Влияние экологических факторов на растения реферат

Обновлено: 12.05.2024

Город – искусственная экосистема, созданная человеком. С одной стороны, он улучшает условия жизни населения, с другой – приводит к вытеснению природных, естественных систем искусственными, загрязнению окружающей среды, повышению химической, физической и психической нагрузки на живые организмы. Эти изменения сказываются на здоровье людей, приводя к увеличению заболеваемости городского населения .

Улучшению экологической обстановки в городе способствуют зеленые насаждения. Растения являются важным компонентом городской среды: они обогащают воздух кислородом, увлажняют и очищают его, способствуют снижению шума, влияют на микроклимат территории.

Однако основные экологические факторы в населенных пунктах, особенно в городах, существенно отличаются от тех, которые влияют на растения в естественной обстановке. Загрязнение воды, воздуха, почвы, оказывает влияние на физиологическую функцию растений, их внешний облик, состояние, продолжительность жизни, генеративную сферу.

Выполнение работ по инвентаризации зеленых насаждений дает возможность оценить антропогенную нагрузку на территорию. С этой целью учениками экологического отдела краеведческого музея школы №11 в течение трех лет проводятся работы по созданию экологического паспорта школьного микроучастка, в котором важное место отводится оценке состояния окружающей среды с помощью методов фитоиндикации. Ребятами была изучена запыленность и загрязненность атмосферного воздуха, жизненное состояние древесных растений на территории школы и прилегающей к ней березовой роще, видовой состав лишайников и т. д. Однако до сих пор не были изучены травянистые растения, которые также являются важным звеном городской экосистемы.

1. 1 Роль растений в городе

Растения в городе необходимы, чтобы приспособить городскую среду для жизни человека. Чем зеленее город, тем менее пагубно сказываются на здоровье человека промышленные загрязнения [6]. Особенно эффективно улучшают городскую среду лесопарки и пригородные леса. Эти насаждения называют легкими городов. В них в процессе фотосинтеза поглощается диоксид углерода и выделяется кислород. Диоксида углерода в городской атмосфере всегда больше, чем в атмосфере сельских и лесных экосистем. Повышение его концентрации происходит не только из-за большой скученности людей, но и потому, что в котельных ТЭЦ, в двигателях автомобилей сжигается углеводородное топливо. Чем больше листьев у дерева, тем оно полезнее для города – больше усваивает углекислого газа и задерживают пыли, уменьшает шум, выделяет кислород, увлажняют атмосферу, очищает ее от болезнетворных микроорганизмов выделением биологически активных веществ (фитонцидов). Всем известно, как велика роль зелёных насаждений в очистке воздуха городов. Дерево средней величины за 25 часов восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек. За один тёплый солнечный день гектар леса поглощает из воздуха 220-280 кг углекислого газа и выделяет 180-200 кг кислорода.

Важную роль в городах играют сообщества рудералов – растений пустырей. Они первыми поселяются на новых местообитаниях (дорожные насыпи, обнаженная земля, кучи строительного мусора возле новых зданий и т. д. ). Польза от рудеральных растений в экосистемах бесспорна. Они способствуют закреплению поверхности, препятствуют ее размыванию или развеиванию ветром. Многие из них (в особенности одуванчик) концентрируют тяжелые металлы и очищают от них почву .

В летний жаркий день температура в районах города, где нет деревьев, на 10 –15 градусов выше, чем в городском парке.

Зеленые насаждения на площади 1 гектар примерно в 10 раз больше увлажняют и освежают воздух, чем водный бассейн той же площади.

Зелёные насаждения хорошо осаждают частицы пыли. Один га деревьев хвойных пород задерживает за год до 40 т пыли, а лиственных – около 100 т. Деревья с широкими кронами и кустарники, посаженные вдоль тротуаров, улучшают микроклимат улиц. Для того чтобы горожанам хорошо дышалось, по санитарным нормам на каждого из них должно приходиться 350 м2 лесов (в том числе 50 м2 непосредственно в городе, остальное – в зеленой зоне вокруг него). Ни один из промышленных городов России пока не имеет такого количества лесов

2. Влияние экологических факторов на растения в условиях города

Хозяйственная деятельность человека, связанная с освоением природных богатств, развитием промышленного производства, лесного хозяйства и транспорта, сопровождается поступлением в окружающую среду целого ряда вредных веществ. Загрязняя атмосферу, воду и почву, они наносят большой, подчас непоправимый ущерб природе в целом и растительности в частности, значительно повреждая растения.

Ежегодно в окружающую среду Кузбасса поступает 1,5 млн. т вредных газов и пыли. Это 140-160 различных веществ. На каждого кузбассовца приходится 0,5т, что примерно втрое больше республиканских показателей.

