6.2. Роль растений в биогеохимических циклах экосистем

Углекислый газ проникает внутрь зеленых растений через устьица на листьях и стеблях. После растворения в воде растительных тканей, под воздействием солнечной энергии и хлорофилла СО, вступает в реакции фотосинтеза. При этом вода разлагается (окисляется) с выделением кислорода и отдачей водорода на восстановление углекислоты.

Продуктом фотосинтеза являются фосфорные эфиры сахаров, которые могут конденсироваться в дисахарид - сахарозу или в полисахарид - крахмал. В некоторых случаях образуется глюкоза или фруктоза. Первичные продукты фотосинтеза, вовлекаясь во внутриклеточные химические процессы, преобразуются в сложные органические соединения - нуклеиновые кислоты, белки и др. Так осуществляется синтез органических веществ из неорганических элементов биосферы.

Одновременно происходит распад части органических комплексов до исходных неорганических. Он совершается через дыхание или, после гибели живых организмов, через разложение с помощью организмов-редуцентов (бактерий и грибов).

Разложение органического вещества приводит к тому, что углерод в составе углекислого газа поступает в окружающую среду. При разложении образуется вода. Тем самым оба исходных для фотосинтеза вещества вновь поступают в окружающую среду. Содержащиеся в организмах минеральные элементы при этом возвращаются в почву и становятся доступными для использования новыми поколениями растений.

Таким образом, почти все вещества, вовлекаемые растениями в жизненные процессы, совершают циклическое движение. Эти биогеохимические циклы - необходимое условие постоянства жизни, непрерывности ее существования на планете.

Животные используют продукты фотосинтеза и преобразуют их в более сложные соединения, удлиняя время существования органических продуктов и увеличивая их разнообразие.

6.3. Растительное сообщество (фитоценоз)

Все многочисленные виды растений своеобразны не только экологически (по отношению к условиям существования), но и биологически (по приспособлениям, обеспечивающим существование в конкретных условиях среды).

В растительное сообщество входят многочисленные виды, Например, в состав широколиственных лесов входят деревья, кустарники, травы (среди которых выделяют весенние эфемероиды и травы летней вегетации). Этот состав характеризуется по высоте надземных органов.

Совокупность особей одного вида в пределах определенного растительного сообщества образует ценотическую популяцию, или ценопопуляцию. В ее состав могут входить: жизнеспособные семена в почве, всходы, молодые растения (или ювенилы), имматурные растения (переходные от ювенилов к взрослым) и взрослые растения.

В пределах групп взрослых растений существуют различия в жизненном состоянии растений. Так, деревья одного вида в лесу подразделяют, по Крафту, на пять классов: 1) господствующие с исключительно развитой кроной; 2) господствующие, образующие главный состав древостоя; 3) согосподствующие; 4) угнетаемые; 5) очень угнетенные - кроны под пологом насаждения.

В растительных сообществах по вертикали от верхнего уровня до почвы изменяется среда: снижается интенсивность света и изменяется его состав; повышается содержание СО₂ в воздухе (углекислота выделяется из почвы при дыхании); увеличивается влажность воздуха и изменяется температура.

Расчлененность сообщества в горизонтальном направлении называют мозаичностью. Она обусловлена неоднородностью почвенных условий, деятельностью растений, животных и человека.

Различают смену состояний растительных сообществ по сезонам года (сезонная изменчивость) и в течение ряда лет (флюктуация - разногодичная изменчивость).

Внешний вид сообщества называют аспектом. Он определяется вегетативными и генеративными органами растений. В лесах аспект выявляется листвой деревьев. Смена аспектов четко происходит там, где в течение вегетации сменяются массово цветущие виды растений. Смена аспекта не выражена, если в сообществе преобладают виды с многолетними надземными органами с неизменяющимся видом.