Влияние климатических факторов на растения
Добавил пользователь Alex Обновлено: 15.09.2024
На произрастание садовых насаждений влияют следующие составляющие: климатические условия, рельеф местности, свойства почвы и почвогрунтов. При оценке садопригодности территории в первую очередь следует учитывать агробиологические требования садовых растений к климатическим условиям (табл.).
Агробиологические требования садовых культур к климатическим условиям
Сумма активных температур °С
Продолжительность вегетационного периода с t 10 °С
Повреждающая зимняя температура ниже 0 °С
Сумма осадков за год, мм
Ресурс Московской области
Для плодовых культур лучшим рельефом считается расчлененный (с чередованием повышений и понижений), обеспечивающий полноценный водный и воздушный дренаж.
На массивах с повышенным рельефом холодный воздух стекает в более низкие места, скапливаясь в замкнутых понижениях. Под сад наиболее пригодны участки на склонах, особенно их верхние и средние части. На склонах следует ожидать меньшее, чем в равнинных местностях, подмерзание садовых культур в суровые зимы, а также опасность весенних заморозков. В этой зоне при всех прочих условиях самой удачной под сад будет южная, юго-западная и отчасти юго-восточная экспозиция склонов. Более теплые верхние участки склона надо занимать теплолюбивыми породами, пониженные места пригодны для выращивания ягодников.
Зная различные требования к освещенности плодовых, ягодных и овощных культур, можно в соответствии с этими особенностями грамотно разместить на садовом участке эти культуры. К светолюбивым культурам относятся: черешня, абрикос, огурец, перец, томаты, горох. Немногие растения предпочитают тень (т.е. являются тенелюбивыми) - это смородина черная, жимолость, салат, шпинат, хрен. Большинство культур сада и огорода нужно отнести к теневыносливым, т.е. они могут расти и в тени, но не дадут большого урожая продукции хорошего качества.
Если участок расположен на четко выраженном склоне, то с учетом глубины залегания корней и высоты деревьев на самом высоком месте нужно посадить деревья груши, а затем ниже по склону разместить: сливу, яблоню, вишню, красную смородину, крыжовник, черную смородину, облепиху, аронию. Тогда они на склоне не будут затенять друг друга.
Как видим, климатические условия произрастания оказывают на садовые растения многогранное действие и к неблагоприятным факторам садовод должен быть готов (табл.).
Влияние климатических факторов на жизнедеятельность садовых растений
Неблагоприятные факторы климата и погоды
Возможные последствия действия факторов
Работы садовода
Повреждение цветочных почек при температуре —4 °С, бутонов— при —2—3 °С, пестиков цветка— при —1,5—2 °С, молодых завязей — при —1 °С
Подбор сортов с различными сроками цветения, дождевание и полив при заморозке, дымление, укрытие материалами
Иссушение почвы и побегов растений, плохое опыление цветков, поломы ветвей, повреждение корней, потери урожая
Садозащитные посадки, полив, крепление ветвей, ветроломные сооружения
Задержка в росте побегов, сбрасывание листьев, мельчание плодов и ягод, зимние повреждения корней и побегов
Полив растений, борьба с сорняками, мульчирование почвы
Грозы, ливни, град
Повреждения цветков, листьев, плодов, ветвей; смыв почвы
Засушливое лето с последующими осадками
Вторичный рост побегов, снижение их зимостойкости и возможность зимнего подмерзания; осеннее растрескивание коры
Полив растений, рациональная система удобрения, прищипка верхушек побегов
Холодное влажное лето
Запаздывание с окончанием роста побегов, подмерзание невызревших побегов, отмирание коры
Окучивание снегом, бороздование побегов (на следующий год)
Холодное дождливое лето с ранним наступлением зимы и установлением снегового покрова, теплая дождливая осень
Выпревание и вымокание коры
Устройство водоотводных канав, лечение ран
Зимнее иссушение побегов
Осенний влагозарядковый полив
Отсутствие (или мало) снега, сильные морозы
Повреждение корней, подмерзание почек и побегов
Пригибание побегов на зиму; осенний полив и мульчирование почвы торфом, листьями и т.п.; осеннее рыхление почвы; меры по снегозадержанию
Потепление в конце зимы
Нарушение покоя у растений и вымерзание цветочных почек (особенно косточковых пород)
Полив во время заложения цветочных почек (июнь-июль)
Резкие перепады дневных и ночных температур в солнечные зимне-весенние дни
Солнечные ожоги коры, растрескивание коры
Побелка штамбов и скелетных ветвей осенью (октябрь-ноябрь) и рано весной (март), затемнение снега золой (торфом)
Среди климатических факторов важное место в жизни растений занимают свет и тепло, связанные с лучистой энергией солнца; вода; состав и движение воздуха. Атмосферное давление и еще некоторые явления, входящие в понятие климата, существенного значения в жизни и распределении растений не имеют.
В средней полосе растения почти половину жизни находятся в неблагоприятных климатических условиях. И пережить зиму им позволяет переход в состояние физиологического покоя, когда резко снижается обмен веществ и, соответственно, чувствительность к изменению условий. Время перехода в это состояние во многом определяет зимостойкость. Зимой растения часто подвергаются вымерзанию, выпреванию, вымоканию, выпиранию.Они могут гибнуть под ледяной коркой или от высыхания.
Вымерзание происходит при низкой температуре; обезвоживании в процессе льдообразования; повышенной концентрации солей и кислот в клеточном соке; механическом давлении образующегося внутри растения льда на клетки; при быстром замерзании или оттаивании.
Выпревание – частичная или полная гибель от истощения после длительного пребывания под глубоким снегом. Наиболее часто такое случается в теплые зимы, особенно когда снег ложится на мокрую почву. После его схода весной такие ослабленные растения повреждаются болезнями (например, газонные травы снежной плесенью, земляника серой гнилью) и часто погибают.
Выпирание – обнажение верхушек корней в результате попеременного замерзания и оттаивания или оседания почвы. От разрыва корней растения нередко гибнут. Часто это бывает, когда их высаживают в еще не осевшую почву, например, газонные травы, если нарушена технология устройства газона (почва как следует не прикатана). Устойчивость растений к выпиранию во многом зависит от способности корней к растяжению.
Ледяная корка обычно образуется после оттепелей.
Вымокание часто случается весной в низинах, где скапливается вода. Или зимой во время длительных оттепелей, когда на поверхности замерзшей земли застаивается талая вода, которая не впитывается в почву. Растения погибают из-за недостатка кислорода в почве.
Зимнее высыхание – растения могут страдать и от недостатка влаги, попадая зимой и ранней весной в условия физиологической сухости. Это бывает в малоснежные или бесснежные зимы при постоянных ветрах, сильно иссушающих растения, на фоне отсутствия притока влаги (или он ограничен) из замерзшей земли.
У растений одного и того же вида и сорта формируется свой уровень зимостойкости (этот процесс можно сравнить с формированием иммунитета у человека). Чем меньше воздушный, водный, минеральный, световой и другие режимы отличаются от оптимальных значений во время вегетации, тем лучше их адаптация и зимостойкость.
Поэтому особенно важно осеннее закаливание растений. Оно включает две фазы. Во время первой снижается количество воды в тканях, увеличивается содержание Сахаров в клетках и фитогормонов, угнетающих рост растений. Успешно прохождение первой фазы в солнечную и прохладную погоду (дневная температура до +10 град.) в течение 10-15 дней. Если после теплой и дождливой осени идет быстрый переход к отрицательным температурам, морозостойкость резко снижается. Чем больше в это время ясных дней при пониженных положительных температурах ночью, относительно пасмурных, с теплыми ночами, тем ниже морозостойкость.
Вторая фаза закаливания в отличие от первой не требует освещения и начинается сразу же после первой при температуре немного ниже 0 град. У травянистых растений она может проходить и подснежным покровом. Продолжительность второй фазы – около двух недель при постепенном снижении температуры. В это времязимостойкость растений резко повышается. Однако процесс закаливания обратим, и если зимой случаются частые и продолжительные оттепели, приобретенная устойчивость снижается.
Климат оказывает влияние не только на воды ПТК, растительность и животный мир, но и на экзогенные формы рельефа, литологический состав отложений. Например, формы рельефа гумидного климата имеют плавные очертания, глубокий профиль почв и рыхлых отложений, так как обильные атмосферные осадки вызывают интенсивное химическое выветривание, а пышно развитый сплошной растительный покров связывает раздробленные горные породы, добавляет в них органические материалы и препятствует развитию эрозии.[ . ]
Климатические условия определяют самые общие закономерности распространения почв на земном шаре. Климат оказывает на почвообразование как непосредственное влияние, определяя гидротермический режим почв, так и косвенное, путем воздействия на растительность и животный мир.[ . ]
Климатические условия зоны благоприятны для роста и развития естественной деревянистой и травянистой растительности и для возделывания широкого ассортимента сельскохозяйственных культур.[ . ]
Климаты названных термических групп располагаются в виде широтных поясов, окружающих земной шар. Пояса характеризуются не только суммой среднесуточных температур, но и определенными типами растительности и почв, варьирующими в широких пределах в зависимости от увлажнения. Они получили название почвенно-био-климатических, или, точнее, почвенно-биотермических поясов.[ . ]
Климат оказывает влияние на режим рек, образование различных типов почв, растительность и животный мир. Так, в областях, где земная поверхность получает много тепла и влаги, растут влажные вечнозеленые леса. Области, расположенные около тропиков, тепла получают почти столько же, сколько на экваторе, а влаги значительно меньше, поэтому они покрыты скудной пустынной растительностью. Большая часть нашей страны занята хвойными лесами, которые приспособились к суровому климату: холодной и продолжительной зиме, короткому и умеренно теплому лету, среднему увлажнению.[ . ]
Климат нашей планеты непрерывно менялся: за жаркими периодами следовали ледниковые, затем — снова жаркие, подобные современным тропикам. И так неоднократно. Естественно, что при этом изменялись и условия обитания населявших Землю организмов — растений и животных. Для одних новые условия оказались несовместимыми с жизнью — и они вымерли. Так исчезли гигантские хвощи и папоротники каменноугольного периода; огромные, достигавшие 25—27 м ящеры (бронто-и плезиозавры, диплодоки, похожие на носорогов три-церотопсы) триасового, юрского и мелового периодов; летучие ящеры мелового периода — птеродактили и др. Их кости и отпечатки стали экспонатами палеонтологических музеев. Другие же организмы, которые приспособились к новым условиям, выжили и благодаря изменчивости и наследственности постепенно эволюционировали, став прародителями современного растительного и животного мира.[ . ]
КЛИМАТ ПОЧВЫ. Совокупность внутрипочвенных физических явлений с суточным и годовым их ходом, развивающаяся во взаимосвязи с (атмосферным) климатом, почвой, растительностью и производственной деятельностью человека. Основными элементами, определяющими характер К. П., являются температура и влажность почвы. Почвенная климатология изучает закономерности формирования и изменения К. П., влияние его на жизнь растений, почвы и сельскохозяйственное производство, пути его регулирования.[ . ]
ТИПЫ РАСТИТЕЛЬНОСТИ—растительные группировки, сходные в биологическом, экологическом и структурном отношениях. Т.р. различны у разных авторов (напр., рис. 20). В целом Т.р. и климат хорошо соответствуют друг другу (см. рис. 14), хотя тип почвы также имеет существенное значение. Примеры основных Т.р.: древесно-кустарниковый, травянистый, пустынный, моховые покровы, лишайниковые покровы.[ . ]
Элементы климата и погоды оказывают огромное влияние на растительные и животные организмы. В частности, сила их воздействия, сочетания и повторяемость так же, как свойственные им закономерности, чрезвычайно сильно влияют на процесс изменения численности охотничьих животных как непосредственно, так и косвенно, главным образом через воздействие на их кормовые ресурсы, определяя условия для размножения паразитов, их промежуточных хозяев и т. д.[ . ]
Зональность растительности, как и климата, была установлена давно. При этом между тем и другим компонентами легко прослеживается настолько тесная взаимосвязь, что широкое признание получило понятие биоклиматической зональности.[ . ]
Пока улучшение климата не будет надежно гарантировано, ни одно государство не начнет осуществлять планетарные преобразования. К тому же надо думать о том, чтобы улучшение климата в одной области не привело к ухудшению его в других областях земного шара. Изменения в растительном и животном мире должны происходить плавно, без болезненных скачков. Этот процесс необходимо надежно регулировать, маневрируя так, чтобы не нанести урона -природе, чтобы не повредить сложнейший механизм взаимодействия всех ее составляющих.[ . ]
Плотность жизни и зональность в различных экосистемах определяется неравномерным распределением солнечной энергии, как по широте, так и по высоте над уровнем моря. Изобилие влаги и тепла в тропиках и субтропиках способствует большому разнообразию видов и чрезвычайной их плотности в этих широтах. Недостаток тепла в тундре и влаги в пустыне обуславливает низкую продуктивность, растительности и скудность видового состава растений и животных. Распределение наземных растений обусловлено в основном климатом и составом почв, а распределение животных — климатом и кормовой базой.[ . ]
Вечная мерзлота и ледовые образования являются горными породами с отрицательной температурой. Они формируют криолитозону Земли, влияют на все компоненты ландшафта: рельеф, литологический состав отложений, климат Земли, характер и структуру эрозионно-гидрографической сети, закономерности распределения растительности и животных. Прямое и косвенное влияние мерзлоты на растения и животных часто неверно приписывают климату. Более сильно водно-минеральное питание растений и животных зависит от термического режима земель.[ . ]
В своем развитии и формировании почвы проходят несколько этапов. Молодые почвы являются обычно результатом выветривания материнских горных пород или переноса отложения осадков (например, аллювия). На этих субстратах поселяются микроорганизмы, лишайники, мхи, травы, мелкие животные. Постепенно внедряются другие виды растений и животных, состав биоценоза усложняется, между минеральным субстратом и живыми организмами возникает целая серия взаимосвязей. В результате формируется зрелая почва, свойства которой зависят от исходной материнской породы и климата. Процесс развития почвы заканчивается, когда достигается равновесие, соответствие почвы с растительным покровом и климатом, то есть возникает состояние стабильности.[ . ]
Природные факторы (климат, рельеф, породы, почвы), определяющие геохимические особенности водных объектов на данной территории, за сравнительно небольшой отрезок времени изменяются незначительно. Установившиеся в результате их суммарного воздействия равновесия и взаимосвязи являются более или менее устойчивыми, что обусловливает относительно постоянный химический состав вод, донных отложений, растительности и определенные закономерности миграции элементов в аквальных системах.[ . ]
Напротив, в аридном климате формы рельефа более резкие, без развитых почв, с маломощным слоем мелкозема на поверхности скальных пород. В аридных регионах недостаток осадков и растительности определяет менее глубокое выветривание: во время наблюдаемых здесь сильных штормов и бурь происходит быстрая эрозия измельченного материала. Таким образом, различия климата влияют не только на характер растительности, но и на выветривание горных пород, почвообразование и рельеф. Поэтому не только воды, растительность и животный мир, но и формы экзогенного рельефа отражают и индицируют климат регионов и ПТК.[ . ]
Разнообразие рельефа и климата обусловливают богатство и разнообразие водного режима, почвенного и растительного покровов и животного мира, т. е. всех природных условий.[ . ]
Химические, физические и биологические изменения, определяющие профиль почвы, подвержены длительному влиянию климатических условий. Основная разница между почвами является результатом влияния климата на почвообразовательный процесс и растительность. Так, климат непосредственно влияет на почвообразование через процесс выветривания и косвенно через растительность.[ . ]
