29. Значення життєвих форм у фітоценозі (брєд канешно, але це все шо було в його книжці)

Розподіл життєвих форм по земній поверхні, як уже зазначалося, неоднаковий у різних кліматичних зонах і в різних угрупованнях. Це пов’язано не лише з біологічними особливостями видів, а й з кліма­том і ґрунтами та іншими особливостями (табл. 12.3). Дослідження, проведені у досить суворих умовах на відносно локальній території (півострів Таймир, Росія), дозволили зробити деякі узагальнення про динаміку життєвих форм при просуванні на північ (табл. 11.4):

• зникають деревні рослини та значно зменшується кількість чагар­ників;

• зменшуються загальні розміри рослин;

• серед усіх життєвих форм рослин зменшується кількість високо­рослих видів;

• спостерігається посилене пагоноутворення;

• вертикальний ріст змінюється на горизонтальний;

• загальна кількість видів зменшується.

Розглядаючи питання про життєві форми рослин, необхідно ви­світити ще два питання: роль різних життєвих форм і становлення життєвих форм. На перше питання досить добре відповів 1. Г. Сереб- ряков. Він вважав, що вчення про життєві форми має два аспекти - екааого-морфологічний та еколого-ценотичний. Вони тісно пов’язані між собою. З еколого-морфологічних позицій життєві форми - це “своєрідний загальний вигляд (габітус) певної групи рослин, який виникає в онтогенезі в результаті росту і розвитку в конкретному се­редовищі. Цей габітус виникає в даних грунтово-кліматичних умовах як вираження пристосування рослин до цих умов”. З еколого-цено- тичного погляду життєві форми — це “вираз здатності певної групи рослин до просторового розселення і закріплення на території, до їх участі у формуванні рослинного покриву”. Відповідаючи на друге за­питання, можна повторити думку К. Раункієра, яку поділяє багато вчених. Первинними формами слід вважати ті, які відповідали умо­вам клімату в період виникнення квіткових рослин. Очевидно, що це повинні бути форми з пагонами, які сягали великої висоти – різні форми дерев і чагарників. У міру погіршення клімату, появи сухих і холодних періодів у рослин вироблялися специфічні пристосування - низькорослість, заглиблення в грунті воду тощо.

30. Світло як екологічний фактор.

Сонце випромінює у космічний простір величезну кількість електромагнітних хвиль різної довжини та частоти. Повна кількість енергії, яка випромінюється світилом за одну хвилину складає 5,316 х 10²⁷кал. Частина з них (приблизно одна двохмілліардна) надходить до нашої планети, освітлює та нагріває її. Практично сонячна радіація є єдиним джерелом енергії для Землі та атмосфери, оскільки інші є дуже незначними. Температура поверхні Сонця біля 6000°С, а центральної його частини – 14000 – 18000 тис.°С. Вона створюється завдяки термоядерній реакції, яка відбувається постійно в його надрах. Щорічно на поверхню Землі надходить від Сонця біля 1,275·10 ²⁴ кал променевої енергії. Приблизно половина її це інфрачервоне випромінювання (46,5 %), друга половина – видимі промені (46,8%) і біля 6,7% - ультрафіолетові Лише 0,1-0,2 % променевої енергії, що надходить до Землі від Сонця використовується зеленими рослинами. Видима частина спектра розділяється на вісім частин.

Для рослин важливими є промені видимої та невидимої для людського ока частини спектру, особливо оранжево-червоні (0,65-0,68 мкм) і синьо- фіолетові (0,40-0,50 мкм). Менше всього поглинаються жовто-зелені промені(0,50-0,60 мкм) і майже не поглинаються інфрачервоні. Лише частина інфрачервоних променів (довжина хвиль – 0,76 мк і більше) приймає участь в теплообміні рослин, шляхом поглинання їх водою рослин. Це спричиняє при високих температурах перегрів рослин. Ультрафіолетові промені (довжина хвиль – менше 0,40 мк) згубні для живих організмів і у більшій своїй частині затримуються озоновою оболочкою Землі. Частина з них доходить до поверхні Землі і може стимулювати у певних дозах ріст і розмноження клітин, синтез високоактивних біологічних з*єднань, збільшує стійкість рослин, підвищує вміст в них вітамінів, антибіотиків .

Сонячна радіація, яка надходить до верхньої межі атмосфери, перед тим як дійти до поверхні Землі, зазнає значних змін. Частина її розсіюється молекулами повітря, твердими та рідкими домішками, що містяться в атмосфері. До основних газів, котрі поглинають сонячну радіацію, відносяться перемінні складові частини атмосфери – водяний пар, озон, вуглекислий газ, а також кисень. Азот – нейтральний газ, в поглинанні участі не приймає. Сонячна радіація в результаті поглинання перетворюється в інші види енергії – головним чином в теплову та, завдяки процесам іонізації, в електричну. Сам процес поглинання сонячної радіації носить селективний характер.

Як свідчать спостереження, сонячна радіація, що надходить до земної поверхні як би обривається на довжині хвиль біля 0,3 мк. Таке різке ослаблення течії сонячної радіації в частині ультрафіолетового спектра пояснюється інтенсивним їх поглинанням озоном. Крім того, відмічаються полоси інтенсивного поглинання сонячної радіації озоном в інфрачервоній частині спектру з центрами при 4,75, 9,6 і 14,1 мк, з яких полоса 9,6 мк найбільш сильна. Основна полоса поглинання киснем приходиться на далеку ультрафіолетову частину спектру 0,13­0,24 мк.

Водяний пар і вуглекислий газ мають досить складний спектр і полоси поглинання які розміщуються і у видимій, і у інфрачервоній частинах. Головні полоси поглинання водяного пару приходяться на довжину хвилі ( з центром) в 0,72, 0,81, 0,94, 1,10, 1,38, 1,87, 2,70 і 3,20 мк, а вуглекислим газом – 1,44, 1,60, 2,02, 2,70, і 4,31 мк. Оскільки маса водяного пару в атмосфері у порівнянні з іншими газами (СО², О²) найбільша, то його частка, в загальному обсязі поглинання сонячної радіації також найбільша. При цьому водяний пар інтенсивніше поглинає інфрачервону радіацію, яка випромінюється земною поверхнею. Для прямої сонячної радіації водяний пар досить прозорий.

Сонячну радіацію поглинають також тверді атмосферні домішки (пил), а також хмари і тумани. При сильному забруднені атмосфери (особливо в містах) або хмарному небі це поглинання може бути дуже значним.

В цілому в результаті поглинання сонячна радіація знижується в атмосфері в середньому на 17–25 %.

Окрім поглинання в атмосфері відбувається розсіювання сонячної радіації і знову ж завдяки наявності і газів, і водяного пару, і вуглекислого газу, і твердих та рідких частинок. Розсіювання на молекулах або комплексах молекул називається – молекулярним; на аерозольних частинках – аерозольним. Кількість сонячної радіації, яка відбивається назад у космічний простір може досягати 1/3 від тієї, що надходить до Землі.

В атмосфері молекули повітря найбільш інтенсивно розсіюють сонячні промені тієї частини спектру, до якої відносяться блакитні, сині та фіолетові кольори, від чого небо стає для нашого ока блакитним. Збільшення в атмосфері різних домішок збільшує розсіювання довгохвильової радіації, від чого колір неба стає більш світлішим. Особливо часто це спостерігається під час вторгнення в середні широти арктичного холодного повітря, яке ненасичене парами та пилом. Небо стає світло-блакитним, а повітря – прозоре. Під час надходження вологих повітряних мас із заходу чи з півдня, на небокраї з’являється поволока, а при заході сонця з’являються червоні та оранжеві відтінки.

Частина сонячної радіації, яка поглинається хмарами, земною поверхнею і рослинністю, випромінюється повторно. У пасмурні дні більша частина цього випромінювання затримується хмарами і, тому, в такі дні буває відносно тепло.

Рослинні угрупування здатні відбивати сонячну, що пов’язується, головним чином, з оптичними властивостями листків. Здатність рослинного покриву відбивати сонячне проміння залежить від фенологічного стану та проективного покриття рослин, видового складу угрупування, умов надходження опромінення. Величина альбедо (кількість сонячної енергії, яка відбита будь–якою поверхнею) лісових фітоценозів збільшується із зростанням повноти насадження до 0,5. При подальшому зростанні повноти насадження альбедо має практично однакову величину. Величина відбивання сонячної енергії в межах фізіологічно активної радіації (ФАР) для угрупувань з домінуванням чорниці, брусниці, буяхів, вересу, зелених мохів не перевищує 4–6 %, а в ближній інфрачервоній зоні досягає 20–30 %. Кладонія відбиває у видимій частині спектру 10–15 %, в ближній інфрачервоній –20–30%. Мезофільні трави і папороті з розположенням листків близьким до горизонтального мають найбільшу відбиваючу здатність в ближній інфрачервоній зоні –60–80 %, а в межах ФАР –5–10 %.

По мірі виходу сонця з зеніту збільшується кут проникнення сонячної радіації в атмосферу, відповідно її загальна величина зменшується. Так, під кутом 20º відносно зеніту додаткове поглинання складає 6% у порівнянні з положенням сонця в зеніті; при 40º – втрати сонячної радіації складають на 30% більше, ніж в зеніті; при 60º – вони подвоюються, а при 88º втрати збільшуються у 20 раз.

Листки рослин добре адаптуються до сонячного випромінювання, при цьому вони або поглинають його, або відбивають, або пропускають. Ці властивості у багатьох видів дуже схожі. Криві спектрального розподілу поглинаючої, відбиваючої і пропускної здатності, скажімо листків тополя дельтовидного показують, що спостерігається висока поглинаюча їх здатність до ультрафіолетових хвиль і видимої частини спектру; дуже низька поглинаюча здатність відмічається для ближніх інфрачервоних хвиль (в межах 0,7–1,5 мк), активних у відношенні теплової енергії, і висока – на ділянці далеких інфрачервоних хвиль, де сонячне випромінювання дуже слабке