Structura constituțională a fitocenozelor
concept structura constitutionala fitocenoza propusă de T.A. Rabotnov (1965), reflectă compoziția sa în sens larg, incluzând specii, populație, compoziția ecologică și biologică, compoziția fitocoenotipurilor și a grupurilor coenogenetice etc. Principalele caracteristici ale structurii constituționale a fitocenozelor sunt considerate pe scurt mai jos.
Compoziția speciei a fitocenozelor
Fiecare fitocenoză este caracterizată de o compoziție specială specifică ei. Complexitatea sau simplitatea acesteia este determinată de indicatorul din saturația speciilor (floristice), care este înțeles ca numărul de specii pe unitatea de suprafață a unei fitocenoze. Dependența valorii acestui indicator de aria contabilă este determinată de curba de regresie, care inițial crește brusc, apoi devine mai plată (Fig. 12). Natura unei astfel de curbe indică faptul că, pentru a identifica compoziția speciei a unei fitocenoze, aria de numărare nu trebuie să fie mai mică de o anumită valoare de prag (S), care depinde foarte mult de mărimea plantelor care formează cenoza. Prin urmare, la stabilirea compoziției speciilor a comunităților de diferite tipuri, parcele de probă(zone de înregistrare) de dimensiuni inegale, de exemplu, fitocenozele forestiere sunt de obicei descrise pe un teren de probă de 0,25 hectare, iarbă - 100 mp, mușchi și lichen - 1 mp. m.
În funcție de valoarea indicatorului de saturație a speciilor, fitocenozele pot fi împărțite în trei grupe: a) simple din punct de vedere floristic, constând dintr-un număr mic de specii (până la una până la două duzini), b) complexe din punct de vedere floristic, incluzând multe zeci de specii, c) fitocenoze, ocupând o poziţie intermediară în ceea ce priveşte saturaţia speciilor. Cu toate acestea, atunci când se determină saturația speciilor, de obicei sunt luate în considerare doar plantele superioare și lichenii macrofitici. Dacă luăm în considerare faptul că în compoziția fitocenozelor sunt incluse și specii de alge, ciuperci, bacterii, al căror număr este de obicei de câteva ori mai mare decât numărul de plante superioare, atunci trebuie recunoscut că în natură, aparent, nu există fitocenoze simple din punct de vedere floristic, după cum evidențiază următorul tabel 3.
Diversitatea speciilor de fitocenoze este influențată de o serie de factori. Un anumit rol în acest sens îl au condițiile generale fizico-geografice și istorice, de care depinde bogăția de specii a florei din fiecare regiune particulară. Și cu cât flora zonei este mai bogată, cu atât vor fi mai multe specii candidate care se pot stabili în fiecare fitocenoză specifică. Deci, de exemplu, saturația speciilor de fitocenoze din pădurile tropicale umede, care se formează în condiții de floră tropicală excepțional de bogată, este estimată de sute de specii de plante superioare, iar saturația de specii a pădurilor de taiga siberiană, care se formează împotriva fundalul florei boreale sărace, variază, de regulă, la 15-30 de specii.
Tabelul 3
Compoziția completă a speciilor de fitocenoze din stepele pustii din Kazahstan (Rabotnov, 1978)
| Numărul de fitocenoze | |||||||||
| grupuri de plante | Număr | % | Număr | % | Număr | % | Număr | % | |
| Înflorire | 12,5 | 10,5 | 10,5 | 12,0 | |||||
| mușchi | 0,8 | 0,5 | |||||||
| Lichenii | 4,6 | 6,0 | 9,0 | 7,0 | |||||
| Alge | 9,9 | 17,0 | 11,5 | 4,5 | |||||
| ciuperci microscopice | 32,3 | 34,5 | 34,0 | 39,0 | |||||
| Bacteriile și actinomicetele | 39,9 | 32,0 | 34,5 | 38,0 | |||||
| Total | |||||||||
Diversitatea floristică a fitocenozelor depinde și de condițiile de habitat: cu cât sunt mai favorabile, cu atât compoziția speciei este mai complexă și, dimpotrivă, fitocenozele simple din punct de vedere floristic se formează în habitate nefavorabile. De exemplu, în fitocenozele netulburate ale stepelor de luncă din partea europeană a Rusiei, asociate cu soluri fertile de cernoziom moderat umezite, au existat (Alekhin, 1935) la 100 mp. m. până la 120 sau mai multe specii de plante superioare, în timp ce în aceleași zone de-a lungul malurilor lacurilor de acumulare cu soluri nefavorabile foarte îmbibate sau pe mlaștini sărate se formează fitocenoze a 5-10 specii de plante superioare.
Astfel, factorii nefavorabili ai ecotopului exclud posibilitatea ca multe specii să crească în el și creează așa-numitul izolare ecotopică fitocenoza, care în acest caz determină simplitatea compoziției sale. Prin urmare, M.V. Markov (1962) a considerat pe bună dreptate bogăția de specii a unei fitocenoze ca un indicator al capacității ecologice a unui habitat.
Pe lângă factorii ecotopici, diversitatea speciilor a fitocenozelor este influențată și de condițiile cenotice, care se manifestă, în primul rând, prin excluderea competitivă a unor specii de plante de către altele și, în al doilea rând, prin formarea unui mediu intern specific în comunități care împiedică introducerea în ele a unor specii adaptate unui mediu dat.mediu. Deci, de exemplu, pe locul pădurilor de conifere întunecate distruse din zona taiga din Câmpia Siberiei de Vest, se formează păduri de mesteacăn derivate, care în timp sunt înlocuite cu mesteacăn cu specii de conifere întunecate. Împreună cu ea, unii dintre sateliții săi dispar de la nivelurile inferioare și, mai târziu, nu suportă umbrirea semnificativă creată în pădurile de conifere întunecate de abundența de conifere, aciditatea crescută a solului. Acest fenomen, numit de A.K. Kurkin (1976) cenotic izolare fitocenoze, răspândite în natură. În același timp, aspectele ecotopice și cenotice ale izolării sunt interconectate între ele și determină împreună ecologice izolarea fitocenozei și limitarea capacității habitatului acesteia.
De asemenea, animalele și oamenii pot influența diversitatea speciilor de fitocenoze. Astfel, pășunatul intensiv prelungit al animalelor domestice duce la o simplificare semnificativă a compoziției speciilor a fitocenozelor inițial bogate din punct de vedere floristic de luncă și stepă. O persoană uneori distruge în mod deliberat plantele nedorite în fitocenoze și, prin urmare, simplifică compoziția speciei lor. De exemplu, acest lucru se face la curățarea agrofitocenozelor de buruieni. În alte cazuri, dimpotrivă, o persoană introduce noi plante utile pentru el în compoziția fitocenozelor naturale, complicând compoziția speciei. Acest lucru se face atunci când se îmbunătățește compoziția pășunilor naturale prin supraînsămânțarea ierburilor furajere valoroase. Cel mai adesea, o persoană influențează conștient sau inconștient habitatul, schimbându-l și provocând astfel o modificare a compoziției speciilor fitocenozelor: fertilizarea pajiștilor, drenarea mlaștinilor, irigarea fitocenozelor naturale ale stepelor și deșertului.
În plus, diversitatea speciilor unei fitocenoze poate depinde de modul de intrare a primordiilor de plante pe teritoriul său din exterior, care este determinată în primul rând de poziția peisajului fitocenozei. Cu cât primordiile plantelor pătrund din exterior în fitocenoză sunt mai diverse și în cantități mai mari, cu atât este mai mare probabilitatea ca această fitocenoză să fie bogată floristic. Și deși acest tipar nu este întotdeauna realizat în natură, dar tendința de manifestare a lui este păstrată în mod constant. La începutul anilor douăzeci, L.G. Ramensky (1971) a atras atenția asupra faptului că în fitocenozele naturale nu există nicidecum întotdeauna rudimente viabile ale tuturor acelor specii de plante care ar putea crește în ele. Având în vedere această împrejurare, a introdus conceptele plenitudine floristicăși incompletitudine floristică fitocenoze și a propus să facă distincția între două categorii similare de fitocenoze.
Floristic membri titulari fitocenozele includ toate speciile capabile să crească în ele. Ulterior s-a stabilit (Rabotnov, 1978) că aparent, fitocenoze absolut complete nu există în natură, deoarece în orice caz vor exista specii din alte regiuni floristice care pot crește într-una sau alta fitocenoză anume. Acest lucru este evidențiat de faptele de distribuție largă și introducere în fitocenoze naturale a speciilor introduse accidental de oameni din alte regiuni. Prin urmare, se poate presupune doar existența fitocenozelor native cu membri întregi, care includ toate tipurile de floră locală care pot crește în ele. Astfel de fitocenoze ar trebui căutate printre rezistenți „inchis ecologic-fitocenotic”(Kurkin, 1976) comunități.
Evident nu membri titulari fitocenozele nu contin toate tipurile de flora locala care poate creste in ele. Când rudimentele ajung în mod natural sau cu ajutorul oamenilor, aceste specii prind rădăcini în aceste fitocenoze. Aparent, cele mai multe fitocenoze naturale sunt incomplete din punct de vedere floristic (Vasilevich, 1983), așa cum demonstrează, în special, faptele cu privire la introducerea artificială cu succes a plantelor utile în multe fitocenoze naturale.
În general, problema completității sau incompletității fitocenozelor nu este ușor de rezolvat, deoarece se bazează pe observații pe termen lung ale destinului noilor specii semănate sau replantate pentru a verifica rezultatele înființării lor. În același timp, această problemă are o mare importanță practică, deoarece prezența incompletității floristice a fitocenozelor este asociată cu posibilitatea introducerii deliberate a plantelor utile oamenilor în fitocenoze naturale, controlând cu succes buruienile, sporind productivitatea fânețelor și pășunilor naturale, și rezolvarea unui număr de alte probleme de utilizare rațională a vegetației.
Aceștia sunt principalii factori care determină diversitatea speciilor fitocenozelor. În plus, există și alte motive care afectează saturația speciilor, de exemplu, o variabilitate accentuată a regimurilor ecologice într-un număr de habitate, unele caracteristici ecologice și biologice ale speciilor etc.
cenopopulaţii
Fiecare specie dintr-o fitocenoză este aproape întotdeauna reprezentată de un număr mai mult sau mai puțin semnificativ de indivizi, care împreună formează cenopopularea. Conceptul de cenopopulare a fost dezvoltat în anii patruzeci și începutul anilor cincizeci ai TA. Rabotnov (1945, 1950a etc.), iar termenul de cenopopulare a fost introdus în geobotanica mai târziu de V.V. Petrovsky (1960) și A.A. Korchagin (1964). În viitor, doctrina cenopopulării a fost dezvoltată intens de către A.A. Uranov și studenții săi, care au publicat numeroase lucrări interesante, inclusiv monografia în două volume „Cenopopulații de plante” (1975, 1989).
Până în prezent, s-a format o idee despre cenopopulație ca unul dintre elementele principale ale compoziției fitocenozei și fitocenoza adesea definit ca un sistem de cenopopulații asociate între ele și cu mediul. Fiecare cenopopulație ocupă propria sa nișă ecologică. Când speciile cresc împreună într-o fitocenoză, nișele cenopopulațiilor se suprapun parțial, dar centrele lor sunt întotdeauna diferențiate (Mirkin și Rozenberg, 1978). Cenopopulațiile sunt o formațiune eterogenă. Este format din indivizi care diferă ca vârstă, mărime, stare de viață, reacție la influențele externe etc. Se crede că diferențierea internă a coenopopulației este un factor de stabilitate. Datorită continuității acoperirii vegetației și discretității slabe a fitocenozelor naturale, coenopopulațiile unei specii din fitocenozele învecinate se dovedesc a fi legate prin tranziții graduale, asemănătoare unui continuum și nu sunt clar delimitate unele de altele (Mirkin, Rozenberg, 1983) .
