Життєві форми та екологічні групи рослин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Життєві форми та екологічні групи рослин

Зміст

1. Поняття про життєві форми рослин

2. Підходи щодо класифікації життєвих форм рослин

3. Класифікація життєвих форм рослин за Раункієром

4. Екологічні групи рослин по відношенню до світла, вологи та родючості ґрунту

5. Вікові і сезонні зміни в житті рослин

1. Поняття про життєві форми рослин

Рослини, схожі по їх пристосуваннях і відношенню до всього комплексу їх життєвого середовища, відносять до одної життєвої форми. життєві форми в екології рослин є аналог таксономічних одиниць в систематиці рослин. подібно до того як віднесення порівнювальних рослин до одного виду, роду, родини і т. д., вказує на їх філогенетичну єдність, так і на віднесення до одної і тієї ж життєвої форми означає однаковий шлях і спосіб пристосування до життєвого середовища.

Життєва форма (біоморфа) (лат. biomorpha) - зовнішній вигляд (габітус) рослин, що виробився під впливом екологічних факторів і спадково закріпився. Термін запропонував датський ботанік Й. Вармінг (1884).

2. Підходи щодо класифікації життєвих форм рослин

Життєві форми є не що інше як систематичні одиниці в екології Вони не співпадають з систематичними одиницями у флористиці. До однієї і тієї ж життєвої форми відносяться види з різних родин.

Першу спробу класифікувати рослини на життєві форми зробив засновник географії рослин німецький природодослідник Олександр Гумбольдт на початку ХІХ ст. він виділив 19 основних форм рослин за зовнішнім виглядом. Наприклад, група злаковидних рослин, папороті, ліани, кактуси і т. д.

Грізсбах (1872) виділив вже 60 форм. Основними формами він вважав наступні групи рослин: дерева, кущі, багаторічні трави, однорічні трави, мохи, лишайники і т. д.

В кінці ХІХ ст. Шимпер і Вармінг внесли екологічний напрямок у виділенні життєвих форм. Вармінг виділив такі основні типи життєвих форм рослин:

І. Автотрофні (живляться самостійно):

А. Гідатофіти (водяні рослини):

1. планктон;

2. бентос (прикріплені до дна).

Б. Аерофіти (повітряні рослини) самостійні:

а) епіфіти;

б) хтонофіти (наземні рослини);

2. несамостійні (повзучі та ін.).

ІІ. Аллотрофні (сапрофіти, паразити).

3. Класифікація життєвих форм рослин за Раункієром

Дальшого розвитку класифікація життєвих форм досягла в працях датського ботаніка Раункієра (1905).

Він поділяє рослини на 5 головних типів за положенням до поверхні землі бруньок відновлення і кінців пагонів.

І. Фанерофіти (від грец. phaneros - явний і phyton - рослина) - одна з життєвих форм рослин, бруньки відновлення яких розміщені високо над поверхнею ґрунту. до Ф. відносять дерева (бук, дуб, ясен, ялина) і кущі (крушинак, ліщина, калина);

ІІ. Хамефіти (від грец. chamai - на землі, внизу, низько і phyton - рослина) - одна з життєвих форм, яка характеризується тим, що бруньки відновлення у рослин розташовані біля поверхні землі і захищені лусками, підстилкою, а взимку - сніговим покривом (напр., брусниця, верес, чорниця, чебрець та ін.);

ІІІ. Гемікриптофіти (від грец. hemi - напів, kryptos - прихований і phyton - рослина) - життєва форма трав'янистих багаторічних рослин, брунька відновлення яких закладається близько до поверхні ґрунту (напр., суниці, кульбаба, жовтець та ін.);

ІV. Криптофіти (від грец. kryptos - прихований і phyton - рослина) - життєва форма трав'янистих багаторічних рослин, бруньки відновлення яких закладаються в бульбах, кореневищах, цибулинах тощо (напр., картопля, конвалія, тюльпан та ін.);

V. Терофіти (від грец. teros - літо і phyton - рослина) - життєва форма рослин, в яких бруньки відновлення містяться в насінині, з якої розвивається новий рослинний організм (напр., грицики, коноплі, жито, пшениця, овес, мак та ін. однорічні рослини).

4. Екологічні групи рослин по відношенню до світла, вологи та родючості ґрунту

За відношенням до абіотичних факторів рослини поділяють на такі екологічні групи:

1. Екологічні групи рослин за відношенням до вологи;

2. Екологічні групи рослин за відношенням до світла;

3. Екологічні групи рослин за відношенням до родючості ґрунту.