Среди разнообразных атмосферных токсикантов наибольшую опасность для растений представляет сернистый ангидрид, соединения фтора, хлористый водород, оксиды азота, пылевидные частицы, содержащие абсорбированные газы и окислы различных металлов. Сернистый ангидрид поступает в атмосферу, в основном, в результате сжигания серосодержащего ископаемого топлива и переработке сульфидных руд при выплавке цветных металлов.

Фтористые соединения поступают в атмосферу с выбросами алюминиевых и криолитовых заводов, предприятий по производству фосфатов и фосфорных удобрений. Для получения 1т алюминия используется 33-47кг фосфора, при этом 65% его попадает в атмосферный воздух.

Большую опасность для растений, и для окружающей среды в целом, представляет фитохимический смог, образующийся воздухе, загрязнённом углеводородами, окисью азота и другими веществами в процессе реакций, протекающих под воздействием солнечного света. Фитохимический смог обычное явление для больших городов и промышленных центров.

Загрязнение атмосферы приводит к различным нарушениям развития растений, вызывая сокращение сроков вегетации, уменьшения площади ассимилирующих органов, торможение ростовых процессов и прочее. Первыми в наибольшей степени повреждаются листья, осуществляющие интенсивный газообмен. Видимые повреждения обнаруживают по потере ранее свойственной листьям окраске, изменению формы листовой поверхности, появлению вздутий, некротических пятен и т. д.

Однако не только загрязняющие природную среду разнородные вещества из атмосферы оказывают влияние на растения. В результате целенаправленного внесения химических веществ и за счет разного рода выбросов может происходить загрязнение почв и вод, что воздействует на организм растений, изменяя условия их произрастания, в частности, вызывая нарушения почвенного и минерального питания.

На развитие растений отрицательное влияние оказывает загрязнение почв токсическими веществами, вызываемое захоронением в почве промышленных отходов, выпадение из атмосферы разных примесей, а в некоторых случаях – использование в качестве удобрений осадков сточных вод, компостов и городского мусора и прочее. В глобальном масштабе концентрация в почве нежелательных веществ еще не достигла уровней, при которых могут проявляться их токсические свойства. Тем не менее, увеличивающееся с каждым годом поступление в окружающую среду отходов может создавать в отдельных районах опасные ситуации. В первую очередь это относится к накоплению свинца, кадмия, мышьяка и ртути.

В условиях загрязнения окружающей среды разрабатываемые меры позволяют лишь частично решить проблемы защиты растений от повреждающих действий вредных веществ, содержащихся в воздухе и почве. Радикальное решение заключается в совершенствовании технологических процессов и разработке безотходного или малоотходного производства .

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа проводилась в рамках летнего профильного школьного лагеря в июне-июле 2003 и 2004 года. Сбор травянистых растений осуществлялся на территории пришкольного участка школы №11 в Кировском районе г. Кемерово .

Гербаризация осуществлялась согласно стандартной методике. Определяли растения с помощью определителя растений Кемеровской области (Новосибирск, изд-во СО РАН, 2001).

Одновременно со сбором растений проводилось их фотографирование .

Частоту встречаемости растений определяли на 10 учетных площадках площадью 1м2, равномерно расположенных по всему периметру пришкольной территории.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3. 1. Видовой состав травянистых растений микроучастка школы №11

В результате исследования травянистых растений микроучастка школы №11 нами было выявлено 36 видов, входящих в 16 семейств

Список семейств и видов травянистых растений, отмеченных на микроучастке школы №11.

1. Сем. Бобовые (Fabaceae) 1. Горошек мышиный - Vicia cracca 2. Донник белый – Melilotus albus 4. Клевер люпиновидный 5. Клевер ползучий - Trifolium repens L.

2. Сем. Вьюнковые (Convolvulus)

6. Вьюнок полевой – Convolvurus arvensis

3. Сем. Гвоздичные (Caryophyllaceae)

7. Звездчатка бунге – Stellaria bungeana Ehrh.

8. Звездчатка средняя, мокрица – Stellaria media (L. ) Vill.

4. Сем. Гераниевые (Geraniaceae)

9. Герань двулистная Geranium bifolium Patrin

5. Сем. Гречишные (Polygonaceae)

10. Спорыш птичий - Polygonum aviculare L.

6. Сем. Губоцветные (Lamiaceae)

11. Будра плющевидная– Glechoma hederacea L.

12. Зопник клубневой – Phlomis Tuberosa

13. Пустырник пятилопастной - Leonurus quinquelobatus Gilib.

7. Сем. Злаковые (Рoaceae)

14. Ежа сборная- Dactylis glomerata L.