Compoziția și structura comunităților de plante (sinmorfologie)
Fitocenoza, ca orice alt obiect vegetal, poate fi considerată ca un sistem. Potrivit lui L. Bertalanfii (Bertalanfii, 1956), un sistem este un complex de elemente care interacționează. Orice sistem poate fi caracterizat prin compoziția sa, adică totalitatea tuturor elementelor sistemului, structura - relația spațială a elementelor sistemului între ele și structura funcțională - totalitatea conexiunilor care apar între elementele sistemului. sistem. Prin urmare, considerând fitocenoza ca un sistem complex, în organizarea sa ar trebui să se facă distincția între:
compoziția fitocenozelor;
Structura fitocenozelor (structura lor spațială) - distribuția organelor plantelor supraterane și subterane care alcătuiesc fitocenoza;
structura funcțională a fitocenozelor - un set de relații între elementele fitocenozei;
Compoziția comunităților de planteAcoperirea vegetației este o colecție de indivizi de plante. Dar în natură este imposibil să găsești o astfel de fitocenoză, care să fie compusă din plante absolut identice. Aproape orice comunitate de plante este formată din coenopopulații de diferite specii aparținând diferitelor forme de viață și grupurilor ecologice care joacă roluri diferite în natură. Și în cadrul aceleiași cenopopulații, indivizii diferă cel mai adesea ca vârstă, grad de dezvoltare sau depresie și așa mai departe. Prin urmare, pentru a caracteriza compoziția fitocenozelor, caracteristici precum compoziția floristică a fitocenozelor, compoziția formelor de viață, compoziția populației, compoziția ecomorfilor și raporturile cantitative ale speciilor din fitocenoză sunt de importanță primordială. Ultimele două caractere le-am luat în considerare în detaliu mai sus atunci când luăm în considerare factorii de mediu abiotici (compoziția ecomorfilor) și când luăm în considerare specificitatea speciilor în ceea ce privește impactul lor asupra mediului (raporturile cantitative ale speciilor într-o fitocenoză). Prin urmare, mai jos ne vom opri în detaliu asupra primelor trei trăsături care caracterizează compoziția fitocenozelor.
Compoziție florală
Compozitie florala - este setul complet de specii de plante găsite într-o anumită comunitate de plante. Compoziția floristică este cea mai importantă trăsătură constituțională, care determină în mare măsură structura și funcțiile comunității. Acesta este un semn foarte informativ care vorbește despre condițiile ecologice în care se află comunitatea, despre istoria acesteia, despre gradul și natura perturbării acesteia etc.
Compoziția floristică este caracterizată de o serie de indicatori. Prima este bogăția de specii, adică numărul total de specii caracteristice unei fitocenoze. Acest indicator poate varia de la 1 (comunități monodominante cu o singură specie) la 1000 sau mai multe specii (unele păduri tropicale). Conform remarcii spirituale a lui R. Margalef (Margalef, 1994), în orice caz, bogăția de specii poate fi situată între două situații extreme: modelul Arca lui Noe - există o mulțime de specii, dar fiecare este reprezentată de o singură pereche de indivizi și „vaca Petri” - cultură microbiologică, care reprezintă un număr mare de indivizi din aceeași specie. Bogăția speciilor este cea mai simplă măsură a diversității alfa, adică diversitatea biotică la nivel de fitocenoză.
Cu tot interesul pentru indicatorul gradului de bogăție în specii, este evident că utilizarea lui în construcții analitice comparative este în multe cazuri incorectă. Deci, de exemplu, în ceea ce privește bogăția de specii, o mică mlaștină și un petic de pădure tropicală sunt incomparabile. Prin urmare, în geobotanica este mult mai des folosit indicele de bogăție a speciilor este numărul de specii pe unitatea de suprafață. Dar aici trebuie remarcat faptul că pentru a determina saturația de specie a unei fitocenoze, este necesar în orice caz să cunoaștem bogăția de specii a acesteia.
Dacă bogăția de specii este identificată folosind suprafețe pătrate sau rotunde înscrise între ele de dimensiuni crescânde, atunci, de regulă, cu o creștere a suprafeței unității contabile, numărul de specii identificate în fitocenoză va crește. Dacă construim o curbă din valorile obținute, atunci aceasta va reflecta destul de bine dependența creșterii numărului de specii de mărimea zonei contabile. De regulă, o astfel de curbă va crește inițial brusc în sus, apoi va trece treptat la un platou. Începutul tranziției către platou va arăta că marea majoritate a speciilor din fitocenoză au fost deja identificate pe un sit de această dimensiune. De regulă, cu cât fitocenoza este mai bogată în specii, cu atât este mai mică dimensiunea zonei în care curba merge spre platou.
Orez. 1. Curbele „număr de specii/zonă” pentru deșert (a), precum și pentru deșert (b) și luncă (c) stepe; punctul * corespunde intervalului minim (Mirkin et al., 2002).
Mărimea zonei la care se „rupe” curba (Fig. 1) (deși trebuie menționat că nu este exprimată clar în toate cazurile) se numește aria minimă (aria minimă). Datorită strânsei corelații a caracteristicilor floristice și fizionomice ale fitocenozei, zona-minimă coincide foarte des în zonă cu cenoquantul - un loc al unei fitocenoze omogene suficient pentru, pe lângă bogăția de specii a fitocenozei, estimarea statistică a fitocenozei. acoperire proiectivă a tuturor speciilor din el. Foarte asemănător ca semnificație cu acești doi termeni, dar oarecum mai larg, este conceptul de zonă de detectare introdus de L. G. Ramensky.
Zona de detectare - dimensiunea zonei contabile, pe care sunt relevate toate caracteristicile esențiale ale fitocenozei (compoziția floristică a fitocenozei, structura acesteia și raportul cantitativ al speciilor; în comunitățile forestiere, în plus, stocul de cherestea și curba de distribuție). a arborilor pe clase de diametru).
Mărimea zonei de numărare este un factor foarte important care influențează bogăția de specii a fitocenozei. Astfel, de exemplu, la scară mică, pajiștile de alvar găsite în Estonia și Suedia se caracterizează prin cea mai mare bogăție de specii.
Aceste pajiști se formează pe soluri puțin adânci pe roci carbonatice, prin urmare sunt formate din plante de dimensiuni mici și chiar și pe o suprafață atât de mică, încât 1 dm 2 pot încăpea până la 40 de specii diferite. În stepele Kursk, V. V. Alekhin a numărat până la 100 de specii pe 1 m 2. La scară largă (sute de metri pătrați), pădurile tropicale sunt cele mai bogate în specii, unde până la 2000 de specii de arbori, viță de vie și epifite pot crește pe o suprafață de 400 m 2.
Factorii care determină bogăția de specii a unei fitocenoze sunt numeroși și interacționează într-un mod complex. De aceea, bogăția speciilor este una dintre cele mai greu de prezis caracteristicile fitocenozei. Deci, de exemplu, M. Palmer (Palmer, 1994) dă 120 de ipoteze care explică bogăția de specii a fitocenozei.
Luați în considerare principalii factori care afectează bogăția de specii a fitocenozei.
Floră sau bazin de specii. Acesta este setul de specii din care speciile pot fi selectate pentru a forma o anumită comunitate. Pentru comunitățile naturale și cele mai seminaturale, acest factor este decisiv în formarea comunităților. Dar, în același timp, comunitățile ruderale care apar în condiții de perturbare intensă și constantă sunt relativ slab afectate de acest fapt, întrucât se bazează în principal pe specii adventive cu o gamă largă, uneori chiar aproape sau complet cosmopolite.
Oportunitatea diasporelor de a intra. După R. Sernander, se numește orice parte a unei plante care servește la răspândirea acesteia diaspora. Intrarea diasporelor depinde, pe de o parte, de compoziția florei locale. Pe de altă parte, posibilitatea de intrare a diasporelor este foarte puternic influențată de probabilitatea introducerii lor din alte regiuni, care, la rândul său, depinde de activitatea agenților de transfer și de absența barierelor la intrarea diasporelor. Acest factor are un efect deosebit de puternic asupra compoziției speciilor a comunităților izolate, cum ar fi, de exemplu, pajistile alpine sau poienițele îndepărtate unele de altele într-un masiv masiv forestier. Intensitatea intrării diasporice în astfel de comunități este legată de numărul de semințe produse de diferite specii și, în consecință, de probabilitatea introducerii lor într-un astfel de habitat izolat. În același timp, speciile dominante care formează semințe în număr mare sunt mai susceptibile de a forma populații cu drepturi depline decât speciile rare cu productivitate scăzută a semințelor.
Ecotop. Acesta este volumul ecologic al habitatelor, care este determinat de condițiile favorabile pentru creșterea plantelor care formează o fitocenoză. După cum am menționat mai devreme, fiecare specie este individuală din punct de vedere ecologic și se caracterizează printr-o gamă unică de toleranță în raport cu fiecare factor ecologic. Acest lucru duce la faptul că un anumit habitat poate fi locuit doar de acele specii de plante ale căror intervale de toleranță se suprapun cu limitele condițiilor unui anumit ecotop. Dacă habitatul este favorabil, solurile sunt suficient de umede, bogate în nutrienți minerali și au o reacție neutră a mediului, iar clima este blândă, atunci un astfel de habitat are un volum ecologic mare, adică multe specii pot crește potențial în o fitocenoză. În condiții extreme (deșert, mlaștină sărată, deșert arctic etc.), doar un număr mic de specii de pacienți special adaptate la astfel de condiții pot crește potențial.
Variabilitatea regimurilor de mediu ecologic.Într-o serie de cazuri, fluctuațiile condițiilor de mediu ale unui ecotop reprezintă un factor important în coexistența speciilor și o creștere a bogăției speciilor. În același timp, ca urmare a fluctuațiilor, gama de condiții ecologice ale unui anumit ecotop crește foarte mult. Cert este că procesele de excludere competitivă în comunitățile de plante decurg destul de lent, ceea ce permite un număr mare de specii să coexiste într-un singur loc, care diferă destul de mult în nișe ecologice. Trebuie remarcat faptul că acest lucru este valabil mai ales pentru fluctuațiile pe termen scurt, când speciile care se află în condiții nefavorabile sunt asuprite, dar nu au fost încă eliminate complet din comunitate. În mod indirect, semnificația acestui factor este confirmată de faptul că variabilitatea factorilor de mediu este caracteristică multor ecotopuri cu o bogăție mare de specii, de exemplu, pajiști și stepe.
Spectrul strategic de specii. Acesta este un factor care depinde în foarte mare măsură de condițiile habitatului. Dacă condițiile sunt severe și, în consecință, volumul ecologic al habitatului este mic, atunci pacienții vor prevala în fitocenoză. Dacă condițiile de mediu sunt favorabile, atunci compoziția fitocenozei cu un anumit grad de probabilitate poate conține violet. În prezența sa, bogăția speciei scade brusc, deoarece violeta puternică folosește aproape complet resursele mediului. Un exemplu în acest sens pot fi pădurile de fag și molid, stufurile din câmpiile inundabile ale râurilor etc. Dacă nu există violet, atunci resursele ecologice pot fi împărțite între diferite specii datorită diferențierii nișelor lor ecologice. Acest lucru duce la faptul că bogăția de specii în astfel de comunități va fi mare. Astfel de condiții se creează, de exemplu, în pădurile tropicale, în stepe, în pajiști cu soluri moderat uscate, dar destul de bogate.
Pe măsură ce distanța de la zona condițiilor de mediu favorabile până la zona valorilor lor pesimile, numărul de specii din fitocenoze scade. O astfel de scădere este cel mai pronunțată acolo unde unele specii sunt capabile să domine absolut, deoarece aceasta limitează posibilitatea de creștere a altor specii. Un exemplu pot fi rezultatele observațiilor din zona alpină a Carpaților Orientali, unde se formează desișuri de măcriș alpin puternic dezvoltat în locurile în care se acumulează excremente (tabere), unde, pe lângă acestea, doar 1-2 specii de plante superioare crește. În același timp, în condiții similare, dar pe sol sărac, fără acumulări de excremente, se formează fitocenoze cu predominanță de gândaci albi, inclusiv peste 30 de specii.
Modul de încălcare. Un regim moderat de perturbare poate crește oarecum, și uneori destul de semnificativ, diversitatea de specii a comunității, dar numai dacă împiedică întărirea rolului violetelor. Așadar, de exemplu, stratul de iarbă al unei păduri de foioase moderat vizitat de turiști este mai bogat în specii în comparație cu o pădure protejată, unde cea mai mare parte a spațiului de nișă este ocupată de munci. Compoziția de specii a pajiștilor de luncă, folosite ca fânețe, este întotdeauna mult mai mare decât cea a pajiștilor necosite, unde se formează comunități de mai multe specii dominante, iar restul sunt forțate să iasă. Dar dacă sarcina factorului perturbator este mare, atunci bogăția de specii a fitocenozei va scădea brusc, iar odată cu acțiunea periodică a factorului (aratul, trecerea mașinilor cu încălcarea acoperirii vegetale etc.), explerenții vor predomină, iar cu încălcare constantă (pășunat intensiv de animale) - pacienți.
Posibilitatea de coexistență a multor specii de plante crește sub influența animalelor de excavare. Activitatea lor duce la o creștere a eterogenității mediului. Formarea locurilor perturbate cu o intensitate a competiției foarte redusă oferă oportunitatea creșterii speciilor cu capacitate competitivă scăzută, inclusiv anuale. Apariția petelor care caracterizează diferitele stadii de refacere a vegetației după perturbarea acesteia oferă posibilitatea formării unor fitocenoze mai bogate din punct de vedere floristic. Într-un mediu eterogen, indivizii anumitor specii pot fi distribuiți pe diverse microhabitate. În același timp, este posibil ca indivizii speciilor din cadrul aceleiași comunități să nu interacționeze cu indivizii altor specii, deoarece sunt limitați la microhabitate diferite.
factor antropic. Sub influența omului, compoziția floristică a fitocenozelor suferă modificări foarte puternice, atât spre creșterea bogăției speciilor, cât și, mult mai des, spre epuizarea acesteia.
Astfel, o persoană creează adesea noi fitocenoze prin supraînsămânțarea sau replantarea plantelor, adesea străine de flora locală. Câmpurile de cartofi din Belarus, plantațiile forestiere de conifere nord-americane din Europa de Vest, Noua Zeelandă etc. pot servi drept exemplu în acest sens.
Adesea, o persoană introduce în mod deliberat noi specii în fitocenozele existente, uneori importate din alte regiuni. Un exemplu în acest sens ar fi supraînsămânțarea Lupinus polyphyllusși Sarothamnusscopariusîn pădurile noastre de pini.
Cu participarea directă a omului, există adesea o introducere accidentală a plantelor din alte locuri, iar aceste plante încep să invadeze cu succes fitocenozele locale. Astfel adus pe teritoriul Belarusului Acoruscalamus(Asia Centrala), Elodeacanadensisși Conyzacanadensis din America etc.
Uneori, plantele sunt introduse mai întâi în grădini și parcuri ca culturi ornamentale sau utile din punct de vedere economic, de unde sunt dispersate cu succes și adesea masiv în fitocenoze locale. Un exemplu în acest sens în Belarus ar fi speciile nord-americane: Amelanchierspicata, care în prezent este introdus activ în cenozele forestiere și Echynocystislobata, adesea crescând masiv în câmpiile inundabile.
Foarte des, diasporele de buruieni intră în fitocenozele naturale din câmpuri, care, de regulă, sunt capabile să fie transportate pe distanțe lungi de vânt sau apă.
Adesea, o persoană distruge în mod deliberat plantele pe care le consideră nedorite, dar controlul buruienilor, de regulă, duce doar la o reducere a numărului de indivizi ai unor astfel de specii și nu la excluderea lor completă din compoziția fitocenozelor. Folosirea pajiștilor ca fânețe poate duce la dispariția speciilor care se reproduc exclusiv prin semințe, dacă momentul și frecvența cositului interferează cu însămânțarea acestora. Impactul uman asupra ecotopului (uscare, irigare, varare, fertilizare) duce la restrângerea creșterii unor specii și la crearea unor condiții favorabile pentru altele. De mare importanță în determinarea compoziției floristice a fitocenozelor este un factor precum pășunatul, mai ales intensiv. Acest lucru, de regulă, duce la o reducere drastică a numărului de specii, deoarece foarte puține dintre ele sunt capabile să existe în astfel de condiții.
Timpul (vârsta comunității). Timpul este un factor universal care se manifestă în orice comunitate. Cu toate acestea, valoarea acestui factor poate varia foarte mult în timpul formării diferitelor fitocenoze, la fel cum scala de timp poate fi diferită. De exemplu, în comunitățile ruderale formate în principal din specii explerente, bogăția de specii crește pe o scară de luni și ani, în timp ce în comunitățile climatice naturale crește pe o scară de timp geologic. Un exemplu este bogăția de specii a comunităților analoge pe soluri serpentine din munții Americii de Nord, studiată de R. Whittaker. Aceste comunități sunt situate în zone care au și nu au experimentat glaciație. După cum s-a dovedit, bogăția de specii a comunităților din zonele neafectate de ghețar a fost de 2 ori mai mare decât în comunitățile similare, dar formate în zonele supuse glaciației. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că odată cu creșterea duratei de existență a unei fitocenoze cresc șansele ca un număr mai mare de specii de plante să intre în diaspore.
Ideea de completitudinea floristică și incompletitudinea fitocenozelor. Prin fitocenoze incomplete din punct de vedere floristic, el a înțeles comunitățile care nu includ toate speciile de plante care pot exista în ele. Ramensky a identificat fitocenozele ca fiind absolut complet-membri, nativ complet-membri, practic complet-membri și clar incomplete. Completitudinea sau incompletitudinea fitocenozelor poate fi stabilită cu precizie numai prin efectuarea de experimente cu supraînsămânțarea semințelor speciilor care nu fac parte din acestea. Fitocenozele cu drepturi depline probabil nu există în natură, dar este imposibil să se verifice acest lucru, deoarece ar fi necesar să se efectueze supraînsămânțarea tuturor speciilor de plante capabile să crească în condițiile unui anumit ecotop. Introducerea plantelor introduse accidental de oameni din alte regiuni în fitocenoze, precum și introducerea deliberată a multor specii în comunitățile naturale (de exemplu, lupinul cu mai multe frunze în pădurile de pini) dau motive să vorbim despre distribuția largă a fitocenozelor incomplete din punct de vedere floristic. .
În același timp, multe fitocenoze de lungă durată sunt membri cu drepturi depline nativi, adică includ toate tipurile de floră locală care pot crește în aceste condiții. Pentru a dezvălui incompletitudinea floristică, sunt necesare observații pe termen lung, deoarece adesea indivizii unei specii introduse accidental sau introduse în mod deliberat de către experimentator există doar 1-2 ani și apoi mor, deoarece habitatul în această fitocenoză este nefavorabil pentru ei. De asemenea, este necesar să se țină cont de faptul că unele specii în anumite condiții sunt reprezentate doar de indivizi latente (semințe viabile, organe subterane latente). Incompletitudinea stabilită în raport cu astfel de specii este, așadar, aparentă (așa-numita falsă incompletitudine sau plinătatea ascunsă de fitocenoze). Cel mai adesea, este un fenomen temporar. În acest caz, indivizii care se odihnesc devin activi de îndată ce sunt create condiții favorabile pentru aceasta. Acest lucru se întâmplă uneori periodic sau sporadic și uneori numai cu o încălcare continuă sau locală a fitocenozei ca urmare a unei abateri puternice de la condițiile meteorologice și hidrologice medii, precum și cu reproducerea în masă a săpăturilor.
Poate fi distins primarși secundar, sau incompletitudinea conditionata antropologic. Incompletitudinea primară a fitocenozei apare în timpul formării acesteia și este eliminată treptat pe măsură ce structura comunității se dezvoltă și devine mai complexă. Un exemplu de incompletitudine condiționată antropologic poate fi incompletitatea asociată cu absența însămânțării unor specii de plante care se reproduc exclusiv prin semințe în timpul trecerii de la folosirea pajiştilor cu tăietură simplă la tăietură dublă. De remarcat faptul că absența însămânțării plantelor se poate produce atât fără modificări ale condițiilor ecotopice (în timpul fânării), cât și atunci când acestea se schimbă (de exemplu, în timpul pășunatului).
Pe lângă floristică, există și așa-numitul Incompletitudine fitocenotică, adică starea în care unele specii sunt prezente în fitocenoză într-o cantitate mai mică decât minimul posibil pentru a le asigura reproducerea semințelor. Deci, de exemplu, plantele cu polenizare încrucișată pot fi într-o fitocenoză într-un număr atât de mic și situate atât de rar încât probabilitatea polenizării lor se va apropia de zero. De regulă, incompletitudinea fitocenotică a fitocenozelor se transformă în floristică după ceva timp, deoarece coenopopulațiile unor astfel de specii de plante pur și simplu se sting.
Incompletitudinea floristică și fitocenotică a fitocenozelor poate avea o mare importanță practică. Astfel, absența în fitocenoze a speciilor care pot fi incluse potențial în compoziția lor (sau dacă sunt, dar pot fi în număr mult mai mare) și prin urmare le crește productivitatea sau îmbunătățește calitatea produselor, ne oferă posibilitatea de a le introduce în comunități. . Un exemplu ar fi supraînsămânțarea semințelor de leguminoase pentru a îmbunătăți pajiștile sau lupinul din pădurile de pini. Și invers, dacă în fitocenoze nu există specii de plante de mică valoare sau dăunătoare din punct de vedere uman care să poată crește în aceste condiții, atunci trebuie luate măsuri pentru prevenirea introducerii unor astfel de specii în comunitate.
Toți factorii de mai sus în formarea bogăției speciilor interacționează, ceea ce explică complexitatea prezicerii acestei caracteristici a comunităților. Cu toate acestea, dacă ignorăm detaliile și luăm în considerare tendințele generale în schimbarea diversității speciilor la scară globală, atunci putem vorbi despre un anumit gradientul principal al diversităţii. R. Whittaker a definit-o ca schimbări în comunități de la latitudinile înalte ale Arcticii la tropice de pe câmpie și de la zonele înalte la câmpii. Comunitățile cele mai bogate în specii sunt pădurile tropicale, savanele, în timp ce cele mai sărace comunități sunt comunitățile alpine și deșertice arctice.
Este clar că ajustările gradientului de pe câmpie trebuie făcute ținând cont de continentalitatea zonei, adică de distanța acesteia față de ocean și, în consecință, de modificările cantității de precipitații și de natura schimbărilor de temperatură în perioada anuală. ciclu. Căldura fără umiditate, precum și umiditatea fără căldură, nu pot servi ca sursă de îmbunătățire a condițiilor și de creștere a hiperspațiului fizic al resurselor și, prin urmare, a diversității alfa. Din acest motiv, la latitudini joase, dacă este un deșert, diversitatea alfa va fi scăzută. O imagine similară se observă în munți. Gradientul creșterii diversității speciilor va fi observat numai dacă în zona în care se află sistemul montan, raportul dintre căldură și umiditate este optim, adică dacă este o zonă de tropice sau subtropice umede. Dacă, de exemplu, un sistem montan este situat într-un deșert, atunci schimbarea diversității speciilor va fi descrisă printr-o curbă parabolică cu un maxim în partea de mijloc a gradientului. Deci, la început va crește, adică deșertul va fi înlocuit cu o stepă sau o savană și abia apoi va scădea. Astfel, afirmațiile lui Whittaker despre gradientul principal al diversității ar trebui luate cu prudență.
Destul de interesantă este concluzia lui Whittaker despre independența binecunoscută a schimbărilor în bogăția comunităților cu specii aparținând diferitelor forme de viață. Deci, pe un gradient nord-sud (adică de la Arctic la tropice), numărul speciilor de arbori crește, dar numărul de ierburi scade. Acest lucru reflectă doar succesul sistemului de forme de viață al lui Raunkier și face posibilă derivarea așa-numitelor „spectre normale” ale formelor de viață ale diferitelor variante de vegetație zonală.
STRUCTURA FITOCENOZELOR
SEMNIFICAȚIA STUDIERII STRUCTURII FITOCENOZELOR
Având în vedere formarea fitocenozelor, am văzut că acestea apar ca urmare a reproducerii plantelor în condiții de interacțiuni complexe între plante și mediu, între indivizi individuali și între specii de plante.
Prin urmare, fitocenoza nu este în niciun caz un set aleatoriu de indivizi și specii, ci o selecție naturală și asociere în comunități de plante. În ele, anumite tipuri de plante sunt plasate într-un anumit fel și sunt în anumite rapoarte cantitative. Cu alte cuvinte, ca urmare a acestor influențe reciproce, fiecare fitocenoză primește o anumită structură (structură), atât în părțile ei supraterane, cât și subterane.1
Studiul structurii fitocenozei dă o caracteristică morfologică a acesteia din urmă. Are două sensuri.
În primul rând, caracteristicile structurale ale fitocenozei sunt cel mai clar vizibile și pot fi măsurate. Fără o descriere exactă a structurii fitocenozelor, nici compararea lor, nici generalizările bazate pe comparație nu sunt posibile.
În al doilea rând, structura unei fitocenoze este proiectarea relațiilor reciproce dintre plante, un ecotop și mediul unei fitocenoze în condițiile date ale unui loc și la un anumit stadiu de dezvoltare. Și dacă da, atunci studiul structurii face posibil să înțelegem de ce fitocenoza observată s-a dezvoltat așa cum o vedem, ce factori și ce interacțiuni dintre ei au fost cauza structurii fitocenozei pe care le-am observat.
Această valoare indicativă (sau indicator) a structurii fitocenozelor face ca studiul său să fie prima și cea mai importantă sarcină în cercetarea geobotanica. Prin compoziția și structura floristică a fitocenozei geobotanistul determină calitatea solurilor, natura condițiilor climatice și meteorologice locale și stabilește influența factorilor biotici și a diferitelor forme de activitate umană.
Structura fitocenozei este caracterizată de următoarele elemente:
1) compoziţia floristică a fitocenozei;
2) numărul total și masa populației de plante a fitocenozei și relațiile cantitative dintre specii și grupuri de specii;
3) starea indivizilor fiecărei specii într-o fitocenoză dată;
4) distribuția speciilor de plante în fitocenoză și împărțirea fitocenozei în părțile sale structurale pe baza acesteia.
Distribuția speciilor de plante într-o fitocenoză poate fi considerată din partea distribuției lor în spațiul ocupat de fitocenoză și din partea distribuției în timp. Distribuția în spațiu poate fi considerată din două părți: în primul rând, ca distribuție verticală - o structură cu paragate (sau sinuzială) și, în al doilea rând, ca una orizontală, denumită altfel adaos și manifestată în mozaicul fitocenozelor; distribuţia în timp se manifestă ca o modificare a sinuziei în momente diferite.
COMPOZIȚIA FLORALĂ A FITOCENOZEI
Fitocenoze simple și complexe din punct de vedere floristic
După numărul de specii care alcătuiesc fitocenoza, se disting fitocenoze floristic simple și floristic complexe:
simplu - din una sau câteva specii, complex - din mai multe specii. O fitocenoză extrem de simplă ar trebui să fie formată din indivizi ai unei singure specii de plante (sau chiar a unei subspecii, soi, o rasă, ecotip etc.). Nu există astfel de fitocenoze în condiții naturale sau sunt extrem de rare și apar doar într-un mediu cu totul excepțional.
Numai în culturile pure artificiale de bacterii, ciuperci și alte plante se obțin grupările lor extrem de simple. În condiții naturale, există doar simplitate relativă sau saturație floristică scăzută a unor fitocenoze. Astfel, de exemplu, desișurile naturale „pure” ale anumitor ierburi (desișuri de rogoz ascuțit, iarbă de canar, stuf de sud etc.), culturile aproape lipsite de buruieni, creșterea densă și tânără a pădurilor etc. Le vedem ca fiind extrem de simple. numai atâta timp cât în mod obișnuit luăm în considerare doar plantele superioare. Dar de îndată ce ne amintim că în orice astfel de desiș există multe specii de plante inferioare - bacterii și alte microfite care sunt în interacțiune între ele și cu acest desiș și cu solul - relativitatea simplității sale floristice devine evidentă. Cu toate acestea, într-un studiu geobotanic, ele pot fi considerate relativ simple, deoarece plantele superioare determină caracteristicile structurale principale și vizibile ale acestora, iar microorganismele sunt încă rareori luate în considerare în astfel de studii (deși luarea în considerare a activității lor este absolut necesară pentru înțelegere). multe aspecte ale vieții unei fitocenoze din plante superioare).
Fitocenozele complexe din punct de vedere floristic sunt cu atât mai complexe, cu cât conțin mai multe specii și sunt mai diverse din punct de vedere ecologic și biologic.
(1929) fitocenoze distinse:
dintr-un tip agregare; din mai multe specii omogene din punct de vedere ecologic - aglomerări; din mai multe agregate sau aglomerări capabile să existe separat, - semi-asociare; din agregații și aglomerări similare, dar capabile să existe doar împreună - asociațiile.
Grossheim a interpretat aceste tipuri de fitocenoze ca „etape” succesive în dezvoltarea acoperirii vegetale, complicația acesteia. Cu toate acestea, termenii pe care i-a propus nu au primit acceptare generală în sensul indicat.
Un exemplu de complexitate floristică foarte mare, sau de saturație cu specii de plante superioare, este fitocenozele pădurilor tropicale tropicale. În pădurile din Africa de Vest tropicală pe o suprafață de 100 m2 găsit de sus 100 specii de copaci, arbuști și ierburi, fără a număra numărul imens de epifite care cresc pe trunchiuri, ramuri și chiar frunze ale copacilor. În fosta URSS, pădurile subtropicale din regiunile umede ale Transcaucaziei și centurile inferioare din partea de sud a Sikhote-Alin din regiunea Primorsky sunt bogate și complexe din punct de vedere floristic, dar încă nu ating complexitatea pădurilor tropicale tropicale. Comunitățile ierboase din stepele de luncă din Rusia Centrală sunt complexe, unde 100 m2 există uneori până la 120 sau mai multe specii de plante superioare. Într-o pădure de pin complex (cu tufăr) din suburbiile Moscovei pe o suprafață de 0,5 Ha Au fost găsite 145 specii (8 specii de arbori, 13 specii de arbuști de tufăr, 106 specii de arbuști și ierburi, 18 specii de mușchi). În pădurile de molid taiga, saturația floristică este mai mică.
Cauzele diferențelor în complexitatea floristică a fitocenozelor
Ce determină gradul de complexitate floristică, sau de saturație, al fitocenozelor? Ce trăsături ale mediului ne indică bogăția floristică sau, dimpotrivă, sărăcia fitocenozei? Există mai multe motive pentru această sau aceea complexitate floristică, și anume:
1. Condițiile fizico-geografice și istorice generale ale zonei, de care depinde o mai mare sau mai mică diversitate a florei regiunii. Iar cu cât flora zonei este mai bogată și mai diversă ecologic, cu atât este mai mare numărul de specii candidate pentru orice teritoriu din această zonă, cu atât numărul acestora, în condiții favorabile, pot coexista împreună, într-o singură fitocenoză.
Saturația floristică a stepelor de luncă din Rusia Centrală este înlocuită în regiunile sudice și sud-estice mai aride de o bogăție floristică mult mai scăzută a fitocenozelor de stepă a ierbii de pene. Pădurile de stejar din Rusia centrală sunt mai complexe din punct de vedere floristic decât pădurile de taiga de conifere din nord. Fitocenozele din lacurile din Peninsula Kola sunt mai sărace din punct de vedere floristic decât fitocenozele similare din lacurile mai sudice. În Arctica, unde flora plantelor superioare este săracă, complexitatea fitocenozelor individuale este, de asemenea, mică.
2. Condiții de habitat edafic. Dacă condițiile de sol sunt de așa natură încât să permită existența doar a uneia sau a câtorva specii de floră locală care sunt cele mai adaptate acestor condiții, atunci doar ele formează fitocenoze (acestea din urmă, prin urmare, sunt relativ simple chiar și în zonele cu floră foarte bogată). ). În schimb, dacă ecotopul satisface cerințele multor specii de plante, acestea formează fitocenoze mai complexe.
Desișuri aproape pure de rogoz ascuțit sau stuf, desișuri de salină pe mlaștini sărate sau păduri de pini cu un covor de cladonia pe sol, deci, constau din foarte puține specii, din cauza umezelii excesive inerente acestor locuri sau a sărăciei sau uscăciunii prea mari, sau salinitatea solului etc exclud toate celelalte plante. În zonele de pajiști de apă care primesc anual depozite groase de nisip sau nămol, fitocenozele sunt distribuite de la una sau câteva specii care pot supraviețui odată cu îngroparea anuală a mugurilor lor de reînnoire printr-un depozit gros de aluviuni. Așa sunt tufișurile prezentului (Petazitelespurius), foc de tabără fără baltă (Bromopsisinermis), iarbă de stuf măcinată (Calamagrostisepigeios)și alte plante cu rizomi lungi capabili să crească rapid prin sedimentul care le îngroapă. Pe soluri foarte bogate în nitrați, se formează uneori desișuri de iarbă de canapea monospecie. (Elitrigiarepens) sau urzica (Urticadioica)și alte nitrofile.
Astfel, orice condiții extreme duc la formarea de fitocenoze de cea mai simplă structură. În lipsa unor astfel de extreme, se obțin fitocenoze mai complexe, pe care le vedem în exemplul majorității fitocenozelor de pădure, luncă, stepă și alte fitocenoze.
3. Variabilitatea accentuată a regimului ecologic. Variabilitatea accentuată a regimului apei crește în mod deosebit saturația floristică și eterogenitatea ecologică a florei fitocenozei. Astfel, umezirea de primăvară a stepei de iarbă cu pene determină o abundență de efemere și efemeroide, încheind sezonul de vegetație înainte de debutul unei veri uscate și fierbinți. În pajiștile cu apă, umiditatea de primăvară asigură creșterea speciilor iubitoare de umiditate, uscăciunea de vară le limitează, dar este favorabilă aici pentru speciile care sunt moderat pretențioase la umiditate, dar suportă aglomerarea de primăvară. Ca urmare, se observă un număr mare de specii eterogene din punct de vedere ecologic, formând împreună o fitocenoză complexă. În unele pajiști inundabile (râul Ob, Volga de mijloc), iubitoare de umezeală (hidrofitele) cresc literalmente una lângă alta, de exemplu, o mlaștină (Eleocharispalustris),și multe mezofite și chiar xerofite.
Variabilitatea regimului de lumină poate avea un sens similar. În pădurile de stejar cu frunze late, anual în perioada de vegetație, se înlocuiesc două perioade, diferite ca iluminare: primăvara, când frunzele copacilor și arbuștilor care nu au înflorit încă nu împiedică pătrunderea luminii, mulți iubitoare de lumină. plantele cresc și înfloresc - afinul siberian (Scitlasibirica), corydalis (Corydalis)și alte efemeroide de primăvară, perioada ulterioară - perioada de umbrire prin frunziș dezvoltat - este folosită de alte plante, tolerante la umbră.
4. Factori biotici. Cel mai evident exemplu este efectul animalelor sălbatice și domestice asupra vegetației. Pășunatul animalelor modifică condițiile solului și solului și componența speciilor a grupelor de plante: solul fie se compactează, fie, dimpotrivă, se afânează, apar cocoașe, excrementele lăsate de animale fertilizează solul - pe scurt, aerul-apa, termic și regimurile de sare se schimbă. Aceasta implică o schimbare a vegetației. Pășunatul afectează direct și plantele: pășunatul și călcarea mecanică produc o selecție de specii care suportă un astfel de impact.
Pășunatul în combinație cu diferite grade de influență a climei, a solului și a vegetației inițiale poate contribui fie la complicarea fitocenozelor inițiale, fie la simplificarea acestora. De exemplu, la pășunat pe solul umed, se formează coșuri, iar microrelieful humocky crește eterogenitatea mediului și a setului de specii. La pășunatul animalelor pe sol moderat umed, gazonul este adesea deranjat, iar pășunatul repetat slăbește plantele dominante, ceea ce contribuie la creșterea buruienilor de pășune, adică se mărește setul de specii de fitocenoză. Dimpotrivă, pășunatul intensiv pe sol dens, molips, face posibil ca doar câteva specii rezistente să prospere. Așadar, multe fitocenoze de luncă și stepă anterior complexe din punct de vedere floristic, acum, cu utilizarea puternică a pășunilor, s-au transformat în unele extrem de simplificate, formate din câteva specii. Rozătoarele asemănătoare șoarecilor care locuiesc în diferite fitocenoze și slăbesc gazonul și straturile de suprafață ale solului cu mișcările lor contribuie la așezarea multor plante și astfel creează și mențin o structură mai complexă a stratului de vegetație.
5. Proprietățile unor componente ale fitocenozei. De exemplu, pe terenurile arabile abandonate cu sol destul de bogat, desișuri aproape pure de iarbă de grâu târâtoare cresc adesea în 1-2 ani. Această plantă, răspândindu-se rapid prin intermediul unor rizomi lungi și ramificați, captează terenul arabil mai devreme decât multe alte specii de plante care pot crește aici, precum și iarba de grâu, dar se așează mai încet. Acestea din urmă sunt introduse doar treptat în fitocenoza iarbă de canapea și o complică.
Similar și din același motiv, în incendiile de pădure cresc desișuri pure de ceai de salcie și stuf măcinat. Aici, precum și pe un teren arabil abandonat, există toate condițiile pentru creșterea multor specii, adică pentru formarea de fitocenoze complexe. Dar aceste două specii, având mare energie și reproducere vegetativă și semințe, s-au răspândit mai repede decât altele. Pătrunderea altor specii în astfel de desișuri este de obicei întârziată de saturația solului cu rizomi și rădăcini ale speciilor pionier, precum și de densitatea ierburilor lor. Cu toate acestea, astfel de desișuri se răresc rapid, deoarece speciile care le formează sunt pretențioase cu privire la afânarea solului (aerare) și, uneori, la bogăția sa în nitrați; creșterea lor compactează solul, îl sărăcește, ceea ce duce la auto-rățierea.
Există și plante care sunt capabile să creeze condiții pentru ca o floră relativ săracă să coexiste cu ele și să le susțină timp de multe zeci și sute de ani. Așa este molidul. Într-o pădure cu mușchi de molid, umbrirea puternică, umiditatea aerului și a solului, aciditatea solului, o abundență de așternut care se descompune încet și slab și alte caracteristici ale mediului aerian și al solului cauzate de molid însuși permit așezarea sub baldachinul său a altor câteva. specii de plante superioare adaptate mediului forestier de molid. Merită să aruncați o privire la o tăietură senină în mijlocul unei astfel de păduri, pentru a vă convinge de abundența multor specii care lipsesc în pădurea din jur că acest ecotop este pe deplin potrivit pentru ei. Aceasta înseamnă că mica saturație floristică a pădurii de molid este rezultatul influenței mediului ei.
Mediul unei comunități de plante poate, de asemenea, să complice compoziția sa floristică. De exemplu, sub coronamentul plantațiilor forestiere din stepă apar de-a lungul timpului diverse plante forestiere, iar inițial plantațiile simple se transformă în fitocenoze forestiere mai complexe.
Gândindu-ne la motivele bogăției sau sărăciei floristice a fitocenozelor, vedem că toate pot fi reduse la trei grupe de factori: în primul rând, la influența mediului primar (ecotop), în al doilea rând, la influența mediului de fitocenoza în sine (biotop) și, în al treilea rând, influența factorilor biotici. Aceste motive operează în cadrul bogăției sau sărăciei florei zonei și a diversității sale ecologice, determinate geografic, istoric și ecologic.
Aflând motivele pentru aceasta sau aceea saturație floristică a fiecărei fitocenoze, aflăm astfel valoarea ei indicativă pentru caracterizarea condițiilor ecologice și gradul de utilizare a acestora de către plante.
Gradul de saturație floristică indică caracterul complet al utilizării mediului prin fitocenoză. Nu există două specii care să fie complet identice în relația lor cu mediul, în utilizarea acestuia. Prin urmare, cu cât sunt mai multe specii în fitocenoză, cu atât este mai versatil și mai plin mediul ocupat de aceasta. Și invers, o fitocenoză formată din una sau câteva specii indică o utilizare incompletă, unilaterală a mediului, de multe ori doar pentru că nu existau alte specii în flora locală care să poată crește aici. De exemplu, o pădure fără arbuști folosește energia radiației solare într-o măsură mai mică decât o pădure cu tufături de arbuști. Arboretul folosește razele care trec prin coronamentul superior al pădurii. Dacă sub tufă există și iarbă sau mușchi verzi, atunci aceștia folosesc, la rândul lor, lumina care trece prin tufiș. Într-o pădure fără tupus, iarbă și mușchi, toată lumina care pătrunde prin coroanele copacilor rămâne nefolosită.
Dacă ne amintim că plantele verzi sunt singurii agenți naturali care transformă energia radiației solare în materie organică cu o cantitate imensă de energie chimică, devine clar cât de important este ca comunitățile de plante să aibă cea mai complexă compoziție.
Compoziția floristică a fitocenozelor este uneori mărită artificial. Acest lucru se realizează prin suprasămânțarea sau plantarea altor specii de plante în fitocenoze, chiar străine de flora locală, dar potrivite condițiilor date. Uneori, în același scop, ele modifică condițiile ecologice și fitocenotice.
În Germania și Elveția, pădurile de molid sunt transformate în păduri mixte mai profitabile prin plantarea altor specii de arbori (fag). În locul culturilor monospecice de cereale furajere și a acelorași culturi de leguminoase, ei preferă să cultive culturi mixte cereale-leguminoase, nu numai pentru că sunt mai potrivite pentru îmbunătățirea solului și a calității fânului, ci și pentru că utilizarea lor de câmp. resursele și productivitatea lor sunt mai mari decât culturile pure.
Identificarea florei complete a fitocenozei
Toate speciile de plante care alcătuiesc fitocenoza depind de condițiile de existență, iar fiecare specie își contribuie cota sa la formarea mediului de fitocenoză. Cu cât este mai bine cunoscută compoziția floristică a fitocenozei, cu atât cercetătorul are mai multe date pentru a judeca factorii de mediu.
Găsirea compoziției complete nu este o sarcină ușoară nici măcar pentru un florar experimentat. Unele specii de plante superioare prezente în fitocenoză în momentul observării pot fi doar sub formă de rizomi, bulbi sau alte organe subterane, precum și sub formă de semințe în sol, iar din această cauză trec adesea neobservate. Este dificil să se determine apartenența la specii a răsadurilor, formele juvenile. Recunoașterea speciilor de mușchi, licheni, ciuperci necesită o pregătire și abilități speciale, iar determinarea microflorei unei fitocenoze necesită o tehnică complexă specială.
Când se studiază compoziția floristică, precum și când se studiază alte semne ale structurii unei fitocenoze, este necesar ca fitocenoza să ocupe o zonă suficientă pentru a-și dezvălui toate caracteristicile. Chiar și caracterul complet al contabilității pentru compoziția floristică depinde de dimensiunea zonei înregistrate. Dacă există, de exemplu, o fitocenoză erbacee de câteva zeci de specii de plante, atunci alegând un amplasament de 0,25 m2 pentru a ține cont de compoziția floristică, vom găsi pe ea mai multe specii. După ce a dublat situl, vom găsi pe acesta, pe lângă cele deja notate, specii care au lipsit pe primul, iar lista generală a compoziției speciilor va fi completată. Odată cu creșterea în continuare a suprafeței la 0,75-2 m2 etc., lista speciilor va crește, deși cu fiecare creștere a suprafeței, profitul numărului de specii din lista generală devine mai mic. Prin creșterea site-urilor la 4 m2, 5 m2, 10 m2 etc., observăm că pe amplasamentele mai mari, de exemplu, 4 m2, nu are loc sau aproape că nu are loc o nouă completare a listei de specii. Aceasta înseamnă că suprafața de 4 m2 luată de noi este suprafața minimă pentru dezvăluirea întregii compoziții de specii a fitocenozei studiate. Dacă ne-am fi limitat la o zonă mai mică, ar fi fost imposibil să identificăm pe deplin compoziția speciei. Există zone de vegetație care diferă de cele învecinate, dar sunt atât de mici încât nu ajung în zona de detectare a compoziției floristice a fitocenozei căreia îi aparțin. Aceste situri sunt fragmente de fitocenoze.
Este propus termenul de „zonă de detectare”. Autorii străini folosesc termenul „zonă minimă”.
Zona de identificare a compoziției speciilor de fitocenoze de diferite tipuri nu este aceeași. Nu este același lucru pentru diferite părți ale aceleiași fitocenoze. De exemplu, pentru o acoperire de mușchi pe solul dintr-o pădure, 0,25–0,50 m2 este adesea suficient pentru a întâlni toate tipurile de mușchi prezente într-o fitocenoză dată într-o zonă atât de mică. Pentru acoperirea erbacee și arbuștilor în aceeași fitocenoză este necesară o suprafață mare, adesea de cel puțin 16 m2. Pentru un arboret forestier, dacă este format din mai multe specii, aria de detectare este și mai mare (de la 400 m2).
În diferite fitocenoze de luncă, aria minimă de detectare a compoziției floristice nu depășește sau abia depășește 100 m2. Autorii finlandezi consideră o zonă de 64 m2.
Ținând cont de identificarea nu numai a compoziției floristice a unei fitocenoze, ci și a diferitelor alte caracteristici structurale, se obișnuiește, în practica geobotaniștilor sovietici, când descriu o fitocenoză de pădure complexă, să se ia o zonă de probă de cel puțin 400-500. m2 și, uneori, până la 1000–2500 m2, iar când se descrie fitocenoze erbacee - aproximativ 100 m2 (dacă zona fitocenozei nu atinge astfel de dimensiuni, este descrisă în întregime). Fitocenozele de mușchi și lichen au adesea o zonă de detectare de cel mult 1 m2.
Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse.
Universitatea de Stat din Volgograd.
Facultatea de Management și Economie Regională.
Departamentul de Economie și Managementul Naturii.
Lucrări de control pe geobotanica
1 opțiune
Volgograd 2006
1. Geobotanica ca știință, legătură cu alte discipline.
2. Principalele proprietăți ale fitocenozelor.
2.1 Proprietăți indicator ale plantelor și fitocenozelor
3. Clasificarea fitocenozelor
Geobotanica -știința fitocenozelor și a stratului de vegetație pe care o alcătuiesc. Geobotanica se mai numește fitocenologie. Această știință a apărut la sfârșitul secolului al XIX-lea. și este strâns legată de geografia plantelor ca ramură a direcției sale ecologice. Termenul de „geobotanica” a fost introdus de A. Grisebach în 1866, care a folosit acest termen într-un sens larg, inclusiv geografia botanică. Geobotanica se mai numește sinecologie. Această denumire a fost adoptată la congresul de botanică de la Bruxelles în 1910, este folosit mai ales în străinătate. Există două părți ale ecologiei plantelor: autecologia (ecologia speciilor individuale) și sinecologia (ecologia comunităților). În acest sens, geobotanica este doar o parte a ecologiei.
În Rusia, este general acceptat că, pe lângă sinecologie, geobotanica include secțiuni: morfologia fitocenozelor, geografia fitocenozelor, dinamica fitocenozelor și clasificarea fitocenozelor. Astfel, geobotanica studiază structura fitocenozelor; relațiile dintre plante formând o fitocenoză; relația dintre fitocenoză și mediu; dinamica fitocenozelor; clasificarea fitocenozelor; distribuția spațială a fitocenozelor și combinațiile lor cu alte fitocenoze.
În sistemul științelor, geobotanica ocupă o poziție limită, fiind parte a botanică și parte a geografiei, întrucât face parte din știința geografică - biogeocenologia. Pe lângă caracteristicile generale ale comunităților de plante, geobotanica studiază caracteristicile anumitor tipuri de fitocenoze, prin urmare, se disting astfel de subdiviziuni precum știința tundrei, știința mlaștinilor, știința luncii și știința pădurilor.
Cunoștințele geobotanice sunt importante în activitățile practice ale omului. Exploatarea și refacerea resurselor naturale vegetale se bazează pe cunoașterea legilor de formare și reproducere a resurselor naturale. Geobotanica poate fundamenta modul de exploatare forestieră, modul de utilizare a pășunilor și fânețelor etc. Studiul geobotanic al terenurilor permite tragerea de concluzii despre gradul de fertilitate a solului, aciditatea acestuia, alimentarea cu apă, salinitatea etc., deoarece plantele și comunitățile de plante sunt indicatori ai condițiilor de habitat. Rolul geobotaniştilor în elaborarea măsurilor de protecţie a naturii este mare.
Sarcina principală a geobotanicii este de a determina valoarea acoperirii vegetale ca cea mai importantă resursă naturală, fixând acoperirea vegetală actuală și tendințele de dezvoltare a acesteia pe hărți geobotanice, care să permită stabilirea potențialului acoperirii vegetației, utilizarea corectă a acestuia și transformarea acestuia. e în direcția corectă. Supravegherii folosesc metode geobotanice atunci când aleg terenul pentru arat, ghidându-se după proprietățile indicatoare ale vegetației, și pentru drenaj, atunci când planificarea silviculturii etc. zone.
Geobotaniștii trebuie să cunoască taxonomia și geografia plantelor. Geografia plantelor studiază distribuția plantelor pe suprafața Pământului și stabilește tiparele acestei distribuții (corologia plantelor). Cea mai importantă secțiune a geografiei plantelor este geografia botanică a Rusiei și a lumii. Obiectul studiului său este flora globului, adică totalitatea speciilor de plante aparținând diferitelor grupuri sistematice și limitate la diferite tipuri de habitate (adică, incluse în diferite fitocenoze), dar limitate geografic - prin îngrădirea într-o anumită parte. suprafața pământului.
Zona de distribuție a unei specii se numește ea zonă. Limitele intervalelor de specii sunt determinate din punct de vedere ecologic și istoric. Cele mai timpurii idei despre diferențierea geografică a florei Pământului și modelele de distribuție a acesteia în funcție de condițiile de habitat se află în scrierile lui Teofrast, care a folosit datele efective culese în timpul campaniilor lui Alexandru cel Mare. Istoria geografiei moderne a plantelor începe mult mai târziu. Marile descoperiri geografice, precum și lucrările lui K. Linnaeus, I. G. Gmelin, P. S. Pallas și alții, au fost de mare importanță.materiale ale unei expediții de lungă durată în țările din America de Sud și Centrală. De remarcate și lucrările lui A. Decandol (1855), A. Grisebach (1872), C. Darwin (1859). Principiul istoric, bazat pe învățăturile evoluționiste ale lui Charles Darwin, a fost introdus în geografia plantelor de A. Engler.
Datele de genetică a plantelor și citologiei sunt utilizate pe scară largă în studiile ecologo-geobotanice și corologice; N. I. Vavilov a fost „pionierul” unor astfel de studii.
Gama unei specii unește toate locațiile sale specifice, adică toate punctele de pe suprafața pământului unde se găsește această specie. Gradul de populație a zonei pe indivizi ai speciei poate fi diferit. Depinde de limitarea speciei la anumite tipuri de habitate. Zonele complet locuite de orice specie nu există în natură. Specia din raza sa de arie este prezentă numai în habitatele sale.
Gama speciilor poate fi continuă și discontinuă (disjunctivă). Criteriu continuu gamă - apariția regulată a unei specii în habitate corespunzătoare naturii sale. De exemplu, speciile din genul Nymphaea pot fi observate doar în corpurile de apă. Dacă specia nu apare în zone mari, atunci o astfel de zonă intermitent. De exemplu, acrișul comun are două părți din gama sa: european-siberian și Orientul Îndepărtat. Pentru o idee corectă a razei speciilor, se întocmește o hartă. În acest caz, se folosește o metodă predominant cu puncte, când fiecare localitate cunoscută a unei specii este reprezentată pe o hartă goală sub forma unui punct sau a unui cerc mic.
Mărimea și forma gamelor sunt diferite. Dacă zona acoperă aproape întreaga suprafață terestră sau se găsește în toate părțile lumii, atunci aceasta este o zonă cosmopolită, iar specia este cosmopolit. Fenomenul de cosmopolitism se observă cel mai des la plantele acvatice, care este asociat cu o mai mare constanță a condițiilor mediului acvatic decât a mediului aerian (buruieni etc.). Plantele terestre răspândite sunt mai rar întâlnite (ferigă de răni). Multe specii, dimpotrivă, au o distribuție îngustă (unele clopoței, boabe etc.).
Speciile de plante diferă prin originea lor geografică. Formarea de noi specii de plante se realizează într-un anumit spațiu locuit de forma ancestrală, care este originală pentru această specie. Aceasta este primar gama speciei. După ce a apărut, specia se stabilește (cu progres biologic) și își mărește raza de acțiune. Viteza de depunere depinde, în special, de capacitatea de răspândire a semințelor, fructelor etc. Condițiile care împiedică așezarea plantelor sunt de obicei considerate bariere: topografice (mări, munți), ecologice și biologice.
Un loc special într-o serie de factori ai distribuției speciilor revine activității umane. Aceasta este o introducere (introducere) accidentală sau deliberată a unor specii de plante într-o zonă în care acestea nu s-au întâlnit niciodată.
Odată cu scăderea numărului și dispariția speciilor, se observă modificări regresive ale habitatelor. Se numesc specii găsite într-o anumită zonă geografică endemice. Endemismul poate fi asociat cu apariția recentă a unor noi specii (neoendemism) și cu reducerea ariei unei specii ca urmare a regresiei și dispariției (paleoendemisme). De exemplu, pe teritoriul Rusiei există relicve ale epocii terțiare (tisă, cimiș, albizia etc.) în subtropicile umede ale Transcaucaziei.
În raza lor, unele specii - apar - în habitate destul de diverse - euritopic specii cu o amplitudine ecologică largă (pin etc.). Se numesc specii limitate la un set restrâns de habitate stenotopică(acestea includ plante acvatice, de mlaștină și alte plante).
Fiecare floră este un set de specii stabilit istoric. Compoziția sa reflectă condițiile moderne și condițiile epocilor trecute. Caracterul comun al anumitor specii sau genuri indică caracterul comun al istoriei dezvoltării florei. Prin urmare, în analiza botanică și geografică a florei, elementele geografice ale florei, adică grupuri de specii (genuri) care sunt similare ca distribuție și origine. De exemplu, în zona forestieră a teritoriului european al țării se pot distinge următoarele elemente geografice ale florei: arctic; arctoalpin (format în timpul erei glaciare); boreale (asociate în distribuția lor cu pădurile de taiga); Atlantic (vest); siberian (est); pontic (sudic); nemoral (stejar).
În analiza genetică a florei se disting următoarele: autohton elemente (specii care au apărut în spațiul ocupat de floră) și alohton(specie extraterestră). Se numesc specii care au apărut recent în floră și aduse din alte locuri accidental(avansat).
Speciile de floră aparțin unor grupuri sistematice diferite (familii, ordine, genuri). Fiecare floră are propria sa structură sistematică. În plus, orice floră poate fi analizată prin prezența unor grupuri ecologice de specii, fitocenotice și economice.
Folosirea plantelor sălbatice ca indicator (indicator) al anumitor condiții de sol și climă a fost folosită de mult timp. Indicatorii condițiilor naturale pot fi atât speciile de plante, cât și comunitățile de plante. Dintre speciile de plante, speciile cu o amplitudine ecologică îngustă (stenobionti) servesc drept cei mai buni indicatori. De exemplu, urzica indică soluri bogate în azot (cu abundență și viabilitate ridicate). Legea „Individualității ecologice a plantelor” a servit drept imbold pentru un studiu mai sistematic al ecologiei speciilor în legătură cu îngrădirea lor în anumite habitate, ceea ce a dus la crearea unor scări ecologice.
Direcția științifică care folosește plantele și vegetația pentru a determina proprietățile ecologice ale habitatelor se numește geobotanica indicator. O mare contribuție la dezvoltarea geobotanicii indicator au avut-o lucrările lui S.V. Viktorova, B.V. Vinogradova, E.A. Vostokova și alții Lucrările lor subliniază că principalele direcții ale indicațiilor geobotanice sunt următoarele:
Indicație de sol (indicație pedo);
Roci (litoindicație);
Ape subterane (indicație hidro);
permafrost (indicație geocriologică);
Salinitate (indicație de halo);
Fitocenozele sunt, de asemenea, indicatori ai habitatelor, deoarece se limitează la anumite condiţii de mediu. Analiza vegetației este unul dintre mijloacele obiective de indicare a solului.
Indicația geobotanică a solurilor este utilizată în toate zonele, dar gradul de studiu al proprietăților indicative ale vegetației depinde de nevoile agriculturii. Cele mai complete proprietăți indicative ale vegetației au fost studiate în zona forestieră.
Învelișul de vegetație este divers și, prin urmare, pentru a lua în considerare și utiliza corect resursele vegetale, este necesar să aducem toată această diversitate într-un anumit sistem, adică. clasifica. Ar trebui făcută o distincție între clasificarea florei și a acoperirii vegetației. Baza clasificării florei a fost pusă de omul de știință suedez Carl Linnaeus. El a descris aproximativ 1200 de genuri de plante, a stabilit peste 8000 de specii. Pentru speciile de plante, K. Linnaeus a propus nume duble (nomenclatură binară) în latină. În numele unei specii, primul cuvânt (substantiv) desemnează genul, al doilea (adjectiv) desemnează specia. De exemplu, trifoiul roșu (Trifoliumpratanse L.). Litera „L” înseamnă că specia a fost descrisă de K. Linnaeus. Numele duble indică relația dintre specii, originea lor dintr-un strămoș comun. Genurile similare sunt grupate în familii. Deci, genul de trifoi, împreună cu genurile de lucernă (Medicago), rangul (Lathurus), mazărea (Pisum) și altele, aparține familiei de leguminoase (Zeguminosae). Familiile sunt combinate în ordine, ordine - în clase, clase - în departamente (tipuri).
Taxonomia plantelor, creată de K. Linnaeus, a fost în mare măsură artificială, deoarece nu a ținut cont de relația dintre specii, ceea ce se explică prin puținele cunoștințe despre vegetație la acea vreme. Ulterior, oamenii de știință din diferite țări au creat un sistem natural de plante. În prezent, pentru a stabili relația dintre specii, se ia în considerare nu numai întregul complex de caracteristici ecologice și morfologice ale plantelor, ci se studiază și genotipul acestora, în special, setul de cromozomi. Realizările biochimiei (chimiosistematicii) sunt utilizate pe scară largă. Speciile, genurile și familiile înrudite au o compoziție chimică similară. Acest lucru este luat în considerare, în special, atunci când se caută plante medicinale.
Unitatea de bază a clasificării acoperirii terenului este asocierea. În 1910, la Congresul botanic de la Bruxelles, a fost adoptată următoarea definiție a unei asociații: „O asociație este o comunitate de plante cu o anumită compoziție floristică cu condiții speciale de existență, o fizionomie specială”, adică o asociație este un tip de fitocenoza. Fitocenoza este un concept specific, se limitează la un anumit teritoriu. Asocierea ca tip de fitocenoză este abstractă. De exemplu, asociația „pădure de molid măcriș” este caracteristică multor zone din taiga de sud și pădurilor de conifere-foioase. Toate pădurile de molid oxalis sunt similare în ceea ce privește speciile de plante care domină în straturile lor și synusia. Nivelurile arboretului forestier sunt formate din molid, tupusul este format din frasin de munte, cătină, sălcii etc.; în învelișul arbustiv iarbă-pitic domină oxalisul, periajul este slab, predomină mușchiul pleurozei Schreber.
Sistemele de clasificare a vegetației din Rusia se bazează pe principiul asemănării fitocenotice, care se exprimă în prezența unor dominante, edificatoare și forme de viață comune în comunități. La identificarea unităţilor de rang superior se ţine cont de apropierea ecologică şi fiziologică a edificatorilor.
În Rusia, se obișnuiește să se distingă următoarele categorii taxonomice de vegetație: asociere, grup de asociații, formație, grup de formațiuni, clasă de formațiuni, tip de vegetație. Uneori este folosit și un taxon - o clasă de asociații și altele. Asocierea include fitocenoze cu o compoziție omogenă a speciilor, aceeași structură, izolare la condiții similare de habitat. Asociațiile se disting prin omogenitatea compoziției speciilor, dar nu prin generalitatea completă. Dominanții și codominanții ar trebui să fie comune.
Grupul de asociații include toate asociațiile care diferă în componența unuia dintre niveluri, în timp ce principalele caracteristici ale celorlalte niveluri, inclusiv nivelul principal, sunt identice: Include asocieri de păduri de lingonberry-verde-mușchi, afine-verde-mușchi, acru-verde-mușchi și păduri de molid verde-mușchi pur (fără arbuști).
LA formare cuprinde grupuri de asociaţii caracterizate prin edificatori comuni. Deci, în pădurile de taiga se disting formațiuni: molid european și siberian, pin silvestru, mesteacăn argintiu. Formarea este unitatea taxonomică de bază de rang mediu.
Grupul de formațiuni include astfel de formațiuni, ai căror edificatori aparțin aceleiași forme de viață. Astfel, formațiunile de molid siberian și european, brad siberian și alți conifere toleranți la umbră formează un grup de formațiuni forestiere de conifere întunecate. Și formațiunile de conifere iubitoare de lumină (pin siberian, zada siberiană etc.) alcătuiesc grupul formațiunilor forestiere de conifere ușoare. Grupurile de formațiuni cu edificatori asemănători ca formă de viață sunt combinate în clase de formare. Astfel, grupurile de formațiuni de păduri de conifere întunecate și de conifere luminoase combină pădurile de conifere într-o clasă de formațiuni. Grupuri de formațiuni de păduri cu frunze mici și foioase din zona temperată formează o clasă de formațiuni de păduri de foioase cu frunzele care cade iarna.
Clasele de formare sunt combinate într-un tip de vegetație. Cel mai corect este să distingem tipul de vegetație în funcție de caracteristicile morfologice și ecologice. Clasele de formațiuni pădurile de conifere și foioase cu frunziș care căde iarna sunt clasificate ca tipuri de pădure de vegetație (păduri). Se disting următoarele tipuri principale de vegetație: pădure, mlaștină, luncă, stepă, luncă.
Sistemul de clasificare a vegetației avut în vedere mai sus este subordonat, deoarece este reprezentat de un număr de taxoni, subordonați succesiv unul altuia.
Numele asociației este dat în rusă și latină în funcție de tipurile dominante de straturi de vegetație din comunitate. De exemplu, dacă pinul domină în arboretul pădurii, erica domină în învelișul de iarbă-arbuști, iar lichenii domină în învelișul de mușchi-lichen, atunci această asociere va fi numită pădure de pini și brucă-lichen. Dacă tupusul este bine exprimat în fitocenoza forestieră, atunci în denumirea asociației sunt incluse și speciile dominante ale arboretului - pădure de molid alun-oxalis.
Se pot da nume rusești ale asociațiilor de luncă, deci același principiu. Totodată, conform hotărârii congresului de botanică, pe ultimul loc al denumirii este pusă planta predominantă în asociație - asociația parfumată spikelet-șestuc de luncă. Se folosește și următoarea metodă de denumire a asociațiilor: dominantele - aparținând aceluiași nivel, sunt conectate cu semnul „+”, iar la altele - cu semnul „-”. De exemplu, coada vulpii de luncă + echipă arici - spikelet parfumat. Se folosesc denumiri populare: bor, subor etc.
Numele asociațiilor în latină poate consta din două cuvinte. De exemplu, asociația molid-pădure acră: Picetumoxalidosum. Numele este format din rădăcina numelui latin al edificatorului de molid - Picea (la care se adaugă terminația „etum”) și rădăcina numelui latin al subedificatorului de acru - Oxalis (la care se adaugă terminația „ osum” se adaugă).
Există multe clasificări în funcție de acoperirea solului; la descrierea fitocenozelor, în special a celor complexe, se observă o subordonare strictă a unităților de diferite ranguri. Clasificarea fitocenozelor este necesară pentru studiere, monitorizare pe termen lung, urmărire a prezenței succesiunilor, în scopuri practice - pentru a crea hărți ale diferitelor zone de vegetație. Înainte de cartografiere se efectuează o clasificare a acoperirii vegetale, un studiu al vegetației care apare.
1. Aleksandrova V.D. Clasificarea vegetației. L.: Nauka, 1969
2. Bykov B.A. Introducere în fitocenologie. Alma-Ata: Știință, 1983
3. Vasilevici V.I. Eseuri de fitocenologie teoretică L.: Nauka, 1983
4. Viktorov S.V., Vostokova E.A. Introducere în geobotanica indicatorului. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1962
5. Solul cu bazele geobotanicii, ed. L.P. Gruzdeva, A.A. Yasin. Moscova: Agropromizdat, 1981.
6. Shumilova M.V. Fitogeografie. Tomsk: Editura TGU, 1989
FIȘĂ TEHNOLOGICĂ A LECȚIEISubiect, clasa: biologie, geografie clasa a VII-a
Profesor: Solovieva T.A, Ivanova O.A
Tema lecției: Varietate de fitocenoze
Scopul lecției :
Biologic: pentru a forma un interes cognitiv în studiul regnului vegetal
Pentru a-ți forma o idee despre conceptul de „fitocenoze”;
Geografic: cunoașteți diversitatea comunităților de plante; afla influenta factorilor abiotici asupra formarii fitocenozelor
Aflați care sunt factorii de mediu de mediu, interacțiunea lor și influența asupra biocenozelor.
Obiectivele lecției:
Pentru a forma înțelegerea de către elevi a conceptelor de „comunitate vegetală”, „fitocenoză”;
Să se familiarizeze cu diversitatea comunităților de plante;
Să se familiarizeze cu influența factorilor abiotici asupra creșterii fitocenozelor;
Continuarea formării viziunii științifice despre lume a studenților;
Contribuie la crearea condițiilor pentru dezvoltarea interesului cognitiv al elevilor;
Continuați să vă dezvoltați abilitățile în lucrul cu material didactic, un manual
Tip de lecție: o lecție de descoperire a cunoștințelor noi.
Mijloace de educatie: instalație multimedia, poze-poster înfățișând comunitățile din Republica Karelia, material didactic, herbare, hărți ale zonelor naturale și ale climei Rusiei, ilustrații ale comunităților de plante, hârtie de desen, lipici, markere, un model de semafor de casă (cartea este verde pe o parte, roșie pe cealaltă).
Forme de organizare a activităților educaționale: frontal, individual, pereche, grup.
Rezultatele învățării subiectului:
Elevii ar trebui să știe:
Definiția conceptului de „fitocenoză”, „factori de mediu”, „stratificare”
Speciile și structura spațială a comunității vegetale
Rolul plantelor în viața planetei și a omului
Influența factorilor abiotici asupra localizării fitocenozelor
Elevii ar trebui să fie capabili să:
Determinați tipul de fitocenoză
Identificați diferențele dintre fitocenozele naturale și cele artificiale
Justificați necesitatea măsurilor de protecție a mediului
Rezultate metasubiect:
Dezvoltarea abilităților de căutare și informare de lucru cu diverse surse de informații, diagrame, desene; capacitatea de a transforma informații și de a conduce o caracteristică comparativă, de a extrage informațiile lipsă cu ajutorul întrebărilor.
Rezultate personale:
Formarea culturii ecologice bazată pe recunoașterea valorii vieții în toate manifestările ei și necesitatea unei atitudini precaute, responsabile, conștientizarea de către elevi a principalilor factori care determină interacțiunea dintre om și natură.
Rezultate subiect:
Stăpânirea cunoștințelor asupra temei și a conceptelor de bază, dați definiții de „fitocenoză”, „factori de mediu”, caracterizează diferite fitocenoze.
Etapele lectiei.Activitatea profesorului
Activitati elevilor
Rezultatele planificate ale UUD
1. Organizatoric.
(1 min)
Salutari.
Buna ziua! Dacă începi ziua cu un zâmbet, atunci poți spera că va avea succes. Să petrecem lecția de astăzi cu o dispoziție bună. Sarcina principală este să fii atent, activ, plin de resurse și, cel mai important, muncitor.
Epigraful lecției va fi cuvintele lui M. Prișvin:
„În natură, totul este conectat unul cu celălalt și nu există nimic accidental în ea. Și dacă iese un fenomen întâmplător, căutați o mână umană în el ”(prezentare, slide 1)
Bine ați venit profesori. A se pregati pentru munca.
Analizați epigraful.
Personal: capacitatea de a corela acțiunile cu principiile etice acceptate.
Comunicativ: cooperare cu profesorul.
2. Actualizarea cunoștințelor, abilităților și abilităților.
(10 minute)
1) Ghicitori
Vă invit să vă amintiți despre ce am vorbit în ultima lecție și să rezolvați ghicitori. (Diapozitive 2-4)
1. Ursul a crescut în taiga, taiga este naturală (biocenoza).
2 . Coborârea în acest rezervor este abruptă și se numește biocenoza artificială (iaz).
3
. Deși vrabia noastră este mică, are propriul teritoriu - acesta
(gamă).
4.
Nu este ușor pentru un iepure să obțină iarbă gustoasă, este un aliment direct
(conexiune).
2) Întrebări
? Se poate argumenta că lanțurile trofice din biocenoze sunt importante și cele mai comune tipuri de relații? (da)
? Cum se numesc membrii lanțului trofic? (producători, consumatori, descompunetori)
Exercițiu: Voi cere consiliului să arate relația participanților în lanțul trofic, să le coreleze cu exemple specifice de organisme care participă la lanțul trofic.
? Poza arată teritoriul Karelia, câte biocenoze pot fi văzute în imagine? (Trei)
Exercițiu: Mergeți la tablă și dintre denumirile propuse de biocenoze alegeți-le pe cele care corespund imaginilor din imagine.
? Ce biocenoze se pot distinge în zona noastră? (pădure, mlaștină, pajiște)
Sarcina pentru clasa: evaluați munca primei perechi de elevi și munca celuilalt elev. Dacă băieții au finalizat sarcina corect, întoarceți cardul în verde, dacă nu, întoarceți-l în roșu.
Biocenoza este o structură complexă a coexistenței organismelor vii. Există o mulțime de parametri care caracterizează biocenoze.
3) Lucrați în perechi.
Înainte de tine în plicuri colorate este o caracteristică a biocenozei. Alegeți dintre caracteristicile propuse pe cele care vor asigura STABILITATE, existența pe termen lung a biocenozei.
Ceea ce asigură stabilitatea biocenozelor.
- diversitatea speciilor
- stratificare spațială
- stratificare temporară
-varietate de lanturi trofice
Diversitate mică de specii
Lanțuri trofice scurte
Schimbarea anotimpurilor
Rezolva ghicitori.
Răspunde la întrebări, lucrează cu termeni
Un elev întocmește succesiunea lanțului trofic, celălalt (folosind imagini) indică exemple.
Un elev atașează bicenoze de imagine.
Elevii clasei, cu ajutorul unui card semafor, determină corectitudinea muncii elevilor la tablă.
Una dintre perechile de elevi de pe tablă finalizează lucrarea (atașează fraze legate de stabilitatea biocenozei)
Pentru elevii din clasă, folosind un card de semafor, ei determină corectitudinea muncii elevilor la tablă (semnal - verde „da”, roșu „nu”)
Dacă perechile nu au aceleași răspunsuri corecte, profesorul și elevii care au răspunsurile corecte comentează și oferă dovezi pentru decizia lor.
Comunicativ: capacitatea de a coopera cu profesorul.
Personal: formarea evaluării și autoevaluării cunoștințelor,dezvoltarea abilităților de evaluare.
3. Motivația pentru activitățile de învățare și stabilirea obiectivelor.
(4 min)
Imagini de pe tablă (insecte, bacterii)
? Imaginile arată organisme, coexistența lor poate fi numită biocenoză? (Nu)
? De ce? (fara plante)
Plantele sunt baza biocenozei
Să revenim la imaginea comunităților de plante din Karelia sau fitocenozelor.
? Ce a influențat dezvoltarea fitocenozelor în Karelia? (temperatură, umiditate)
Ghicitoare în vers (diapozitivul 6)
Cerul este albastru deschis
Soarele strălucește auriu
Vântul se joacă cu frunzele
Un nor plutește pe cer.
Flori, copaci și iarbă,
Munții, aerul și frunzișul,
Păsări, animale și păduri
Tunete, ceață și rouă,
Omul și anotimpul
Aceștia sunt (factorii naturii).
? Fitocenozele sunt aceleași în Rusia? (Nu)
Interacțiunea mediului și fitocenoza este extrem de diversă, fiecare factor de mediu având un impact asupra structurii și funcțiilor vitale ale fitocenozei.
? Despre ce vom vorbi în clasă?
Tema lecției noastre: „Varietate de fitocenoze”.
? De ce este necesar să se cunoască factorii naturii care vor determina diversitatea fitocenozelor? (diapozitivul 7)
Răspundeți la întrebări
Elevii formulează tema lecției
Formulați scopul lecției.
Stabiliți obiectivele lecției.
Cognitiv:
de reglementare: capacitatea de a asculta în conformitate cu stabilirea țintei, de a determina scopul de învățare.
Comunicativ: cooperarea cu profesorul și colegii de clasă
4. Studiul de material nou.
(20-23 min)
Exercițiu: Vă invităm să lucrați în grup și să cunoașteți mai detaliat diferite fitocenoze.
Înainte de tine sunt exemplare de plante de herbar, desene, materiale de referință, o hartă a zonelor naturale, clima Rusiei, instrucțiuni pentru efectuarea lucrărilor, paginile manualului 111-115.
În grup, este necesar să se familiarizeze cu una dintre biocenoze, pentru a determina factorii abiotici pentru acest grup de plante. Prezentați informații pe hârtie Whatman. Prezenta lucrare.
Exercițiu: prezentarea diferitelor fitocenoze
? Stabiliți despre ce fel de fitocenoză vorbim?
Suprafața totală a acestor fitocenoze este de peste 15 milioane de kilometri. Aceste păduri sunt vitale pentru echilibrul de oxigen al planetei.
Copacii care cresc în aceste fitocenoze trăiesc adesea trei sute până la patru sute de ani. (diapozitivul 8) (Pădurea de molid)
Una dintre cele mai faimoase picturi ale lui I.I. Shishkin se numește ... (diapozitivul 9) (Pădurea de pini)
Câmpul este acoperit de iarbă
Iarba este mâncată de animale.
Pe ea pasc toată vara vite.
Spune-mi, care este numele câmpului? (diapozitivul 10) (Luncă)
A.S. Pușkin a numit principalul arbore al acestei fitocenoze „patriarhul pădurilor”. Acești copaci au o viață uimitoare. Ei sunt martori ai faptelor glorioase ale lui Petru cel Mare. Lângă Moscova crește un copac de aceeași vârstă cu capitala noastră.
(diapozitivul 11) (Lemn de stejar)
Toată lumea ocolește acest loc.
Aici pământul este ca aluatul:
Există rogoz, tușchi, mușchi….
Fără suport pentru picioare. (diapozitivul 12) (Mlastina)
? Numiți factorul de organizare a fitocenozei? / ce factori determină existența organismelor în diferite zone naturale? (mediu extern-ecotop) (diapozitivul 13)
Factorii climatici determină formarea ecosistemelor în zonele geografice.
* Schimbările zonale consistente ale climei planetei noastre în direcția de la ecuator la latitudini înalte, datorită diferitelor unghiuri de incidență a luminii solare și, în consecință, modificări (afluxuri de radiație solară la suprafața Pământului), se reflectă în modelul principal al distribuţia geografică a acoperirii vegetative – zonalitate orizontală.
În condițiile climatului de coastă, ușor continental de la ecuator până la tundra polară, fitocenozele lemnoase domină sub formă de înlocuire succesivă pe pădurile de înaltă - veșnic verzi tropicale și subtropicale, foioase, verzi de vară și conifere, apoi părțile centrale. ale continentelor aflate la latitudini tropicale și subtropicale se caracterizează prin vegetație xerofitică a pădurilor de foioase verzi-pluioase, a savanelor și a deșerților, deplasându-se spre nord în stepe și apoi în pădurile de frunze mici și de conifere care se învecinează cu tundra.
? Folosind harta zonelor naturale ale Rusiei, determinați ce zone pot include exemple ale acestor fitocenoze?
? Care zonă climatică va corespunde exemplelor acestor fitocenoze? (zonă temperată)
La joncțiunea dintre „botanica” și „geografie” se află știința geobotanicii.
Concluzie generala: „geo” - pământ
"botană" - o plantă
„Geobotanica” este știința totalității comunităților de plante din spațiul, teritoriul și zona de apă a Pământului.
Elevii lucrează pe grupe (5 grupe - pădure de molid, pădure de pini, luncă, pădure de stejar, mlaștină). Selectați din desenele propuse, exemplare de herbar, doar pe cele care corespund acestei biocenoze. Utilizarea materialelor de referință pentru a identifica factorii abiotici pentru o anumită biocenoză. Întocmește un raport asupra acestei lucrări (folosind metoda propozițiilor neterminate din instrucțiuni).
Elevii își prezintă lucrările
1) Grupul nostru reprezintă o fitocenoză ....
2) Am decis că plantele acestei fitocenoze sunt ...
3) Am decis că cei mai importanți factori de natură neînsuflețită pentru existența acestei biocenoze sunt...
4) Plantele de fitocenoză aparțin unui grup (grupuri de plante în raport cu lumină, umiditate, temperatură) ...
5) Am presupus că fitocenoza va fi localizată în ... zona naturală a Rusiei.
(plan de răspuns de grup)
*Lucrarea este prezentată pe o foaie de hârtie Whatman. Pe ea este semnată o fitocenoză, reprezentanții corespunzători ai plantelor sunt lipiți și sunt indicați factorii abiotici.
Elevii răspund la întrebări, dau exemple, își expun argumentele, lucrează cu hărți ale Rusiei.
Cognitiv: capacitatea de a stabili relații cauză-efect, de a formula o judecată.
de reglementare: capacitatea de a asculta în conformitate cu stabilirea țintă, capacitatea de a rezolva problemele de învățare care apar în timpul muncii
Comunicativ: capacitatea de a lucra în grup, de a coopera cu profesorul și colegii de clasă, de a desfășura o interacțiune productivă
Cognitiv: efectuează operații de analiză, sinteză, comparație pentru rezolvarea problemelor educaționale, conversia informațiilor în diagramă
Comunicativ: se angajează în dialog educațional, capacitatea de a-și exprima gândurile, de a construi declarații.
Cognitiv:
analiza, generalizarea coordonării în cooperare a diferitelor poziții.
Test inițial de înțelegere.
(3 min)
Exercițiu: completați propozițiile.
1) Fitocenoza este...
2) Compoziția în specii a fitocenozei depinde de...
3) Zonele naturale ale Rusiei sunt situate ...
Cognitiv: capacitatea de a analiza.
Comunicativ:
construcția conștientă și arbitrară a rostirii vorbirii;
argumentarea opiniei și poziției cuiva în comunicare,
luarea în considerare a diferitelor opinii, coordonând diferite poziții în cooperare.
de reglementare:
autoreglare volitivă într-o situaţie de dificultate.
Reflectarea activității educaționale.
(5 minute)
Aveți autocolante de diferite culori pe mese. Scrieți pe autocolant:
In clasa am invatat...
In clasa am invatat...
Rezultate obținute...
Evaluează-ți munca la clasă.
de reglementare: capacitatea de a efectua controlul final al activităților.
Personal: capacitatea de a-și evalua realizările, motivele eșecului, capacitatea de a exprima receptivitatea binevoitoare și emoțională și morală.
Teme pentru acasă
(1 min)
La pagina 117 răspundeți oral la întrebări
Sarcină creativă pe tema „Pământul este casa noastră” (desene, eseuri, poezii)
Notează temele.
Personal: formarea capacităţii de a formula şi adresa întrebări necesare organizării propriilor activităţi.