ГЛАВА 1 Температура как экологический фактор. Тепло как экологический фактор для растений
Тепло как экологический фактор
Количество просмотров публикации Тепло как экологический фактор - 1053
Тепло является одним из главнейших экологических факторов. Оно крайне важно для базовых жизненных процессов — фотосинтеза, дыхания, транспирации, роста и развития растений. Тепло влияет на распространение растений по земной поверхности. Именно данный фактор в значительной степени определяет границы растительных зон. Границы географического распространения отдельных растений часто совпадают с изотермами.
Источник тепла — энергия солнечных лучей, которая в растении превращается в тепловую. Энергетический поток поглощается почвой и надземными частями растений. Это тепло передается нижним почвенным горизонтам, идет на обогревание приземных слоев воздуха, расходуется на испарение с поверхности почвы, излучается в атмосферу, у наземных растений тратится на испарение.
Температурные условия на суше определяются географическим положением (географической широтой и удаленностью от океана), рельефом (высотой над уровнем моря, крутизной и экспозицией склонов), сезоном, временем дня. Очень важной характеристикой температурных условий являются суточные и сезонные колебания температур.
Достаточно разнообразны тепловые условия в водоемах, но температура здесь колеблется меньше, чем на суше, особенно в морях и океанах.
В ходе эволюции растения выработали приспособления к различным температурным условиям, как к высоким, так и к низким температурам. Так, в горячих гейзерах с температурой воды до 90°С живут сине-зеленые водоросли, у некоторых наземных растений листья прогреваются до 53°С и не погибают (финиковая пальма). Растения приспосабливаются также к низким температурам: в Арктике и высокогорьях, на поверхности льда и снега развиваются некоторые виды водорослей. В Якутии, где морозы достигают — 68°С, хорошо растет лиственница.
Способность растений переносить высокие и низкие температуры обусловлена как морфологическим строением (размерами, формой листьев, характером их поверхности), так и физиологическими особенностями (свойствами протоплазмы клеток).
Тепло влияет на сроки прохождения растением фенологических фаз. Так, начало развития растений на Севере, как правило, задерживается. При распространении какого-либо вида растения на север фаза цветения и плодоношения наступает все позже. Поскольку вегетационный период становится по мере движения на север все более коротким, растение не успевает сформировать плоды и семена, что препятствует его расселению. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, недостаток тепла ограничивает географическое распространение растений.
Температурный фактор влияет и на топографическое распространение растений. Даже на очень ограниченной территории температурные условия водоразделов, склонов разной экспозиции и крутизны будут различны, особенно в горных районах. Водоразделы нагреваются больше, чем склоны северной и восточной экспозиций, склоны южной экспозиции прогреваются лучше, чем водоразделы, и т. д. По этой причине в северных районах на склонах южной экспозиции могут расти виды, характерные для водораздельных условий более южных районов.
referatwork.ru
Вопрос 132 ТЕПЛО КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛА. ПОНЯТИЕ О ТИПАХ КЛИМАТА
Тепло является одним из главнейших экологических факторов. Оно необходимо для основных жизненных процессов — фотосинтеза, дыхания, транспирации, роста и развития растений. Тепло влияет на распространение растений по земной поверхности. Именно этот фактор в значительной степени определяет границы растительных зон. Границы географического распространения отдельных растений часто совпадают с изотермами.
Источник тепла — энергия солнечных лучей, которая в растении превращается в тепловую. Энергетический поток поглощается почвой и надземными частями растений. Это тепло передается нижним почвенным горизонтам, идет на обогревание приземных слоев воздуха, расходуется на испарение с поверхности почвы, излучается в атмосферу, у наземных растений тратится на испарение.
Температурные условия на суше определяются географическим положением (географической широтой и удаленностью от океана), рельефом (высотой над уровнем моря, крутизной и экспозицией склонов), сезоном, временем дня. Очень важной характеристикой температурных условий являются суточные и сезонные колебания температур.
Достаточно разнообразны тепловые условия в водоемах, но температура здесь колеблется меньше, чем на суше, особенно в морях и океанах.
В ходе эволюции растения выработали приспособления к различным температурным условиям, как к высоким, так и к низким температурам.
Способность растений переносить высокие и низкие температуры обусловлена как морфологическим строением (размерами, формой листьев, характером их поверхности), так и физиологическими особенностями (свойствами протоплазмы клеток).
Тепло влияет на сроки прохождения растением фенологических фаз. Так, начало развития растений на Севере, как правило, задерживается. При распространении какого-либо вида растения на север фаза цветения и плодоношения наступает все позже. Поскольку вегетационный период становится по мере движения на север все более коротким, растение не успевает сформировать плоды и семена, что препятствует его расселению. Таким образом, недостаток тепла ограничивает географическое распространение растений.
Температурный фактор влияет и на топографическое распространение растений. Даже на очень ограниченной территории температурные условия водоразделов, склонов разной экспозиции и крутизны будут различны, особенно в горных районах. Водоразделы нагреваются больше, чем склоны северной и восточной экспозиций, склоны южной экспозиции прогреваются лучше, чем водоразделы, и т. д. Поэтому в северных районах на склонах южной экспозиции могут расти виды, характерные для водораздельных условий более южных районов.
Теплообменом называется перенос тепла от одних тел к другим или одних частей тела к другим, вызываемый разностью температур. Процесс теплообмена – это сложный процесс, он связан с конвективной и молекулярной диффузией и определяется законами аэродинамики, газодинамики, термодинамики, передачи энергии в форме теплоты, передачи лучистой энергии и превращением ее в теплоту и наоборот.
Теплообмен характеризуется выравниванием температуры и осуществляется тремя способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением.
Теплопроводность – это передача тепла молекулярной диффузией, т.е. перенос тепловой энергии осуществляется от частиц обладающих большей энергией к частицам с меньшей энергией. Теплопроводность наблюдается только в твердых телах и неподвижных слоях жидкости или газа.
Конвекция – передача тепла потоками жидкости или газа из одной области пространства в другую. Конвекция бывает свободной и вынужденной.
Свободная конвенция возникает из-за разности плотностей нагретой и холодной среды. При вынужденной конвенции движущиеся потоки создаются принудительно – компрессором, вентилятором и т.д.
Конвекция сопровождается переносом тепла теплопроводностью в пограничных слоях. Совместный процесс конвекции и теплопроводности называется конвективным теплообменом.
Излучение – это передача тепловой энергии путем электромагнитных колебаний. Процесс передачи тепла излучением можно условно разделить на 3 этапа:
1. Преобразование внутренней энергии системы в энергию электромагнитных волн;
2. Распространение этих волн в среде, разделяющей источник и приемник.
3.Реакция приемника на излучение.
В реальных условиях названные способы переноса тепла протекают одновременно: такое физическое явление называется сложным теплообменом. Его закономерности могут быть установлены на основе закономерностей простых видов теплообмена.
Климатом называют многолетний режим погоды, т.е. совокупность и последовательность смены погоды в данной местности, зависящей от ее географических условий.
Ученые выделяют экваториальный климат, два тропических, два умеренных, два полярных (арктический, антарктический) и переходные — два субэкваториальных, два субтропических и два субполярных (субарктический и субантарктический). В каждой климатической зоне имеются внутренние различия, пи которым выделяются отдельные климатические области.
Климат зависит от широты места, разнообразия поверхности (прежде всего суша или море), морских течений, рельефа, высоты места над уровнем моря, удаленности от моря.
cyberpedia.su
ГЛАВА 1 Температура как экологический фактор — МегаЛекции
Дипломная работа
«Жаростойкость растений разных экологических групп»
Работу выполнила:
Аббасова Алина Эдуардовна,
специальность 020400.62 - Биология
4 курс группа 5302
Научный руководитель:
Асеев Виктор Юрьевич, доцент, к. с.х. н..
Отметка о допуске к защите: ____________
Дата публичной защиты: _______________
Оценка: ____________ _____________(______________)
Подпись научного руководителя (расшифровка подписи)
Рязань 2017г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1
Литературный обзор
ГЛАВА 2
Методы диагностики и пути повышения жаростойкости
а)действие высоких температур
б)влияние высоких температур физиологические процессы
в)белки теплового шока(БТШ) и выживание растений
ГЛАВА 3
Температура как экологический фактор
ГЛАВА 4
Экологические группы растений по жаростойкостиа)ксерофиты
б)мезофиты
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
То, как скажется действие тепла на растение, в первую очередь зависит от силы его воздействия( дозы и продолжительности): как кратковременная , так и стабильная продолжительная жара примерно одинаково вредно воздействуют на растение. Поэтому жаростойкость определяет степень выносливости некоторых высоких температур при их временном воздействии.
Приспособленность растений к условиям среды есть ни что иное, как результат эволюционного развития. В ходе филогенеза каждого вида растения в процессе эволюции выработались определенные потребности к условиям существования и приспособленность к занимаемой экологической нише. При изменении сложившихся условий растения путем перестроения физиологических процессов и морфологических изменений вновь приспосабливаются к условиям среды для продолжения своей жизнедеятельности. Разные экологические группы растений по-разному адаптируются к повышенным температурам. Все физиологические и биохимические процессы идут лишь в определенных температурных границах , которые ,как правило, лежат в довольно узких пределах.
Исследование растений разных экологических групп на воздействие температурного фактора имеет большое физиологическое значение, так как растения проявляют устойчивость к данному явлению как результат приспособления к условиям существования.
Цель: изучение жаростойкости растений разных экологических групп(мезофитов и ксерофитов)
Задачи:
-обзор литературы по данной теме
- изучение методики исследования
-ознакомление с особенностями(ботаническими и физиологическими) растений данных экологических групп
-проведение исследований с испытуемыми видами растений разных экологических групп
ГЛАВА 1 Температура как экологический фактор
Пожалуй, одним из главных факторов, определяющих существование и развитие живых существ на Земле, является температурный фактор. И , соответственно, есть организмы, так или иначе зависимые от температуры окружающей среды. Одними из таких являются растения.
Растения- пойкилотермные организмы. Это значит, что температура их «тела» зависит от температуры окружающей среды. Но это утверждение не совсем полное, потому как, во-первых, растения являются ограниченными пойкилотермами, потому что могут лишь частично регулировать температуру своих тканей за счет процесса транспирации, а во-вторых, тепло, выделяемое при дыхании и используемое в процессах синтеза, не играет особую экологическую роль. Но ,так или иначе, температура надземных частей растений может отличаться от температуры окружающей среды из-за обмена энергией с окружающей средой.
Так, например, растения высокогорий или Арктики, обитающие в местах, защищенных от ветра, или произрастающие вплотную к почве, несмотря на достаточно низкие температуры воздуха, имеют более благоприятный тепловой режим и могут сами активно регулировать рост и развитие. А так как мы рассматриваем некоторые наиболее важные экологические группы растений, то, чтобы дать характеристику тепловым условиям их местообитания , нужно знать, как распределяется тепло в пространстве и его динамику во времени как в общем, так и при конкретных условиях произрастания растений.
Чтобы получить общее представление о теплообеспеченности того или иного района, необходимо учитывать и применять общеклиматические показатели, такие как абсолютный минимум и максимум ( самая низкая и высокая температура, зарегистрированная в данном районе), средняя температура самого теплого месяца( на преобладающей части северного полушария это июль, южного полушария-январь, в прибрежных районах и на островах- февраль и август), среднегодовая температура для данного района.
Чтобы характеризовать тепловые условия жизни растений , важно учитывать общее количество тепла того участка, где обитает данное растение, и то, как оно распределяется во времени, от чего зависят возможности вегетационного периода. Годовую динамику тепла можно проследить по среднемесячным (среднесуточным) температурам и изменению минимальных и максимальных температур. Границы вегетационного периода определяются длительностью безморозного периода, частотой и степенью вероятности осенних и зимних заморозков. Порог вегетации у растений не может быть одинаковым при их разном отношении к теплу: у холодостойких культурных видов условно принимают 5С, у культур умеренной зоны 10С, у теплолюбивых- 15С. Вместе с тепловыми характеристиками окружающей среды нужно знать также температуру самих растений и то, как и от чего она изменяется, так как именно она является фоном и опорой для физиологических процессов. Для измерения температуры растений используют электротермометры, имеющие миниатюрные полупроводниковые датчики. Чтобы датчик не повлиял на температуру измеряемого органа растения , нужно, чтобы его масса была намного меньше массы органа. Датчик также должен быть малоинерционным и быстро реагировать на изменения температуры. Применяют датчики путем прикладывания к поверхности растения или «вживления» в стебли, листья, по кору(например, чтобы измерить температуру камбия). При этом обязательно измеряют температуру окружающего воздуха(датчик затеняют).
Рекомендуемые страницы:
Воспользуйтесь поиском по сайту:
