1.Биогеоценоз

Структура биогеоценоза (по В.Н. Сукачеву)

Биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий) имеющих свою особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и с другими явлениями природы и представляющее собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии. (Сукачев, Дылис, 1964.)

• Биогеоценоз (сообщество) – исторически сложившаяся, связанная функциональными связями совокупность видов: автотрофов и гетеротрофов, существующая в конкретном типе местообитания [экотопе].

Центральные понятия в биогеоценологии (экологии сообществ)

Экотоп – тип местообитания, характеризующийся определенным физико-химическим составом почв, водным режимом и набором климатических характеристик (температура и осадки).

Биотоп – преобразованный биоценозом экотоп: сформированы биогенные горизонты почвы – гумусовый горизонт или грубогумусовая подстилка, трансформированы влагоемкость почв, температурный режим, режим влажности и ветровой режим.

Экотоп – удобное модельное строгое понятие, в природе существует очень недолго и быстро преобразуется в биотоп под воздействием биоценоза (заселяющихся видов растений, животных, грибов и бактерий). В современное время наблюдаемые в природе экотопы – преимущественно результат деятельности человека – карьеры и отвалы.

Естественно возникающие экотопы – дно отступивших рек, морей, территории, обнажившиеся в результате отступления ледников, извержения вулканов – занимают малые площади. Уже в первые годы после отступления ледника формируются пионерные микробные сообщества из цианобактерий.

Набор типов естественных сообществ в пределах территории конкретного региона (КЛИМАТОПА) ограничен. Для зоны таежных лесов на территории Европейской части России (Ленинградская обл. Карелия, Мурманская обл.) основными являются три группы типов сообществ [типов биогеоценозов]

– Еловые леса

– Сосновые леса

– Болота

На территории средней части Кольского полуострова, климатоп характеризуется следующими параметрами:

Осадки 400 - 500 мм,

Среднегодовая температура −0.5O С

Приток солнечной радиации 68 106 кдж м−2 год−1

Испаряемость 250 мм

2. Лиственные экзоты в россии

На юге: бук, граб, дуб, декоративные и экзоты (пальмы, кипарис, эвкалипт, бамбук и др.)

3. Семейство маслиновые

Семейство маслиновые (Oleaceae) - вечнозеленые или листопадные деревья и кустарники с простыми или сложными су-противными листьями. Цветки в кистевидных или метельчатых соцветиях, реже одиночные, обоеполые, ложнообоеполые и типично раздельнополые. Околоцветник четырехчленный, двойной, простой или в связи с переходом к анемофилии полностью редуцированный. Тычинок 2 (3-5), на коротких нитях, пестик из 2 плодолистиков, завязь верхняя (*Ko-4Q _₍₄₎Aq-2-5G₀^₍₂₎ ). Плоды различных ти-пов: коробочка, костянка, крылатая семянка, ягода. Семейство объединяет до 600 видов 30 родов, произрастающих в тропических, субтропических и умеренных областях. Род маслина (Olea)-вечнозеленое небольшое дерево, распространенное в тропиках и субтропиках. В Крыму, на Кавказе, в Средней Азии культивируют маслину европейскую, или оливко-вое дерево (О. europaea), интродуцированную из Средиземно-морья. Листья ланцетные или узкоэллиптические, до 10 см дли-ной, кожистые, с загнутыми краями, сверху темно-зеленые, снизу серые. Цветки мелкие, с зеленоватым венчиком. Плод - сочная костянка, внешне напоминающая сливу, черная или зеленая, съедобная, с сильномаслянистой мякотью. Маслина - одно из ценнейших масличных деревьев. Оливковое масло, известное под названием прованского, ценится в пищевой промышленности, ме-дицине, используется в технике. Род ясень (Fraxinus) -обычно крупные листопадные де-ревья с тонкой, светлой или бурой корой. Почки конические и ша-ровидные, черные или коричневатые. Листья супротивные, непар-ноперистосложные. Цветки в кистевидных или метельчатых много-цветковых соцветиях, образующихся в год, предшествующий цве-тению, в пазушных цветковых или, реже в верхушечных почках. Цветут до распускания листьев или одновременно с облиствением, опыляются ветром. У подавляющей части видов цветки без около-цветника, состоят из 2 тычинок и 1 пестика, часто происходит ре-дукция тычинок или пестика, тогда цветки становятся однополы-ми, а деревья - многодомными и двудомными. Плод - крылатая семянка, созревающая осенью и распространяемая ветром; семя с эндоспермом. Все виды ясеня светолюбивы, требовательны к почве и относятся к породам, образующим широколиственные леса. В роде насчитывается свыше 60 видов, из которых в СССР естественно растут 9 и около 20 интродуцированы.

Билет 16

Эдафические экологические факторы

 К эдафическим, или почвенно-грунтовым, факторам (усло-виям) относят совокупность показателей, характеризующих почву, материнскую породу и грунтовые воды. Почва - поверхностный слой земной коры, изменившийся под воздействием тепла, воды, воздуха и живых организмов. Она служит для закрепления растений, дает им минеральные вещества и воду. Жизнь отдельного растения и всей раститель-ности (фитогеосферы Земли) не только тесно связана с почвой, но и сама растительность является мощнейшим фактором почво-образования. В почве различают минеральную часть (частицы минералов разрушенной материнской породы), органическую (органические соединения растительного и животного происхож-дения) части, воду (атмосферные осадки в сочетании с грунто-выми водами) с растворенными в ней веществами, почвенный воздух и живущие в почве организмы. При достаточном количестве воздуха в почве проходят аэробные микробиологические процессы, ведущие почти к полному разложению растительных остатков. Недостаток воздуха в почве приводит к анаэробным процессам, следствием чего являются неполное разложение растительных остатков и накопление торфа. Тепловой режим почвы тесно связан с ее механическим соста-вом и влажностью. Почвы легкого механического состава и менее увлажненные прогреваются значительно быстрее, чем почвы тя-желые и сырые. Минеральные вещества почвы, служащие питанием для расте-ний, находятся в ней в виде солей, а небольшая часть их заклю-чена в почвенном растворе. Наряду с водой и углекислотой эти вещества служат материалом для синтеза органического вещества. Из почвы растения берут в виде солей такие элементы, как азот, калий, фосфор, кальций, сера, железо, магний, а также в значи-тельно меньшем количестве - бор, цинк, марганец, медь. Одни из этих элементов (железо, алюминий) всегда имеются в почве в достатке. Других же (азот, фосфор) часто не хватает, что ока-зывает отрицательное влияние на многие физиологические про- цессы, продуктивность органического вещества, а также на рас-селение растений. Почвенный раствор может иметь кислую, щелочную или нейт-ральную реакции. Кислая реакция среды (кислотность почвы) определяется содержанием в ней избытка свободных ионов водо-рода, щелочная - избытком ионов гидроксильной группы ОН. Концентрацию ионов водорода в почвенном растворе условно выражают величиной рН: при рН = 7 - реакция нейтральная; при рН<7 - раствор будет кислым; при рН> 7 - щелочным. Так как различные виды растений по-разному относятся к кислой реакции почвы, величина рН определенным образом сказывается на их росте, продуктивности и расселении. Многие виды древесных растений естественно распространены в пределах соответствую-щей амплитуды рН, вне которой растения растут значительно хуже или не встречаются вообще. Растения и микроорганизмы в процессе своей жизнедеятель-ности создают почву, придают ей определенную структуру. Раз-ложение растительных и животных остатков грибами и бактериями ведет к накоплению гумуса - продуктов распада органического вещества. По отношению к почвенным условиям выделяют несколько эдафических типов растений. Так, растения, распространенные преимущественно на бедных минеральными веществами почвах, называют олиготрофными, или олиготрофами (сосна обыкновен-ная, лапландская, горная, можжевельник сибирский и обыкно-венный, виды эфедры, вереск). Виды растений, распространенных на богатых почвах с большим содержанием зольных элементов и благоприятным сочетанием других почвенных факторов, относят к эутрофным, или эутрофам, или мегатрофам (пихта кавказская, орех грецкий, дуб черешчатый, бук лесной, каштан посевной, ольха черная, лещина). Большая часть видов древесных растений наших лесов успеш-но растет на почвах среднего плодородия. Это растения мезотроф-ные, или мезотрофы (ели европейская и аянская, сосны кедровые сибирская и корейская, осина, березы повислая и пушистая, дуб скальный, бук лесной). Растения, являющиеся хорошими инди-каторами высокого содержания в почве азотистых веществ, на-зывают нитрофилами (малина, иван-чай). Растения, предпочи-тающие известковые почвы, называют кальцефилами, или кальце-фитами (виды лиственницы, вяз шершавый, дуб пушистый, сосна крымская), а избегающие известковых почв - кальцефобами (ряд видов рододендрона). Индикаторами торфянистых почв с избыточным застойным увлажнением являются такие кустарнички, как голубика, андро-меда, клюква, водяника, или кустарник - багульник болотный. Растения, обитающие на засоленных почвах (солонцах, солонча-ках), называют галофитами (саксаул солончаковый, виды солян- ки, нитрарии, гребенщика, чингиль). Они распространены по бе-регам морей, солевых озер, в пустынях и полупустынях, могут встречаться в лесостепи. Растения песчаных почв относят к псам-мофитам (виды саксаула, джузгуна , эфедры, астрагала, песчаная акация, ивы остролистная, волчниковая, каспийская). Псаммо-фиты имеют ксероморфную структуру, мощно развитую корневую систему и обладают способностью корней при их обнажении из-за развевания песка образовывать придаточные почки, а стеблей-быстро формировать придаточные корни при засыпании песком. Псаммофиты широко используют для искусственного закрепления и облесения подвижных песков.

Экологические группы растений по отношению к плодородию почв Мегатрофы – растения, произрастающие на почвах, богатых пита­тельными веществами (крапива двудомная, малина обыкновенная, бе­лена черная, чина лесная, купырь лесной, сныть обыкновенная и др.). Мезотрофы – растения, произрастающие на почвах, умеренно обеспеченных питательными веществами (клевер средний, горошек заборный, купальница европейская, ветреница дубравная, донник бе­лый, яснотка пурпурная). Олиготрофы – растения, произрастающие на почвах, содержащих минимальное количество питательных веществ (белоус торчащий, фи­алка полевая, ястребинка волосистая, клюква болотная, вереск, брус­ника).

2. Отдел голосеменные

Общая характеристика отдела голосеменные (Pinophyta, или Gymnospermae) Голосеменные - эволюционные предшественники покрыто-семенных и ведут свое начало с каменноугольного периода от од-ной из боковых разноспоровых ветвей папоротниковидных ра-стений. Всего известно 6 классов голосеменных, из которых до настоя-щего времени сохранилось 4: саговниковые, гинкговые, гнетовые и хвойные. Все это древесные растения, роль классов которых в образовании древесной растительности далеко неравнозначна. Так, гинкговые и саговниковые - классы реликтовые и, по су-ществу, вымирающие. Гнетовые также имеют сравнительно огра-ниченное распространение, а вот хвойные захватили обширные пространства, дали много родов и видов, в том числе важнейших образователей лесов земного шара. Таксономически голосемен- ных насчитывают всего около 800 видов, из которых на долю хвой-ных приходится свыше 560. Голосеменные - преимущественно деревья, в отдельных слу-чаях превышающие 100 м высоты (секвойя вечнозеленая), реже кустарники (виды эфедры и можжевельника), стланцы (сосна кедровая стланиковая), иногда эпифиты (некоторые виды сагов-ника) или даже древовидные лианы (ряд представителей гнето-вых). Листья у них чаще игловидные (виды пихты, ели, сосны, кедра и др.), но могут быть очень мелкими чешуевидными (виды кипариса и кипарисовика) или очень крупными - до 6-8 м дли-ной (!), как у вельвичии удивительной. Обычно листья цельные, однако бывают и лопастными или перисто-раздельными, как у саговниковых. Голосеменные - растения одно-, дву- или многодомные. Их микростробилы (мужские генеративные побеги) могут быть очень мелкими, как у лиственницы (около 1 см длины), или достигать 25-30 см, как у араукарии. Еще более варьируются по размерам макростробилы (женские генеративные побеги): от 0,5 см у сосны обыкновенной до 1 м у видов саговника. Семязачатки (семяпочки) голосеменных могут образовываться на семенных чешуйках мак-ростробилов или на концах стеблей. Семена не заключены в плод, а содержатся в шишках или шишкоягодах. В семени всегда име-ется питательная ткань - эндосперм, образующийся до оплодо-творения (простое оплодотворение). При прорастании семени подсемядольное колено зародыша вытягивается и выносит на поверхность почвы от 2 до 18 (у представителей разных родов) семядолей, выполняющих фотосинтезирующие функции листьев до их развития из зародышевой почки.