Водный режим растений кратко

Обновлено: 04.07.2024

Наземное существование растений возможно только при эффективно действующих корнях, несжимающейся капиллярной проводящей системе (ксилема, см. 3.2.4.2), комбинации изменяющихся (устьица) и статичных (кутикула) приспособлений к защите от испарения и вакуолизированных в различной степени тургесцентных клеток (водный потенциал, см. 6.1.4.2. 6.3.2.1). При недостатке воды растение может усиливать как ее потребление, так и способы защиты от потери воды и ее последствий. Поскольку строение и функции компонентов, обеспечивающих регуляцию водного режима, были описаны выше, речь пойдет о реакциях на дефицит влаги и будет показано, как согласованно растения управляют водным потенциалом, транспортированием водных потоков и механизмами сопротивления транспортированию; при этом они сами влияют на водный режим экосистемы.

13.5.1. Водный потенциал и транспирация

Водный потенциал (см. 6.1.4.2) в определенной точке растения есть результат тока воды и сопротивления ее передвижению. С термодинамической точки зрения он означает пониженную по отношению к свободной воде доступность в точке измерения, что также может быть обозначено и как напряжение, отсасывание или отрицательное давление. Водный потенциал будет тем негативнее, чем в большей степени он падает. Пока он не перейдет критического значения (в листьях в зависимости от вида растения оно составляет от -1,5 до -2,0 МПа), говорят, что водный потенциал лишь немного превышает фактическую степень водоснабжения растения. При достаточной влажности почвы водный потенциал листьев тем ниже (негативнее), чем выше степень транспирации. Уменьшение потенциала с увеличением пропускной способности сравнимо с давлением в водопроводе, которое падает тем больше, чем шире открывают кран. Если в почве преобладает дефицит воды, даже очень незначительная транспирация (и даже полное закрытие устьиц) не может препятствовать падению водного потенциала до очень низких значений. В одинаковой степени низкий водный потенциал в листьях может появиться в зависимости от состояния снабжения водой при очень интенсивной транспирации или при почти полном ее прекращении. Без сведений о синхронном транспирационном потоке нельзя интерпретировать водный потенциал и ответить на вопрос, действительно ли растение испытывает дефицит воды (во всяком случае не при значениях более -2 МПа).

Рис. 13.11. Связь между водным потенциалом листьев и степенью транспирации. Как правило, линейной связью описывают сумму всех гидравлических сопротивлений в континууме почва — лист (диагональные прямые а, b, с обозначают постепенно повышающееся сопротивление транслокации). Потенциал при транспирации, равной 0, означает равновесное состояние между растением и почвой в ранние утренние часы (PD, predawn water potential). А — нормальное снижение без гистерезиса; В — гистерезис в течение дня (время нанесено на график), указывающий на увеличивающееся затруднение водного транспорта (кавитация ксилемы или обезвоживание почвы вблизи тонких корней). При влажной почве большая крутизна линии регрессии также отражает патологические изменения в ксилеме или повреждения тонких корней (например, поражение грибами или корневая гниль)

Отчетливые различия в критических значениях водного потенциала, при которых проявляются первые эмболии (ультразвуковые измерения на засыхающих ветвях) у различных видов, могут коррелировать с диаметром проводящих путей (при большом диаметре эмболия более вероятна), что с другой стороны, возможно, находится в связи со специфической глубиной проникновения корней (до достигаемой почвенной влаги) и ритмами сезонного развития (влажный и сухой периоды). В средиземноморских смешанных насаждениях, состоящих из сезонно-зеленых видов с крупными порами и вечнозеленых с мелкими, последние, которые по сравнению с первыми обладают более глубокими корнями, менее (но более длительно) активны и в сухие периоды менее подвержены эмболии. У видов древесных растений, обитающих в сухих местах, эти признаки ксилемы более выражены.

13.5.2. Реакции на дефицит воды

Этап 1. Реакция устьиц на степень транспирации (даже при высокой влажности почвы), открытая впервые в 70-е годы XX в. О. Ланге и Р. Лёшем в Вюрцбурге и объяснявшаяся чувствительностью к влажности воздуха. Она изменила картину механики регуляции водного бюджета растения (рис. 13.12), когда обнаружилось, что устьица без всякого стресса (без существенно сниженного водного потенциала) реагируют на высокое напряжение транспирации, как бы профилактически уменьшая ширину щели. Между тем было доказано, что сигналом служит не сама влажность воздуха, а вызываемая ею степень транспирации. Предполагается, что в качестве

возбудителя действует зависящая от транспирации аккумуляция абсцизиновой кислоты (ABA) в апопластах замыкающих и побочных клеток.

Путем частичного удаления листьев F. Meinzer (Гавайи) и другие авторы смогли продемонстрировать, что устьица, кроме всего прочего, реагируют компенсаторным образом на потребности всех растений в сообществе и при этом не только приспосабливают к ним саму устьичную диффузию, но и обнаруживают регулировочное поведение, которое включает и аэродинамическую сопротивляемость пограничного слоя. В конечном счете и это сводится к способу измерения транспирации, причем, согласно упомянутым авторам, химические сигналы действовали бы слишком медленно, поэтому предполагаются гидравлические сигналы. Данные примеры также показывают, что употреблявшееся ранее разделение на аутэкологию и синэкологию мешает убедительной интерпретации процессов. Почти все обсуждавшиеся выше реакции объясняются только исходя из их действия на экосистемном уровне.

13.5.3. Поведение устьиц в природе

Наряду с уже описанными воздействиями водного режима ширина устьичных щелей определяется прежде всего световыми ресурсами и тем самым нормой фото

синтеза (и уровнем СО₂ в тканях листа). Фотосинтез извлекает из воздуха и доставляет в лист СО₂, который диффундирует снаружи через устьица (см. 6.5.7). Пока водный режим это допускает, устьица настроены на диффузионную проводимость, при которой в межклетниках листа содержание СО₂ (С_i) поддерживается на уровне около 70 % от концентрации в окружающем воздухе (с_а). Чем выше степень фотосинтеза (А), тем больше должна быть диффузионная проводимость, чтобы поддерживать устойчивую межклеточную концентрацию (отношение С_i/с_а). С этим также связаны СO₂-газообмен и диффузия водяного пара, что означает тесные связи между максимальной степенью фотосинтеза при нормальном уровне СO₂ (А_mах) и максимальной устьичной диффузионной проводимостью (g_mах). Чем выше интенсивность фотосинтеза, тем выше и максимальная устьичная проводимость водяного пара (рис. 13.14).

Рис. 13.14. Связь между максимальной интенсивностью фотосинтеза и состоянием транспирации у растений типа С₃. При хорошем снабжении водой существует линейная корреляция между максимальной диффузионной проводимостью эпидермиса листа (устьица; g_max) и максимальной интенсивностью фотосинтеза Аm_ах на единицу листовой поверхности (А_cар) независимо от жизненной формы (точками обозначены хвойные и лиственные деревья, кустарники, разнотравье, злаки, суккуленты и др.). Это означает, что отношение концентрации С0₂ в межклетниках к его внешней концентрации (С₁/С_а) у всех растений типа С₃ лежит в одной и той же области (0,7 — 0,8) и рассматривается как результат эволюционной оптимизации потери воды и поступления СO₂ через систему пор

Сопоставление, приведенное на рис. 13.14, включает крайние случаи — быстро растущие травянистые растения и малоактивные, очень медленно растущие виды. Оно затушевывает тот факт, что средние значения для доминирующих видов древесных растений крупных биомов Земли в этих нормативных параметрах в естественных местообитаниях едва различаются, если в сравнение включено достаточно много видов. Глобальное значение g_max по отношению к простой проецированной листовой поверхности составляет для 151 вида древесных растений (218 ± 24) ммоль Н₂O м 2 • с -1 . Травянистые растения и сельскохозяйственные культуры имеют в среднем почти вдвое большие значения, растения САМ-стратегии — значительно более меньшие. Минимальная диффузионная проводимость водяного пара (g_min) листьями в значительной степени определяется наличием отверстий в замкнутых устьицах, поэтому говорить о кутикулярной диффузионной проводимости некорректно. Варьирование g_min по отношению к g_max колеблется от 1/20 (травянистые теневые растения) до 1/300 или еще меньше у суккулентов (у деревьев и кустарников от 1/40 до 1/60, т. е. от 3 до 6 ммоль • м -2 • с -1 ).

Рис. 13.15. Схематическое изображение дневного хода листовой диффузионной проводимости. При хорошей погоде и не слишком глубоком увлажнении почвы (водный потенциал листьев перед восходом солнца более 0,2 МПа) диффузионная проводимость листьев g (равна устьичной проводимости, так как кутикулярная транспирация очень мала) утром следует за увеличением светового довольствия (фаза I) до максимального значения g. Если достигается критическое значение дефицита давления водяного пара в воздухе (vpdпримерно 10 гПа), значение g снижается параллельно с дальнейшим поднятием vpd (фаза II). После полудня при том же состоянии климатических факторов, как и утром, значение gстановится все ниже и падает почти до нуля (независящие от времени факторы, аккумуляция конечных продуктов в листьях, пассивно увеличивающееся содержание ABA, активное повышение содержания ABA как сигнал от корней об обезвоживании непосредственно примыкающей к ним почвы, кавитация ксилемы и т. д. — фаза III). Так как в течение дня детерминанты g замещают друг друга, проведение статистического анализа для выяснения факторных зависимостей без разделения фаз невозможно. Кривая 1 — высокая влажность воздуха и почвы; кривая 2 — высокая влажность почвы, но пониженная влажность воздуха (vpd>10 гПа); кривая 3 — ситуация с дефицитом почвенной воды. Стрелкой показан увеличивающийся пресс сухости

Результатом взаимодействия условий влажности, солнечного излучения и температуры является характерный дневной график ширины устьичных отверстий (диффузионная проводимость; рис. 13.15). Вутренние часы раскрытие устьиц определяется в первую очередь светом и фотосинтезом. При определенной плотности потока фотонов РFD (у светолюбивых растений при 20 — 25 % полного солнечного излучения) достигается g_mах. Если превышается критическое значение дефицита давления водяного пара (см. 13.5.2, по меньшей мере около 8 гПа, или около 65 % относительной влажности при 20 °С), это становится для большинства видов древесных пород определяющим фактором воздействия, и g снижается (при хорошей погоде с позднего дополуденного времени). При одинаковых климатических параметрах значения в послеполуденное время, как правило, ниже, чем в дополуденное. Такие реакции, зависящие от времени, объясняются аккумуляцией продуктов фотосинтеза и повышенным уровнем АБА. Дневной ход g у древесных растений выражается одновершинной кривой с максимумом перед наступлением полудня. Травянистые растения реагируют на погоду большей частью в послеполуденное время, это значит, что может быть выражен второй максимум g, когда напряжение транспирации опять понижается. При пасмурной, влажной погоде определяющим фактором будет один РFD. Диффузионная проводимость определяет также диффузию вредных газов (например, озона), поэтому при сухом воздухе и относительном дефиците воды будут незначительные нарушения.

При дальнейшем раскрытии пор изменения ширины отверстий при данной влажности воздуха почти пропорциональны изменениям транспирации, однако это сравнительно мало влияет на фотосинтез. Поэтому растения могут регулировать транспирацию в широких пределах, не оказывая пропорционального воздействия на фотосинтез. Только при незначительной ширине пор влияние на фотосинтез будет сильным. Эта асимметрия приводит к тому, что устьица листа представляют для транспирационного потока единственный значимый управляемый механизм, в то время как усвоение СO₂ дополнительно к диффузии газов испытывает при полном раскрытии устьиц еще одно, примерно в 4 — 5 раз большее сопротивление в клетках мезофилла (у растений С₃, у растений С₄ сопротивление мезофилла значительно меньше). Устьичное сопротивление представляет собой таким образом (прежде всего у растений С₃) только небольшую часть всех препятствий для усвоения СO₂.

При широком раскрывании устьиц большое значение приобретает противодействие газовой диффузии в аэродинамическом пограничном слое листа. Величина листа и его опушение повышают сопротивление пограничного слоя, действующее аналогично устьичному сопротивлению, и редуцируют при этом эффективность устьичной регуляции при широком раскрытии отверстий. При незначительном раскрытии пор, а также при стрессовой ситуации, вызванной сухостью, эти аэродинамические факторы для диффузии воды относительно несущественны, но противодействуют тепловой конвекции и отражению тепла от листа, и тем самым снижению давления водяного пара, они могут косвенно содействовать поддержанию водного баланса. Впрочем, большое число растений засушливых областей довольно слабо опушены или вообще лишены опушения, а это противоречит широко распространенному мнению, что опушение представляет собой непосредственную защиту от испарения. Повышенное сопротивление пограничного слоя (которое стоит в одном ряду с устьичным) в любом случае снижает до минимума эффективность устьичной регуляции.

13.5.4. Водный режим экосистем

Эти зависимости описываются уравнением водного режима:

N = Е + Tr + I + А + dB,

где N — сумма осадков, равна сумме эвапорации с поверхности почвы — Е, транспирации растений — Тг, потери перехвата (смачивающая влага) — I, оттока воды (поверхностный сток и просачивающаяся на глубину инфильтрационная влага) — А, изменений в запасах доступной влаги в почве — dB. За долгий промежуток времени (например, за весь год) изменение запасов почвенной влаги равно нулю. Е, Тг и I могут быть объединены в понятие эвапотранспирации, сокращенно ЕТ. Тогда N = ЕТ + А.

В сомкнутом растительном сообществе решающий фактор водного режима — перехват осадков. Очень много воды задерживается листьями, особенно при часто повторяющихся, но необильных дождях (на смачивание всего насаждения идет 1 — 2 мм воды). В бассейне Амазонки почти четверть общей суммы осадков (около 2000 мм в год) падает на потери перехвата, приближающиеся к объему стока самой Амазонки. На объем перехвата оказывают влияние характер расположения листьев и LAI. Густые хвойные леса задерживают вдвое больше воды, чем луг. При корчевке лесов или покосе перехват влаги ликвидируется, сток повышается/

В Центральной Европе ежегодная сумма испаряемой воды (ЕТ) составляет около 500 мм (максимум на небольшой высоте над уровнем моря в южной части — до 650 мм). Примерно 70% всей испаряемой воды, которую теряет Европа, уходит через листовые поры, что подчеркивает первостепенную роль растительного покрова для водного режима. Особенно способствуют испарению растения в сухой период, так как они с помощью своей корневой системы добираются до резервов воды, которые без растительного покрова не достигали бы состояния испарения (см. табл. 13.3 в разделе 13.7.5.1, а также 13.1.2). С другой стороны, растительность способствует образованию почв с высокой способностью к накоплению запасов воды и препятствует поверхностному стоку. Сомкнутые, хорошо обеспеченные водой растительные сообщества испаряют больше воды на единицу поверхности, чем открытые водоемы (например, озера), благодаря своей большой листовой поверхности, часто более высокой температуре и хорошим аэродинамическим связям с атмосферой.

Водный режим (водообмен) растений представляет собой совокупность ряда процессов:

—поглощение воды растением;

—проведение воды по растению;

—усвоение воды клетками;

—потеря воды в процессе транспирации.

Процесс подъема воды от корней к листьям носит название восходящего тока, а отток воды с растворенными в ней органическими веществами от листьев к ниже лежащим частям и органам – нисходящего тока.

Для своего нормального существования растение должно содержать определенное количество воды. Однако это легко осуществимо лишь для растений, произрастающих в воде. Для сухопутных растений эта задача осложняется тем, что вода в растительном организме непрерывно теряется в процессе испарения. Два процесса – поступление и испарение воды – называют водным балансом.

Для нормального роста и развития растений необходимо, чтобы расход воды примерно соответствовал приходу, или, иначе говоря, чтобы растение сводило свой водный баланс без большого дефицита. Для этого в растении в процессе естественного отбора выработались приспособления к поглощению воды (колоссально развитая корневая система), к передвижению воды (специальная проводящая система), к сокращению испарения (система покровных тканей и система автоматически закрывающихся устьичных отверстий).

Однако очень часто расход воды у растений превышает ее поступление – возникает водный дефицит. Водный дефицит может привести к завяданию – потере растением тургесцентности клеток. Водный дефицит рассчитывают по формуле:

d = (с — а) / (с — b) 100%

d — водный дефицит, %;

с — масса исследуемой ткани при полном насыщении;

b — абсолютно сухая масса.

Различают дневной и остаточный водный дефицит. Дневной водный дефицит наблюдается в полуденные часы летнего дня. Как правило, он не вызывает существенных нарушений жизнедеятельности растений. Остаточный водный дефицит наблюдается на рассвете и свидетельствует о том, что водные запасы листа за ночь восстановились только частично вследствие низкой влажности почвы. При этом растения сначала сильно завядают, а затем при длительной засухе могут погибнуть.

В зависимости от количества потерянной влаги и продолжительности водного дефицита выделяют временное и глубокое завядание.

Причиной временного завядания чаще всего бывает атмосферная засуха, когда доступная вода в почве есть, однако низкая влажность воздуха, высокая температура настолько увеличивают транспирацию, что поступление воды не поспевает за ее расходованием. При временном завядании в основном теряют тургор листья. При этом устьица закрываются, фотосинтез резко замедляется, растение не накапливает сухого вещества, а только тратит его. Временное завядание сравнительно легко переносится растением.

Глубокое завядание наступает тогда, когда в почве почти не остается доступной для растения воды. В этих условиях даже небольшая транспирация вызывает все возрастающий водный дефицит и глубокое завядание, при котором происходит общее иссушение всего растительного организма. Растущие молодые листья оттягивают воду от стебля и корневой системы. Последствия такого завядания могут быть необратимыми и губительными.

Вместе с тем непродолжительное завядание может рассматриваться как один из способов защиты растения от гибельного обезвоживания. Так, при завядании благодаря устьичным и внеустьичным регулирующим механизмам транспирация резко сокращается, что позволяет растительному организму в течение определенного промежутка времени сохранить воду и не погибнуть от полного высыхания. Завядание может происходить при разной потере воды. У растений тенистых местообитаний с малоэластичными клеточными оболочками потеря воды, равная 3—5%, уже вызывает завядание. Однако есть и такие растения, у которых завядание наступает только при 20—30%-ном водном дефиците. Водный дефицит и завядание вызывают сдвиги в физиологической деятельности растения. Эти изменения могут быть более или менее сильными, обратимыми и необратимыми, в зависимости от длительности обезвоживания и от вида растения.

Формы почвенной влаги

По степени доступности для растения различают следующие формы почвенной влаги.

Гравитационная вода заполняет промежутки между частицами почвы и хорошо доступна растениям. Однако она быстро испаряется и легко стекает в нижние горизонты почвы под влиянием силы тяжести, вследствие чего бывает в почве лишь после дождей.

Капиллярная вода заполняет капилляры в почвенных частицах. Эта вода хорошо доступна для растений, она удерживается в капиллярах силами поверхностного натяжения и поэтому не только не стекает вниз, но и поднимается вверх от грунтовых вод.

Пленочная вода окружает коллоидные частицы почвы. Вода из периферических слоев гидратных оболочек может поглощаться корнями.

Гигроскопическая вода адсорбируется сухой почвой при помещении ее в атмосферу с 95%-ной относительной влажностью. Этот тонкий слой молекул воды удерживается с такой силой, что их водный потенциал достигает -1000 атмосфер и она недоступна для растений.

Содержание почвенной влаги в процентах, при котором растение впадает в устойчивое завядание, называют коэффициентом или влажностью завядания. Завядание растений разных видов может начинаться при одной и той же влажности, но промежуток времени от завядания растения до его гибели (интервал завядания) у растений может быть различным. Так, для растений бобов он составляет несколько суток, а для растений проса - несколько недель. Завядание начинается позже у растений с более высоким осмотическим давлением и меньшей скоростью транспирации.

q = % песка + % пыли + % глины

где q — мертвый запас.

Количество доступной для растительного организма воды представляет разность между полевой влагоемкостью (максимальное количество воды, удерживаемое почвой в капиллярах) и мертвым запасом. Так, если полевая влагоемкость черноземных почв составляет 50%, мертвый запас—25%, то количество доступной воды равно 25%, тогда как у песка полевая влагоемкость — 15%, мертвый запас—5%, количество доступной воды всего 10%.

Наибольшим мертвым запасом и запасом доступной влаги обладают перегнойные суглинистые почвы.

Водный режим (водообмен) растений представляет собой совокупность ряда процессов:

1. Поглощение воды растением.

2. Проведение воды по растению.

3. Потери воды в процессе транспирации.

4. Усвоение воды клетками.

Водный баланс растения – это сравнение прихода воды и ее расхода.

Водный дефицит в растении – это когда расход воды растением превышает ее приход.

Водный дефицит – отношение недостатка насыщения клеток водой к количеству воды при полном насыщении.

В растениях поддерживается постоянный ток воды, обеспечивающий водой живые клетки. Водообмен растений сложен и многообразен: корневая система поглощает воду из почвы, затем вода движется по растению, затем испаряется через листья в атмосферу, часть воды принимает участие в процессе гидратации белковых молекул и в метаболизме клеток (фотосинтез, дыхание).

Содержание воды в разных частях растения сильно варьирует. В молодых листьях и сочных плодах содержится до 95 %, в корневых окончаниях – до 90 %, а в сухих семенах – всего 6-4 %. В коре стебля наибольше содержание воды отмечается во флоэмной части коры. В начале вегетация наибольшая влажность у листьев, в конце она уменьшается.

1. Физические свойства воды.

Вода – самое аномальное и уникальное по своим свойствам вещество на планете. Основные ее физические свойства:

1.Плотность. Все вещества увеличивают объем при нагревании, уменьшая при этом свою плотность. А у воды при давлении в 1 атм в интервале от 0 до +4 град. С при увеличении температуры объем уменьшается и максимальная плотность наблюдается при +4 град. С То есть, при замерзании воды ее объем резко возрастает, а при таянии резко уменьшается. С увеличением давления температура замерзания воды понижается, поэтому на глубине при минусовых температурах вода не замерзает.

2.Теплоемкость. Величина теплоемкости воды в 5-30 раз выше, чем у других веществ, из-за сильного притяжения между соседними молекулами и большим внутренним сцеплением.

3.Поверхностное натяжение и прилипание. На поверхности воды создается поверхностное натяжение. Вода обладает свойством адгезии прилипания, которое определяет подъем жидкости против сил гравитации на большую высоту.

4. Для водных растений важно отсутствие у воды цвета – за счет высокой светопропускающей способности воды возможен фотосинтез под водой.

5.Имеет три агрегатных состояния – жидкое, твердое, газообразное.

11. Химические свойства воды.

1.В молекуле воды (Н2О) отмечается распределение зарядов (двух положительных и двух отрицательных) ассиметрично. Сама молекула воды электронейтральна, но имеет на одной стороне отрицательный, а на другой положительный заряды. Такие молекулы называют диполями:

Наличие дипольного момента определяет ориентацию молекул воды вокруг ионов (молекул белков) в клетке: у катионов молекулы воды располагаются ближе к поверхности иона своими отрицательными концами (атомами кислорода), а вокруг анионов - положительными (атомами водорода). Связывание молекул воды в электрическом поле называется электростатической гидратацией ионов.

2. Молекулы воды способны образовывать водородные связи между собой и с полярными группами органических веществ: кислород при образовании ковалентной связи притягивает электрон водорода, а такой оголенный водород способен притягивать соседние молекулы воды. Наличие в молекуле воды двух протонов и двух одинаковых пар электронов обеспечивает формирование четырех водородных связей с окружающими молекулами воды с образование особой решетчатой структуры.

3.Вода способна диссоциировать на водород и гидроксильный ион:

4.Чистая вода имеет величину рН = 7,0.

Распределение воды по растению.

Понятие о водном режиме, водном балансе и водном дефиците у растений.

Водный режим (водообмен) растений представляет собой совокупность ряда процессов:

1. Поглощение воды растением.

2. Проведение воды по растению.

3. Потери воды в процессе транспирации.

4. Усвоение воды клетками.

Водный баланс растения – это сравнение прихода воды и ее расхода.

Водный дефицит в растении – это когда расход воды растением превышает ее приход.

Водный дефицит – отношение недостатка насыщения клеток водой к количеству воды при полном насыщении.

1. Физические свойства воды.

5.Имеет три агрегатных состояния – жидкое, твердое, газообразное.

11. Химические свойства воды.

Водный режим растений — совокупность процессов поглощения, усвоения и испарения (выделения) воды растениями.

По отношению к колебаниям водоснабжения и испарения среди растений выделяют две группы:

* Пойкилогидрические — растения, у которых количество воды в тканях непостоянно и зависит от условий влажности среды. (Например, многие мхи, водоросли, папоротники)

Гомойогидрические — растения, которые способны поддерживать относительное постоянство воды в тканях и мало зависящие от влажности окружающей средыВ процессе эволюции растения приобрели различные адаптации, связанные с регуляцией водного режима в конкретных условиях их обитания. По этим признакам их относят к разным экологическим группам:

Связанные понятия

Экология растений — раздел экологии, изучающий взаимозависимости и взаимодействия между растительными организмами, а также между растениями и средой их обитания.

Фиторемедиация — комплекс методов очистки сточных вод, грунтов и атмосферного воздуха с использованием зеленых растений. Одно из направлений более общего метода биоремедиации.

Экосисте́ма, или экологи́ческая систе́ма (от др.-греч. οἶκος — жилище, местопребывание и σύστημα — система) — биологическая система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Одно из основных понятий экологии.

Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов.

Упоминания в литературе

Для полива оранжерейных цветочных растений используют чистую воду комнатной температуры с учетом содержания в ней растворенных солей. Водопроводную воду перед поливом отстаивают, чтобы соли железа и извести осели на дно. Для полива орхидей и папоротников лучшей является дождевая или снеговая вода. В открытом грунте, как в цветочных хозяйствах, так и на цветочных клумбах, водный режим растений хорошо регулируется поливом из различных разбрызгивающих устройств, подключенных к водопроводной сети.

Связанные понятия (продолжение)

Биологи́ческая продукти́вность — понятие, в общем случае, обозначающее воспроизведение биомассы растений, микроорганизмов и животных, входящих в состав экосистемы. В узком смысле оно трактуется как воспроизводство диких животных и растений, используемых человеком.

Экологи́ческие фа́кторы — свойства среды обитания, оказывающие какое-либо воздействие на организм. Например, наличие минеральных веществ, доступ кислорода, влажность почвы, температура почвы, рыхлость почвы. Индифферентные элементы среды, например инертные газы, экологическими факторами не являются.

Фитоге́нное по́ле (эдасфе́ра) — часть пространства (биотопа), в пределах которой среда приобретает новые свойства под влиянием отдельного растительного организма. Термин предложен советским геоботаником и фитоценологом Алексеем Александровичем Урановым.

Биотические свойства грунтов (от греч. biote — жизнь) в инженерной геологии — особенности грунтов, обусловленные присутствием и жизнедеятельностью в них биотических (живых) компонентов от микро- до макроуровня. Грунтовая биота (микро- и макроорганизмы) определяет такие важные с инженерно-геологической и эколого-геологической точек зрения свойства как биологическая активность грунтов, их биологическая поглотительная способность и биоагрессивность.

Почва — природное тело, формирующееся в результате преобразования поверхностных слоёв суши Земли при совместном воздействии факторов почвообразования. Состоит из почвенных горизонтов, образующих почвенный профиль, характеризуется плодородием. Многообразие почв отражено в разных типах почв.

Гуматы — часть гуминовых веществ (ГВ), которые представляют собой соли гуминовых кислот. Гуматы обладают общими для всех ГВ свойствами: полидисперсностью, нерегулярностью строения и полифункциональностью. Эти свойства проявляются за счет сочетания в молекулярной структуре ароматического ядра и гидрофильной периферии, состоящей в основном из алифатических, олигосахаридных и олигопептидных фрагментов.

Экологи́ческая гру́ппа — совокупность видов, характеризующаяся сходными потребностями в величине какого-либо экологического фактора и возникшими в результате его воздействия в процессе эволюции сходными признаками, закрепившимися в генотипе.

Наземные экосистемы играют особую роль в жизни человека, поскольку урожай в них можно получать на всех трофических уровнях в отличие от водных сообществ, где используется только верхняя часть экологической пирамиды. Следовательно, особенности двух типов экосистем необходимо учитывать при эксплуатации природных ресурсов.

Миграция пестицидов в почвенном профиле происходит в основном за счет капиллярно-гравитационного перемещения воды. Скорость миграции и глубина проникновения пестицидов зависят от множества факторов, связанных как с почвенно-климатическими особенностями (гранулометрическим составом, содержанием коллоидов и сорбционной способностью почв, количеством осадков), так и со свойствами и дозами вносимых в почву препаратов.

Биоремедиация — комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием метаболического потенциала биологических объектов — растений, грибов, насекомых, червей и других организмов.

Фертигация — способ внесения жидких удобрений либо пестицидов, одновременно с осуществлением орошения (полива). Данная технология была внедрена впервые в 1970-х годах и получила широкое распространение по всему миру. При применении фертигации значительно возрастает эффективность вносимых питательных веществ, так как происходит снижение непродуктивных потерь удобрений за счет более полного их поглощения растениями.

Биоценоз — это исторически сложившаяся совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство (определённый участок суши или акватории), связанных между собой, а также окружающей их средой. Биоценозы возникли на основе биогенного круговорота и обеспечивают его в конкретных природных условиях. Биоценоз — это динамическая, способная к саморегулированию система, компоненты которой (продуценты, консументы, редуценты) взаимосвязаны. Один из.

В структуре наземных биоценозов значительную роль играет почвенная микрофлора. Микроорганизмы способствуют разложению мертвых органических веществ до минеральных, т. е. участвуют в процессе, без которого нормальное существование биоценозов было бы невозможным.

Пикопланктон — это фракция планктона, состоящая из клеток размером от 0,2 до 2 мкм, которые могут быть как прокариотическими, так и эукариотическими фототрофами и гетеротрофами.

Экобиоморфа (от др.-греч. οἶκος — жилище, местопребывание, др.-греч. βίος — жизнь и др.-греч. μορφή — вид, форма) — совокупность (группа) растений, не обязательно родственных, но обитающих в сходных условиях среды (имеющих сходные экологические ниши) и имеющих определённый тип приспособительной структуры и связанных с ней физиологических особенностей.

Экосистема озера включает биотические (живые) растения, животных и микроорганизмы, а также абиотические (неживые) физические и химические взаимодействия.Озерные экосистемы являются яркими примерами стоячих экосистем. К стоячим относятся застойные или слаботекущие воды (от латинского Lentus-вялый). Стоячие воды колеблются от прудов, озер до водно-болотных угодий, и большая часть этой статьи относится к стоячим экосистемам в целом. Стоячие экосистемы можно сравнить с текучими экосистемами, в которые.

Биогеоцено́з (от греч. βίος — жизнь γη — земля + κοινός — общий) — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии (природная экосистема). Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Например: биогеоценоз соснового.

Техногенез — происхождение и изменение ландшафтов под воздействием производственной деятельности человека. Техногенез заключается в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью механических, геохимических и геофизических процессов. Название происходит от греч. techne — искусство, ремесло, и genesis — рождение, происхождение.

Хемотип — разновидности организмов (например, растений, микроорганизмов), имеющие различную способность к образованию тех или иных химических веществ, метаболитов, но по внешним признакам практически неразличимые.

Уровни организации жизни — иерархически соподчинённые уровни организации биосистем, отражающие уровни их усложнения. Чаще всего выделяют семь основных структурных уровней жизни.

Жизнедеятельность — совокупность процессов, протекающих в живом организме, служащих поддержанию в нём жизни и являющихся проявлениями жизни.

Азотоба́ктер (лат. Azotobacter) — род бактерий, живущих в почве и способных в результате процесса азотфиксации переводить газообразный азот в растворимую форму, доступную для усваивания растениями.

Аквапоника (лат. aqua — вода, греч. πόνος — работа) — высокотехнологичный способ ведения сельского хозяйства, сочетающий аквакультуру (выращивание водных животных) и гидропонику (выращивание растений без грунта).

Гуми́новые вещества́ — системы органических молекул высокой молекулярной массы, образующихся, трансформирующихся и разлагающихся на промежуточных стадиях процесса минерализации органического вещества отмирающих организмов.

Цианобакте́рии, или синезелёные во́доросли, или циане́и (лат. Cyanobacteria, от греч. κυανός — сине-зелёный) — отдел крупных грамотрицательных бактерий, способных к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода.

Загрязнение грунтов — привнесение в грунты или возникновение в них новых, как правило, не характерных для них компонентов-загрязнителей (твердых, жидких, газообразных, биотических или комплексных), оказывающих вредное воздействие (прямое или косвенное) на экосистемы, включая и социальные (человека).

Гломалин — гликопротеин, вырабатываемый в большом количестве гифами и спорами грибов арбускулярной микоризы (АМ) в почве и в корнях растений. Гломалин был обнаружен в 1996 году Сарой Ф. Райт, ученой из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США. Название происходит от порядка грибов Гломовые.

Активный ил — биоценоз зоогенных скоплений (колоний) бактерий, дождевых червей и простейших организмов, которые участвуют в очистке сточных вод. Применяется в биологической очистке сточных вод. Данный метод был изобретён в Великобритании в 1913 году. Биологическая очистка сточных вод осуществляется с целью удаления из них органических веществ, в том числе соединений азота и фосфора.

Тепловое загрязнение — выброс тепла в атмосферу и в водные ресурсы, вызванный техногенной деятельностью человека, и наряду с выбросами парниковых газов, служащий одним из факторов глобального потепления.

Сукце́ссия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная закономерная смена одного биологического сообщества (фитоценоза, микробного сообщества и т. д.) другим на определённом участке среды во времени в результате влияния природных факторов (в том числе внутренних сил) или воздействия человека.

Расте́ния-индика́торы, или индикаторные растения — растения, для которых характерна резко выраженная адаптация к определённым условиям окружающей среды. При наличии таких растений можно качественно или количественно оценить условия окружающей среды.

Коэволю́ция — совместная эволюция биологических видов, взаимодействующих в экосистеме. Изменения, затрагивающие какие-либо признаки особей одного вида, приводят к изменениям у другого или других видов. Первым концепцию коэволюции ввёл Н. В. Тимофеев-Ресовский в 1968 году. Происходит при различных типах биоценотических взаимосвязей между видами, которые реализуются при взаимодействии конкретных видов в отдельных биоценозах:стр.395. Коэволюция сопровождается формированием комплекса взаимных адаптаций.

Преде́льно допусти́мая концентра́ция (ПДК) — утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая максимальная концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований, в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Под эволюцией фотосинтеза понимают исторический путь происхождения и последующего развития фотосинтеза или последовательное становление и изменение процесса преобразования солнечной энергии в химическую для синтеза сахаров из углекислого газа, с выделением кислорода в качестве побочного продукта.

Синузия (греч. synusia — совместное пребывание, сообщество) — часть фитоценоза (биоценоза), совокупность (объединение, группа) особей одного вида (синузия первого порядка) или сходных видов (синузии второго и третьего порядков). Или пространственно и экологически обособленная часть растительного сообщества, состоящая из видов растений одной или нескольких экологически близких жизненных форм (экобиоморф). Основное понятие в изучении растительности экосистем (фитоценоза). Является основной системной.

Эдафо́н (от др.-греч. ἔδᾰφος, ἔδᾰφεος — основание, дно; земля, почва) — совокупность всех живых существ, населяющих почву (грибы, водоросли, бактерии, черви и членистоногие и др.). Термин введен немецким биологом Р. Франсе в 1921 году. В зависимости от размера организмов выделяют наноэдафон, микроэдафон, мезоэдафон и макроэдафон. В составе мезоэдафона различают постоянных обитателей почвы (мезогеобий) и обитателей поверхности почвы и подстилки (мезогерпетобий).

Читайте также: