Тема 2. Фенология. Значение ее при изучении древесных растений. Значение древесных растений
Введение
С незапамятных времен люди всей земли широко используют древесные растения, дающие материал для устройства жилищ, различных сооружений, средств переправы через водные преграды, изготовления предметов домашнего обихода, съедобные плоды и семена, волокнистые материалы, смолы, краски, дубильные вещества и множество других продуктов.
В настоящее время использование древесных растений и продуктов переработки дерева не только не уменьшилось, но и во много раз возросло. Людям приходится думать о рациональном использовании существующих естественных лесов, разведении новых, обогащении их видового состава, повышении продуктивности лесов, выведении новых пород и форм древесных растений и т. д.
В наших лесах дикорастущих древесных растений насчитывается 2883 вида и около 2000 видов введено в культуру из других стран. Очевидно, что без знания морфологических, систематических, биологических, экологических, лесоводственных и иных свойств хотя бы важнейших видов древесных и кустарниковых пород невозможно правильное использование их и управление процессами роста и развития древесных растений, подбор отдельных видов для введения их в культуры, создание лесных насаждений в местностях, где леса не было вовсе, озеленение населенных мест и промышленных предприятий, создание полезащитных, водоохранных и иных насаждений.
Знание особенностей древесных растений, отношений их к факторам внешней среды, реакции на те или иные воздействия человека на них и среду их обитания, возможностей разведения новых растений и их рационального использования имеет огромное практическое значение. Ответы на все эти вопросы дает дендрология.
Слово дендрология происходит от греческих слов дендрон — дерево и логос — учение, наука. Таким образом, под денрологией мы будем понимать специальную ботаническую дисциплину, всесторонне изучающую древесные растения.
Дендрология очень тесно связана почти со всеми разделами ботаники: морфологией, систематикой, биологией, экологией, фитоценологией, фитогеографией, физиологией, фенологией и др., а также лесоводством, лесными культурами, лесомелиорацией, полезащитным и почвозащитным лесоразведением, акклиматизацией и интродукцией, селекцией и семеноводством. Знание дендрологии необходимо при создании дендрариев, ботанических садов и парков, озеленении населенных мест, промышленных предприятий, санаториев, больниц, школ и других общественных зданий, грунтовых, шоссейных, железных дорог и т. д.
В настоящее время дендрология как самостоятельная научная дисциплина преподается во всех лесных учебных заведениях нашей страны, в некоторых университетах и сельскохозяйственных учебных заведениях. В ряде научно-исследовательских учреждений, в ботанических садах и дендрариях, на лесных опытных станциях, в заповедниках и на кафедрах высших учебных заведений ведутся научно-исследовательские работы по дендрологии.
Часть 1. Общие вопросы дендрологии. Тема 1. Экология древесных растений. Основные понятия.
Взаимоотношения между растениями и условиями их существования, или факторами внешней среды, называются экологическими, а раздел ботаники, изучающий закономерности взаимоотношения растений со средой их обитания, — экологией растений. При этом надо иметь в виду, что растение следует рассматривать не оторванно от отдельных факторов внешней среды, а в единстве с ними, так как не только среда оказывает определенное влияние на растение, но и растение в свою очередь влияет на среду обитания и в той или иной мере ее изменяет, преобразует.
Знание экологических особенностей каждого растения очень важно. Общеизвестно, что различные виды древесных растений требуют не одинаковых условий для своего развития. Поэтому, зная экологические свойства растений, человек может изменять в нужном направлении те или иные факторы среды и добиваться лучших результатов в лесном хозяйстве или плодоводстве.
Многообразие факторов внешней среды, влияющих на рост и развитие растений, можно свести к нескольким важнейшим группам.
Первой определяющей группой экологических факторов является климат данной местности. Только при определенных соотношениях отдельных элементов климата — тепла, света, влаги, ветра, продолжительности вегетационного периода, максимума и минимума температур — может нормально развиваться то или иное растение. Изменять климат на значительной территории даже при современном развитии науки и техники трудно, поэтому климатический фактор пока остается наиболее консервативным.
Ко второй группе факторов внешней среды относятся почвенно-грунтовые условия. С почвой растение очень тесно связано местом своего произрастания, из почвы растение получает почвенную влагу и растворенные в ней питательные вещества (минеральные соли), в почве развивается корневая система, которая взаимодействует с почвенной микрофлорой и фауной. Человек может вмешаться и искусственно изменить почвенно-грунтовые условия: внести в почву недостающие минеральные и органические вещества, понизить уровень грунтовых вод или произвести орошение и т. д.
На третьем месте стоят топографические условия местности. Они могут сильно влиять на развитие растений. В соответствии с рельефом и высотой местности создаются особые микро- и макроклиматические особенности, по особому идут почвенные процессы на склонах разных экспозиций, водоснабжение, начало весеннего пробуждения и дальнейшего роста и развития растений (разная фенология).
К четвертой группе относятся биотические факторы, оказывающие на растения очень сильное влияние, например конкуренция других видов растений за свет, влагу, почвенные элементы пищи, воздействие обширной группы животных, вредителей из мира насекомых и грибов и др.
К пятой группе следует отнести хозяйственную деятельность человека, которая может проявляться не только как фактор, способствующий процветанию вида или сообщества, но и затрудняющий нормальное развитие данного вида.
studfiles.net
Тема 2. Фенология. Значение ее при изучении древесных растений.
Фенология — наука, изучающая периодические (сезонные) явления в природе и зависимость их от климатических факторов.
Слово фенология происходит от греческих слов phainomai — являюсь и logos — наука, что в переводе означает наука о явлениях. Термин предложен бельгийским ботаником Морраном. Изучение сезонных явлений и закономерных связей между этими явлениями и вызвавшими их условиями среды представляет большой научный и практический интерес.
Совершенно невозможно познать биологические и иные свойства растения, не изучив его фенологии и не выявив закономерностей сезонного развития каждой отдельной фазы и всего растения в целом.
Использование фенологических наблюдений в лесном хозяйстве.
Основным методом фенологических наблюдений является регистрация сроков наступления различных сезонных явлений. Наблюдения над важнейшими фазами развития интересующих нас растений могут проводиться в одном каком-либо пункте. Аналогичные наблюдения могут проводиться в различных районах страны по определенной программе. Они дают возможность проследить за ходом наступления определенных фаз развития у отдельных видов в пределах всего ареала или какой-то части страны. Данные наблюдений, проведенных в течение нескольких лет в одном пункте, позволят составить календарь развития природы в этом небольшом районе, а наблюдения, проведенные во многих районах, могут быть обобщены. По материалам таких наблюдений можно составить фенологические карты, на которых будут показаны закономерности развития определенного фенологического явления в пространстве в зависимости от изменения климата в широтном и долготном направлениях.
В настоящее время фенологические наблюдения ведутся над важнейшими фазами развития дикорастущих и некоторых интродуцированных древесных растений на лесных опытных станциях, в дендрариях, ботанических садах, на станциях гидрометеослужбы, в некоторых опытных лесхозах, стационарах и т. д.
Фенологические наблюдения в нашей стране имеют очень длинную историю. Они связаны с именем Петра I, который в 1721 г. писал Меньшикову: «Когда деревья станут раскидываться, то велите прислать нам листки оных понедельно, наклавши на бумагу, с подписанием чисел, дабы знать, где ранее началась весна». В то время слово «фенология» не было известно, однако Петр I превосходно понимал практическое значение наблюдений над сезонным развитием природы.
Фенологические наблюдения для лесного хозяйства так же необходимы, как и для сельского. Для лесокультурного дела исключительное значение имеют сроки посева семян древесных и кустарниковых пород и посадка сеянцев и саженцев. Фенологическими наблюдениями установлено, что наилучшим периодом для проведения лесокультурных работ является период, находящийся в границах от зацветания ольхи серой, орешника (лещины)' и ольхи черной до зацветания березы бородавчатой, так как с этим явлением совпадает набухание почек и распускание их у культивируемых в наших лесах таких пород, как сосна, дуб, клен, ясень, береза и др. Продолжительность благоприятного периода лесокультурных работ находится в зависимости от географического местоположения и резко уменьшается с севера на юг. На северо-западе европейской части СНГ он равен 25 дням, в центральной лесостепи — 16 дням, а в восточном Заволжье — 10 дням (Тюрин, 1959, 1960).
Не менее важны фенологические наблюдения над сроками цветения древесных и кустарниковых пород и созревания лесных семян и плодов для установления периодичности плодоношения в разных районах у разных пород, учета размера урожая семян и плодов по отдельным годам, начала их опадания или рассеивания и т. д.
Изучая фазы развития древесных растений и сопутствующие им по срокам другие явления, например кладку яиц вредными насекомыми, появление гусениц или личинок, развитие грибных болезней и т. д., можно и нужно наметить лучшие сроки борьбы с вредителями и болезнями лесных пород, а также установить критерии для их прогноза.
Весьма важны фенологические наблюдения при изучении разнообразия форм многих видов растений. Ботаникам и лесоводам хорошо известны фенологические формы дуба, ясеня, ели, осины, даже черемухи и других пород. Без фенологических наблюдений за сроками распускания листьев и цветения дуба мы не знали бы рано- и позднораспускающихся форм этой важной лесной породы, поскольку морфологически эти формы отличить нельзя.
Различаются некоторые виды деревьев и по срокам осенней раскраски листвы и листопада. Наблюдения над фазами развития осины показали, что между сроками осеннего листопада и устойчивостью осины к грибным заболеваниям существует определенная зависимость. Так, у деревьев с ранним сроком листопада число здоровых особей колеблется от 21 до 61%, у деревьев с поздним листопадом количество здоровых особей составляет 70—77%. Этот фенологический признак может служить хорошим ориентиром, или индикатором, для отбора здоровых деревьев осины при рубках ухода.
Важное значение для подсочного хозяйства имеет правильное определение сроков начала подсочки сосны и других подсачиваемых пород в различных районах их произрастания и подыскания для этих целей соответствующих индикаторов. Однако установление рациональных сроков подсочки возможно после проведения регулярных фенологических наблюдений не только над выделением живицы, но и над сопутствующими фенологическими явлениями из жизни леса.
Большой интерес фенологические наблюдения имеют для зеленого строительства и организации ботанических садов и дендропарков. Знание сроков развития важнейших фаз декоративных древесных растений позволяет подобрать такой ассортимент растений и так распределить их по территории, что цветущие растения будут встречаться на всех участках парка с ранней весны и до осени (см. приложение).
Составленный на основе фенологических наблюдений фенологический спектр для какого-либо парка или ботанического сада мог бы явиться прекрасным наглядным пособием при проведении экскурсий.
studfiles.net
Биология для студентов - 18. Значение света для деревьев и кустарников. Классификация древесных растений по требовательности к интенсивности освещения
На рост и развитие всех растений в большой степени влияют различные факторы:
- свет,
- тепло,
- вода,
- ветер.
Они действуют на растения комплексно и не могут взаимозаменяться. Как же реагируют растения на каждый фактор в отдельности?
Свет является самым главным фактором для роста и развития растений. Для того чтобы процесс фотосинтеза происходил нормально, каждое растение требует своего светового оптимума. Для многих растений его бывает достаточно на открытой площади при прямом освещении солнцем. На каждое растение действует четыре типа освещения:
- верхний,
- передний,
- задний,
- нижний свет.
На дерево, посаженное с южной стороны, влияют все четыре типа света, что создает оптимальные условия для его роста и развития. Известно, что одни растения очень требовательны к свету, а другие хорошо переносят тень.
По степени светолюбия древесные растения подразделяются на следующие группы:
- Светолюбивые (гелиофиты) — растения, произрастающие на открытых местах и не выносящие длительного затенения. Для них характерны листья с мелкоклеточной паренхимой, большим числом устьиц и высоким содержанием хлорофилла на единицу поверхности листа. В эту группу входят лиственница, сосна обыкновенная, береза, вяз перистоветвистый, лох узколистный, тополь (белый, черный, бальзамический), ива белая.
- Породы среднего светолюбия — можжевельник, яблоня, вяз гладкий, клен ясенелистный, орех маньчжурский, боярышник, смородина золотая, жимолость татарская, ирга, спирея.
- Теневыносливые (сциофиты) — растения, которые на полном свету растут лучше, но могут выносить и затенение. У них хвоя и листья более темные, кроны густые, меньше пропускают света, хвоя живет 5-9 лет (у светолюбивых 1-3 года), нижние сучья долго остаются живыми, стволы медленно очищаются от сучьев, отмирание угнетенных деревьев происходит медленнее. По степени увеличения теневыносливости хвойные породы располагаются в следующем порядке: ель, сосна сибирская, пихта; лиственные породы: клен, липа, кустарники подлеска.
Светолюбие растений, как и другие экологические свойства, не есть величина постоянная для конкретного вида: меняется с возрастом. Всходы обычно более теневыносливы, чем взрослые деревья. На бедных почвах растения более светолюбивы, чем на плодородных. Важен и световой режим в течение суток. При интродукции растений из районов с коротким летним днем в места с длинным днем последние развиваются ненормально, не прекращают роста до осенних холодов и погибают от морозов.
Движения растений связаны с реакцией на свет: фототропизм, фотонастии. Экологическое значение – ассимилирующие органы стараются занять положение, при котором растение будет получать оптимальное количество света. У гелиофитов листья «отворачиваются» от избыточного света, а у теневыносливых видов, наоборот, «поворачиваются» к нему.
Фототропизм вызывается оттоком ростовых гормонов – ауксинов, в затененную сторону. Изменение роста с разных сторон верхушечного побега приводит к искривлению стебля. В лесу ветви растут в направлении открытого неба. Фотонастии – рост определенных клеток в листьях или стеблях под влиянием света. При сильной освещенности сильнее растут клетки верхней поверхности – эпинастия, и боковые побеги (шалфей, хризантема, фасоль) или листья в розетках (подорожник, земляника, лапчатка) принимают горизонтальное положение, в темноте вытягиваются клетки нижней поверхности – гипонастия, и побег принимает вертикальное положение. Никтинастия – изменения положения органов в течение суток с изменением интенсивности света и тургора, листья «складываются» вертикально (комнатный цветок маранта).
vseobiology.ru
