Мох растет в высокогорных районах с высоким содержанием кислорода и умеренным климатом
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Экологические группы растений — это совокупность видов растений, которые характеризуются сходными потребностями в величине какого-либо экологического фактора и возникшими в результате его воздействия в процессе эволюции сходными признаками, закрепившимися в генотипе.
Экологические группы делятся по отношению организмов к тому или иному фактору среды (влага, температура, свет, хим.е свойства среды обитания), но границы между ними условные и плавно переходят от одной экогруппы к другой, члибо входят сразу в несколько экогрупп.
Экологические факторы природы:
— Факторы неживой природы (свет, влажность, температура, состав окружающей среды)
— Факторы живой природы (влияние других живых организмов - растений, животных, бактерий и т.д.)
Таблица экологические группы растений
Справочная таблица содержит экологические группы растений по отношению к воде, к свету, к температуре, к плодородности почвы (торфности) и по отношению к кислотности почвы.
Экологические группы растений
Гелиофиты
— растения открытых мест обитания;
— листья плотные, с толстой кожицей, светло-зеленые, много устьиц;
— хорошо развиты механические ткани и корневая система.
степные и луговые травы, сосна, береза, и другие.
Сциогелиофиты
— хорошо растут на свету, но выносят и затенение.
липа, дуб, лесные травы, сенполия, монстера
Сциофиты
— хорошо растут только в затененных местах (ветреница, вороний глаз, папоротники);
— листья тонкие, тонкая кожица с хлоропластами;
— плохо развиты проводящие и механические ткани.
водоросли, лесные мхи, лишайники, плауны, папоротники
Гидрофиты
(растения водных мест обитания)
— погружены в воду полностью или большей своей частью;
— корневая система развита слабо или отсутствует;
— слабо развиты механические ткани;
— имеется воздухоносная ткань
Лотос, водокрас, сусак, папирус, пистия, талия, эйхорния
Мезофиты
(Растения достаточно увлажненных мест обитания)
— Растения достаточно (но не избыточно) увлажненных мест обитания
— Мезофиты составляют наибольшую экологическую группу наземных растений
полевица, тимофеевка, ромашка, клевер, золотарник, ландыш, медуница, бук, сирень, лещина
Ксерофиты
(растения сухих мест обитания)
— хорошо развита корневая система, многие запасают воду (в листьях, стеблях, корнях);
— листья с толстой кожицей или опушением, устьиц мало, восковой налет
Флора пустынь и полупустынь: кактус, агавы, алоэ, саксаул, песчаная акация и другие
Мегатермофиты
— жаростойкие и теплолюбивые растения,
— могут переносить высокие температуры,
— среда обитания - жаркий и сухой климат пустынь и степей (являются также ксерофитами)
Мезотермофиты
— теплолюбивые растения, но не жаростойкие
— это растения влажного тропического климата
— не выносят перепадов температуры
Микротермофиты
— холодостойкие растения, не требовательны к теплу
— растения умеренного и арктического климата
ель сибирская, также тундровые и высокогорные растения
Гекистотермофиты
— очень холодостойкие растения
Олиготрофы
— растения бедных почв с низким содержанием питательных веществ,
— обитают в полупустынях, сухих степях, верховых болотах
сосна обыкновенная, сосна горная, можжевельник, береза повислая , лишайники, кошачья лапка, толокнянка, болотные мхи, багульник
Мезотрофы
— растения умеренно плодородных почв, с умеренным содержанием минеральных элементов питания
зеленые мхи, ель, черника, брусника, кислица, майник
Эутрофы
— растения, обитающие на плодородных почвах (или в водоёмах) с высоким содержанием питательных веществ
травы пойменных лугов - пырей, костёр; растения чернозёмных степей - ковыль
Ацидофиты
— растения, которые произрастают на кислых почвах (условия высокой кислотности)
— делятся на 3 подгруппы: крайние (pH 3-4,5), умеренные (pH 4,5-6) и слабые (pH 6-6,7)
(рН 3,5—4,5): клюква, багульник, сфагновые мхи
(рН 4,5—6,5): полевица собачья, щучка дернистая, погремок
Нейтрофиты
— растения нейтральных почв
— делятся на 2 подгруппы: обычные (pH 6,7-7) и окололинейные (pH 6-7,3)
многие бобовые, борщевик сибирский
Базофиты
— растения щелочных и слабощелочных почв
мать-и-мачеха, лядвенец рогатый, люцерна серповидная, осока мохнатая, лиственница европейская, дуб известковый
_______________
Источник информации:
1. Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, - СПб.: 2004.
2. Биология.Растения.Бактерии.Грибы и лишайники /В.П.Викторов,А.И.Никишов. —М.:ВЛАДОС,2012.—256с.
Мхи, лишайники, цианобактерии и другие нерастительные фотосинтезирующие организмы оказались одним из важнейших природных поглотителей углекислого газа - они перерабатывают до 7% углекислоты от общего количества СО2, которое вся биосфера Земли поглощает за год, заявляют климатологи в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
На Земле существует множество одноклеточных и многоклеточных организмов, поглощающих углекислый газ и использующих его для производства питательных веществ. Несмотря на большое количество и разнообразие таких организмов, их роль в круговороте углерода в природе пока остается плохо изученной.
Группа климатологов под руководством Ульриха Пошля (Ulrich Poschl) из Института химии Общества Макса Планка в городе Майнц (Германия) оценила вклад этих организмов в глобальный баланс углерода и углекислого газа в природе, проанализировав результаты более 200 научных работ, посвященных жизнедеятельности мхов, лишайников, цианобактерий и других организмов.
Сопоставление и интеграция наработок других климатологов позволили Пошлю и его коллегам получить данные о колониях этих организмов во всех регионах Земли и оценить их общий вклад в круговорот углерода.
В целом, мхи, лишайники и другие фотосинтезирующие организмы поглощают около 14,3 миллиардов тонн углекислоты, что составляет примерно 7% от общего количества углекислого газа, который поглощается всей биосферой за год. Данный объем углекислого газа сопоставим с количеством СО2, которое выделяется всеми промышленными предприятиями Земли.
По расчетам ученых, эта группа организмов наиболее эффективно поглощает углекислоту в лесах умеренного и субтропического пояса, и меньше всего - в экваториальных и тропических областях. Поэтому колонии лишайников и мхов в Европе оказались наиболее продуктивными с точки зрения преобразования углекислоты в биомассу, а их африканские собратья - наименее активными.
Кроме того, данная группа организмов является основным поставщиком азота в биосферу - они фиксируют от 30 до 80% от общего количества биологического азота в зависимости от типа местности и климатических условий. В целом, они добавляют до 49 миллионов тонн азота в биосферу, что составляет примерно 46% от ежегодного прироста массы органического азота.
По словам исследователей, столь высокая роль в фиксации азота должна отражаться на способности обычных растений фиксировать углекислоту. Как отмечают исследователи, недостаток азота в почве ограничивает способность растений по переработке СО2 и большие колонии лишайников, мхов и цианобактерий могут положительно влиять на эффективность фотосинтеза листьев деревьев, кустарников и трав.
"В целом, результаты нашей работы указывают на то, что эти фотосинтезирующие организмы на поверхности почвы и на коре растений играют существенную роль в цикле углерода и азота и поэтому должны явно учитываться в моделировании климата Земли", - заключают авторы статьи.
ГОСТ
Географическое распространение высокогорий
На поверхности нашей планеты горы занимают 40% суши. По сравнению с равнинными территориями они отличаются большим разнообразием природных условий, что связано с высотной поясностью и разным расположением склонов по отношению к Солнцу.
По высоте горные ландшафты условно делятся:
- низкогорные, высота которых доходит до 1000 м;
- среднегорные, высотой до 2000 м;
- высокогорные – их высота более 2000 м.