До першої групи відносять:

Гігрофіти (від грец. hygros - вологий і phyton - рослина) - рослини, пристосовані до життя в умовах надмірного зволоження ґрунту (напр., калюжниця болотна, ситник мілководний, частуха подорожників та ін.).

В залежності в яких місцях зростають гігрофіти їх поділяють на дві групи:

1. Гідатофіти (від грец. hydor, род. відм. hydatos - вода і phyton - рослина) - рослини, які цілком або більшою своєю частиною занурені у воду. Серед Г. одні не прикріплені коренями до ґрунту (ряска), інші - прикріплені (латаття);

2. Гідрофіти (від грец. hydor - вода і phyton - рослина) - рослини, що прикріплені до ґрунту і нижньою частиною занурені у воду (напр., стрілолист, комиш, очерет та ін.).

Вся група гігрофітів - це рослини, що зростають головним чином, на вологих луках і вологих лісах. Вони відрізняються великим ростом, широкими листковими пластинками і неглибокою кореневою системою, наприклад, в калюжниці болотної, ситника та ін. У зв'язку з надмірним зволоженням (вода досить часто вкриває всю рослину) гігрофіти мають у вегетативних органах спеціальні пристосування. В них добре розвинена система міжклітинників, формується спеціальна тканина - аеренхіма, яка виконує важливу роль в газообміні. Специфічні умови життя гігрофітів обумовили особливості анатомічної будови, а саме:

- у гігрофітів порожнини можуть займати до 70% їх об'єму;

- вони мають велику кількість продихів на листку. Так, в глечиків їх нараховується до 650, причому, на нижній частині листка продихи відсутні і у водних листків;

- гігрофіти мають слабо розвинену провідну систему (судинно-волокнисті пучки) і дуже редуковані механічні тканини. Осмотичний тиск у гігрофітів вищий ніж у водних рослин, що їх відрізняє від типових водяних рослин.

Мезофіти (від грец. mesos - середній і phyton - рослина) - рослини, що ростуть ів умовах середнього зволоження (напр., конюшина лучна, тимофіївка лучна, костриця лучна та ін.).

В цю групу входять різноманітні рослин, які займають проміжні по вологості місцезростання між гігрофітами і ксерофітами. Деякі із мезофітів стоять ближче до ксерофітів і тому їх називають ксерофітами (наприклад, дуб), а деякі стоять ближче до гігрофітів, і тому їх називають гігрофітами (наприклад, чорниця, хвощ лісовий, перстач прямостоячий та ін.). Більшість же рослин являються типовими мезофітами. До них відносять більшість рослин наших лук, лісів. Культурні рослини також є мезофітами. Мезофіти - це багаторічні рослини, трав'янисті види мають кореневища. Листки плоскі, з розвинутою механічною тканиною. Осмотичний тиск у мезофітів вищий, ніж у гігрофітів і дорівнює 10-25 атм. Типовими мезофітами є лучні рослини: тимофіївка лучна, грястиця лучна, конюшина червона, з лісових рослин: верес, брусниця, орляк, веснівка дволиста, буквиця, звіробій, квасениця. Із деревних рослин мезофітами є: липа, ліщина, в'яз та ін. Необхідно відмітити, що мезофіти характеризуються не лише відношенням до вологості місцезростань, але й відношенням до інших екологічних факторів.

Вони зростають при середніх умовах зволоження, теплового і повітряного режиму, мінерального живлення. Це витікає з факту зв'язку між водопостачанням рослин, його мінеральним живленням, тепловим и умовами і умовами аерації.

Ксерофіти (від грец. xeros - сухий і phyton - рослина) - рослини, що ростуть в посушливих умовах. За умовами, в яких вони зростають, ксерофіти протилежні гігрофітам. Ксерофіти здатні переносити, залишаючись в активному стані тривалу засуху повітря і ґрунту. Такий тип рослин зміг виробитись лише в засушливому кліматі. Вони переважають в євроазіатських степах і пустинях, на південному березі Криму, по берегах Середземного моря, в степах і пустинях Африки, Австралії, Північної і Південної Америки.

Ксерофіти зустрічаються і в областях з вологим кліматом - в умовах лісової зони. Тут вони зростають в сухих місцезростаннях, на підвищених місцях, на південних, добре обігрітих схилах. Здатність продовжувати жити при високій атмосферній і ґрунтовій засусі ксерофіти досягають завдяки різним анатомічним і фізіологічним пристосуванням.

За характером пристосування ксерофіти поділяються на два основних типи:

1. сукуленти;

2. склерофіти.

Незважаючи на те, що вони зростають в однакових умовах між сукулентами і склерофітами є діаметрально протилежна відмінність як за зовнішніми морфологічними ознаками, так і за анатомічною будовою, а також за фізіологічними функціями. Спільною ознакою між сукулентами і склерофітами є те, що вони здатні переносити великі засухи.

Сукуленти (відж лат. succulentus - соковитий) - посухостійкі рослини з добре розвиненою в листках та стеблах паренхімою. Розрізняють С. листкові і стеблові. У листкових нагромаджується багато води у паренхімі листків (алое, молодило, агава), а у стеблових - у паренхімі стебла (молочаї, опунції та ін.).

Характерною особливістю цієї групи рослин є наявність великої кількості води і мала транспіраційна поверхня з небагатьма продихами. Завдяки цьому розхід вологи відбувається дуже повільно. Здатність сукулентів нагромаджувати в своїх органах велику кількість води, на думку деяких вчених (Блекман та ін.), пов'язана з особливим типом обміну речовин, під час якого в клітинах утворюється велика кількість пентоз, які підвищують воду затримуючі властивості клітинного соку. Стебла кактусів голі, вкриті товстим епідермісом. Характерною особливістю сукулентів є те, що продихи вдень закриті, а відкриті вночі. Вдень відсутній і доступ СО2, який надходить в організм через продихи. Вуглекислий газ поступає в рослину вночі, засвоюється, а в процес фотосинтезу включається вдень. Осмотичний тиск сукулентів малий, не вище 2-3 атм.

Склерофіти (відж грец. skleros - твердий і phyton - рослина) - рослини з жорсткими листками, вкритих товстою кутикулою та дуже розвиненими механічними тканинами (напр., ковила, сосна, ялівець, верес та ін.).

За зовнішніми морфологічними ознаками склерофіти - протилежні сукулентам. Вони здатні тратити до 25% води, яка міститься в їх тілі, що майже не позначається на життєдіяльності цитоплазми. Другою особливістю склерофітів є високий осмотичний тиск, який досягає 40-60, а в окремих випадках до 100 атм.

Більшість склерофітів - багаторічні трави, напівкущі, кущики. До них належать ковила, типчак (костриця), верес, ялівець, саксаул, дуб пухнастий, олеандр, шипшина персидська, сосна, лимон та ін. Морфологічними ознаками листків склерофітів є наступні: блискуча поверхня, яка відбиває світло, опушення, що розсіює світло, товщина листка і його будова, що зменшують нагрівання хлорофілоносних клітин.

Крім того, транспіруючи органи склерофітів мають такі особливості:

1. В анатомічній будові є такі відмінні риси:

а) наявність товстої кутикули з товстостінним епідермісом;

б) дуже розвинена стовпчаста паренхіма, яка розміщується в 2-3 шари як біля верхнього, так і біля нижнього епідермісу;

в) губчаста тканина недорозвинена;

г) добре розвинута механічна тканина, яка надає рослині твердості, міцності.

2. здатність складувати листки вздовж, продиховою стороною всередину.

3. редукція листківа, тобто сильне зменшення поверхні транспірації.

Тропофіти (від грец. tropos - напрям, поворот і phyton - рослина) - рослини, що пристосувалися в процесі еволюції до життя в умовах з чергуванням вологої й посушливої пір року. Одні тропофіти на посушливий період року скидають листки (напр., листяні дерева), інші втрачають вологу (напр., багато надґрунтових лишайників).

Світло відіграє важливу роль у процесі росту та розвитку рослин. Воно є джерелом енергії для рослин. Без світла не можуть існувати безхлорофільні організми (бактерії, гриби). Для деяких з них світло навіть шкідливе. Наприклад, для розмноження грибів шампіньйонів використовують закриті темні приміщення, в яких на відповідному ґрунті розводять шампіньйонів. Деякі безхлорофільні рослини синтезують органічні речовини з вуглекислого газу без світла. Процес асиміляції в таких рослин відбувається за рахунок використання хімічної енергії і неорганічних сполук (так званий хемосинтез). Це сіркобактерії, нітрифікуючи та ін., що окислюють метан, водень, солі заліза. Більшість безхлорофільних рослин є сапрофітами, або паразитами, тобто живляться готовими органічними речовинами з неживих або живих організмів. Для всіх зелених рослин світло абсолютно необхідне. Світло, як екологічний фактор має значення для рослин, по - перше, як фактор необхідний для фотосинтезу, по - друге, що підвищує транспірацію, і по - третє, як фактор, що впливає на зовнішній вигляд рослини. наприклад, сосна, що виросла на відкритій місцевості, має зовсім інший габітус крони, ніж сосна, яка виросла в густому травостої, має довші міжвузля, вужчі листки, ніж конюшина, яка виросла окремо.

Крім відмічених впливів світла на рослину, воно впливає і на внутрішню будову рослини. Так, у рослин краще розвинена стовпчаста паренхіма, ніж у тіньовитривалих, а губчаста - навпаки.

Світло має важливу роль для фотосинтезу - утворення рослиною складних органічних сполук із вуглекислого газу і води. К.А. Тімірязєв, який вніс великий вклад у вивчення цього процесу встановив, що у фотосинтезі вирішальну роль відіграють теплові промені - червоні, оранжеві і жовті, в меншій мірі - зелені. Промені правої частини спектра - фіолетові, сині, голубі - відіграють роль в процесах росту. Природне денне світло складається із світла прямого (пряма радіація), що надходить безпосередньо від сонця, і розсіяного (дифузного), яке отримується внаслідок відбивання хмарами і небом. За відношенням до світла розрізняють такі екологічні групи рослин:

1. Світлолюбні (геліофіти) (від грец. helios - сонце і phyton - рослина) - рослини, що пристосовані до життя при повному сонячному освітленні (напр., сосна, модрина, береза, пшениця та ін.);

2. Тіньолюбні (сціофіти) (від грец. skia - тінь і phyton - рослина) - рослини, що не переносять прямої сонячної радіації і нормально розвиваються лише в затінених місцях (напр., квасениця, пшінка);

3. Тіньовитривалі - рослини, що можуть нормально розвиватись при значному затіненні (напр., копитняк, пшінка та ін.).

За відношенням рослин до родючості ґрунту розрізняють такі екологічні групи рослин:

1. Мегатрофні рослини (ві грец. тegas, род. відм. megalu - великий і trophe - живлення) - рослини, що ростуть на багатих ґрунтах і є своєрідними їх індикаторами (наприклад, ясен, дуб, бузина та ін.);

2. Мезотрофні рослини (від грец. mesos - середній і trophe - живлення) - рослини, що займають проміжне по відношенню до родючості ґрунту положення між евтрофними і оліготрофними рослинами (наприклад, ялина та інші);

3. Оліготрофні рослини (оліготрофи) (від грец. oligos - нечислений і trophos - живлення)- рослини, які невибагливі до мінерального живлення і ростуть на бідних ґрунтах (наприклад, селагінела, традесканція та ін.).

5. Вікові і сезонні зміни в житті рослин

Характеризуються такими поняттями: моно - і полікарпічні рослини, листопад, періодичність цвітіння, тривалість вегетації тощо.

Монокарпічні рослини (від грец. monos - один і karpos - плід) - рослини, які за життя лише один раз цвітуть і плодоносять. До монокарпічних рослин належать однорічні (просо, горох, пшениця та ін.), дворічні (морква, капуста та ін.), та деякі багаторічні (агава, бамбук, деякі види пальм та ін.).

Полікарпічні рослини (полікарпіки) (від грец. polys - багато і karpos - плід) - багаторічні квіткові рослин, які здатні цвісти і плодоносити багато разів протягом свого життя (напр., яблуня, груша, ліщина, береза, дуб та ін.).

Листопад - явище масового опадання листків деревних та травнистих росли, пов'язане із зміною екологічних умов.

Цвітіння - морфо - фізіологічний стан рослинного організму, коли чоловіча генеративна сфера продукує пилок, а жіноча - здатна його сприймати для проростання. рослина біологічний ботанік

Початок і тривалість цвітіння є біологічною ознакою виду, але значною мірою залежить від екологічних умов. Так, цвітіння у гречки починається через 3-4 тижні після проростання.

Тривалість вегетації - період життєдіяльності рослини, тобто період її росту й розвитку від появи сходів або розпускання бруньок до утворення насіння або до припинення росту вегетативних органів.

Размещено на Allbest.ru