земли подвергнуты вредному влиянию военных испытаний на полигонах, ветровой эрозии. Чтобы сохранить прекрасные пастбища, необходимо обратить особое внимание на эти регионы и взять их под защиту.
К редким растениям относятся и деревья. Необходимо сократить их вырубку для нужд строительства и использования в качестве топлива. В настоящее время требуют охраны илийская ель, кедр, пихта, рябина, кизильник, серебристый тополь, боярышник, облепиха и многие другие деревья. Самое важное направление в деле охраны лесов — это увеличение запасов искусственных лесопосадок (рис. 76).
Рис. 76 Молодые леса
Ежегодно лесные хозяйства высаживают тысячи саженцев различных деревьев. Таким образом идет восстановление лесов. Общественность и школьники также должны участвовать в защите и охране лесов.
Одним из опасных последствий частых туристических походов в лес является возникновение пожаров. Нередко лесные пожары возникают по вине людей, из-за их безответственного отношения к огню. Чаще всего непогашенная спичка, незатушенный окурок от сигареты становятся причиной пожаров. Особенно трудно погасить пожары в густых хвойных лесах. Иногда для этого требуется много времени. Из-за беспечности человека ежегодно тысячи гектаров лесов и тугайников уничтожаются огнем. Во всем мире 97% пожаров происходит по вине человека. Некоторые пожары в тропических лесах длятся по 2—3 месяца и приводят к большим потерям. Поэтому сохранение лесных богатств — это наша общая задача.
Лес, кроме пожаров, имеет и других врагов — лесных вредителей. К вредителям лесных деревьев относятся грызуны, мелкие насекомые, болезни растений, паразиты, грибы и вирусы. Обычно применяют химические и биологические методы борьбы с вредителями. При использовании химических веществ нужно помнить, что они могут нанести непоправимый урон всей окружающей среде и живым организмам.
Под биологическими методами мы подразумеваем использование в борьбе с вредителями их естественных врагов — животных, птиц, насекомых и растений, которые уничтожают этих вредителей. Это самый перспективный метод борьбы. Естественные враги вредителей леса—это птицы, хищные насекомые, паразиты, вызывающие болезни, а также другие, не видимые глазу, полезные организмы.
1. Растения — основа жизни. Необходимо беречь леса, природные луга, культурные растения. Растения — это запасы продуктов.
2. В Казахстане имеется около 5700 видов растений.
3. Уничтожение растений связано с жизнедеятельностью человека.
4. Для защиты растений организуются заповедники, ботанические сады.
1.Что вы знаете о разнообразии растительного мира?
2. Какую роль играет лес в жизни человека?
3. Какие виды лекарственных растений вы знаете?
1. Какова роль леса в создании устойчивости жизни?
2. Роль леса в обмене веществ и энергии.
3.Какие меры принимаются для защиты леса?
1.Каковы запасы лекарственных растений Казахстана?
2.Есть ли заповедники, охраняющие редкие и лекарственные растения и леса?
3.Есть ли пути сохранения леса от пожара и вредителей?
1. Если в вашей местности есть лес, то оцените его качество и изучите экологическое состояние.
2.Организуйте Красную Книгу вашей местности.
bioslogos.ru