15. Мятлик луговой – Poa pratensis L.

16. Овсяница луговая - Festuca pratensis Huds.

17. Пырей ползучий- Elytrigia repens L.

8. Сем. Зонтичные (Apiaceae)

18. Болиголов крапчатый–Conium maculatum L.

19. Тмин обыкновенный - Carum carvi L.

20. Тысячелистник обыкновенный – Achillea millefolium

9. Сем. Крапивные (Urticaceae)

21. Крапива двудомная - Urtica dioica L.

10. Сем. Крестоцветные (Cruciferae)

22. Гулявник лекарственный – Sisymbrium officinale L.

23. Пастушья сумка – Capsella bursa-pastoris L.

24. Резуха повислая – Arabis pendula.

11. Сем. Лютиковые (Ranunculaceae)

25. Василисник малый - Thalictrum minus L.

12. Сем. Маревые (Chenopodiaceae)

26. Лебеда раскидистая - Atriplex patula L.

13. Сем. Мареновые (Rubiaceae)

27. Подмаренник северный – Galium boreale L.

14. Сем. Подорожниковые (Plantaginaceae)

28. Подорожник большой - Plantago major L.

15. Сем. Розоцветные (Rosaceae)

29. Гравилат алеппский – Geum aleppicum Jacq.

30. Лапчатка гусиная - Potentilla anserina

16. Сем. Сложноцветные (Asteraceae)

31. Бодяк обыкновенный – Cirsium vulgare (Savi) Ten.

32. Лопух войлочный – Arctium tometosum L.

33. Одуванчик обыкновенный - Taraxacum officinale Wigg.

34. Осот полевой- Sonchus arvensis L.

35. Ромашка непахучая - Matricaria perforata Merat.

36. Скерда лировидная – Crepis lyrata (L. ) Froel.

Распределение видов и семейств показало, что наиболее многочисленным семейством является семейство сложноцветные (6 видов). Остальные семейства представлены меньшим количеством видов (рис. 1).

Распределение видов и семейств среди травянистых растений микроучастка школы №11

Исходным биоценозом территории пришкольного участка был березовый лес, который на настоящий момент сохранился в виде березовой рощи со средним возрастом деревьев 30-40 лет. Мы сравнили видовое разнообразие травянистых покрытосеменных растений нашего участка и мелколиственного леса территории Кузбасского ботанического сада [3]. Результаты сравнения представлены в таблице 2.

Количество Кузбасский ботанический сад Пришкольный участок

Меньшее количество видов и семейств позволяет сделать вывод о значительной антропогенной нагрузке на территорию пришкольного участка.

3. 2 Встречаемость отдельных видов травянистых растений на территории микроучастка школы

На заложенных нами учетных площадках мы определили виды растений, наиболее характерные для нашего микроучастка . На всех 10 площадках, то есть в 100 % случаев нами были обнаружены следующие растения: подорожник большой, одуванчик обыкновенный, пырей ползучий и др. злаки. Остальные виды встречались в меньшем количестве

Название вида Количество растений Процент

Одуванчик обыкновенный 144 ~21%

Подорожник большой 16 ~2. 3%

Герань двулистная 36 ~5. 3%

Марь белая 44 ~6. 4%

Гравелат алепский 3 ~0. 3%

Лопух войлочный 4 ~0. 4%

Тмин обыкновенный 11 ~1. 6%

Клевер белый 33 ~4. 82%

Будра плющевидная 21 ~3. 1%

Клевер гибридный 9 ~1. 3%

Семейство злаки (пырей ползучий и др. ) 357 ~52,6%

3. 3 Экологические группы травянистых растений

Среди собранных растений мы выделили две группы растений: растения лесных и луговых фитоценозов, сохранившиеся от естественной растительности района, и группу сорных (рудеральных) растений, которые благодаря особенностям своего строения и высокой плодовитости способны поселяться на территориях с высоким уровнем антропогенного воздействия. Процентное соотношение двух экологических групп растений показано на рисунке 2.

Экологические группы травянистых растений

Высокий процент рудеральных растений свидетельствует о высоком уровне антропогенного давления на травянистые растения микроучастка школы. Наблюдения показали, что основными антропогенными факторами на данной территории являются вытаптывание, выгул собак, замусоривание почвы.

С целью снижения антропогенного давления на территорию учениками школы был проведен экологический десант по уборке территории от бытового мусора.

3. 4 Практическое значение травянистых растений

Среди видов растений, встречающихся на микроучастке школы, мы обнаружили много медоносных растений: звездчатка бунге, гравелат алеппский, тмин обыкновенный и др. Всего около 20 видов. Медоносные растения очень важны для питания насекомых, следовательно они важны для поддержания равновесия в городской экосистеме.

Так же большое количество видов является лекарственными: пустырник пятилопастной, лопух войлочный, подорожник большой, зопник клубневой и д. р. Нами выявлено чуть больше 20 видов. Однако растения, находящиеся в черте города, ни в коем случае нельзя использовать в лекарственных целях, а так же те, что растут близь трас и шоссе. Ими нельзя пользоваться, т. к. многие растения могут накапливать в себе большое количество металлов или других загрязнителей.

Среди исследуемых нами растений мы встретили растения, обладающие техническими свойствами и веществами. Это такие растения, как подорожник большой, подмаренник северный, василисник малый, донник белый, тмин обыкновенный, крапива двудомная и д. р.

1. На территории микроучастка школы №11 обнаружено 36 видов травянистых растений, относящихся к 16 семействам.

2. Наиболее многочисленными семействами являются семейство сложноцветные и семейство бобовые

3. Большое количество рудеральных растений свидетельствует о высоком антропогенном давлении на исследуемую территорию

4. Среди изученных растений обнаружено большое количество медоносных растений, что позволяет сделать вывод о большом значении городских растений для питания насекомых.

5. Травянистые растения в условиях города способствуют очищению атмосферного воздуха от пыли и тяжелых металлов, понижают его температуру, увлажняют, способствуют созданию психологического комфорта для человека.

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Изучая ботанику, вы узнали, что растения тропического леса и тундры, леса и луга различаются, даже если относятся к одному виду. Ухаживая за культурными растениями, вы заметили, что одни культуры особенно требовательны к влаге, другим необходимо яркое освещение. Вы знаете, что с сорняками трудно бороться, так как они образуют много семян, которые созревают раньше, чем семена культурных растений. У многих сорняков длинные корневища, которыми они быстро размножаются. Растения приспособлены к определённым условиям, условиям окружающей среды.

Среда обитания и экологические факторы. Вся природа, окружающая растение, является его средой обитания. В ней имеются все условия, необходимые для роста и развития данного растения, но в разных количествах и соотношениях. Факторы (условия) внешней среды могут непосредственно влиять на растение, они необходимы для существования организма, но растению не обязательны. Влияют на растение такие факторы, как свет, влага в воздухе и в почве, температура, наличие и концентрация солей в почве, ветер и некоторые другие.

Экологическими факторами называют любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное влияние на организм.

Выясним, как могут воздействовать на растения экологические факторы. Фактор среды может ограничить рост растения. Например, если в почве содержится небольшое количество минеральных солей, а на ней из года в год возделывают какую-либо культуру, то запасы солей оказываются исчерпаны и рост растений прекращается. Если экологический фактор находится ниже критического уровня или, наоборот, превышает максимально возможный уровень, он становится ограничителем роста растения, даже если другие факторы имеются в необходимом количестве. Такой экологический фактор называют ограничивающим фактором. В водной среде ограничивающим фактором чаще всего становится кислород. Для растений, любящих солнце (подсолнечник), – свет. Причём важна не только интенсивность освещения, но и продолжительность.

На разных стадиях развития растение по-разному реагирует на факторы среды. Известно, что наиболее устойчивыми к слишком высоким или слишком низким температурам являются почки высших растений, семена, споры.

Все факторы вместе определяют условия существования растений, или условия обитания. Понятно, что условия обитания на Крайнем Севере и в степной зоне, в лесу и на лугу разные. Но условия обитания меняются по сезонам и даже в течение суток. Растения, как и все живые организмы, обладают удивительной способностью реагировать на изменения и приспосабливаться к условиям обитания.

В полупустынях и пустынях обитают растения с мощными корневыми системами. Некоторые корневые системы очень глубокие, это даёт им возможность использовать грунтовые воды. Так у кустарников рода Джузгун корни уходят вглубь на 30 м. У других растений (кактусы) корневая система неглубокая, но широко разросшаяся, поэтому во время редких дождей они быстро поглощают влагу с больших участков.

Третья группа растений (например, ревень татарский ) не имеет сильно развитой корневой системы, зато они способны поглощать утреннюю росу своими крупными листьями, распростёртыми над поверхностью земли.

Собранную влагу важно сохранить. Некоторые растения, их называют суккулентами, содержат в листьях, ветвях, стволах или в подземных органах запас воды.

У этих растений, как правило, толстая кожица и очень мало устьиц. У них замедлен процесс обмена веществ и как следствие – рост.

Кустарники с глубокой корневой системой воду не накапливают, но сохраняют. Чтобы уменьшить испарение, их мелкие листья густо опушены. Часто листьев вовсе нет, а фотосинтез происходит в побегах, имеющих вид прутьев или колючек (саксаул) . При недостатке воды немногочисленные устьичные щели закрываются.

Помимо приспособлений к поглощению и сохранению воды, растения пустынь обладают способностью переносить даже многолетнюю засуху. Среди них – эфемеры – растения, завершающие свой жизненный цикл от семени до семени в течение нескольких дней. Их семена прорастают, и растения зацветают и плодоносят сразу после выпадения дождя. В это время пустыня преображается – она цветёт.

Многолетние луковичные или корневищные растения переживают засуху в виде подземных запасающих органов.

Самым удивительным образом переживают длительную засуху лишайники, многие низшие растения, некоторые виды плаунов и папоротников, даже немногие цветковые растения: они теряют всю влагу и, будучи полностью обезвоженными, находятся в состоянии покоя до тех пор, пока не выпадет дождь.

Приспособление растений к холодным и влажным условиям обитания. Условия обитания растений в тундре очень суровы. Прежде всего, это температура. Среднемесячные летние температуры редко превышают +10 °C. Лето очень короткое – около двух месяцев, но даже летом могут случиться заморозки.

Осадков в тундре выпадает мало, соответственно и снежный покров невелик – до 50 см. Поэтому опасны сильные ветры – они могут сдувать снег, защищающий растения. Почему же в тундре довольно много влаги? Во-первых, она не испаряется так интенсивно, как в более тёплых зонах. Во-вторых, вода не уходит глубоко в почву, так как её задерживает слой вечной мерзлоты. Поэтому здесь много мелких озёр и болот.

Ещё один важный фактор – свет. Летом здесь господствует полярный день, поэтому фотосинтез происходит круглые сутки, растения успевают накопить достаточный запас веществ.

Растения в этой зоне обычно низкорослые и зимой покрываются снегом, который защищает их от холода и ветра. Корневые системы – поверхностные. С одной стороны, их развитию препятствует вечная мерзлота, с другой – повышенная влажность почвы и, как следствие, недостаток кислорода в почве. Интересно, что особенности строения побегов напоминают растения жаркого климата, только защищают они не от жары, а от холода. Это толстая кожица, восковой налёт, пробка на стебле. Растения должны успеть за короткое лето отцвести и дать семена.

Деревья тундры всего раз в столетие образуют семена, способные прорастать. Семена полностью вызревают лишь тогда, когда два года подряд лето бывает для тундры тёплым. Как правило, семена деревьев попадают в условия непригодные для прорастания. Многие растения тундры размножаются вегетативно, например, мхи и лишайники.

Свет как экологический фактор. Количество света, которое получает растение, сказывается и на его внешнем облике, и на внутреннем строении. Деревья, выросшие в лесу, имеют более высокие стволы, менее раскидистую крону. Если они росли под пологом других деревьев, то они угнетены и гораздо хуже развиты, чем их ровесники на открытом пространстве.

Теневые и световые растения могут различаться и по расположению листовых пластинок в пространстве. В тени листья располагаются горизонтально, чтобы уловить как можно больше солнечных лучей. На свету, где света достаточно – вертикально, чтобы избежать перегрева.

Растения, выросшие в тени, имеют более крупные листья и более длинные междоузлия, чем растения того же или близкого вида, выросшие на солнце.

Листья не одинаковы по внутреннему строению: в световых листьях столбчатая ткань развита лучше, чем в теневых. В стеблях световых растений более мощная механическая ткань и древесина .

Окружающая среда — важный фактор, который влияет на растения. Под её воздействием растительные организмы меняют свой облик и вырабатывают приспособления, чтобы подстроиться под изменяющиеся условия. В этом уроке мы рассмотрим, как именно окружающая среда влияет на растения.

План урока:

Основные понятия

Экология — наука о взаимоотношении элементов системы с внешней средой. Экология растений исследует взаимодействие растений между собой и с компонентами окружающей среды на трёх уровнях:

Цитэкология: клеточный уровень;
Аутэкология: организменный уровень;
Синэкология: уровень растительных групп.

Эта наука формировалась издавна: люди наблюдали за растительными организмами и пытались их систематизировать. Экология растений официально призналась как наука после труда учёного Варминга в XIXвеке. Он выделил факторы окружающей среды, которые прямо или косвенно воздействуют на растения.

Влияние экологических факторов на растения

Антропогенные экологические факторы. Человек своей деятельностью агрессивно вмешивается в растительные сообщества и нарушает заведённый там порядок. Люди вырубают деревья, что приводит к разрушению плодородного слоя почвы в лесах. В дальнейшем вместо леса там может образоваться только пустыня. При неграмотном поливе почв местообитания растений заболачиваются, что приводит к полной смене растительного сообщества. Большинство воздействий человека приводит к негативным последствиям для растительных организмов.

Последствия вырубки лесов

Биотические экологические факторы.

Фитогенные. Растительные организмы постоянно конкурируют друг с другом за абиотические факторы: свет, воду и участки земли. Конкуренция позволяет растениям вырабатывать улучшенные версии себя. Некоторые растительные организмы становятся паразитами и живут за счёт своих сородичей (омела). Растения с неразвитым стеблем используют другие растения как опору для роста (орхидея).
Зоогенные. Растения вырабатывают защитные приспособления, чтобы спастись от травоядных животных. К таким метаморфозам относятся острые иглы, колючки и токсичные яды. Также животные могут случайно уничтожать растительные организмы вытаптыванием. Позитивное взаимодействие с животными — приспособления для распространения. Пчёлы опыляют цветки, способствуя распространению пыльцы, а птицы поедают ягоды, разнося на дальние расстояния семена.
Влияние микроорганизмов. На бобовых культурах образуются клубеньки для взаимовыгодного сотрудничества — симбиоза — с клубеньковыми бактериями. Но микроорганизмы далеко не всегда приносят пользу. Чаще всего бактерии вызывают заболевания, например, фитофтороз.

Абиотические экологические факторы.

Климатические факторы. К этой группе относят воздействие:

Освещённостью;
Влажностью;
Теплом.

Освещённость. Фактор освещённости играет важную роль в жизнедеятельности растений, так как с его помощью происходит фотосинтез.

По отношению к свету растения делятся на:

Светолюбивые (гелиофиты). Растут на хорошо освещённой местности. Обычно светолюбивые деревья не вырастают высокими, но в лесах из-за конкуренции они становятся намного выше с кроной на самой верхушке (сосна). Листья тянутся туда, где больше света. В листьях небольшое количество хлоропластов, поэтому они светло-зелёного цвета. Иногда образуются приспособления для защиты от излишних солнечных лучей: восковой налёт и опушение. У травянистых гелиофитов высокий стебель (иван-чай).
Тенелюбивые (сциофиты). Предпочитают затенённые места (вороний глаз). В лесах расположены в нижних ярусах под кронами высоких светолюбивых деревьев. Приспособлены к пониженным температурам из-за недостатка освещённости. В листьях много хлоропластов, поэтому они тёмно-зелёные.
Теневыносливые (сциогелиофиты). Способны выносить тень, но лучше растут при большом количестве света. Являются промежуточной группой. Примеры: липа, дуб.

Группы растений по отношению к свету

Влажность. Влажность является важным фактором для растений. С помощью воды в растении происходит транспорт минеральных веществ. Различные местообитания отличаются разным запасом воды, поэтому растениям приходится видоизменять свои части для её добычи.

По отношению к влажности растения делятся на:

Гидрофиты. Растут в водных пространствах. Таким растениям нет необходимости развивать корневую систему, так как они поглощают воду всей поверхностью тела (элодея). Механические ткани развиты слабо. У подводных представителей нет даже устьиц. У наводных — устьица только на стороне, которая соприкасается с воздухом (кувшинка). Чтобы удерживать растения на воде, развивается воздухоносная ткань, в которой главную роль играют межклетники с воздухом.
Гигрофиты. Растут в увлажнённой местности (рогоз). Больше развиваются механические и проводящие ткани и корневая система, но всё ещё слабо. Также есть воздухоносная ткань.
Мезофиты. Растут в местности с достаточным увлажнением (берёза). Не имеют особенностей. Относятся к промежуточной группе.
Склерофиты. Растут в засушливой местности (саксаул). Хорошо развита механическая ткань. Приспосабливаются к уменьшению испарения воды с помощью уменьшения поверхности листа и количества устьиц. Так, листья становятся мелкими и жёсткими или вовсе превращаются в колючки.
Суккуленты. Тоже растут в засушливой местности, но приспосабливаются к уменьшению испарения другим образом (кактус). Такие растения способны запасать воду в мясистых частях, чтобы позже её использовать. На листьях появляется кожица или пушистый налёт, препятствующие испарению.

Отличия растений сухих и увлажнённых местообитаний

Температура. Лучше всего растения растут в зонах с оптимальными температурами. Слишком высокие и слишком низкие температуры приводят к гибели растения. Большое количество тепла обжигает растение, а низкое способствует разрушению клеток кристаллами льда.

Гелиофиты — растения, обитающие в освещённой местности — выработали приспособления, которые помогают избегать перегрева. Они могут избавляться от листьев или уменьшать их поверхность, например, превращая в колючки (кактусы).

При низких температурах растения тоже стремятся избавиться от частей, которые требуют большой запас энергии. На этом и основан эффект падения листьев во время холодных сезонов. Растительные организмы, которые обитают в холодной местности, уменьшают не только свои части, но и сами вырастают небольшими (карликовая берёза).

Окружающая среда влияет на растения, а они — на неё. Растительные организмы участвуют в газообмене, формируют почву и защищают её от разрушения своими корнями.

Растительные сообщества

Растения могут жить поодиночке, но чаще собираются в группы. Растительные сообщества — группа растений, которые растут на одной местности и взаимодействуют между собой. Как сожители в квартире, они различными способами приспосабливаются к совместному проживанию. Растительные сообщества вместе с биотическими и абиотическими факторами называются биогеоценозом.

В растительном сообществе у каждого свои интересы. Конкуренция существует, потому что кому-то нужно больше света, кому-то — больше места в почве. Приходится идти на компромисс: каждое растение занимает своё место в сообществе. Этажи леса называются ярусами, а само явление распределения растений по этажам — ярусностью.

Количество ярусов зависит от условий среды. В умеренной зоне их 4-5, а в тропической может быть больше 10. Чем благоприятнее обстановка в доме, тем на большое количество ярусов делится сообщество.

Ярусность растений принято рассматривать на примере леса в умеренной климатической зоне. Первый этаж занимают высокие светолюбивые деревья (сосна). Второй достаётся более низким деревьям с меньшей потребностью в свете и тепле (рябина). На третьем живут кустарники (жимолость), на четвёртом — травы, на пятом — мхи и лишайники.

Особенным ярусом является лесная подстилка. Это верхний слой почвы, в котором расположены опавшие листья и разлагающиеся части растений. Подстилка богата микроорганизмами, которые, собственно, и разлагают упавшие части. В результате их жизнедеятельности образуется перегной, который делает почву плодородной.

Ярусы есть не только над землёй, но и под ней. Здесь конкурируют уже не побеги, а корни и видоизменённые запасающие побеги. В данном случае конкуренция идёт за водные и минеральные запасы. Под землёй самым верхним ярусом будут корни трав.

В сообществе выделяют различные взаимодействия растений:

Симбиоз. Такое тесное взаимодействие, которое приносит выгоду обоим организмам. Классическим примером симбиоза является лишайник — сожительство грибов и водорослей. Формула: ++. + — это положительное воздействие.
Мутуализм. Выгода обоим организмам заключается в их сожительстве.При симбиозе организмы не могут жить друг без друга, а при мутуализме — могут. Клубеньковые бактерии живут на корнях бобовых культур. Формула: ++.
Комменсализм. Один организм получает выгоду из взаимоотношений, а другой не получает ничего. Растения-няньки (берёза) защищают своими кронами более молодые растительные организмы (ель) от прямого попадания солнечных лучей. Формула: +0. 0 — это нейтральное воздействие.
Аменсализм. Одному организму приносит вред действия другого организма, которому безразлично. Высокие деревья-доминанты уменьшают освещённость для других растений, на которых это действует негативно. Формула: -0. - — это негативное воздействие.
Паразитизм. Растения-паразиты высасывают питательные вещества из растений-хозяев (омела). При этом хозяину не хватает питания, в конце концов, это может привести к летальному исходу. Формула: +-.

Растительные сообщества не вечны. С течением времени они изменяются, трансформируются в другие и могут совсем исчезнуть. Последовательное изменение сообщества называется сукцессией.

Первичными. Растения появляются на участках, лишённых жизни (скалы, пустыни).
Вторичными (восстановительными). Растения появляются на участках, на которые ранее было другое сообщество. Примером может быть зарастание леса после пожара. Деревья там появляются не сразу: сначала сообщество должно пройти другие этапы развития.Скорость вторичной сукцессии выше, потому что здесь уже есть небольшой запас питательных веществ. Восстановление исходного сообщества занимает около 100-200 лет.

Сначала пространство заселяют неприхотливые лишайники и мхи. Из первоначального субстрата они образуют почву. После развиваются более высокие травы, кустарнички и кустарники. Завершением сукцессии становится появление высоких деревьев.

ГОСТ

Экология растений изучает растительные организмы на всех уровнях:

на уровне клетки (цитоэколгия)
на уровне организма (аутоэкология)
на уровне совокупностей растений (синэкология)

Экология растений подробно изучает физиологию растений, их виды, популяции, сообщества.

История экологии растений

Растения стали изучать еще ученые Древней Греции. В период средневековья изучением растений занимались в основном монахи. Позже во время великих географических открытий произошёл прорыв и в изучении растений, так как появились новые экземпляры для изучения. В то время были сделаны выводы о том, что на распространение растений оказывают влияние географическое расположение территорий, их высота над уровнем моря. В 18 веке большую роль в изучении растений сыграл ученый К. Линней. Он описал растительный покров разных климатических зон. В 19 веке на развитие экологии растений повлияли такие знамениты ученые как Гумбольдт, Ламарк, Уотсон. Эволюционное учение Дарвина оказало большое влияние на развитие науки о растениях и их взаимодействии со средой обитания. Но особый вклад в становлении экологии растений внес датский ученый Варминг, в конце 19 века, благодаря его трудам экология растений была выведена в отдельный раздел науки. Варминг систематизировал факторы, корыте влияют на жизнь растений.

Методы экологии растений

К основным методам изучения экологии растений относятся:

наблюдение
эксперимент
моделирование

Когда ученый использует метод наблюдения, он не должен вмешиваться в природную систему. Метод наблюдения — это первый и основной метод, который используется исследователями.

Более широкое применение имеет эксперимента. Суть метода эксперимента заключается в том, что ученый намеренно изменяет определенные параметры. Эксперименты над растениями проводят как в полевых, так и в лабораторных условиях. В экологии растений используются как однофакторные таки многофакторные эксперименты. Широко используется метод экологических рядов для изучения отношений растений к окружающей среде.

Популярным в экологии растений является и метод моделирования. Он предполагает построение и исследование моделей (упрощенных образцов оригинала), затем проводят интерпретацию полученных результатов. Учёные применяют модели разных типов. Модели делятся на реальные и идеальные. Реальные модели соответствуют оригиналам по физической форме. Идеальные модели – это условная интерпретация оригинала.

Готовые работы на аналогичную тему

Экологические факторы, влияющие на растения

В экологии под средой понимается набор материальных тел, явлений, видов энергии, которые оказывают влияние на живое существо. Разные элементы среды по-разному воспринимаются живыми организмами. Экологические факторы — это элементы, которые оказывают сильное влияние на жизнедеятельность организмов.

К ним относятся:

свет
вода в почве
вода в атмосфере
движение воздуха
дымовые газы
радиоактивность

Ученые разделяют экологические факторы на абиотические и биотические.

Под термином абиотические экологические факторы понимают факторы неживой природы. Под биотическими экологическими факторами подразумевают факторы влияния живых существ.

Абиотические факторы в свою очередь делят на:

климатические
эдафические
топографические.

Климатические факторы включают в себя влияние таких элементов как свет, тепло, состав и движение воздуха, осадки, влажность почвы и влажность воздуха.

Под эдафическими факторами подразумевают влияние механического и химического состава покрова Земли.

Топографические абиотические экологические факторов подразумевают влияние особенностей рельефа на живые организмы.

Биотические факторы подразделяют на:

фитогенные
зоогенные
влияние микроорганизмов

Под фитогенными факторами понимается влияние других растений. Влияние может быть, как прямым таки и косвенным. К прямому взаимодействию относится прямой механический контакт, симбиоз (форма взаимоотношений, при которой оба компонента извлекают пользу из своего совместного существования), паразитизм (при этом типе сосуществования один из компонентов использует другой компонент как среду обитания и источник пищи). К косвенному взаимодействию относят фитогенные изменена среды обитания растений.

Под зоогенными экологическими факторами понимают влияние животных. Животные могут поедать, вытаптывать растения или учувствовать в их опылении.

Микроорганизмы также оказывают влияние на растительный мир. Микроорганизмы и грибы вносят свои изменения в жизнедеятельность растительных организмов.

В отдельную группу экологических факторов выделяют воздействия человека (антропогенные факторы). По масштабам и по форме воздействии человек оказывает особенное сильное влияние на растительным мир, к сожалению, это воздействие чаще всего несет негативные последствия.

Реакция растений на экологические факторы

На воздействия экологических факторов растения реагирую путем изменения состояния или какими-то действиями, это помогает виду выжить. Для того чтобы не тать жертвой негативного воздействия окружающей среды живые организмы могут либо избегать его, либо приобретать выносливость. Растениям первый способ практически не доступен. Растения вынуждены приспосабливаться, изменять свое строение и процессы жизнедеятельности. Эти изменения могут иметь два вида, к первому относятся модификационые изменения, которые исчезают у особи и ее потомства, когда негативный фактор воздействия перестает действовать и генотипические изменения – которые являются наследственными, то есть не исчезают.

Приспособление организма к новым условиям жизни происходит в процессе длительной эволюции, это приводит к тому что организм адаптируется к новым условиям. Адаптация дает возможность выжить не только одному конкретному индивидууму, но и всему виду. Для того что бы понять успешно ли идет процесс адаптации следует обратить внимание на повышение коэффициента размножения и на коэффициент смертности вида.

Читайте также: