Экология растений

(особи, виды, экогруппы, жизненные формы)

Учебник

для биологических факультетов вузов

Допущено учебно-методическим объединением университетов России

Томск 2001

УДК 581. 5 ББК 28.58 П 804

Прокопьев Е.П.

П 804 Экология растений (особи, виды, экогруппы, жизнен­ные формы): Учебник для биологических факультетов вузов - Томск: Томский государственный университет, 2001 - 340 с.

ISBN 94621-013-0

В учебнике подробно рассмотрены основные закономерности связи расти­тельного организма со средой и система аутоэкологических единиц, проанали­зировано отношение растений к прямодействующим абиотическим режимам, дан обзор экологических групп и жизненных форм растений, охарактеризова­ны их основные адаптивные механизмы.

Для студентов-ботаников и экологов, преподавателей вузов, учителей, а также специалистов государственных экологических служб и природоохран­ных организаций.

© Е.П. Прокопьев, 2001 ©ТГУ, 2001

УДК 581. 5 ББК 28.58

Предисловие

Несмотря на то, что экология растений является частной экологи­ческой дисциплиной, она имеет важное значение в системе подготов­ки специалистов - ботаников, экологов, лесоведов, почвоведов, ланд- шафтоведов. Объясняется это тем, что экология растений тесно свя­зана с целым рядом естественных наук и оказывается необходимой для успешного овладения прежде всего более общими экологически­ми дисциплинами - фитоценологией, лесоведением, биогеоценоло- гией, общей экологией, а кроме того, систематикой, географией и физиологией растений, так как особенности строения, расселения и физиологии растений можно понять лишь с учетом их экологии.

Учебник разработан на основе литературных материалов, собран­ных автором при подготовке курсов по экологии растений для бота­ников, экологов и лесоведов, а также на основе собственных научных исследований.

Автор выражает глубокую признательность доценту кафедры поч­воведения Томского университета Л.И. Герасько за прочтение разде­ла об отношении растений к почвенным факторам, а также сотрудни­кам кафедры ботаники И.В. Волкову за любезно предоставленную возможность ознакомиться с его неопубликованным обзором литера­туры по экологии высокогорных растений и Т.В. Эбель за помощь в подготовке рисунков.

Автор

ВВЕДЕНИЕ

Термин “экология” произошел от греческих слов oikos - жилище, местопребывание и logos — учение. Впервые он был предложен в 1866 г. немецким зоологом Э. Геккелем для обозначения науки «об отношении организмов к окружающей среде». В дальнейшем содер­жание данного понятия расширялось и обогащалось, и к середине XX столетия этим термином стали обозначать крупную область био­логии, которая занимается изучением организации, связи со средой и функционирования биологических объектов (биосистем) разных уров­ней, начиная от организма (особи) и кончая всей биотой Земли, и подразделяется на ряд конкретных экологических наук.

Прежде всего, в зависимости от объекта исследований выделяют­ся такие науки, как популяционная экология, экология человека, эко­логия животных, экология растений, биогеоценология и т.д. Во-вто- рьщ, экология подразделяется на общую и частную. Общая экология изучает общие принципы и закономерности организации, связи со средой и функционирования биосистем разных уровней. Частная экология ограничивается изучением взаимодействия со средой конк­ретных систематических групп организмов (бактерий, грибов, лишай­ников, растений в целом) или конкретных экосистем - наземных, вод­ных, лесных, пресноводных и т.д. В-третьих, до сих пор применяется предложенное еще в 1896 % К. Шретером (Schroter) и О. Кирхнером (Kirchner) деление экологии на аутоэкологию, исследующую видо­вые особенности реагирования организмов на факторы среды, и си- юкологию, которая занимается изучением организации* функциони­рования и связи со средой совокупностей организмов разных видов - растительных сообществ, биоценозов, экосистем, биогеоценозов. Кро­ме того, нередко выделяют также демэкологию т раздел экологии, изучающий структуру, функции и связь со средой отдельных популя­ций организмов.

В последние десятилетия экология трансформировалась из чисто биологической науки в обширный междисциплинарный научный ком­плекс, объединяющий около 70 крупных научных дисциплин и тесно связанный с целым рядом научных областей, на стыке с которыми оформляются новые разделы экологии, такие, например, как геохи­мическая экология, радиоэкология, геоэкология, агроэкология, меди­цинская экология, урбоэкология, космическая экология и т.д. В насто­ящее время экология становится важнейшей мировоззренческой нау­кой, выводящей человеческое общество на принципиально новый уро­вень взаимодействия с природой и пронизывающей все сферы его производственной деятельности.

К сожалению, пока еще не разработана общепринятая классифи­кация экологических наук. Отсутствует также и единое понимание объема экологии растений. В США, Великобритании и ряде других стран экологию растений широко трактуют как науку, которая изучает связь со средой растительных особей, ценопопуляций и раститель­ных сообществ. В наше! стране традиционно принято узкое понима­ние экологии растений, акцентирующей внимание на взаимоотноше­нии со средой особей определенных видов. Исследование же структу­ры и связи со средой популяций растений и растительных сообществ (фитоценозов) составляет содержание другой экологической дисцип­лины - фитоценологии. Таким образом, в нашей стране экологию растений понимают как частную аутоэкологическую пауку, изу­чающую видовую специфичность взаимодействия со средой рас­тительных особей, науку, которая “вычленяет растения из тес­но переплетенного комплекса организмов биосферы и исследует характерное поведение отдельных видов растений в зависимос­ти от условий окружающей с/>едб«” (Лархер, 1978).

Исходя из такого узкого определения экологии растений, в пред­лагаемом учебнике обсуждается отношение растений к основным пря- модействующим абиотическим факторам: увлажнению, свету, темпе­ратуре, реакции почвенной среды, солевому режиму почв и некото­рым физическим свойствам почвогрунтов. Взаимодействие растений с биотическими и антропическими факторами рассматривается в дру­гом, более общем курсе “Фитоценология” при анализе ценопопуля­ций и растительных сообществ.

ГЛАВА L РАСТИТЕЛЬНЫЙ ОРГАНИЗМ И СРЕДА