Растительные сообщества в геоботанике

Геоботаника — раздел ботаники, изучающий строение, состав, развитие и распространение растительных сообществ (фитоценозов) в зависимости от факторов среды.

Геоботаника занимается:

Исследованием природных (фитоценозов) и создаваемых человеком искусственных (агрофитоценозов) фитоценозов.

изучением строения (структуры) и флористического состава фитоценозов.

Исследованием жизни фитоценоза, т. е. взаимоотношений организмов в фитоценозе в зависимости от условий существования.

Выяснением формирования, изменяемости и смен фитоценозов в зависимости от факторов среды.

Изучением географического распространения фитоценозов.

Выяснением влияния исторических факторов на формирование фитоценозов.

Изучением классификации фитоценозов.

Выяснением путей улучшения, рационального размещения и использования растительности Определением хозяйственной (экономической) характеристики фитоценозов.

Причины флористического богатства могут быть сведены к трем группам факторов: во-первых, к влиянию первичной средыэкотопа; во-вторых, к влиянию среды самого фитоценозабиотопа; в-третьих, к влиянию биотических факторов.

Ареалом называется площадь земной поверхности или акватории, занятая какой-либо систематической единицей (вид, род, семейство) или растительным сообществом (фитоценозом).

Изучение ареалов видов позволяет получить дополнительную характеристику их экологии.

Ареал любой систематической единицы связан с историей развития изучаемого растения и историей той земной поверхности, на которой оно растет. Каждый вид имеет монотопное происхождение, т. е. каждый вид «появился первоначально только на одной области, а потом расселился отсюда так далеко, как ему позволили его средства к распространению и условия прошедшего и настоящего времени» (Ч. Дарвин).

Для каждого вида ареалпонятие совершенно конкретное каждому виду свойственен определенный ареал, т. е. определенная территория распространения. Границы ареала обуславливаются различными факторами среды (историческими, климатическими, почвенными и пр.). Поэтому в природе наблюдаются определенные закономерности в географическом распространении видов. Ареалы различают нааутоэкологические (потенциальные) и фактические (синэкологические), причем потенциальные как правило шире, чем фактические.

Растения имеющие широкое распространение на всех континентах планеты, называются космополитами (клевер луговой и др.). Растения распространенные на определенных, ограниченных географических областях, имеющих узкий ареал называютэндемичные или эндемы (женьшень и др.).

Не следует совмещать понятияареал с местообитанием, так как понятие ареал гораздо шире, в пределах ареала вид и даже фитоценозы могут встречаться не повсеместно, а на определенных, свойственных им местообитаниях. Ареалы бывают сплошные и разорванные. Ареал не остается постоянным, площадь и границы его изменяются в следствии воздействия различных факторов (изменение климата, экология, человек и др.).

Викарирующие виды, викарные видызамещающие виды, близкие виды растений или животных, занимающие различные ареалы — области распространения (географический викариат) или же встречающиеся в пределах одного ареала, но в разных экологических условиях (экологический викариат). В первом случае ареалы Викарирующие виды могут соприкасаться и не соприкасаться. Примерами могут служить европейский бук, замещающийся на Кавказе буком восточным (в Крыму оба эти вида замещены буком крымским).

Реликтэто вид или сообщество, сохранившееся от прошедших периодов сукцессионных стадий сообществ или ландшафтов. Реликт является вымирающим сообществом (видом), иногда называют «живыми ископаемыми».

Доминантывиды господствующие в сообществе по фитомассе или покрытию проективному.

Эдификаторывиды, контролирующие режим отношений в фитоценозе, можно назвать- «строители сообщества». К эдификаторам обычно относят вид, господствующий в верхнем ярусе фитоценоза. Если в нем есть два или более видов, своей массой и обилием сходных и могущих оказывать большое влияние на среду, эти виды получают наименованиесоэдификаторов. Эдификаторы бывают- «аутохтонные», т. е. те, которые создают сообщества без влияния человека или животных; «дигрессивные" — создают сообщества при нарушении их человеком или животными, при устранении нарушения они уступают место аутохтонным эдификаторам.

Синузияпространственно и экологически обособленная часть фитоценоза, один из ценоэлементов (мероценоз) отражающий внутрифитоценотическую ассоциированность.

Синузия характеризуется фитоценотической, морфологической, флористической и биологической обособленностью. Синузияэто ярусы сформированные растениями различных жизненных форм (деревьями, кустарниками, травами, мхами). Это понятие пришло в фитоценологию благодаря ученым: Х. Гамсу, Т. Липпмаа и Х. Трассу и широко использовалось в 50−60 годах ХХ века. В большинстве случаев достаточно использовать понятие «ярус».

Сукцессияпоследовательная смена одних фитоценозов (биоценозов, биогеценозов) другими на определенном участке местообитания, форма динамики фитоценозов, при которой за счет постепенных необратимых (или обратимых с периодом более 10 лет) изменений формируются типы сообществ, представляющие уже существующие в этом районе фитоценоны.

Континуум фитоценотическийсвойство растительных сообществ переходить постепенно друг в друга.

Симбиозформа взаимоотношений в биоценозе между отдельными организмами, выгодная для обоих партнеров. Различают облигатную форму симбиоза (мутуализм), необлигатную симбиоза (протоко-операция).

Паразитизмформа взаимоотношений в фитоценозе (эксплуатация) между организмами разных видов, при которой один вид (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания и источника пищи, возлагая при этом на него (частично или полностью) регуляцию своих отношений с внешней средой и извлекая при этом выгоду за счет подавления партнера. П. бываютэктопаразиты (большая часть тела находится вне тела хозяина) и эндопаразиты (почти все тело, исключая органы размножения погружено в живую ткань хозяина).

Конкуренцияодна из форм взаимоотношений в фитоценозе (антагонизм) между популяциями или отдельными особями, при которой оба партнера активно подавляют друг друга. Конкуренция бываетвнутривидовая и межвидовая.

Ценоячейкаэлементарная единица структуры фитоценоза функциональной, включающая в группу растений с непосредственными взаимодействиями через среду (н-р: дерево в лесу и растения живого напочвенного покрова в сфере его поля фитогенного). Служат источником возникновения непрерывности растительного покрова (континуум фитоценотического).

Ярусэлемент структуры фитоценозов вертикальной, проявляющейся в том случае, когда сообщество образованно контрастными по высоте формами. Во многих типах ярусность не выражена и проявляется континуум фитоценотический. Классификация ярусности была разработана Я. Я. Васильевым и Б. А. Быковым и включат в себя следующие группы: конституционные, сукцессионные, регенеративные, эдификаторные, соэдификаторные и подчиненные.

Основные ярусы: Выделяют от 1-го яруса до 6−7 ярусов на примере пойменных дубрав. 1-кроны деревьев 1-ой величины; 2-подкроновой частью; 3-кустарники; 4-кустарнички; 5-травы; 6-мхи Подземная ярусностьисключение. Основная масса корней расположена в верхних горизонтах почвы. Фитоценотические горизонтывертикально-обособленная структурная часть ФЦ-за, однородная по видовому составу растений и консортов и по вертикали далее неделимы. Это следствие разновысотности растений. Выделяют в лесных ФЦ-ах, а в наших лесах 4 горизонта: 1-кроны деревьев 1-ой величины; 2-подкроновой частью; 3-кустарники; 4-кустарнички Разновысотность обеспечивает возможность произрастания большого количества растений на ограниченных площадях с максимальным использованием ресурсов.

Сквозистость-площадь всех просветов в полосе древостоя, выраженная в процентном соотношении от общей площади полога Структура фитоценоза формирует следующие разделы:

морфологическая (синморфология) пространственная (хорологическая) структураструктура фитоценоза вертикальная, структура фитоценоза горизонтальная, структура фитоценоза геометрическая.

хронологическаяструктура фитоценоза во времени.

процессуальнаяраспределение во времени и пространстве.