Как правило, растения в растительных сообществах в какой-либо степени угнетены по сравнению с одновозрастными особями тех же видов, выросшими в тех же условиях почв и климата вне сообществ.[ . ]
В формировании рельефа, климата, растительности и почвенного покрова республики большую роль сыграло существование горизонтальной и вертикальной зональности.[ . ]
Величко A.A., Андреев A.A., Климанов В.А. Динамика растительности и климата Северной Евразии в позднеледниковье и голоцене // Короткопериодные и резкие ландшафтно-климатические изменения за последние 15 000 лет. М.: Ин-т географии РАН, 1994.[ . ]
История Земли знает ряд экологических кризисов и катастроф. Одна из экологических катастроф, вероятно, была связана с накоплением кислорода в океане и атмосфере. При этом произошло массовое вымирание анаэробных организмов. Другие доантропогенные катастрофы преимущественно происходили при изменениях климата, и, как следствие, менялись растительность и животный мир. При катастрофах в периоды горообразования и изменения климата вымирало до 50% живого на Земле. Однако эти процессы длились тысячи и миллионы лет, и к ним биосфера успевала приспособиться путем естественного отбора.[ . ]
Тепловой режим почв формируется под влиянием атмосферного климата (потока солнечной радиации, условий увлажнения и континентальности и др.), а также условий рельефа, растительности и снежного покрова. Основным показателем теплового режима почвы, который характеризует ее тепловое состояние, является температура почвы.[ . ]
Мощным дестабилизатором экологической обстановки являются и стихийные природные бедствия, в результате которых гибнет огромное число людей, меняются рельеф и климат планеты, уничтожается растительный покров, нарушаются основные системы жизнеобеспечения Земли. Экстремальные воздействия на биосферу рассматриваются ниже в следующем порядке: оружие массового уничтожения, техногенные катастрофы, стихийные бедствия.[ . ]
Самые крупные сообщества суши, занимающие большие пространства и характеризующиеся определенным типом растительности и климатом, называются биомами. Тип биома определяют по климату. В различных областях земного шара с одинаковым климатом встречаются сходные типы биомов: пустыни, степи, тропические и хвойные леса, тундра и т. д. Биомы имеют ярко выраженную географическую зональность (рис. 45, стр. 142).[ . ]
Атмосфера — это пространство вокруг Земли, заполненное воздухом и различными примесями к нему. Атмосферный воздух является той естественной средой, которая непосредственно и постоянно окружает человека. Он выполняет важнейшие геологические, экологические, терморегулирующие, защитные, энергоресурсные, хозяйственные функции и оказывает решающее воздействие на здоровье и трудоспособность людей, жизнедеятельность растительного и животного мира, на климат планеты, состояние и сохранность материальных ценностей. Воздух — незаменимый компонент производственного процесса.[ . ]
Генетический принцип классификации оказался удачным. Он получил широкое признание и последующее развитие. В отечественном почвоведении был разработан ряд классификационных схем, отражавших общий генетический принцип их построения, но различавшихся в зависимости от учета роли того или иного фактора или процесса образования почв. Одни авторы при построении схем отдавали первенство породам (литогенные схемы), вторые — климату (климатогенные схемы), третьи — растительности и климату (биоклиматические), четвертые — процессам почвообразования (собственно генетические и т. д.).[ . ]
На первой стадии оценивают природные факторы региона или отдельных его частей, выявляют запасы и качество водных источников, состояние растительного и животного мира, ценность природных ландшафтов, состояние почв, климат и ъ. д. Отдельно следует выяснить наличие общественных ценностей, не поддающихся экономической оценке.[ . ]
Факторами, способствующими разрушению берегов, являются: 1) их сложение рыхлыми породами; 2) крутоеклонность и приглубость берегов; 3) развитие оползней и других процессов быстрого разрушения склонов; 4) отсутствие или подавленность водной и наземной растительности; 5) ветровое волнение, интенсивность которого зависит от орографии (горные водохранилища лучше защищены от ветров, чем равнинные), от продолжительности ледостава и ряда других особенностей рельефа и климата; 6) удаление продуктов абразии и другого материала вдольбереговыми течениями; 7) перемещения контакта вода-берег в течение года, которые составляют у некоторых водохранилищ по вертикали до 100-170 м и по горизонтали до 5-15 км.[ . ]
Существенные различия в свойствах материнских пород, как правило, определяют некоторые различия в характере растительности и почв. Сукцессия и почвообразовательный процесс имеют тенденцию уменьшать контрасты в почвах и растительности, возникающих на горных породах неодинакового состава; но, как мы показали при обсуждении сукцессии и климакса, такая конвергенция не бывает полной. Влияние материнских пород на климаксовую растительность проявляется в самых разных формах — от незначительных или незаметных различий до резких контрастов в структуре и видовом составе сообществ. Наиболее существенны различия между почвами на известняках и почвами, возникшими на кислых горных породах (таких, как граниты или андезиты). Поэтому не удивительно, что отдельные большие почвенные группы в некоторых климатах выделяются особо для почв на известняках (см. рис. 6-6). Влияние известняков, однако, не является однозначным в разных климатах или даже для различных известняков в одном климате. На многих известняках формируются зональные почвы, а примеси к известнякам — вещества, отличные от карбонатов кальция (или магния),— могут определять многие признаки почв, развивающихся в этих условиях.[ . ]
Так, биомом являются широколистные листопадные леса умеренной зоны в восточной части Соединенных Штатов. Прерии и прочие злаковники в условиях умеренно сухого климата Среднего Запада и Запада США — это тоже биом. Биом — это группа наземных экосистем данного континента, которые имеют сходную структуру или физиономию растительности и общий характер условий среды, что находит отражение в этой структуре и в характеристиках их животного населения.[ . ]
Многие неорганические соединения в небольших количествах необходимы для роста растений, но более высокие их концентрации оказываются токсичными. Типичным примером может служить бор. Многие зерновые культуры и разновидности трав чувствительны к высоким концентрациям бора, в то же время некоторое количество бора может поглощаться этими растениями. Важным фактором является содержание натрия в сточной воде. Высокое отношение содержания натрия к содержанию многовалентных катионов оказывает неблагоприятное влияние на растения и грунт. Растениям трудно получать воду из раствора с повышенным содержанием солей, и если натриево-адсорбционное отношение слишком высоко, то грунтовая структура теряет пористость. Засоленность почвы представляет собой более серьезную проблему для ирригации в засушливых районах, где быстрое испарение приводит к увеличению концентрации солей. В северных районах с более влажным климатом накопление солей не может оказаться таким критическим фактором для выращивания фуражных культур. Концентрация растворенных минеральных примесей в воде может оказаться существенным фактором и в том случае, если предполагается прямое повторное использование восстановленной воды. Наиболее распространенными растворимыми солями являются сульфаты и хлориды натрия, калия, магния и кальция. Хотя некоторые из них задерживаются в грунте при ионном обмене, общее содержание растворенных веществ в очищенной воде может быть таким же, как и в исходной сточной воде. Бор, селен и нитрат не задерживаются грунтами и проходят вместе с потоком воды через толщу грунта, если они уже прошли через растительную и микробиальную зоны.[ . ]
На всем земном шаре биологические сообщества, которые формировались миллионы лет, сейчас подвергаются разрушению человеком. Длинен список трансформаций, которые деятельность человека вносит в природные системы. В результате экстенсивной охоты, разрунЕния мест обитания, искусственной интродукции хищников и новых конкурентов быстро исчезает огромное количество видов, доходя до стадии вымирания [Heywood, 1995; Lawton, May, 1995]. Из-за сведения естественной растительности и распашки земель наруникнся природа® гидрологические и химические циклы, что приводит к эрозш и ежегодному смыву в реки, озера и океаны миллиардов тонн почвы Снижается генетическое разнообразие, даже среда видов, образующих относительно Здоровье в других отнопениях популяции. Из-за загрязнения атмосферы и уничтожения лэсов изменяется деже сам климат напЕЙ шилеты. То, что плохо для биологического разнообразия, безусловно, плохо и для человека, поскольку человек зависит от окружаюпЕЙ среда Человек нуждается в воздухе и воде, сырье, пипе, лжарсгвах и других продуктах и услугах.[ . ]
Через полтора столетия после Варения развертывается научная ;еятельность немецкого натуралиста Александра Гумбольдта 1769—1859). Если Варений — начало отсчета, то Гумбольдт — од-1а из замечательных вершин в развитии общего землеведения. Гумбольдт— ученый-энциклопедист, путешественник, исследователь природы Южной Америки — представлял природу как целостную, взаимосвязанную картину мира. Величайшая заслуга его состоит в том, что он вскрыл значение анализа взаимосвязей как ведущей нити всей географической науки. Пользуясь анализом взаимосязей между растительностью и климатом, он заложил основы географии растений; расширив диапазон взаимосвязей (растительность — животный мир — климат — рельеф), обосновал биоклимэтическую широтную и высотную зональность. Углубляя и совершенствуя сравнительно-описательный метод, А. Гумбольдт первым предложил употреблять изотермы в климатических характеристиках.[ . ]
Температура влияет на многие процессы в растениях, включая фотосинтез, дыхание, рост, размножение и транспирацию (испарение воды). Влияние температуры на растения сильно различается в зависимости от вида по своей способности переносить как жару, так и холод.
Толерантность к холоду
Существует несколько категорий толерантности к холоду.
Температура ниже 10ºC повреждает чувствительные к охлаждению тропические растения. Другие устойчивые к охлаждению (чувствительные к заморозкам) растения могут выживать при температуре ниже 10° C, но повреждаются, когда в их тканях образуется лед. Морозостойкие растения имеют физиологические изменения что позволяет им выдерживать температуру до –15ºC. Морозостойкие растения выживают, отводя воду из своих клеток, тем самым предотвращая образование льда. Отвод воды также увеличивает концентрацию в соке и протоплазме, которая действует как своего рода антифриз, и снижает температуру замерзания. Таким образом они могут переносить примерно до –40ºC.
Лишайники могут фотосинтезировать при температуре –30ºC, при условии, что они не покрыты снегом. Красноватая снежная водоросль обитает на льду и снежных полях в полярной и гористой зонах, давая пейзаж с розовым оттенком в летние месяцы.
Холодостойкие растения, которые, в основном, имеют игольчатые листья, могут выдержать практически любую минусовую температуру.
У некоторых видов устойчивость к холоду сильно варьируется в разное время года. Веточки ивы собранные зимой, могут выдерживать морозы ниже –35ºC; температура –5ºC убивает те же веточки летом. Точно так же кизил красно-осиновый как выносливый кустарник из Северной Америки, может пережить лабораторный тест при температуре –56ºC к середине зимы. Тем не менее, кизил, произрастающий в прибрежных районах с мягким климатом, часто повреждается ранними осенними морозами.
Температура от –5ºC до –7ºC убивает растения в период вегетации. Зимой большинство тех же растений выдерживают заморозки до –30ºC, а ива янаги-баба, мхи и лишайники выдерживают температуру –70ºC.
Эти различия объясняются акклиматизацией или холодным закаливанием. Многие цветущие растения особенно чувствительны к низким температурам в период между прорастанием и ростом рассады. Сколько живут растения зависит от приспособленности к тем или иным климатическим факторам.
Зима необходима для некоторых растений
Время важно для устойчивости к холоду, но абсолютная восприимчивость может быть изменена. Многие растения во время коротких осенних дней приспосабливаются к суровой зиме. Короткие дни вызывают метаболические изменения, которые останавливают рост растений и вырабатывают устойчивость к холоду.
Многие виды растений, особенно лиственные в умеренных регионах, нуждаются в охлаждении зимой, если они хотят хорошо расти следующим летом. Требования к охлаждению специфичны для конкретных видов. Они часто необходимы для того, чтобы почки вышли из состояния покоя, что называется процессом яровизации.
Итоговые значения дневных градусов представляют собой произведение продолжительности вегетационного периода и средней температуры за этот период.
- Исландский портулак, однолетник тундры, нуждается всего в 700 дневных градусах, чтобы развиться от прорастающего семени до зрелого организма, производящего собственные семена.
- Мелколистная липа, лиственное дерево, нуждается в 2000 дневных градусах, чтобы завершить свое репродуктивное развитие.
- Деревьям в тропических лесах может потребоваться до 10 000 дневных градусов, чтобы завершить свое репродуктивное развитие.
Влияние тепла на растения
Чрезмерное тепло так же вредно для растений, как и чрезмерный холод. Эволюция организмов развила влияние температуры на растения как устойчивость к тепловому стрессу, хотя изменения не столь заметны, как устойчивость к холодовому стрессу. Различные части растений приобретают разную степень термостойкости, но картина меняется между видами. У некоторых видов самые верхние листья кроны часто являются наиболее термостойкими; у других видов это средние листья или листья у основания растения. Температура около 44ºC обычно вредна для вечнозеленых растений и кустарников из холодных зимних регионов.
Деревья умеренной зоны повреждаются при температуре 45–50ºC, тропические деревья-при температуре 50–55ºC. Повреждения, полученные при температуре ниже 50 °C, обычно могут быть восстановлены ростом; повреждения, полученные при температуре выше этой температуры, чаще всего необратимы. Время воздействия чрезмерного тепла является критическим фактором выживания растений, в то время как воздействие заморозков переживают легче. Про деревья много интересных фактов.
Пределы распределения по территории
Многие границы распространения видов растений, по-видимому, являются результатом экстремальных климатических событий, вызывающих сбой хотя бы одной стадии жизненного цикла. Климатические события, о которых идет речь, могут происходить редко, скажем, один или два раза в столетие, поэтому шансы наблюдать выживание растений невелики.
Тем не менее, границы распределения произрастания часто совпадают с изолиниями климатических переменных.
Северная граница многолетнего растения Марены в Северной Европе находится на среднем уровне 4,4 ºC. Марена не в состоянии выдерживать низкие температуры. Несколько чувствительных к морозам видов растений, в том числе Ирландская пустошь, пустошь Дабеока, крупноцветковая масленица и острый камыш, встречаются только там где температуры не очень низкие.
Другие виды, такие как вечнозеленый кустарник Линнея, имеет северное или северо-восточное распространение, возможно, потому, что у них есть потребность в зимнем охлаждении для прорастания, которую южные широты не могут обеспечить. Низкие летние температуры, по-видимому, ограничивают распространение таких видов, как чертополох. Вблизи своего северного предела это растение встречается в основном на южных склонах, так как ограничен температурой 15ºC как средняя изотерма за июль. Это может быть связано с тем, что его короткая продолжительность жизни (от 2 до 6 лет) означает, что для поддержания популяции производство и прорастание семян должны продолжаться беспрепятственно. Если летние температуры низкие, то это задерживает цветение, и к тому времени, когда появляются семена, температура в тени достаточно низкая, чтобы было прорастание.
Липа мелколистная растет по большей части Европы и требует 2000 дневных градусов. Но для размножения липы цветы должны развиться, а затем пыльца должна прорасти и быть перенесена через пыльцевую трубку для оплодотворения.
Пыльца не прорастает при температуре 15° C или ниже, лучше всего прорастает в диапазоне от 17° C до 22° C и прорастает, но менее успешно, примерно до 35° C. Осложняющим фактором является то, что рост пыльцевой трубки зависит от внешних условий. Скорость роста максимальна около 20–25ºC, быстро уменьшается при более высоких и более низких температурах. Действительно, расширение пыльцевой трубки становится быстрым выше 19° C, что говорит о том, почему северная граница роста липы отмечена средней изотермой июля 19° C.
Таким образом, влияние температуры на растения связано с климатическими ограничениями на физиологию роста и имеет решающее значение на распределение видов организмов по Земле.
Читайте также: