Растения произрастающие в условиях повышенного увлажнения

Экология и устойчивое развитие

1. Термин “экология” был предложен:

2. Группу особей одного вида, занимающую определённый участок, называют:

3. Экология – теоретическая основа:

A) охраны окружающей среды

4. Средний прирост за единицу времени называют:

5. Как выглядят основные уровни жизни?

E) ген, клетка, орган, организм, популяция, сообщество

6. Разница между рождаемостью и смертностью:

7. По какой формуле определяется смертность популяции:

8. Динамические показатели популяции:

B) рождаемость, смертность

9. Виды ископаемых животных, сохранившихся до наших дней:

10. Кислотные осадки впервые были зарегистрированы:

E) В Англии, 1908г

11. Инициатором организации экологического движения «Невада – Семей» был:

12. Форезией называют:

D) перенос мелких животных

13. Зоохория – это:

A) перенос животными семян, пыльцы, спор

14. Растения, произрастающие в условиях повышенного увлажнения:

15. Растения сухих местообитаний, способные переносить перегрев и обезвоживание:

16. Растения умеренно увлажненных местообитаний:

17. Организмы, способные выносить значительные колебания температуры:

18. Организмы, питающиеся готовыми веществами называются:

19. Систему длительных наблюдений за состоянием окружающей среды и процессами, происходящими в экосистемах и биосфере, называют:

20. Дайте определение толерантности организмов:

C) способность организмов успешно противостоять действию внешних факторов

21. Население почвы:

22. Назовите связи, имеющие наибольшее значение в биоценозе:

E) топические, форические, фабрические, трофические

23. Автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических:

24. Система живых организмов и окружающих их неорганических тел, связанных между собой потоком энергии и круговоротом веществ:

25. Памятник природы «Гусиный перелет» находится:

C) в Павлодарской области

26. Как называется малая область или искусственно-созданный климат?

27. Воздушная оболочка Земли, осуществляющая защитные функции – это:

28. Кто ввёл термин “биосфера” в научную литературу?

29. Автор учения о биогеоценозах:

30. Сфера разума – это:

31. Сколько заповедников в Казахстане?

32. В каком году был создан заповедник Аксу-Джабаглы?

33. В каком году был организован Кургальджинский заповедник?

34. В каком году был организован Устюртский заповедник?

35. В каком году был организован Барсакельмеский заповедник?

36. В каком году был организован Наурзумский заповедник?

37. В каком году был организован Алакольский заповедник?

38. В каком году был организован Алматинский заповедник?

39. В каком году был организован Западно-Алтайский заповедник?

40. Что изучает синэкология?

41. К невозобновимым ресурсам относятся:

C) полезные ископаемые

42. К возобновимым природным ресурсам относятся:

B) животный и растительный мир

43. Укажите относительно возобновимые ресурсы:

A) лесные ресурсы, почва

44. Когда окончательно оформилась экология как самостоятельная наука?

D) в начале XX столетия

45. Кто автор труда “Происхождение видов путём естественного отбора”?

46. В каком году был организован Каратауский заповедник?

47. Изучением экологических проблем Земли как планеты занимается:

С) глобальная экология

48. Что изучает аутэкология?

49. Что изучает демэкология?

50. Приспособления организмов к среде называют:

51. В каком году был организован Маркакольский заповедник?

52. Увеличение концентрации какого газа приводит к усилению парникового эффекта?

B) углекислого газа

53. Укажите холодолюбивые организмы:

54. Активноплаваюшие крупные формы водных организмов называются:

55. Обитатели дна водоемов называют:

56. Виды, преобладающие по численности в сообществе:

57. Механизм обеспечения постоянства в биосфере:

58. Нижний слой атмосферы:

59. Каменная твердая оболочка:

60. Животные, имеющие постоянную температуру тела, называются:

61. Животные, имеющие температуру тела, зависящую от внешней температуры, называются:

62. Организмы, живущие за счет мертвого органического вещества и переводящие его в неорганические вещества, называются:

63. Гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество растений:

64. Какой Государственный национальный природный парк находится на территории Павлодарской области:

65. Дефляция — это:

C) ветровая эрозия почв

66. Как называется процесс синтеза органических соединении из неорганических за счет энергии света:

67. Территория сосредоточения жилых домов, административных зданий называется:

B) селитебной зоной

68. Специально приспособленная зона для отдыха людей называется:

A) рекреационной зоной

69. Территория сосредоточения заводов, фабрик называется:

C) промышленной зоной

70. Основная зона загрязнения окружающей среды в городе:

С) промышленная зона

71. Что означает процесс урбанизации?

C) рост и развитие городов, увеличение доли городского населения

72. Загрязнителей воды называют:

73. К какому типу относится загрязнение атмосферы на территории города?

B) местному типу

74. Наиболее распространёнными химическими загрязнителями воды являются:

C) нефть и нефтепродукты

75. Как называются сообщества животных?

76. Как называются сообщества растений?

77. К фитогенному биотическому фактору среды относятся:

Е) зеленые растения

78. Растения песков:

79. Биотические факторы экологической среды делятся на:

C) фитогенный, микробиогенный, зоогенный, микогенный

80. Искусственные экосистемы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности человека:

81. Основоположник биогеохимии, создавший учение о биосфере:

C) В.И. Вернадский

82. В каком году был произведён атомный взрыв в Семипалатинске?

83. Благодаря какому движению был закрыт Семипалатинский полигон?

84. Скорость круговорота воды:

85. К какому виду загрязнений относятся – радиация, тепловое, световое, электромагнитное, шумовое загрязнение:

86. Мониторинг отдельно взятого производства:

87. Вещества, уничтожающие озоновый слой:

88. Какое загрязнение вызывают вирусы?

89. Слово «экология» в переводе с греческого языка означает:

B) дом, жилище, учение

90. Три основных направления экологии:

E) аутэкология, синэкология, демэкология

91. Показатели, характеризующие процессы, протекающие в популяции за промежуток времени:

92. Эдафический фактор:

B) почвенные условия

93. Тенелюбивые растения:

94. Территория, занимаемая популяцией, называется:

95. К климатическим абиотическим факторам среды относятся такие факторы:

E) свет, температура, влажность, давление

96. Гетеротрофный ярус – это:

97. Участие одного вида в распространении другого называют:

A) форической связью

98. Связи, возникающие между видами, когда один вид питается другим:

99. Связи, проявляющиеся в изменении одним видом условий обитания другого:

100. Общее количество особей популяций на выделяемой территории называют:

101. Биотическими факторами называются:

B) факторы живой природы

102. Связи, которые заключаются в том, что один вид использует для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки особей другого вида:

103. В 1935г. английский ботаник А. Тенсли ввел термин:

104. Под водосборными бассейнами понимают:

B) территории, с которых воды стекают в определенные водоёмы

105. В каком слое атмосферы находится озоновая оболочка:

106. Антропогенное загрязнение атмосферы:

A) загрязнение атмосферного воздуха от воздействий человека

107. Уровень Аральского моря стал понижаться:

108. Как называется наука об изучении характера и поведении животных?

109. К зоогенному фактору среды относятся:

110. Автотрофы:

111. Самый большой процент этого элемента в составе воздуха:

112. Комплекс мероприятий, направленных на восстановление нарушенных территорий:

113. Homo sapiens – это:

C) человек разумный

114. Участок абиотической среды, которую занимает биоценоз, называют:

115. Объем пресной воды в гидросфере:

116. Бактерии и грибы чаще всего являются:

117. Растительноядные животные – это:

A) консументы 1-го порядка

118. Шум промышленного предприятия можно отнести к:

C) антропогенному фактору

119. Дайте определение ноосферы по В.И. Вернадскому:

120. Сформулируйте закон Либиха:

B) выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей

121. Под понятием «городской ландшафт» подразумевается:

C) сочетание жилищ, городской инфраструктуры и зеленых насаждений

122. Озоновый слой в верхних слоях атмосферы:

B) является защищающим экраном от ультрафиолетового излучения

123. Бессмертие биосферы обеспечивает:

C) наличие организмов, обеспечивающих круговорот веществ

124. Выпадение кислотных дождей связано с:

D) выбросами в атмосферу диоксида серы, оксидов азота

125. Загрязнение природной среды живыми организмами, вызывающие у человека различные заболевания, называются:

B) биологическими загрязнениями

126. Канцерогенами называют вещества, вызывающие:

B) раковые заболевания

127. Плодородие почвы определяется количеством:

128. Биогеоценоз – это совокупность:

A) живых организмов и компонентов неживой природы

129. Парниковый эффект, связанный с накоплением в атмосфере углекислого газа, сажи и других твердых частиц вызовет:

C) повышение температуры и приведет к неблагоприятным изменениям в биосфере

130. Незаменимый ресурс – это:

Дата добавления: 2015-09-04 ; просмотров: 12175 . Нарушение авторских прав

Классификация растений по способу регулирования водного режима. Примеры

По способу регулирования водного режима, растения делятся на:

пойкилогидрические (не способны регулировать свой водный режим — лишайники),

гомойогидрические (способны регулировать водный режим – большая часть растений).

Строение и функции растений зависят от наличия влаги в среде обитания. По отношению к влажности выделяют несколько групп растений:

• 1. Гидатофиты — это водные растения, полностью или почти полностью погруженные в воду. Например, элодея, рдест, водяной лютик, кувшинка белая, кубышка желтая, стрелолист. Если такое растение вынуть из воды, оно быстро высыхает и погибает. У них редуцированы устьица и нет кутикулы.
• 2. Гидрофиты — наземно-водные растения, частично погруженные в воду. Они растут по берегам водоемов, на мелководьях и болотах. Например, тростник обыкновенный, калужница болотная. Растут только при постоянном поглощении воды. Следовательно, для них характерна высокая интенсивность транспирации.
• 3. Гигрофиты — наземные растения, растущие в условиях повышенной влажности воздуха и почвы. Это растения нижних ярусов сырых лесов — недотрога, бодяк огородный, многие тропические травы, растения влажных почв умеренных зон — папирус, рис, росянка. У растений, относящихся к этой группе, нет приспособлений, ограничивающих расход воды. Для гигрофитов характерны сравнительно большие размеры клеток, тонкостенная оболочка, слабоодревесневшие стенки сосудов, древесных и лубяных волокон, тонкая кутикула и малоутолщенные внешние стенки эпидермиса, большие устьица и незначительное количество их на единицу поверхности, большая листовая пластинка, плохо развитые механические ткани, редкая сеть жилок в листе, большая кутикулярная транспирация, длинный стебель, недостаточно развитая корневая система. По строению гигрофиты приближаются к теневыносливым растениям, но имеют своеобразную гигроморфную структуру. Незначительный недостаток воды в почве вызывает быстрое завядание гигрофитов. Осмотическое давление клеточного сока в них невысокое. К ним относятся манник, багульник, брусника, лох.

По условиям произрастания и особенностям строения к гигрофитам очень близки растения с частично или полностью погруженными в воду или плавающими на ее поверхности листьями, которые называются гидрофитами.

• 4. Мезофиты способны переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Растут при среднем увлажнении, умеренно теплом климате. Это вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, травянистые растения дубрав и заливных лугов, большинство культурных растений. Растения этой экологической группы произрастают в условиях достаточного увлажнения. Осмотическое давление клеточного сока у мезофитов 1-1,5 тыс. кПа. Они легко завядают. К мезофитам относятся большинство луговых злаков и бобовых — пырей ползучий, лисохвост луговой, тимофеевка луговая, люцерна синяя и др. Из полевых культур твердые и мягкие пшеницы, кукуруза, овес, горох, соя, сахарная свекла, конопля, почти все плодовые (за исключением миндаля, винограда), многие овощные культуры (морковь, помидоры, капуста и др.).
• 5. Ксерофиты — растения мест с недостаточным увлажнением. Имеют приспособления, которые позволяют добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды и запасать ее на время засухи.Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарников, песчаных дюн и сухих, сильно нагреваемых склонов. Они подразделяются на два типа:
  • а) суккуленты — сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах (например, кактусы, алоэ, агавы, кислица);
  • б) склерофиты — растения сухие на вид, с узкими или мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку, с хорошо развитой склеренхимой. Они могут терять до 25% влаги, не завядая.

Растения засушливых областей называются ксерофитами. Они способны в процессе индивидуального развития приспосабливаться к атмосферной и почвенной засухе. Характерные признаки ксерофитов — незначительные размеры их испаряющей поверхности, а также небольшие размеры надземной части по сравнению с подземной. Ксерофиты — это обычно травы или низкорослые кустарники. Их делят на несколько типов. Приводим классификацию ксерофитов по П. А. Генкелю.

Суккуленты — очень стойкие к перегреву и устойчивые к обезвоживанию, во время засухи они не испытывают недостатка воды, потому что содержат большое количество ее и медленно расходуют. Корневая система у них разветвлена во все стороны в верхних слоях почвы, благодаря чему в дождливые периоды растения быстро всасывают воду. Это кактусы, алоэ, очиток, молодило.

Эвксерофиты — жаростойкие растения, которые хорошо переносят засуху. К этой группе относятся такие степные растения, как вероника сизая, астра мохнатая, полынь голубая, арбуз колоцинт, верблюжья колючка и др. У них незначительная трансперация, высокое осмотическое давление, цитоплазма отличается высокой эластичностью и вязкостью, корневая система очень разветвлена, и основная ее масса размещена в верхнем слое почвы (50-60 см). Эти ксерофиты способны сбрасывать листья, и даже целые ветви.

Гемиксерофиты, или полуксерофиты, — это растения, которые неспособны переносить обезвоживание и перегрев. Вязкость и эластичность протопласта у них незначительная, отличается высокой транспирацией, глубокой корневой системой, которая может достигать подпочвенной воды, что обеспечивает бесперебойное снабжение растения водой. К этой группе относятся шалфей, резак обычный и др.

Стипаксерофиты — это ковыль, тырса и другие узколистные степные злаки. Они устойчивы к перегреву, хорошо используют влагу кратковременных дождей. Выдерживают лишь кратковременную нехватку воды в почве.

Пойкилоксерофиты — растения, не регулирующие своего водного режима. Это в основном лишайники, которые могут высыхать до воздушно-сухого состояния и снова проявлять жизнедеятельность после дождей.

9 растений для влажных и сырых почв

Добавление статьи в новую подборку

Если вашем саду высокий уровень грунтовых вод, а во время весеннего паводка и после сильных дождей вода в некоторых местах застаивается надолго – высадите растения, которым подходят такие условия.

Часто случается, что во время таяния снега или после обильных осадков грунтовые воды на участке длительное время держатся на высоком уровне. В такой ситуации корни деревьев и кустов продолжительное время находятся в воде, не могут дышать и через некоторое время гибнут.

Нередка и обратная ситуация, когда почва на участке сырая и мокрая, а растения тем не менее засыхают и тоже гибнут. Это явление называется физиологической засухой, которая вызвана недостатком воздуха, поступающего к корням растений. Если уровень грунтовых вод высокий (около 0,5 м), а почва плотная и плохо впитывает воду, из-за чего почти не поддается осушению, к выбору растений следует отнестись с особой тщательностью.

К сожалению, изменить гидрологические особенности местности невозможно, можно только приспособиться к существующим условиям. Поэтому приходится высаживать растения, способные переносить чрезмерную влажность почвы. На участках с влажной землей деревья и хвойные кустарники растут плохо. Однако среди них есть исключения: это мало популярные, но достойные внимания декоративные растения, которые станут украшением вашего сада даже несмотря на то, что весной здесь трудно пройти из-за воды.

Хвойные деревья для влажных почв

К хвойным растениям, которые стойко переносят чрезмерное увлажнение грунта, относится болотный кипарис.

Болотный кипарис, или таксодиум двурядный

Хвоя болотного кипариса осенью краснеет и на зиму опадает

Это растение малоизвестное, и в наших садах встречается пока редко. Молодые экземпляры болотного кипариса (Taxodium distichum) чувствительны к морозам, а растения 5-6-летнего возраста приобретают хорошую морозоустойчивость. Крона кипариса имеет форму правильного конуса, осенью светло-зеленые мягкие иголки окрашиваются в бронзово-бордовый цвет и опадают, как у лиственницы. Экзотический внешний вид дерева ассоциируется с садами стран Средиземноморья.

Характерная уникальная черта болотного кипариса – пневматофоры, или дыхательные корни. Они выступают вертикально над поверхностью земли и напоминают фантастические перископы из фильмов о Гарри Поттере. Растение предназначено для высаживания в прибрежной зоне водоемов, ручьев, прудов.

Воздушные корни, или пневматофоры, устроены и действуют таким образом, что болотный кипарис может расти даже в воде

Метасеквойя древнейшая

Идеальным для высаживания во влажных местах считается также реликтовое (существовавшее в давних геологических эпохах) листопадное дерево метасеквойя древнейшая. Примечательно, что сначала были найдены окаменевшие отпечатки хвои и только потом открыты и описаны живые деревья, сохранившиеся в горах Китая. По внешнему виду метасеквойя напоминает своего американского родственника – болотный кипарис. На родине в Китае ее называют водной лиственницей, потому что она растет вокруг затопленных водой рисовых полей.

Подобно лиственнице, на зиму метасеквойя сбрасывает хвою вместе с мелкими веточками

Форма кроны у метасеквойи правильная, узкоконическая. Как и у “собрата”-кипариса, хвоя у растения сезонная: новая вырастает весной, а осенью окрашивается в красивый желто-бронзовый оттенок. Метасеквойя отличается быстрым ростом и морозоустойчивостью, идеально переносит обрезку. Предназначается для высаживания в качестве защитного ограждения, а также для обрамления водных объектов.

Тсуга канадская

Хорошо воспринимают влажную почву туя складчатая, или гигантская, популярная туя западная (или жизненное дерево) и тсуга канадская (Tsuga canadensis). Последняя заслуживает более подробного описания. Это дерево с вечнозеленой хвоей отлично подойдет для разного рода ограждений. Тсуга прекрасно сыграет роль широкой живой изгороди, так как поддается свободному формированию и обрезке.

Обрезать тонкие и деликатные веточки тсуги канадской необязательно – растение хорошо смотрится как в виде живой изгороди, так и в солитерной посадке

Впрочем, тсуга может оградить ваш участок от посторонних взглядов даже без обрезки, будучи в своем “первозданном” виде. Также дерево прекрасно заполнит открытые пространства и станет живой изгородью от посторонних глаз. В солитерной посадке тсуга привлекает внимание своим необычным внешним видом: тонкие свисающие побеги, густо усыпанные мелкими иголками, придают этому хвойному растению живописность и очарование.

Лиственные деревья для влажных почв

Среди лиственных деревьев гораздо больше растений, которые спокойно “относятся” к слишком мокрому грунту.

Ольха серая

Одно из самых “терпеливых” в этом смысле – ольха серая (Alnus incana). Неплохо переносит мокрый (болотистый, прибрежный) грунт ольха серая Пендула (Pendula) – оригинальное дерево, в высоту и ширину достигающее 6 м. Его ниспадающие к воде побеги на берегу пруда выглядят очень романтично. Но все же это дерево крупное, для выращивания в палисадниках подойдут более миниатюрные формы. Кустовые сорта ольхи поражают необыкновенной окраской, например, ольха Aurea с золотистыми листьями. Необычно смотрится дерево сорта Лациниата (Laciniata) с ажурной кроной и нетипичными для культуры рассеченными листьями.

Ольха серая Лациниата

Ива белая

Влажные территории – излюбленное место обитания различных видов ив. Наиболее популярная – ива белая (Salix alba). Ее садовая форма, известная по паркам и городским скверам, – Тристис (Tristis) – плакучая ива со свисающими побегами. Выведено также много необычных сортов – с серебристыми листьями – Серицея (Sericea) и с ярко-красными или оранжевыми восходящими побегами – Чермезина (Chermesina).

Ива белая Чермезина

Следует, однако, помнить, что, выбирать иву нужно так, чтобы параметры взрослого дерева соответствовали размерам сада. Классическая ива Тристис – это дерево для больших пространств, быстрорастущее и экспансивное. В небольших садах логичней высаживать иву пурпурную Нана (Nana) или Пендула (Pendula).

Птерокария (лапина ясенелистная)

Цветущая птерокария напоминает зеленый водопад

Менее известное дерево – лапина ясенелистная, или птерокария (Pterocarya fraxinifolia). Она хорошо растет в затопляемых низинах, выдерживает длительный застой влаги, поэтому рекомендуется для высадки по берегам водоемов, в сырых местах, которые не подходят другим растениям. Крупные перистые листья и свисающие соцветия-сережки придают растению особенную прелесть.

Декоративные кустарники для влажных участков

К самым популярным видам “водоустойчивых” кустарников относятся: дерен белый (Cornus alba), дерен отпрысковый (Cornus stolonifera), спирея Дугласа (Spiraea douglasii), а также калина обыкновенная, или красная (Viburnum opulus).

В саду все эти кустарники – прекрасные растения так называемого “второго плана”. Свои “оборонительные” функции они выполняют четко, образуя живую изгородь и являясь естественной преградой от ветра или любопытных глаз. Отдельно растущие дерен и калину используют для декоративных целей – они не только с достоинством выдержат хлынувшие потоки воды весной, но и украсят сад своими ярко окрашенными побегами и гроздьями ягод летом.

Разбивая сад на тяжелых влажных почвах, следует помнить о том, что с ростом и развитием растений водный баланс местности меняется. Потребности в воде и питательных веществах у взрослых деревьев и кустарников постоянно увеличиваются, а значит, и расход воды возрастает. Поэтому с течением времени процесс подбора растений для влажного участка станет более гибким. И кроме стойких и “водонепроницаемых” вы сможете вырастить любые другие кусты и деревья, которые нравятся.

Устойчивость растений к переувлажнению

Переувлажнение наблюдается при заболачивании почв, затяжных дождях, в результате весеннего таяния снега, при нарушении поливных норм на орошаемых территориях.

Избыток влаги оказывает крайне неблагоприятное влияние на растения. В этих условиях появление всходов затруднено; растения угнетаются из-за образования корки на поверхности почвы; оголяется узел кущения у злаков; опыление из-за туманов и дождей плохое, поэтому мало образуется завязей; а нередко наблюдается осыпание завязей и незрелых плодов; происходит загнивание корнеклубнеплодов, плодов овощных культур; переувлажнение валков при раздельной уборке вызывает прорастание зерна в валках, а у культур с коротким периодом покоя или его отсутствием — прорастание семян на корню. После затяжных дождей наблюдается растрескивание плодов у томатов, ягодных культур, корнеплодов; у подсолнечника загнивает тыльная часть корзинки. Наблюдается полегание посевов, особенно высокорослых сортов или на участках с усиленным азотным питанием. Нередко на склонах наблюдается смыв растений дождевыми потоками, а на пониженных участках рельефа возможно вымокание растений из-за застоя воды.

Если сильные дожди сопровождаются градом, то растения повреждаются травматически, иногда до полного уничтожения посевов.

Одна из основных причин угнетения растений при избыточном увлажнении почвы состоит в нарушении воздушного режима в зоне корней. При оптимальной обеспеченности водой почва содержит достаточное количество кислорода. Но при затоплении воздух из пор вытесняется водой.

Растения страдают от недостатка кислорода (гипоксия) или его полного отсутствия (аноксия). В условиях кислородной недостаточности часто оказываются озимые, ячмень, соя, рис, хлопчатник.

Кислород необходим как для дыхания корней, так и для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. При длительном затоплении в почве развиваются анаэробные процессы: спиртовое, маслянокислое и другие виды брожения. Происходит подкисление почвы в ризосфере, накапливаются углекислый газ, метан, органические кислоты, спирты и другие соединения. Многие из этих соединений ядовиты для корней растений, их называют болотными токсинами. В таких условиях корни начинают загнивать и отмирать, что приводит к гибели растений.

Нарушение аэробного дыхания в клетках корней сопряжено с прекращением транспорта электронов и окислительного фосфорилирования, прерываются реакции цикла трикарбоновых кислот. В этих условиях окисление углеводов в клетках переключается на путь спиртового или молочнокислого брожения. В результате в условиях аноксии образование АТФ происходит только на этапе гликолиза, а цикл трикарбоновых кислот полностью выключается. Поэтому из каждой молекулы глюкозы образуется только 2 молекулы АТФ (при нормальном снабжении кислородом и аэробном дыхании образуется 36 молекул АТФ). В итоге растения испытывают недостаток энергии для сохранения процессов метаболизма, роста и развития.

В процессе брожения в клетках накапливаются продукты брожения — молочная кислота и этиловый спирт. Спирт ядовит для клеток, а органические кислоты вызывают подкисление цитоплазмы и увеличение проницаемости клеточных мембран. В результате через мембраны из клеток выходят водорастворимые вещества. Значительная аккумуляция молочной кислоты при остром дефиците кислорода вызывает клеточный ацидоз и гибель клеток.

В связи с угнетением дыхания резко снижается поглотительная активность корней, так как поглощение питательных веществ требует затраты энергии, поставляемой в форме АТФ процессом дыхания. Наблюдается задержка роста растений. Недостаточно эффективное поглощение корнями минеральных элементов и их слабый транспорт в побеги сопровождается усиленной реутилизацией азота, фосфора и других элементов из более старых листьев в более молодые. Следствием этого является быстрое старение и гибель закончивших рост листьев.

Надземные органы растений не испытывают недостатка кислорода, а влияние затопления на них осуществляется опосредовано через нарушение трофических связей с корневой системой. Это определяется нарушением поступления из корневой системы в надземные органы элементов минерального питания и физиологически активных веществ.

Отрицательное влияние высокой влажности почвы и воздуха на процесс формирования урожайности сельскохозяйственных растений проявляется также в ухудшении условий для созревания семян. На завершающем этапе онтогенеза происходит обезвоживание семян. Затяжные дожди в предуборочный и уборочный периоды ухудшают условия для высыхания зерна и вызывают прорастание его в валках или на корню. Это происходит в результате биохимического распада веществ зерна и, в первую очередь, гидролиза крахмала до более простых соединений — сахаров под влиянием амилолитических ферментов. При сильном прорастании может начаться также распад клейковинных белков и липидов. Прорастание семян на корню или в валках нередко отмечается во влажные годы у ржи, пшеницы, тритикале, гороха, гречихи и других культур. Прорастание зерна резко ухудшает хлебопекарные свойства ржи и пшеницы: хлеб получается малого объема, мякиш плотный, липкий, легко заминается, цвет корки белесый с сильными подрывами.

Сельскохозяйственные растения в большинстве плохо переносят затопление. К наиболее чувствительным к кислородному дефициту относятся горох, томаты, соя; к относительно устойчивым — кукуруза, пшеница, овес, картофель. Самыми устойчивыми являются растения водные и влажных (заболоченных) местообитаний. Из растений сельскохозяйственного назначения к ним относятся рис и сахарный тростник.

У устойчивых растений в процессе эволюции сформированы разнообразные морфологические, анатомические приспособления и биохимические механизмы, которые позволяют им выживать при дефиците кислорода. Основная особенность таких растений — это наличие аэренхимы — основной ткани, содержащей очень крупные межклетники. Межклетники и воздушные полости в корнях, стеблях и черешках листьев сообщаются между собой и служат резервуаром для кислорода, необходимого для дыхания всех тканей.

У риса затопление вызывает удлинение клеток междоузлий, поэтому рост всего стебля ускоряется и верхняя часть его всегда находится над водой. Первичная кора корня и стебля дифференцируется в аэренхиму. По ее межклетникам происходит поступление кислорода во все ткани. Днем, когда идет фотосинтез, содержание кислорода в воздушных полостях листьев всегда больше, чем в атмосфере. Отсюда он поступает в воздушные полости корней, поддерживая условия для аэробного дыхания. Однако в условиях затопления аэробное дыхание не вполне достаточное, чтобы обеспечить энергией все процессы жизнедеятельности растения, поэтому активируется процесс гликолиза. Некоторая часть кислорода выходит из корня в почву и участвует в окислении токсичных веществ. Наличие аэренхимы у риса является конститутивным признаком, а бескислородные условия вызывают еще более сильное развитие этой ткани.

Выживаемость растений сахарного тростника при затоплении определяется также способностью образовывать придаточные корни на узлах, расположенных выше уровня воды.

У растений-мезофитов аэренхима при нормальных условиях обеспеченности кислородом отсутствует, но может формироваться в ответ на недостаток кислорода в основании стебля и в корнях. Формирование этой ткани регулируется этиленом. В образовании этилена участвуют ферменты аминоциклопропанкарбосинтаза (АЦК-синтаза) и АЦК-оксидаза. Эти ферменты синтезируется в кончиках корней в ответ на дефицит кислорода. Синтезируются ферменты, связанные с лизисом клеточных стенок и образованием аэренхимы. В результате происходит гибель клеток первичной коры корня и стебля, а в местах гибели остаются полости, которые используются как резервуары для кислорода, поступающего в них из надземных органов. В образовании этой ткани участвуют также ионы кальция.

Формирование аэренхимы часто бывает недостаточным для нормальной жизнедеятельности растений в условиях затопления, поэтому большое значение имеют физиолого-биохимические приспособления, которые обеспечивают достаточную активность обмена веществ в условиях пониженной концентрации кислорода. Эти приспособления связаны в основном с процессом дыхания — его путями.

В условиях дефицита кислорода повышается активность пентозофосфатного пути дыхания с последующим окислением в митохондриях образующегося НАДФН и сопряженного образования АТФ. Увеличивается значение гликолитического пути распада глюкозы. Возрастает значение системы детоксикации продуктов анаэробного распада (этилового спирта, молочной кислоты) путем удаления этих веществ или включения в обмен веществ. Нередко устойчивые к кислородному дефициту растения не накапливают продукты брожения. В этом случае образующиеся продукты брожения могут выходить из корней в почву или подниматься с транспирационным током в надземную часть, а затем удаляться через листья или чечевички побегов.

Образующийся этиловый спирт может разрушаться с участием фермента алкогольдегидрогеназы. Опытами установлено, что активность этого фермента в анаэробных условиях повышается. Нейтрализация конечных продуктов брожения вызывает усиление процесса гликолиза.

Аноксия вызывает образование новых белков и ферментов. В частности обнаруживаются новые изоферменты, участвующие в гликолизе. Они поддерживают более надежное функционирование гликолиза в изменившихся условиях и снабжение растений энергией при подавлении аэробного дыхания. Изоферменты различаются между собой по физико-химическим свойствам, но катализируют одну и ту же реакцию.

К физиолого-биохимическим приспособлениям у растений к недостатку кислорода относится способность их использовать в качестве конечного акцептора электронов не кислорода (как при аэробном дыхании), а других соединений, например нитратов или соединений, имеющих двойные связи — жирных кислот, каротиноидов. Процесс переноса электронов и протонов на NO 3- получил названия нитратного дыхания.

Таким образом, у растений, произрастающих в условиях переувлажнения, устойчивость к гипоксии и аноксии достигается широким комплексом приспособлений.

Под влиянием избыточного увлажнения у полевых культур особенно высокорослых сортов нередко наблюдается полегание растений. Это вызывает большие неудобства для возделывания растений и при их уборке. Особенно большими потерями сопровождается полегание злаковых культур. При избыточном увлажнении рост растений ускоряется, междоузлия вытягиваются, а образование механической ткани отстает, поэтому прочность стебля снижается.

Интенсивность полегания определяется в баллах по результатам визуального наблюдения за посевами.

Повышение устойчивости растений к переувлажнению.

В условиях затопления при отсутствии в почве кислорода растения некоторых видов и сортов способны переносить электроны на другие акцепторы (нитраты, а также соединения, имеющие двойные связи — жирные кислоты, каротиноиды).

Благодаря этому при недостатке или отсутствии кислорода поддерживается жизнедеятельность растений. Подкормки таких культур нитратными удобрениями продлевают их жизнедеятельность в условиях переувлажнения и затопления. Устойчивость хлебных злаков к избытку воды в почве повышает также замачивание семян в растворе сульфата марганца (0,1 %), что способствует развитию генеративных органов, формированию зерновок в колосьях, а также в растворах хлорхолинхлорида или никотиновой кислоты.

Механизмы адаптации растений к недостатку кислорода (из Т.В. Чирковой, 2002)

Оценка интенсивности полегания растений

Интенсивность полегания	Оценка, балл
Очень сильная. Стебли практически лежат на земле. Механизированная уборка даже при проходе комбайна в одном направлении без значительных потерь урожая невозможна.	1
Сильная. Стебли сильно наклонены. Механизированная уборка возможна только в одном направлении (против направления полегания) с приспособлением для уборки полеглых хлебов.	2
Средняя. Стебли сильно наклонены. Механизированная уборка возможна при наличии специальных приспособлений для уборки полеглых посевов, но при этом возможны потери урожая.	3
Слабая. Стебли наклонены в слабой степени, как правило, местами. При механизированной уборке затруднения невелики, и потери урожая несрезанными колосьями не бывает.	4
Полегания нет. Посевы неполеглые.	5

Для предупреждения полегания растений необходимо предпринимать следующие меры: соблюдение оптимальных норм высева семян и недопущение загущения посевов, соблюдение норм внесения азотных удобрений и недопущение перекорма азотом, соблюдение норм полива для культур, возделываемых в условиях орошения.

Для предотвращения полегания растений высокорослых сортов зерновых культур рекомендуется использовать ретарданты, например, хлорхолинхлорид (ССС) и его аналоги. Обычно обработку зерновых культур проводят в начале выхода в трубку. Эти соединения замедляют рост стебля, способствуют накоплению целлюлозы и лигнина, утолщению клеточной стенки. В результате утолщается стебель и повышается его механическая прочность.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

А. Экологические группы растений по отношении к влажности

I. Абиотические факторы.

Вода – один из важнейших экологических факторов. Приспособление к этому фактору у растений хорошо выражено внешне.

Вода играет огромную роль в жизни растений (в клетках растений более 90% воды):

2) все физиологические процессы протекают в водных растворах;

3) необходимое вещество для фотосинтеза;

4) для транспирации (для охлаждения и передвижения воды).

Всякие колебания содержания воды в растении резко сказываются на его жизнедеятельности.

Поэтому строение растений, особенно в засушливых местообитаниях направлено на экономию воды, а там, где её много и экономить не надо – у растений другие особенности внешнего вида.

1) гидрофиты –целиком водные растения (высшие) (кувшинка, кубышка и др.). Иногда среди гидрофитов выделяют группу полностью погружённых в толщу воды растений – гидатофитов (элодея, рдесты и др.).

Угидрофитов обычно верхние части растений (цветки) находятся над водой.

Водная среда отличается от воздушной:

а) более плотная;

в) меньше кислорода и т.д..

1. У гидрофитов слабо развиты механические ткани, а иногда и совсем отсутствуют. Аналогичная картина с водопроводящими тканями, так как воду можно поглощать из окружающей среды всей поверхностью тела (но ситовидные трубки развиты нормально). Стал маленьким центральный цилиндр, а кора занимает большой объём, как в корне, так и в стебле.

2. Растение создаёт внутренние запасы кислорода в полостях первичной коры (крупные межклетники). Аэренхима также помогает растениям держаться во взвешенном состоянии.

3. Листья не имеют широких листовых пластинок. Тонкие и длинные, полупрозрачные – приспособление к недостатку света и кислорода.

4. Сильно подавлено семенное размножение, т.к. семена плохо прорастают в воде из-за недостатка кислорода, но хорошо развито вегетативное размножение.

5. Устьица редуцированы.

2) гелофиты (земноводные растения).

Обитают в прибрежной зоне или иногда на берегу, часто заливаемому водой. Большая часть органов у них находится над водой, под водой – нижняя часть растения и подземные органы. Очень близки к гидрофитам. Имеют с ними и сходство (например, система межклетников), и различия:

б) более хорошо выражено семенное размножение, хотя все же вегетативное преобладает.

3. гигрофиты – сухопутные растения, но обитающие в сильно увлажнённых местах.

Это растения сырых лугов, болот, сырых лесов. У них сочетаются черты водных и типично сухопутных растений.

Главная их особенность – отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды и неспособность переносить её недостаток (сразу вянут).

Характерно: а) листья тонкие, нежные, обычно довольно крупные;

б) устьиц мало, они практически всегда открыты, часто бывают

в) нет толстой кутикулы, характерно рыхлое сложение тканей

листа с крупными межклетниками, слабая дифференцировка

г) слабо развиты проводящие и механические ткани (но лучше чем

у предыдущих групп);

д) тонкие, слабо развитые и неглубокие кони;

е) вегетативное размножение преобладает над семенным, но и

семенное размножение развито неплохо.

4. Мезофиты – растения умеренно увлажнённых местообитаний.

Это типичные растения лесов, лугов, полей, большинство культурных растений.

У них высокая семенная продуктивность и типичное внутреннее, анатомическое строение.

Среди мезофитов следует выделить особую группу эфемеров и эфемероидов, которые имеют очень короткий жизненный цикл – приспособление для избегания неблагоприятных условий или сезонов года.

В степях и пустынях эти растения избегают жаркого и холодного неблагоприятного периода, в широколиственных лесах – летнего недостатка освещенности.

Эфемеры– это короткоцикловые однолетники. Переносят неблагоприятные сезоны в виде семян (крупка, веснянка, арабидопсис, мортук, рогоглавник).

Эфемероиды– короткоцикловые многолетники. Переносят неблагоприятные сезоны в виде семян, клубней, луковиц, корневищ (тюльпаны, ветренички, хохлатки, гусиные луки, чистяк).

5. Ксерофиты – это засухоустойчивые растения, живущие в условиях недостаточного, малого увлажнения. Растения степей, полупустынь и пустынь.

Имеют приспособления для перенесения недостатка увлажнения:

а) сильно развиты корневые системы, всасывают воду либо с большой глубины, либо собирают её с большой окружающей площади.

б) для экономии воды:

– мертвые, заполненные воздухом трихомы (серебристо-белый цвет многих опушенных ксерофитов);

– погруженные устьица (в углублениях эпидермы), устьиц очень много, больше чем у мезофитов, ксерофиты активно транспирируют воду для охлаждения поверхности и быстрого передвижения воды. Но устьица открыты недолго: ночью, вечером или утром, днем – закрыты.

Выделяют две основные группы ксерофитов:

1. Склерофиты. 2. Суккуленты.

Склерофиты – жестколистные ксерофиты, с развитыми механическими тканями.

Имеют узкие, щетиновидные листья, которые у ряда видов в жару сворачиваются в трубку (злаки: ковыль, типчак). У некоторых литья сильно редуцированы до чешуй (эфедра) или колючек (верблюжья колючка, ряд астрагалов) или их вообще нет (дрок испанский). Функцию фотосинтеза при этом выполняют стебли.

Сильно развиты механические ткани, листья жесткие, вечнозеленые, хорошо выдерживают большие потери воды в засуху (иглицы).

Часто опушены мертвыми волосками.

Много устьиц, активно транспирируют.

Корневая система глубокая.

Суккуленты– сочные ксерофиты, с развитой водозапасающей паренхимой.

1) Листовые суккуленты – водозапасающая ткань развита в листьях (агава, алоэ, толстянки, гастерия, гаворция, эониум).

2) Стеблевые суккуленты– водозапасающая ткань развита в стеблях (кактусы, пустынные молочаи, стапелии).

Имеют мясистые стебли или листья, в которых содержится запас воды. Корневые системы поверхностные, диффузного типа и собирают влагу с большой поверхностной площади, поэтому большинство суккулентов не образуют заросли. а растут на расстоянии друг от друга.

Устьиц мало. У кактусов и ряда других суккулентов листья редуцированы

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8713 – | 8262 – или читать все.

Растения произрастающие в условиях повышенного увлажнения

• ЖАНРЫ 359
• АВТОРЫ 257 810
• КНИГИ 591 450
• СЕРИИ 22 063
• ПОЛЬЗОВАТЕЛИ 551 440

Нина Михайловна Чернова, Александра Михайловна Былова

Данному учебнику предшествовало два издания учебного пособия по экологии, написанного авторами для студентов биологических факультетов педвузов и широко апробированного в учебных заведениях страны начиная с 1980 г.

В основу положены курсы лекций, читаемых в разных вариантах в Московском педагогическом государственном университете. Программы, отвечающие проблематике общей экологии, были введены в вузы с конца 60-х годов XX в., и тогда остро ощущался недостаток учебной литературы по этой дисциплине. Прикладные вопросы экологии излагались студентам в курсе «Охрана природы», который был введен значительно раньше и был уже достаточно обеспечен учебниками. Поэтому перед авторами стояло несколько задач: 1) отобрать материалы, необходимые и достаточные для ознакомления студентов с наиболее фундаментальными основами данной научной области; 2) связать их с тем кругом знаний о живой и неживой природе, которые обеспечиваются программами смежных курсов (ботаники, зоологии, физиологии и др., в том числе и курсом «Охрана природы»); 3) сделать изложение достаточно популярным и доступным широкому кругу читателей, имея в виду именно ориентацию на профессию учителя.

Общая концепция предмета и отдельные вопросы широко обсуждались с коллегами – преподавателями многих других педвузов страны на ежегодных четырехмесячных курсах по повышению квалификации в области экологии, введенных при МПГУ (тогда МГПИ) с 1975 г. Авторы надеются, что частично выполнили поставленные задачи, так как два последовательных издания «Экологии» (М.: Просвещение, 1980, 1988), выпущенные достаточно большим тиражом (в сумме около 100 тыс. экземпляров), разошлись по стране и во многих педвузах в течение более двух десятилетий служили одним из основных учебных пособий по данной дисциплине. Книга оказалась полезной также школьным учителям и ряду других специалистов.

За прошедшие десятилетия положение с учебной литературой по экологии сильно изменилось. Появился ряд фундаментальных переводных сводок, а также широкий спектр отечественных изданий, предназначенных для разных категорий учебных заведений. В большинстве из них экология принимается в ее расширительном современном значении – не только как наука об основных законах связей и устойчивости живой природы в окружающей среде, но и как вся сфера экологических проблем человечества во всех без исключения областях жизни, включая социальные. При таком широком подходе и при обилии учебных изданий, большая часть которых имеет компилятивный или специальный характер, вновь возникают затруднения с отбором необходимой и достаточной информации для систематизированной и экологически грамотной подготовки учителя. Изменились и учебные планы педвузов. В соответствии с вновь принятыми государственными стандартами для биологических факультетов они включают теперь, кроме общей экологии, отдельные курсы по социальной экологии и рациональному природопользованию. Таким образом, появилась возможность более глубоко и систематизированно обсуждать и научные, и прикладные вопросы в этой области знаний, включая методические проблемы экологического образования. Этому служат также различные факультативы и спецкурсы, разработанные во многих педвузах. Однако проблема учебника по основополагающему курсу общей экологии по-прежнему остается актуальной, так как он должен соответствовать действующим программам и быть ориентированным на специфику естественнонаучной и профессиональной подготовки учителей биологии. Переводные сводки служат превосходными справочниками, но не подходят для сжатого освоения курса. Среди отечественных изданий наиболее близкими по объему информации являются недавно появившиеся учебники по экологии академика И. А. Шилова (М.: Высшая школа, 1997) и профессора Н. К. Христофоровой (Владивосток: Дальнаука, 1999). Оба эти хорошие пособия ориентированы, однако, на классические университеты, готовящие биологов-исследователей, в связи с чем имеют соответствующую структуру и стиль научных обзоров. Необходимость специального и популярного издания для экологической подготовки учителей-биологов остается.

Подготавливая издание настоящей книги как учебника по общей экологии, авторы не ставили перед собой задачу полной переработки содержания. Фундаментальные положения любой естественной науки не устаревают, однако новые знания меняют аспекты рассмотрения отдельных проблем, расширяют и углубляют систему взглядов. Поэтому в текст внесен ряд дополнений, а некоторые разделы написаны заново. Значительно перестроена структура книги, и почти вдвое увеличен иллюстративный материал. Авторы постарались учесть все отклики и пожелания на предшествующие издания и искренне благодарны всем, кто принял участие в их обсуждении. Надеемся также на ответную реакцию читателей и на настоящий учебник. Выражаем признательность своим коллегам, с которыми обсуждались многие вопросы данного и смежных курсов: профессорам Н. И. Шориной, В. М. Константинову, В. М. Галушину, И. Х. Шаровой, Н. А. Кузнецовой, доцентам И. А. Жигареву, В. Т. Бутьеву, М. Е. Черняховскому.

Авторы надеются, что учебник будет полезен не только студентам биологических факультетов педвузов, но и широкому кругу учителей, а также представителям других специальностей, интересующимся научными основами экологии и занимающимся популяризацией знаний.

Глава 1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ЭКОЛОГИИ

Экология – это наука о связях, поддерживающих устойчивость жизни в окружающей среде. Жизнь – самое сложное явление в окружающем нас мире. Ее изучает множество наук, складывающихся в совокупности в дифференцированную и многоплановую систему биологии. Однако и достижения многих других, не биологических наук (например, механики, оптики, коллоидной химии, физической географии и т. д.) вносят свой вклад в понимание жизни. Экология в этой многоликой системе знания о природе занимает свое, особое место. В центре ее внимания не только биологические объекты, но и те условия, которые необходимы для их существования. Поэтому экология, имея корни в биологии, вторгается и в другие области знания, пытаясь постичь законы взаимодействия живых и неживых систем. Как отдельная наука экология начала оформляться всего около полутора столетий назад и прошла бурный путь развития, в течение которого способствовала формированию представлений о сложности и вместе с тем упорядоченности организации жизни на Земле.

Представления о том, что живые существа не только реагируют на изменения окружающей среды, но и материально взаимодействуют с ней, сформировались еще в глубокой древности. Естественно, что в разные времена суть этих взглядов была различной. «Текут наши тела, как ручьи, и материя вечно обновляется в них, как вода в потоке», – писал древнегреческий философ Гераклит. «Жизнь – это вихрь, – утверждал известный зоолог начала XIX столетия Ж. Кювье, – направление которого постоянно и который увлекает всегда молекулы того же сорта, но где индивидуальные молекулы входят и постоянно выходят таким образом, что форма живого тела для него более существенна, чем материя».

В науке прочно утвердилось представление, что обмен веществ является одной из самых фундаментальных характеристик жизни. С философской точки зрения живые организмы относятся к так называемым открытым системам, которые поддерживают себя за счет потоков вещества и энергии из окружающей среды. На вопрос о значимости обмена веществ для живой природы впервые попытался ответить в середине прошлого столетия известный физик Э. Шредингер. Он показал, что таким образом организмы компенсируют увеличение энтропии (т. е. перехода молекул тела в хаотическое состояние за счет теплового движения), поддерживая упорядоченность своей организации, и тем самым противостоят смерти.

Другие фундаментальные свойства жизни, относящиеся к связям с окружающей средой, – это способность к отражению и адаптациям, т. е. реакции на изменение условий и возможность подстраивания к ним в определенных рамках. В этих реакциях большое значение имеют не только материально-энергетические, но и информационные потоки. Таким образом, связи, поддерживающие жизнь на Земле, не случайно оказались объектом внимания отдельной науки – экологии.