Зоны растительности бываютгоризонтальные (широтные) и вертикальные (высотные) Структура растительности слагается из вертикальной и горизонтальной Основным и обязательным элементом вертикальной структуры являются дискретные слои растений, образованные разными жизненными формамиярусы. Временно пребывающие в этих слоях растения других жизненных форм (всходы, подрост деревьев, которые оказались в слоях трав, мхов или кустарников) к этим ярусам не относятся, для них выделяются дополнительные единицы вертикальной структуры полога. Наряду с надземной ярусностью существует и подземная ярусность за счет формирования слоев максимальной концентрации корней в разных горизонтах почвенного профиля.

Структура растительная горизонтальнаяиерархия хорологических (пространственных) единицценохоров обусловленная экотопическими причинами (структурой ландшафта и его частей). Элементом горизонтальной структуры является микрогруппировка, которую иногда называли микроценозом. Однако если по вопросу о вертикальной структуре благодаря «таежным» истокам фитоценологии (а в тайге ярусность выражена наиболее четко) представления были более или менее четкими, хотя и незаслуженно смещенными на типы сообществ, где вертикальная структура сообществ имеет принципиальную природу, то в вопросах горизонтальной структуры царит неразбериха.

Общепризнанно, что ярусное расчленение фитоценозоврезультат отбора видов, способных произрастать совместно, используя различные горизонты среды, в том числе горизонты с ослабленной интенсивностью света из-за перехвата его более высокорослыми растениями. Ярусное расчленение ведет к более полному использованию надземной среды растениями, входящими в состав фитоценозов, и представляет собой экологическое дополнение одних видов другими (Раменский).

Абиотические факторы среды, совокупность условий неорганической среды, влияющих на организмы. Абиотические факторы делятся на химические (химический состав атмосферы, морских и пресных вод, почвы или донных отложений) и физические, или климатические (температура, барометрическое давление, ветер, течения, радиационный режим и т. д.). Растения делятся на экологические группы по отношению к различным факторам окружающей среды. Важнейшие из них это влажность и температура и солнечный свет.

Строение поверхности (рельеф), геологические и климатические различия земной поверхности создают огромное разнообразие абиотические факторы, играющих неодинаковую роль в жизни приспособившихся к ним видов животных, растений и микроорганизмов. Численность (биомасса) и распределение организмов в пределах ареала зависят от лимитирующих абиотические факторы, т. е. необходимых для существования, но представленных в минимуме (например, вода в пустыне).

По отношению к влажности растения делятся на следующие группы:

гидрофиты — водные растения, прикрепленные к почве и погруженные в воду своими нижними частями, например тростник.

гигрофиты — растения, обитающие в местах с высокой влажностью воздуха и почвы, к таким растениям относят, например, элодею, рдесты.

мезофиты — растения, обитающие в условиях с более или менее достаточным, но не избыточным количеством воды в почве, промежуточная группа между ксерофитами и гигрофитами. Это, например, клевер, тимофеевка, кислица.

ксерофиты — растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, например бриофиллум.

криофиты — растения холодных сухих местообитаний. Образуют основу растительного покрова тундр и альпийских лугов. Это, например, растения-подушки высокогорных холодных пустынь.

По отношению к свету растения делятся на следующие группы:

гелиофиты — растения, предпочитающие места обитания, ярко освещенные солнцем, например, сосна, береза. злаки.

сциофиты — тенелюбивые растения, хорошо переносящие затенения, например копытень, сныть.

По отношению к температуре растения делятся на следующие группы:

мегатермофиты — жаростойкие растения, например пальмы.

мезотермофиты — теплолюбивые растения, например орех обманчивый, близкий к ореху грецкому.

микротермофиты — холодостойкие растения, например ель сибирская.

гекистотермофиты — очень холодостойкие растения, например лишайники.

Растения-индикаторы, или индикаторные растения — растения, для которых характерна резко выраженная адаптация к определённым условиям окружающей среды. При наличии таких растений можно качественно или количественно оценить условия окружающей среды.