Вершины высокогорий остроконечны, имеют абсолютные отметки выше 3000 м, глубокие расчленения, среднюю крутизну склонов более 25 градусов, имеют следы древнего оледенения. Субальпийские и альпийские пояса горных стран считаются высокогорьем.
Рисунок 1. Высокогорье. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Высокогорья умеренных и приполярных широт почти идентичны тундре и лесотундре, а высокогорья умеренно теплых и тропических широт, в общем, аналогичны безлесным приполярным территориям, но можно увидеть и различия.
Отличительной особенностью низкоширотных высокогорий от приполярных широт является отсутствие полярного дня и ночи.
В горах Африки и Южной Америки с приближением к экватору условия в течение года не меняются, здесь каждый день могут быть ночные заморозки и сильный дневной прогрев.
Надо сказать, что с высотой во всех широтах температура становится ниже и увеличивается количество осадков, кроме тех склонов, которые находятся в дождевой тени.
Готовые работы на аналогичную тему
Тем не менее, условия горных стран в разных регионах разнообразны, т.е. они могут быть засушливыми, например, Восточный Памир, Тибет, пуна Анд, так и увлажненными – Западный Кавказ, некоторые высокогорья Африки, Гималаи, Южные Анды и др.
Дифференциация высокогорных условий зависит от увлажненности, а засушливость является причиной сдвига высотных поясов вверх.
Например, на Западном Кавказе верхняя граница леса проходит на высоте 2000 м, а на Восточном Кавказе, который является сухим, граница поднимается до высоты 2700 м. Исходя из степени засушливости верхняя граница леса в Тянь-Шане находится в пределах 2800-3200 м, в то время как нижняя граница небольших ледников начинается с высоты 3000-4000 м.
Аридные горные страны сплошных лент высотных поясов не имеют.
Высотные пояса представляют собой пятна различных экосистем, расположенных на склонах разной экспозиции. На южных склонах хребта Терскей-Алатау в Тянь-Шане на высоте 2200-2900 м находятся горные степи, а северные склоны покрыты влажными замшелыми ельниками (ель Шренка).
В семиаридных горных странах субтропического и умеренно теплого климата сильное влияние экспозиции приводит к тому, что природные комплексы, представленные в горах, не исчезают, даже если происходят резкие климатические изменения, они только перераспределяются по высотам и экспозициям. Такая способность дает возможность сохраняться древним формам, а также закрепляться недавно возникшим молодым видам.
В этом плане богатым является субальпийский пояс, где условия среды близки к пределу и состав биоценозов становится бедным.
При низких температурах высокогорий органическое вещество разлагается очень медленно и в результате идет накопление грубого гумуса в почвенном покрове.
Если высокогорье расположено в гумидных условиях, то происходит процесс выщелачивания элементов минерального питания и повышения кислотности, в результате возникают пустоши с вересковыми, осоковыми, дерновинными злаками, как в Австралии, Новой Зеландии, Андах.
Даже достаточно влажные высокогорья физиологически иссушаются при низком давлении, температурах и ветрах. В этом случае среди растительного мира начинают распространяться подушковидные формы.
В живой природе при смене погоды и высоком уровне солнечной радиации происходят особые биохимические процессы, которые, безусловно, отражаются на геохимических особенностях среды.
Флора высокогорий
Влажные высокогорья в колумбийских Андах, Венесуэле и Эквадоре получили название парамос – это постоянно влажные тропические высокогорья.
По режиму тепла и влаги они имеют сходство с высокогорьями Африки – Килиманджаро, Рувензори, Камерун, а также Индонезии и Новой Гвинеи.
Парамос Южной Америки родственны постоянно влажным субантарктическим безлесным сообществам. Парамос имеют характерную для них черту – древовидные растения из травянистых родов и семейств.
В Африке такими являются гигантские утолщенные крестовники и несколько видов лобелий, имеющих свечевидные соцветия. Крестовники – сложноцветные виды, а лобелии относятся к колокольчиковым.
Во влажных высокогорьях экваториальной Азии тоже имеют место древовидные растения – анафалисы.
В сухих южноамериканских высокогорьях распространена пуйя – это древовидное розеточное растение. В Колумбии гигантская пуйя имеет агавовидные листья длиной 1,5 м, короткий стебель и очень длинный цветонос.
В тропических широтах древовидные высокогорные растения в какой-то степени являются суккулентами, они тоже покрыты густыми волосками.
Хорошее развитие в парамос получил моховой, травяной, кустарниковый покров, а у границы с горным лесом может расти даже бамбук.
Для Анд характерны рощицы из криволесья. Среди травянистых растений есть цветущие герани, крестовники, лютики, есть и такие формы, которые в других горных странах отсутствуют.
Как в тропических, так и в умеренно теплых регионах широкое распространение получили высокогорные подушечники. Кроме подушек в сухих высокогорьях – пуна Анд, Памир, сырт Тянь-Шаня, представлены дерновинные злаки – овсяница, ковыль, мятлик, вейник.
В высокогорьях Южной Америки среди суккулентов разнообразны кактусовые, многие из которых красиво цветут и высоко ценятся любителями.
Для высокогорий с хорошим увлажнением в альпийско-гималайском поясе северного полушария развито мощное высокотравье, стелющиеся кусты, криволесье из древесных растений – рододендронов, стлаников их хвойных пород.
В субальпийском поясе гор Азии и до Австралии, например, на острове Ява, растут родственники черники и голубики.
Таким образом, ареал растений субальпийского пояса дает возможность проследить путь их расселения в геологическом прошлом.
Фауна высокогорий
Животные высокогорий представлены разнородными группами. Состав этих групп зависит от того, в каком регионе расположены горы.
Для альпийско-гималайской полосы горных стран характерны крупные травоядные млекопитающие – некоторые виды козлов и баранов. Высоко в Кордильеры проникает снежный баран, он также живет и в горах Сибири.
В отдельных горных странах Евразии распространены серны, горалы, яки, голубые бараны, тары. В южноамериканских парамос обитают горные тапиры и мелкие высокогорные олени.
В сухих высокогорьях – пуна, халка, а также в парамос встречается перуанский олень, своими повадками напоминающий горного козла. Для пуны характерны безгорбые верблюды из рода лам.
Горные травоядные часто являются посетителями верхнего пояса горного леса. Это говорит о периодических вертикальных миграциях.
Мигрируют и хищные млекопитающие – медведи, волки, лисицы, а вот грызуны ведут оседлый образ жизни. Они хорошо приспособились к условиям высокогорья, поэтому сезонные и даже суточные колебания погоды им не мешают.
Что касается птиц, то у них часто возникает узкая кормовая специализация, которая в равнинных условиях невозможна.
Некоторые виды горных птиц Средней и Центральной Азии, например, питающиеся зерном, в течение нескольких месяцев поедают семена растений, опускаясь из высокогорий в долины ранней весной. В этот период для них там есть корм. Эти же растения в течение лета созревают уже на большей высоте и постепенно поднимаются к высокогорьям, обеспечивая кормовую базу птицам.
С наступлением осеннего периода в долинах созревает второй урожай, поэтому горные вьюрки свою кормовую базу не меняют. Также ведут себя горные колибри в умеренных широтах, передвигаясь вертикально.
Во влажных высокогорьях экваториальной полосы те же колибри передвигаются в большей степени в горизонтальном направлении, отыскивая необходимые им растения.
В горах Северной Америки большое распространение имеют горные коньки и рогатые жаворонки, хотя последние населяют тундру и пустынные азиатские низкогорья.
Изучение экологии высокогорных растений Оймяконского района
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
На северо-востоке Якутии находятся самые холодный точки Северного полушария – это Верхоянский и Оймяконский районы, где температура достигает: зимой до -69 °С, летом до +25 °С. Площадь Оймяконского района – 92,2 тыс. км². Это 14-й среди наибольших по размеру улусов республики Саха.
Оймяконская впадина закрыта со всех сторон горами, задерживающая выход из неё тяжёлого холодного воздуха. Эти же горы надёжно защищают впадину от влажных воздушных масс, идущих со стороны океанов. Это доказывает, что в Оймяконском районе наиболее экстремально-низкие температуры воздуха. Поэтому изучение экологии высокогорных растений Оймяконского района весьма актуально для прогнозирования изменений фитоценозов.
Цель работы:изучить экологию высокогорных растений и оценить их значимость.
Организовать экспедиции на хребет Сарычева;
Собрать материал по растениям;
Проанализировать полученные данные;
Исследование высокогорных растений имеет большое теоретическое значение в современной высокогорной экологии, так как эти данные могут быть использованы для создания функциональной классификации высокогорных растений необходимых для понимания механизмов динамики тундровых сообществ.
На основании полученных результатов возможна выработка практических рекомендаций по рациональному использованию и сохранению уникального биологического разнообразия высокогорных фитоценозов Оймяконья.
I.Основная часть
1.1Экология высокогорных растений.
Для высокогорных растений характерен приземистый рост. Во всех высокогорных областях земного шара преобладают низкорослые стелющиеся кустарники и кустарнички, подушковидные и розеточные многолетние травы, дерновинные злаки и осоки, мхи и лишайники. Однако есть и более крупные, весьма своеобразные формы.
В анатомическом строении высокогорных растений есть ряд черт, которые отчасти способствуют защите от избыточной радиации, отчасти связаны с особенностями водного режима и некоторых сторон обмена веществ в высокогорьях: утолщение покровных тканей, опушение, усиленное развитие механических тканей, придающих устойчивость к сильным ветрам, и т. д. Однако в горах довольно обычны и растения с листьями, лишенными опушения и воскового налета. С увеличением высоты местности, как правило, уменьшаются размеры клеток и возрастает плотность тканей, увеличивается число устьиц на единицу поверхности листа и уменьшаются их размеры; иными словами, наблюдаются изменения в сторону ксероморфоза. Особенно четко они выражены у растений, растущих на скалах; напротив, у видов, обитающих вблизи талых вод или других источников увлажнения, листья крупнее, а ксероморфные черты выражены гораздо слабее.
Низкие температуры и сильная освещенность способствуют образованию больших количеств антоциана, отсюда —глубокие, насыщенные тона окраски цветков. Сочетание крупных яркоокрашенных цветков и небольших листьев при малом (иногда совсем крохотном) росте — характерная черта многих альпийских растений
Основные физиологические процессы у растений в высокогорных условиях характеризуются повышенной интенсивностью. Прежде всего это относится к газообмену. На больших высотах отмечены очень высокие величины фотосинтеза (у некоторых видов до 50— 100 мг на 1 г листа в 1 ч). Правда, в гумидных высокогорьях (Альпы, Гиссарский хребет) фотосинтез довольно умеренный. Тем не менее в целом по мере поднятия в горы прослеживается тенденция к увеличению фотосинтеза. Она отмечается и при сопоставлении интенсивности фотосинтеза разных видов в высотных поясах, у одного и того же вида, растущего (или пересаженного) на разной высоте. Сильнее всего эти высотные различия фотосинтеза и его температурных оптимумов заметны у видов со сравнительно слабой ассимиляцией. В соответствии с сильной освещенностью фотосинтез горных растений имеет высокий уровень светового насыщения. Так, в высокогорьях Памира он составляет 50— 60 тыс. (40—50% от полной освещенности), а у ряда видов световое насыщение отсутствует совсем, и фотосинтез продолжает повышаться с увеличением освещенности до максимально возможной (см. рис. 40). Снижение содержания углекислоты в воздухе, по-видимому, не отражается на фотосинтезе высокогорных растений: согласно теоретическим расчетам, уменьшение парциального давления на больших высотах должно компенсироваться повышением скорости диффузии ее в лист.
2. Практическая часть
2.1 Описание местности
Тас-Кыстабы́т (хребе́тСа́рычева) — горный хребет в Якутии, расположенный в междуречье верхней Индигирки и её правого притока — реки Нера.
Длина хребта составляет около 200 км, высота достигает 2341 м. Хребет сложен алевролитами (твердая осадочная горная порода), аргиллитами (твёрдая, камнеподобная глинистая горная порода), и гранитом (горная порода состоит из кварца, плагиоклаза, калиевого полевого шпата и слюд). В нижней части склонов растут редкостойные лиственничные леса.
2.2 Описание сбора растений.
В 2016 году началось изучение лишайников. Было собрано 43 вида лишайников, из них был определён вид, занесённый в красную книгу – это Asahinea cholandeari (см. прилож.№1).
С 2015 года началось изучение мохообразных. На горной тундре хребта Сарычева было собрано более 50 видов мхов. Особый интерес представляет Grimmia fuscolutea (см. прилож.№2) и Lyellia aspera (см. прилож.№3), как редкие и красно-книжные мхи.
Всего, за годы работы лагеря, начиная с 2013 года и заканчивая 2017 годом (включая экспедицию этого года) было собрано и определенно около 120 видов растений. Некоторые виды занесены в красную книгу, например, Rhododendron aureum (см. прилож.№4) и Anemona sibirica (см. прилож.№5).
Также, наша вторая группа изучала функциональные признаки растений, так-как функциональные признаки растений - являются одним из лучших сравнительных показателей в экологии растений. Оказалось, что наши растения, несмотря на небольшую площадь листьев, производят огромное количество биологически активных веществ.
Эта теория подтвердилась нашей группой химиков. Эта группа провела химический анализ. Также выяснилось, что в наших краях обитает множество лекарственных растений.
Также, наша вторая группа изучала функциональные признаки. Оказалось, что наши растения, несмотря на небольшую площадь листьев, производят огромное количество биологически активных веществ.
В 2014 году нами были заложены трансекты. На следующий год в них были внесены минеральные удобрения. Было это сделано с целью узнать, как растения отреагируют на изменившиеся условия. Было создано 4 опытных и 4 контрольных участка, расположенных на склоне хребта Сарычева.
В 2017 году стало ясно, что растительность на экспериментальных участках стала более обильной и разнообразной. Также, было замечено, что лишайников на опытном участке стало меньше.
В 2017 году нами был заложен питомник лекарственных растений, туда входят такие растения как: Змееголовник дланевидный, Рододендрон золотистый, Тимьян Ползучий и другие лекарственные растения. Работа проводилась совместно с заведующим ботанического сада из Северо-Восточного Университета.
Заключение
После проделанной исследовательской работы, мы можем утверждать, что поставленные перед нами задачи были выполнены.
В Оймяконском районе благодаря благоприятному размещению месторождений полезных ископаемых, развита горнодобывающая промышленность. При этом неизбежное увеличение антропогенной нагрузки может привести к обеднению биологического разнообразия экосистем, впоследствии чего некоторые виды могут исчезнуть прежде, чем они здесь будут выявлены.
Хребет Сарычева имеет огромную природно-охранную значимость, так как на нём произрастают различные красно-книжные растения, которые нужно охранять и беречь. Для этого необходимо сделать хребет объектом заповедной зоны.
Используемая литература
Елумеева Т.Г. Разногодичная динамика и конкуренция на альпийских лишайниковых пустошах и пестроовсяницевых лугах Тебердинского заповедника. // диссертация, Москва, 2006 год.
Шидаков И.И., Онипченко В.Г. Сравнение параметров листового аппарата растений альпийского пояса Тебердинского заповедника// Бюлл. Моск. о-ва испытателей природы. Отд. Биол., 2007,-т. 112, вып. 4,- с.42-49.
Читайте также: