Какие бывают экологические группы растений

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

Экологические группы растений

Экологические группы растений – группы растений со сходными чертами организации, отражающими приспособленность к определенному лимитирующему фактору

Лимитирующим называется фактор, оказывающий настолько мощное влияние на растения, что влиянием остальных можно пренебречь
Основные лимитирующие факторы растений:
-температура (мега-, микро- и мезотермные);
- влага (гидро-, гигро-, мезо-, ксерофиты);
- свет (сцио- и гелиофиты);
- субстрат (лито- и псаммофиты, кальце- и нитрофилы, оксило- и галофиты, эпифиты)

Гидрофиты
реофиты
аэрогидатофиты
гелофиты
Экологические группы растений
по отношению к влаге
склерофиты
Ксерофиты
суккуленты
Мезофиты

Гидрофиты – растения, обитающие в воде
Гидатофиты – отрастающие от дна или свободно плавающие водные растения, все вегетативные органы которых находятся в толще воды
Аэрогидатофиты – растения с плавающими на поверхности воды листьями, остальные части которых погружены в воду (могут отрастать от дна или свободно парить в толще воды)
Реофиты – прикрепленные, полностью погруженные в воду растения, обитающие в ручьях и реках с быстрым течением
Гелофиты – полупогруженные в воду растения, населяющие мелководья и влажные берега
Гигрофиты – наземные растения, обитающие в условиях очень высокой влажности воздуха (около 100%) – под пологом тенистых лесов и в глубоких темных ущельях

Особенности водной среды
Недостаток света (особенно на глубине)
Питательные вещества растворены в воде
Недостаток кислорода
Высокая плотность воды, поддерживающая растения
Температурные колебания сглажены (если водоем не промерзает на всю глубину)

Гидрофиты
А – реофит Aponogeton fenestralis;
Б – аэрогидатофит лютик водный (Ranunculus aqvatilis);
В – гидатофит валиснерия спиральная (Vallisntria spiralis);
Г – гидатофит уруть мутовчатая (Myriophyllum verticillatum);
Д - аэрогидатофит водокрас лягушачий ( Hydroharis morsus-ranae)

Растения с плавающими листьями (аэрогидатофиты)
в ботаническом саду им. В.Л. Комарова

Плавающие листья
Кувшинки амазонской (Victoria regia)

Внешний вид, строение стебля (А,Б) и листа (В)
рдеста пронзеннолистного (Potamogeton perfoliatus)
А – схема строения стебля;
Б - фрагмент стебля;
В – половина листовой пластинки

Гигрофиты – растения, обитающие на сильно увлажненной почве при относительной влажности
80-100% (под пологом леса, в глубоких ущельях)
Особенности строения гигрофитов
Тонкая кутикула листа
Листовые пластинки тонкие (иногда однослойные), хлоропласты могут содержаться в основных клетках эпидермы
Постоянно открытые и приподнятые устьица
Мезофилл только губчатый
Редкие живые трихомы

Внешний вид и строение листа гигрофита
Сыти очереднолистной (Cyperus alternifolius)
Видна мощная система воздухоносных межклетников,
все клетки сильно обводнены

Строение листовой пластинки гигрофита руелии (Ruellia portelle)
1- губчатая хлоренхима; 2- палисадная хлоренхима; 3- трихома; 4- устьице; 5- эпидерма

Фрагмент экспозиции тропического леса
в ГБС им. В.Л. Комарова

Фрагмент экспозиции биотопа с высокой влажностью
в ГБС им. В.Л. Комарова (растения – гигрофиты)

Ксерофиты – растения, приспособленные к существованию при длительном сезонном дефиците влаги

Суккуленты – растения, запасающие большое количество воды в короткие влажные периоды и экономно расходующие ее во время засухи
Запас влаги осуществляется водозапасающей паренхимой, придающей некоторым органам суккулентов (стеблям или листьям) мясистость

Склерофиты – растения, обитающие в условиях длительной засухи и содержащие запас воды в водоносной склеренхиме. Главный механизм борьбы с водным дефицитом - высокая сосущая сила (60-80 атм) и глубоко проникающая в почву корневая система

Особенности строения ксерофитов
Особое строение эпидермы, снижающее транспирацию: мощная кутикула, восковой налет, густое опушение из мертвых кроющих трихомов, толстые наружные стенки клеток
Погруженные устьица
Способность всасывать конденсационную влагу трихомами эпидермы
Сильное развитие водозапасающих тканей - паренхимы (суккуленты) или склеренхимы (склерофиты)
Создание высокой сосущей силы в водоносных тканях и корнях
Клетки тканей сильно склерефицированы, межклетников мало – уменьшается внутренняя испаряющая поверхность (склерофиты)
Уменьшение поверхности листа (от скручивания до полной редукции листьев)
Хорошо развита корневая система (комбинированного типа), способность образовывать временные корни (на время влажного периода)

Стеблевые суккуленты
1 – схема строения побегов кактуса (а- ареолы);
2 – часть побега и цветок кактуса;
3 - часть побега и цветок молочая ( Euphorbia );
4 – солерос ( Salicorina herbacea);
5 - опунция

Листовые суккуленты
1 – алоэ (р.Aloe);
2 – очиток (р.Sedum);
3 – агава (р.Agave);
4 – молодило (р.Sempervivum)

Анатомическое строение листовых суккулентов
А,Б – схема и фрагмент листовой пластинки дазилириона;
В – лист очитка;
Г – псаммофит джузгун (лист)

Внешний вид и строение листа олеандра
(Nerium oleander)
Видна хорошо развитая кутикула и гиподерма

Экологические группы автотрофных растений по отношению к субстрату
Литофиты (петрофиты)
Псаммофиты
Кальцефилы
Нитрофилы
Оксилофиты (ксероморфные олиготрофы)
Галофиты
Эпифиты

Псаммофиты (А,Б) и литофит (В)
в условиях пустыни
А – образование придаточных корней на побегах песчаной акации (Ammodendron sp.), Б – песчаные чехлы на корнях селина (Aristida karelinii), В –остролодочник углубленный (Oxytropis immersa) в расщелине камней

Гребенщик многоветвистый (Tamarix ramosissima ) общий вид и отдельная ветвь

Ксероморфные олиготрофы
(Багульник обыкновенный, Мирт болотный,
Подбел болотный)

Анатомическое строение листа багульника (Ledum palustre) (А,Б)
и стебля тамарикса (Tamarix ramosissima )(В,Г)
В.п.-воздухоносная полость; в.пфл.-волокна протофлоэмы; в.эп.-верхняя эпидерма; г.в.- головчатые волоски; г.мзф.-губчатый мезофилл; к-кутикула; кмб-камбий; кс-ксилема; л.п-листовой прорыв; л.с-листовой след; мж-межклетник; н.эп-нижняя эпидерма; о.л- основание чешуйчатого листа ; п.п-проводящие пучки; сл.ж-солевая железка; у-устьице; фл-флоэма

Внешний вид и строение галофитов
А- внешний вид солероса; Б- попреречный срез стебля Артрокнеума;
В- поперечный срез листовой пластинки Лебеды мягкой; Г- поперечный срез листовой пластинки Авиценнии морской

Внешний вид и строение сциофита и гелиофитов
А- лист кислицы (Oxalis acetosella); Б,В-внешний вид компасного растения сильфиума (Silphium laciniatum ) с разных сторон; Г-поперечный срезлиста фикуса каучуконосного (Ficus elastica); Д-срез листа иссопа мелового; Е-схема листа литопса (Lithops sp.)

Экологические группы высших гетеротрофных растений
Полупаразиты и паразиты
корневые
стеблевые
микотрофные
2. Хищные растения

Растения - полупаразиты
А – Марьяник полевой
Б – стадии прорастания
Марьяника лесного
В – гаустория ленца
Г – омела (корни под корой растения-хозяина;
Д – омела на ветви ветви растения-хозяина;

Растение-паразит повилика (Cuscuta)
1 – часть стебля с присосками;
2,4 – схема поперечного разреза стебля растения-хозяина и повилики;
3, 5 – отдельный побег и общий вид растения, паразитирующего на клевере;
6 – стадии развития проростков

Растения - хищники
Росянка круглолистная
(Drossera rotundifolia)

Статья содержит обзор экологических классификаций видов растений и различий характеристик, определяющих группировки (типы) растений в зависимости от выбранного подхода. Можно выделить два основных способа систематизации знаний в экологических исследованиях сообществ растений: определение групп по внешнему облику растений или по отношению видов к экологическим факторам. Авторы предполагают, что оперирование функциональными группами растений, в отличие от использования систем жизненных форм, более эффективно в геоботанических исследованиях.

Понятие ЖФ может быть акцентировано применением терминов функциональные типы растений или функциональные группы растений, в выделении которых особое значение приобретают такие параметры как продуктивность, индекс листовой поверхности, сезонная ритмика и проч. Эффективность системы ЖФ Раункиера была показана Р. Уиттекером (1980) при сравнении флористического состава биомов. Он показал, например, что во влажных тропических лесах преобладают фанерофиты, в лесах умеренно холодной зоны, тундре и степи – гемикриптофиты, в полупустыне – хамефиты, а в пустыне – терофиты.

Система Раункиера получила дальнейшее развитие в работах многих исследователей. Хорошо известна работа Мюллер-Дембуа и Элленберга (1974) , которые использовали для классификации дополнительные признаки: тип питания, анатомическое строение, сезонная ритмика, степень одревеснения тканей и многие другие. Хотя система Мюллер-Дембуа и Элленберга логически и экологически обоснована, использовать на практике эту систему затруднительно, поскольку такая подробная детализация слишком сложна для рационального анализа сообществ. Сходной сложностью отличается и система И.Г. Серебрякова, поэтому отечественные исследователи предпочитают использовать только некоторые основные ранги этой системы.

Я. Баркман (Barkman, 1988) развил классификацию ФР, которая была противопоставлена ЖФ. В ней деревья делятся исключительно по морфологическим признакам наименее связанным с условиями обитания (насколько это вообще возможно, конечно). На первом уровне растения делятся на свободно плавающие, прикрепленные и имеющие корни. Понятно, что в одной системе рассматриваются разнообразные по систематическому положению виды – и водоросли, и сосудистые растения, и мхи. На следующем уровне виды делятся на типы по характерным представителям и т.д. Система отличается тем, что на всех уровнях есть строгие (формализованные) правила выделения групп растений.

Другим путем пошли исследователи, которые попытались сделать систему ЖФ более пригодной для применения на практике. Предполагалось перейти от классификации формы к функционированию растения. Система функциональных типов растений (ФТР) основана на выделении типов, различающихся по функциональным признакам. Такие типы выступают в роли доминантов биомов и отвечают за их основные функциональные характеристики. Например, ФТР используются в первую очередь при аэрокосмической съемке. Выделенные на основе ФТР биомы различаются по таким существенным характеристикам, как индекс листовой поверхности, первичная биологическая продукция и показатель испарения влаги.

Отдельная методика используется для выделения функциональных групп растений (ФГР). Как правило, ФГР отражают поведение растений в ходе сукцессии, например, при пирогенной сукцессии или пастбищной дигрессии.

В рамках флористического подхода следует упомянуть распространённый в отечественной геоботанической литературе метод выделения эколого-ценотических групп (ЭЦГ). Выделение групп происходит на основе видов-индикаторов типов сообществ, определяемых в ходе флористического описания сообществ по методу Браун-Бланке. При определении видов-индикаторов применяют как экспертную оценку, так и статистическую оценку значимости определения.

Авторы предполагают, что оперирование функциональными группами растений, в отличие от использования систем жизненных форм, более эффективно в геоботанических исследованиях.

Описание презентации Экологические группы растений Экологические группы растений – по слайдам

Экологические группы растений

Экологические группы растений – группы растений со сходными чертами организации, отражающими приспособленность к определенному лимитирующему фактору Лимитирующим называется фактор, оказывающий настолько мощное влияние на растения, что влиянием остальных можно пренебречь Основные лимитирующие факторы растений: — температура (мега-, микро- и мезотермные); — влага (гидро-, гигро-, мезо-, ксерофиты); — свет (сцио- и гелиофиты); — субстрат (лито- и псаммофиты, кальце- и нитрофилы, оксило- и галофиты, эпифиты)

Гидрофиты реофиты аэрогидатофиты гелофиты. Экологические группы растений по отношению к влаге склерофиты. Ксерофиты суккуленты. Мезофиты стеблевые суккуленты листовые суккулентыгидатофиты гигрофиты

Гидрофиты – растения, обитающие в воде Гидатофиты – отрастающие от дна или свободно плавающие водные растения, все вегетативные органы которых находятся в толще воды Аэрогидатофиты – растения с плавающими на поверхности воды листьями, остальные части которых погружены в воду (могут отрастать от дна или свободно парить в толще воды) Реофиты – прикрепленные, полностью погруженные в воду растения, обитающие в ручьях и реках с быстрым течением Гелофиты – полупогруженные в воду растения, населяющие мелководья и влажные берега Гигрофиты – наземные растения, обитающие в условиях очень высокой влажности воздуха (около 100%) – под пологом тенистых лесов и в глубоких темных ущельях

Особенности водной среды 1. Недостаток света (особенно на глубине) 2. Питательные вещества растворены в воде 3. Недостаток кислорода 4. Высокая плотность воды, поддерживающая растения 5. Температурные колебания сглажены (если водоем не промерзает на всю глубину)

Гидрофиты А – реофит Aponogeton fenestralis ; Б – аэрогидатофит лютик водный ( Ranunculus aqvatilis ) ; В – гидатофит валиснерия спиральная ( Vallisntria spiralis ) ; Г – гидатофит уруть мутовчатая ( Myriophyllum verticillatum ) ; Д — аэрогидатофит водокрас лягушачий ( Hydroharis morsus-ranae )

Растения с плавающими листьями (аэрогидатофиты) в ботаническом саду им. В. Л. Комарова

Плавающие листья Кувшинки амазонской ( Victoria regia )

Анатомическое строение гидрофитов Б – сегмент листа урути ( Myriophyllum sp. ); Г – стебель элодеи канадской( Elodea canadensis) ; Д – листовая пластинка гидатофита зостеры морской ( Zostera marina ) 1 — астросклереида; 2 — воздухоносный ход; 3 — гидатода; 4 — губчатая паренхима; 5 — ксилема; 6 — кортикальная паренхима; 7 — мезофилл; 8 — проводящий пучек; 9 — столбчатая хлоренхима; 10 — склеренхимные волокна; 11 — устьице; 12 — флоэма; 13 — эпидерма

Внешний вид, строение стебля (А, Б) и листа (В) рдеста пронзеннолистного (Potamogeton perfoliatus) А – схема строения стебля; Б — фрагмент стебля; В – половина листовой пластинки

Гелофиты – полупогруженные в воду растения А – Стрелолист обыкновенный ( Sagittaria sagittifolia ) ; Б – деталь поперечного среза листовой пластинки Сыти очереднолистной ( Cyperus alternifolius ) : 1 — воздухоносный ход; 2 — губчатая хлоренхима; 3 — кутикула; 4 — надводный лист; 5 — подводный лист; 6 — палисадная хлоренхима; 7 — плавающий лист; 8 — эпидерма

Гигрофиты – растения, обитающие на сильно увлажненной почве при относительной влажности 80 -100% (под пологом леса, в глубоких ущельях) Особенности строения гигрофитов 1. Тонкая кутикула листа 2. Листовые пластинки тонкие (иногда однослойные), хлоропласты могут содержаться в основных клетках эпидермы 3. Постоянно открытые и приподнятые устьица 4. Мезофилл только губчатый 5. Редкие живые трихомы

Внешний вид и строение листа гигрофита Сыти очереднолистной ( Cyperus alternifolius) Видна мощная система воздухоносных межклетников, все клетки сильно обводнены

Строение листовой пластинки гигрофита руелии ( Ruellia portelle ) 1 — губчатая хлоренхима; 2 — палисадная хлоренхима; 3 — трихома; 4 — устьице; 5 — эпидерма

Фрагмент экспозиции тропического леса в ГБС им. В. Л. Комарова

Фрагмент экспозиции биотопа с высокой влажностью в ГБС им. В. Л. Комарова (растения – гигрофиты)

Ксерофиты – растения, приспособленные к существованию при длительном сезонном дефиците влаги Суккуленты – растения, запасающие большое количество воды в короткие влажные периоды и экономно расходующие ее во время засухи Запас влаги осуществляется водозапасающей паренхимой, придающей некоторым органам суккулентов (стеблям или листьям) мясистость Склерофиты – растения, обитающие в условиях длительной засухи и содержащие запас воды в водоносной склеренхиме. Главный механизм борьбы с водным дефицитом — высокая сосущая сила (60 -80 атм) и глубоко проникающая в почву корневая система

Особенности строения ксерофитов 1. Особое строение эпидермы, снижающее транспирацию : мощная кутикула, восковой налет, густое опушение из мертвых кроющих трихомов, толстые наружные стенки клеток 2. Погруженные устьица 3. Способность всасывать конденсационную влагу трихомами эпидермы 4. Сильное развитие водозапасающих тканей — паренхимы (суккуленты) или склеренхимы (склерофиты) 5. Создание высокой сосущей силы в водоносных тканях и корнях 6. Клетки тканей сильно склерефицированы, межклетников мало – уменьшается внутренняя испаряющая поверхность (склерофиты) 7. Уменьшение поверхности листа (от скручивания до полной редукции листьев) 8. Хорошо развита корневая система (комбинированного типа), способность образовывать временные корни (на время влажного периода)

Стеблевые суккуленты 1 – схема строения побегов кактуса (а- ареолы); 2 – часть побега и цветок кактуса; 3 — часть побега и цветок молочая ( Euphorbia ); 4 – солерос ( Salicorina herbacea ); 5 — опунция

Листовые суккуленты 1 – алоэ ( р. Aloe ); 2 – очиток (р. Sedum ); 3 – агава ( р. Agave ); 4 – молодило ( р. Sempervivum)

Анатомическое строение листовых суккулентов А, Б – схема и фрагмент листовой пластинки дазилириона; В – лист очитка; Г – псаммофит джузгун (лист)

Внешний вид и строение листа олеандра ( Nerium oleander ) Видна хорошо развитая кутикула и гиподерма

Экологические группы автотрофных растений по отношению к субстрату 1. Литофиты (петрофиты) 2. Псаммофиты 3. Кальцефилы 4. Нитрофилы 5. Оксилофиты (ксероморфные олиготрофы) 6. Галофиты 7. Эпифиты

Псаммофиты (А, Б) и литофит (В) в условиях пустыни А – образование придаточных корней на побегах песчаной акации ( Ammodendron sp. ) , Б – песчаные чехлы на корнях селина ( Aristida karelinii ) , В –остролодочник углубленный ( Oxytropis immersa) в расщелине камней

Гребенщик многоветвистый ( Tamarix ramosissima ) общий вид и отдельная ветвь

Ксероморфные олиготрофы (Багульник обыкновенный, Мирт болотный, Подбел болотный)

Анатомическое строение листа багульника (Ledum palustre) (А, Б) и стебля тамарикса ( Tamarix ramosissima ) (В, Г) В. п. -воздухоносная полость; в. пфл. -волокна протофлоэмы; в. эп. -верхняя эпидерма; г. в. — головчатые волоски; г. мзф. -губчатый мезофилл; к -кутикула; кмб -камбий; кс -ксилема ; л. п -листовой прорыв; л. с -листовой след; мж -межклетник; н. эп -нижняя эпидерма; о. л — основание чешуйчатого листа ; п. п -проводящие пучки; сл. ж -солевая железка; у -устьице; фл -флоэма

Внешний вид и строение галофитов А- внешний вид солероса; Б- попреречный срез стебля Артрокнеума ; В- поперечный срез листовой пластинки Лебеды мягкой ; Г- поперечный срез листовой пластинки Авиценнии морской

Внешний вид и строение сциофита и гелиофитов А- лист кислицы ( Oxalis acetosella ); Б, В-внешний вид компасного растения сильфиума ( Silphium laciniatum ) с разных сторон; Г-поперечный срезлиста фикуса каучуконосного ( Ficus elastica ) ; Д-срез листа иссопа мелового; Е-схема листа литопса ( Lithops sp. )

Эпифитные растения

Экологические группы высших гетеротрофных растений 1. Полупаразиты и паразиты корневые стеблевые микотрофные 2. Хищные растения

Растения — полупаразиты А – Марьяник полевой Б – стадии прорастания Марьяника лесного В – гаустория ленца Г – омела (корни под корой растения-хозяина; Д – омела на ветви растения-хозяина;

Растение-паразит повилика ( Cuscuta) 1 – часть стебля с присосками; 2, 4 – схема поперечного разреза стебля растения-хозяина и повилики; 3, 5 – отдельный побег и общий вид растения, паразитирующего на клевере; 6 – стадии развития проростков

Растения — хищники Росянка круглолистная ( Drossera rotundifolia ) Листья росянки превращены в ловчий аппарат

Растения, принадлежащие к разным классам и семействам, могут иметь сходные признаки строения в связи с обитанием в одних и тех же условиях. Поэтому выделяют экологические группы растений по общим приспособлениям к факторам окружающей среды. Эти знания важны при изучении экологических тем в курсе биологии в 6 классе, в сельском хозяйстве, озеленении, цветоводстве.

Влияние абиотических факторов

Природные условия оказывают огромное воздействие на растительный организм. Растения приспосабливаются к определённым значениям освещённости, влажности и другим особенностям среды обитания.

Приспособления к внешним условиям обеспечивают выживание вида.

Необходимые растениям факторы неживой природы (абиотические):

свет;
вода;
температура;
солёность почвы;
состав воздуха;
ветер.

Например, растения тундры разнообразны, но все имеют общие приспособления к выживанию на бедных почвах, в условиях вечной мерзлоты, при низких температурах и сильных ветрах. Вблизи экватора произрастают леса, богатые видами вечнозелёных теплолюбивых деревьев, кустарников, лиан и трав.

Отношение к свету

Ни один растительный организм не может выжить в условиях отсутствия света, необходимого для фотосинтеза. Но требования к освещённости у разных видов отличаются.

Выделяют следующие экологические группы растений по отношению к свету:

светолюбивые;
теневыносливые;
тенелюбивые.

Обычно у светолюбивых растений светло-зелёные листья с опушением или восковым налётом. Многочисленные устьица расположены на нижней поверхности листа. Есть и другие приспособления для того, чтобы организм не перегревался на ярком солнце.

Светолюбивые виды лучше растут на открытых, хорошо освещаемых участках, плохо переносят затенение.

Примеры светолюбивых видов:

Теневыносливые растения способны произрастать на открытых местах и переносят недостаток освещения. Это многие кустарники, например сирень, бузина, травы, такие как вероника дубравная, крапива.

Рис. 1. Теневыносливые растения.

Тенелюбивые растения переносят недостаток света и могут произрастать под пологом леса, в тени деревьев и кустарников. Такие виды обычно имеют тёмно-зеленые крупные листья, довольно хрупкие стебли. Примеры тенелюбивых растений: мхи, папоротники, майник двулистный, звездчатка.

Экологические группы по отношению к воде

Влагу вместе с растворёнными минеральными веществами корни поглощают из почвы, стебель проводит в листья, цветы и плоды. Вода необходима клеткам и тканям растений для реакций фотосинтеза, испарения и других процессов жизнедеятельности.

Различают следующие группы растений по отношению к влажности:

Водные растения укореняются на дне водоёмов либо свободно располагаются в толще воды. У некоторых листья и цветки плавают на поверхности. Растения увлажнённых мест обитания ещё называют влаголюбивыми. Они приспособлены к повышенной влажности почвы, например на болотах и заболоченных лугах, в низинах.

Рис. 3. Засухоустойчивые растения.

Растения сухих мест испытывают недостаток воды. Они экономно расходуют влагу благодаря видоизменениям листьев в колючки, чешуйки, а также восковому налёту и опушению. Корни могут проникать в почву на глубину 15–18 м. Есть растения, запасающие влагу в мясистых листьях или утолщённых стеблях.

Приспособления к температуре

Виды, которые растут и развиваются в условиях прохладного лета и суровой зимы, относятся к холодостойким. Это олений мох, карликовая берёза, морошка. Теплолюбивые виды распространены в регионах с короткой безморозной зимой, влажным и продолжительным летом. Среди этих растений особенно важны овощные, бахчевые, плодово-ягодные и декоративные культуры, сахарный тростник.

Что мы узнали?

По отношению к факторам среды обитания выделяют экологические группы растений. Приспособления проявляются в строении и жизнедеятельности растений, что помогает определить экологическую группу.

Читайте также: