Сезонная динамика лесных фитоцинозов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Фитоценомз (от греч. цхфон -- «растение» и кпйньт -- «общий») -- растительное сообщество, существующее в пределах одного биотопа. Характеризуется относительной однородностью видового состава, определённой структурой и системой взаимоотношений растений друг с другом и со внешней средой. По Н. Баркману фитоценоз -- суть конкретный сегмент растительности, в котором внутренние флористические различия меньше, чем различия с окружающей растительностью. Термин предложен польским ботаником И. К. Пачоским в 1915 году. Фитоценозы является объектом изучения науки фитоценологии (геоботаники).

Фитоценоз входит в состав биоценоза наряду с зооценозом и микробиоценозом. Биоценоз, в свою очередь, в сочетании с условиями абиотический среды (экотопом) образует биогеоценоз. Фитоценоз является центральным, ведущим элементом биогеоценоза, так как трансформирует первичный экотоп в биотоп, создавая среду обитания для других организмов, а также является первым звеном в круговороте веществ и энергии. От растительности зависят свойства почв, микроклимат, состав животного мира, такие характеристики биогеоценоза, как биомасса, биопродуктивность и т. д. В свою очередь, элементами фитоценоза являются ценопопуляции растений -- совокупности особей одного вида в границах фитоценозов.

Внутри любого фитоценоза световой режим будет отличается от светового режима открытого участка, не занятого растительностью. Такие отличия возникают за счёт того, что свет в фитоценозе определённым образом перераспределяется и происходят следующие процессы:Вследствие отражения и поглощения света растениями, до уровня почвы доходит лишь незначительная его часть, что особенно хорошо видно в многоярусный лесных фитоценозах: под пологом соснового леса освещённость составляет, в среднем, 25-30 %, дубового -- около 3 %, а влажного тропического леса-- около 0,2 % от полной освещённости (на открытой поверхности в тех же географических условиях^.

фитоценоз сезонный цветение широколиственный

1. Структура фитоценоза

В зависимости от специфики исследований в понятии «структуре биоценоза» В. В. Мазингом выделяются три направления, разработанные им для фитоценозов.

1. Структура, как синоним состава (видовая, конституционная). В этом смысле говорят о видовой, популяционной, биоморфологической (состав жизненных форм) и других структурах ценоза, имея ввиду лишь одну сторону ценоза -- состав в широком смысле. В каждом случае проводится качественный и количественный анализ состава.

2. Структура, как синоним строения (пространственная, или морфоструктура). В любом фитоценозе растения характеризуются определённой приуроченностью к экологическим нишам и занимают определённое пространство. Это относится и к остальным компонентам биогеоценоза. Между частями пространственного расчленения (ярусы, синузии, микрогруппировки и др.) можно достаточно легко и точно провести границы, можно нанести их на план, вычислить площадь, а затем, например, рассчитать ресурсы полезных растений или кормовые ресурсы животных. Только на основе данных по морфоструктуре можно объективно определить точки постановки тех или иных экспериментов. При описании и диагностики сообществ всегда проводится изучение пространственной неоднородности ценозов.

3. Структура, как синоним совокупностей связей между элементами (функциональная). В основе понимания структуры в таком смысле лежит изучение взаимоотношений между видами, в первую очередь изучение прямых связей -- биотический коннекс. Это изучение цепей и циклов питания, обеспечивающих круговорот веществ и раскрывающих механизм связей трофических (между животными и растениями) или топических (между растениями -- конкуренция за питательные вещества в почве, за свет в надземной сфере, взаимопомощь).

Все три аспекта структуры биологических систем тесно взаимосвязаны на ценотическом уровне: видовой состав, конфигурация и размещение структурных элементов в пространстве являются условием для их функционирования, то есть жизнедеятельности и продуцирования растительной массы, а последнее, в свою очередь, в значительной степени определяет морфологию ценозов. И все указанные аспекты отражает условия среды, в которых формируется биогеоценоз.

Фитоценоз состоит из ряда структурных элементов. Различают горизонтальную и вертикальную структуру фитоценоза. Вертикальная структура представлена ярусами выделяемыми по визуально определяемым горизонтам концентрации фитомассы. Ярусы состоят из «разновысотных» растений. Примерами ярусов являются 1-й древесный ярус, 2-й древесный ярус, напочвенный покров, мохово-лишайниковый ярус, ярус подлеска и др. Число ярусов может различаться. Эволюция фитоценозов идёт в направлении увеличения числа ярусов, так как это ведёт к ослаблению конкуренции между видами. Поэтому в более древних лесах умеренного пояса Северной Америки число ярусов (8--12) больше, чем в аналогичных более молодых лесах Евразии (4--8).

Горизонтальная структура фитоценоза формируется благодаря наличию пологов деревьев (под которыми формируется среда, несколько отличная от среды в межпологовом пространстве), неоднородностям рельефа (которые обуславливают изменение уровня грунтовых вод, различную экспозицию), видовым особенностям некоторых растений (размножающихся вегетативно и образующих моновидовые «пятна», изменение среды одним видов и реагирование на это другими видами, аллелопатические воздействия на окружающие растения), деятельности животных (например, формирование пятен рудеральной растительности на пороях грызунов).

Закономерно повторяющиеся пятна (мозаики) в фитоценозе, различающиеся составом видов или их количественным соотношением, называются микрогруппировками, а такой фитоценоз -- мозаичным.

2. Сезонная динамика лесных фитоценозов

Сезонная динамика. Этот тип изменчивости регулярно повторяется из года в год. Он вызван изменениями в течение года условиями произрастания растений и присутствием видов, различающихся по сезонной ритмике. Для большинства регионов характерна смена вегетационного (весенне-летнего) периода и периода покоя (осенне-зимнего). Сезонные изменения проявляются, прежде всего, в смене аспекта сообщества, зависящего от фенологического состояния растений, изменения структуры сообщества, смены видового состава и количественного соотношения видов в сообществе, изменении продуктивности и т.д.

Так, травянистый ярус широколиственных лесов весной характеризуется ярким аспектом цветущих растений например таких как Hepatica nobilis, ветреница дубравная Anemone nemorosa и клютичная. ranunculoides и т.д.), который с распусканием листвы на деревьях и изменением светового режима замещается равномерно зеленым аспектом широкотравья сныть обыкновенная Aegopodium podagraria, бор развесистый Milium effusum, воронец колосистый Actae spicata и т.д.). Даже в тропических дождевых лесах, где условия произрастания растений остаются неизменными в течение года, прослеживается сезонная периодичность в течение года. Она проявляется в частичном опадении листьев и смене побегов у деревьев разных ярусов.

2.1 Сезонная динамика цветения в лесных фитоцинозах

Общеизвестно, что процессы цветения под пологом тенистых дубовых лесов подавлены; большинство видов обеспечивает размножение вегетативным путем. К их числу принадлежат и доминаты травяного покрова. Так, Aegopodium ро- dagraria обильно цветет лишь на опушках и прогалинах, а под пологом сомкнутых древостоев почти совсем не образует цветков (за исключением редких лет, например в 1961 и 1974 гг., отличавшихся большим количеством осадков в начале лета, когда массовое цветение сныти в «Лесу на Ворскле» отмечалось повсеместно, даже в самых затененных местах).

Однако, при всей немногочисленности цветущих особей, можно заметить определенные зако- номерности цветения в дубравном травостое.. Для характеристики цветения, как показателя сезонной ритмики травяного покрова, удобно воспользоваться «кривыми цветения» (рисунок 1 приложение 1) Сезонная динамика надземной фитомассы травяного покрова.

Сезонная динамика надземной фитомассы травяного покрова в степном травостое (Центрально-Черноземный заповедник, по Семеновой-Тян-Шан- ской, 1966 сравнительная схема сезонной динамики фитомассы от максимального запаса травяной покров дипо-дубняка снытевогс, «Лес на Ворскле», 2-- степной травостой (по Семеновой-Тян-Шанской, 1966). Амплитуда разногодичной изменчивости в течение вегетационного сезона количества цветущих видов, А. В. Кожевников (1929,1937), одним из первых применивший кривые цветения как способ анализа ритмики ценозов, наблюдал в подмосковных липовых лесах двухвершинную кривую с раниевесенним и летним пиками, которые рассматривались им как отражение смены двух сезонных аспектов в листопадных лесах. Однако впоследствии, при расширении фенологических исследований, оказалось, что случай, о писанный Кожевниковым, составляет как раз исключение, а наиболее типичной для широколиственных лесов является одновершинная кривая цветения, с резко выраженным пиком в конце весны -- начале лета (Куренцова, 1936; Шик, 1953; Витко, 19626; Калда, 1962; Андреева, 1963; Камышев, 1964; Шамардина, 1964; Карписонова, 1967; Солнцева, 1970, и др.)- Правда, В. Н. Голубев (1965) указывает на более или менее равномерное распределение во времени цветущих видов в дубравах Центрально-Черно- :1емного заповедника; но, очевидно, такой характер кривой цветения связан с парковым характером этих насаждений и с обилием иелесных (полян-ных и опушечных) видов, цветущих летом.

Обобщенная схема динамики числа цветущих видов в травяном покрове липо-дубняка

Обобщенная схема динамики числа цветущих видов в травяном покрове липо-дубняка снытевого (по многолетним данным М. Б. Митиной.

В «Лесу на Ворскле» кривые цветения были составлены М. Б. Митиной по 4-летним наблюдениям. В лесостепной дубраве кривая цветения имеет хорошо выраженный пик в переходную фазу, когда цветет большинство видов дубравного травостоя (рис. 8 приложение 2). Хотя А. В. Кожевников связывал весенний пик кривой с цветением светолюбивых эфемероидов, оказывается, что в нашей дубраве доля эфемероидов в этом пике весьма умеренна. В основном же подъем кривой обусловлен ранним цветением большинства.летневегетирующих видов, зацветающих несколько позже эфемероидов, в период «зеленой дымки». Действительно, из 56 обычных видов летнего дубравного травостоя 38 (или около 70%) цветут в начале вегетационного сезона, и только совсем немногие -- во второй половине лета. Это -- Campanula trachelium, С. rapunculoides, Scrophularia nodosa, Stachys silva- tica, отнесенные С. H. Карандиной (1949) к позднелетнему аспекту. Если еще при этом иметь в виду, что кривая цветения составляется по количеству цветущих видов (иногда представ ленных в очень небольшом обилии) и учесть количество цветущих особей, то резкое преобладание раноцветущих растений в дубраве станет еще более очевидным. Эта весьма характерная черта сезонной ритмики дубравного травостоя, очевидно, в большой мере связана с динамикой образования и накопления ассимилятов (поскольку образование генеративных органов требует большого их расхода), т. е. с сезонным ритмом фотосинтетической деятельности лесных растений, обусловленным изменением световых условий и водного режима под пологом леса. Несомненную роль играет также и большое количество опылителей в дубраве в начале вегетационного сезона по сравнению со второй половиной лета

Стоит отметить, что и в более мезофильных, но весьма тенистых лиственных лесах Северной Америки, сходных в эколого-фитоценотическом отношении с нашими дубравами, также отмечается явное преобладание весеннецветущих видов в травяном покрове, причем эта черта наиболее ярко выражена в местообитаниях с глубоким затенением

В том, что характер кривых цветения под пологом леса отражает сезонную динамику светового режима, убеждает сравнение динамики цветения в «Лесу на Ворскле» и в ксерофильных дубравах-гырнецах Молдавии.В последнем случае максимум цветения приходится на сравнительно поздний период, когда лесной полог уже сформирован.

Это связано с разреженностью и осветленностыо полога в летнее время (иными словами -- с менее резко выраженной сезонной динамикой освещенности.

Заключение

Ознакомились с таблицей кривых цветения, в которой была отображена зависимость величины фитомассы в травостое центрально черноземного заповедника.

Повторно ознакомились с терминами фитоциноз и лесной фитоциноз. По информации, найденной в различных источниках литературы изучили структуру фитоциноза и выявили особенности сезонной динамики в лесных фитоцинозов.

По найденным материалам выявили сезонную динамику лесных фитоцинозов на примере широколиственных лесов. травянистый ярус которых, весной характеризуется ярким аспектом цветущих растений.

Обнаружили зависимость величины фитомассы травяного покрова центрально черноземного заповедника от времени года.

Список использованной литературы

1 Любарский Е. Л. Ценопопуляция и фитоценоз.

2 Солнцева И. В. Экология травянистых растений лесостепной дубравы.

Приложение

Вертикальная ось - количество фитомассы (кг).

Горизонтальная ось - периоды года (месяцы)

Вертикальная ось - количество видов (шт)

Горизонтальная ось - периоды года (месяцы)

Размещено на Allbest.ru