Роль різних абіотичних чинників в житті рослин
Все, що оточує рослину, прямо або побічно впливаючи на її життєдіяльність, створює її існування. Воно утворено сукупністю екологічних факторів, які представляють собою компоненти зовнішнього середовища, від яких залежить життєдіяльність і існування живих організмів, включаючи рослин. За своєю природою екологічні фактори діляться на абіотичні, біотичні і антропічного.
Серед абіотичних чинників значення одних з них є визначальним і життєво, тоді як вплив інших є незначним. Серед абіотичних факторів основними є кліматичні - світло, тепло, волога, повітря, едафічні або грунтові (перш за все, хімічний склад і значення рН), орографічні (особливості рельєфу середовища існування).
Світло серед багатьох кліматичних факторів відіграє надзвичайно важливу роль в житті рослин, оскільки без нього неможливе протікання процесу фотосинтезу. У спектральної структурі світла для рослин найбільш важливі оранжево-червоні (з довжиною хвилі 650-680 нм) і синьо-фіолетові (з довжиною хвилі 400-500 нм) промені, інші промені грають значно меншу роль. Крім того, має значення і інтенсивність освітлення, залежить від місяця року і широти місцевості. Сонячна енергія, зелені рослини здатні поглинати і використовувати на процес фотосинтезу, називається фізіологічно активною радіацією. Роль світла не обмежується його участю в процесі фотосинтезу. Світло здійснює формує дію на рослини, впливає на цвітіння і плодоношення, а також на проростання насіння. Для життєдіяльності та відтворення рослин має значення також співвідношення світловий і темної частин доби, реакція рослин на яке називається фотопериодизмом. Особливо важливу роль відіграє фотопериодизм в географічному поширенні рослин і регуляції їх сезонного ритму. Існує чіткий зв'язок між географічним поширенням видів рослин і типу їх фотоперіодичною реакції. Види, сорти і форми рослин, які поширені в високих широтах, а також у високогір'ях, в основному належать до рослин довгого дня.
Такі рослини ростуть в умовах тривалого щодобового висвітлення. Рослини тропіків і субтропіків є переважно рослинами короткого дня або нейтральними. До таких рослин також відносяться ранньовесняні і пізньоосінні види помірних широт. У помірних широтах ростуть індиферентні до тривалості світлового періоду рослини.
Рослини на нашій планеті адаптувалися до існування в різних світлових умовах: від надмірно освітлених місць існування в горах, пустелях, степах до мкм печер, морських глибин і трав'яного покриву густих лісів. Своєрідні умови освітлення складаються в лісі, зокрема різний затінення, створюваного кронами дерев або густим високим травостоєм. Під покровом високих рослин світло не тільки слабшає, але і змінює свій спектр (в лісі переважають червоні і зелені промені). У воді затінення має зелено-синій характер і водні рослини також є тіньовими. Вкрай низька освітленість спостерігається в печерах, в глибоких ущелинах, куди не проникають прямі сонячні промені. Однак, тут також можна зустріти рослини. Світло малої інтенсивності потрапляє також в грунт, завдяки чому тут також можлива життя зелених рослин. Ставлення рослин до світла можна характеризувати таким показником, як коефіцієнт світлового задоволення, рівний відношенню освітленості в місцезростання рослини до освітленості на відкритому місці. Виходячи з цього показника, можна визначити для кожного виду його світлову амплітуду.
У тінелюбівіх або тіньовитривалі рослин фотосинтез швидше досягає максимуму і подальше підвищення освітленості не відбивається на його швидкості. Світлолюбні рослини з підвищенням освітленості продовжують, хоча і повільно, збільшувати інтенсивність фотосинтезу. У багатьох з них фіксація СО2 йде шляхом С-4-дикарбонових кислот. Вони пагони з укороченими міжвузля, часто представлені розетковими формами. При нестачі світла ці рослини розвивають слабку механічну тканину, тому у них з'являються дрібні листя і складаються стебла. Рослини витягуються за рахунок зміни довжини міжвузля.
У тінелюбівіх рослин спостерігається горизонтальне розміщення листків з часто вираженою листової мозаїкою. Вельми показовим є поріняння будови листя світлових і тіньових рослин. Світлові листя товщі і товщі тіньових. Такі листи переважно дрібні або з розсіченою листковою пластинкою. Вони мають більш потужну кутикулу, більш товстостінну шкірку, добре розвинені механічні та провідні тканини, водозапасаючу паренхиму. Такі листи є блискучими, щоб відбивати світло, з восковим нальотом або густо опушені. У них також більше продихів на одиницю площі поверхні, добре розвинений оптичний апарат. Листя тіньових рослин тонкі, без кутикули, що похитнулися, без вираженого опушення, вони мають темно-зелений колір. Хлоропластів в клітинах таких листів менше, проте вони більше, хлорофілу більше, зелене забарвлення темніше. Продихів у них менше, сітка жилок порівняно негуста. Інтенсивність дихання вище в світлових рослин і значно нижче в тіньовитривалі.
Ставлення рослин до висвітлення змінюється з віком і потреба в світлі змінюється протягом життя рослини. Молоді рослини переносять сильніше затінення, ніж дорослі. Для цвітіння необхідно більш інтенсивне освітлення, ніж для вегетативного росту. Для проростання, навпаки, більшості видів світло не потрібне, а окремі види взагалі проростають тільки в темряві.
Тепло є одним з основних факторів, який визначає розподіл рослин на земній поверхні, тому межі географічного поширення окремих видів збігаються з изотермами. Виділення рослинних зон значною мірою визначається саме теплом. Джерелом енергії для рослин є енергія сонячного випромінювання, поглинаючись надземними частинами рослин, перетворюється в тепло. Частина цього тепла використовується на процеси транспірації. Тепло поглинається також грунтом і передається нижнім грунтовим горизонтів, використовується на прогрів приземних шарів повітря і на випаровування води з поверхні грунту.
Теплова обстановка на суші визначається географічним положенням, рельєфом, сезоном, годинами доби. Важливим елементом теплових умов є добові та сезонні коливання температур. Зі зміною температурного режиму протягом року пов'язані сезонні явища в житті рослин помірних і високих широт. Досить різноманітні, однак значно м'якше теплові умови складаються в водоймах, особливо в морях і океанах. Тепло впливає на проходження рослинами фенологічних фаз (наприклад, у рослин, які ростуть в більш північних районах, фази цвітіння і плодоношення наступають пізніше, оскільки вегетаційний період тут коротшає, рослини не встигають сформувати плодів і насіння що і є перешкодою для їх просування в північному напрямку ). Тепло впливає і на топографічну приуроченість рослин. Теплові умови вододілів, схилів різної експозиції і крутизни будуть відрізнятися. Так, наприклад, в північних районах на схилах південної експозиції можуть рости види, характерні для плакорні умовах більш північних районів, і може бути причиною розвитку інтразональні рослинності.
Для оцінки кількості тепла, яке рослина отримує за період вегетації, використовують такий показник, як сума ефективних температур за певний проміжок часу. Для його підрахунку визначається сума щоденних перевищень середньодобових температур повітря над певною умовною величиною. Загальна сума температур, яка необхідна рослині за весь період вегетації, може бути досить значною, особливо для більш-менш теплолюбних рослин (наприклад, для рису вона становить 35000 С).
Для переважної більшості рослин при температурі вище +400 С спостерігаються ознаки пригніченості. У клітинах починають розпадатися білки і амінокислоти, виникають інші негативні явища. В процесі еволюції види, постійно зростають в умовах високих температур, отримали певних пристосувань. У них спостерігається зменшення площі поверхні листя, розвиток волосків і ефірних залоз. У деяких видів відбувається так зване "теплове загартування", що підвищує термостійкість рослин. В екстремальних умовах рослини або їх генеративні органи переходять в стан криптобиоза (наприклад, насіння може переносити нагрівання до +1200 С). Рослини здатні витримувати і гранично низькі температури - до -800 С. Вищі рослини витримують температуру до -680 С (наприклад, в Якутії, де поширенні модринові лісу). Шкідлива дія морозу не можна розглядати ізольовано від природи самої рослини і його фізіологічного стану. Важливою особливістю морозостійкості є властивість проходити "загартування" під впливом комплексу умов зовнішнього середовища. Таке "загартування" проходить в два етапи. На першому етапі в надземних органах накопичується цукор і відбувається здерев'яніння пагонів, що обумовлено позитивними денними (близько +150 С) і зниженим нічними (близько 00 С) температурами. Другий етап проходить при температурах -2. -50 С. При цьому організм набуває морозостійкості і часто переходить зі стану вимушеного спокою в органічний, що нагадує анабіоз. "Гарт" рослин в значній мірі залежить від накопичення в надземної і підземної частинах рослин запасних органічних речовин.
У рослин в процесі еволюції виробилися відповідні адаптації до існування в різних умовах зволоження. Водні рослини, повністю або в значній мірі занурені в воду (такі рослини називаються гідатофітами), мають тонкі, без диференційованого мезофіли листові пластинки, часто вони розсічені, нерідко виражена гетерофилии, часто відсутня механічна тканина, добре розвинена аеренхіма. Їх органи пронизані повітроносних паренхімою, що оберігає їх від кисневого голодування. У надземно-водних рослин, які частково занурені в воду ростуть уздовж берегів, на мілководді, на болотах (такі рослини називаються гидрофіти), краще, ніж в гідатофітів розвинені провідні і механічні тканини, добре виражена аеренхіма, досить висока інтенсивність транспірації. Надземні рослини, що ростуть в умовах підвищеної вологості повітря і, часто, на вологих ґрунтах (такі рослини називаються гігрофітам), характеризуються розвитком Гідатоди або водяних продихів, які виділяють крапельно-рідку воду. Їх листя часто тонкі, зі слабко розвиненою кутикулою, обводненість тканин сягає 80%. Рослини, які ростуть в умовах дефіциту води, краще, ніж інші групи, здатні регулювати водний обмін і тому під час тривалої посухи залишаються в активному стані. Різні пристосування дозволяють їм добувати воду при її нестачі, обмежувати випаровування води або запасати її на період посухи.
Пристосування рослин до умов нестачі води реалізуються двома шляхами. Так, сукуленти мають м'ясисті тканини з сильно розвиненою водозапасаючою паренхіми в різних органах. Їх коренева система неглибока, але сильно розпростерта. Навпаки, Склерофіти характеризуються вузькими і дрібним листям, покриті волосками або восковим нальотом. Це дозволяє обмежувати випаровування води. Вони також добре розвинену склеренхіма, тому без значних наслідків можуть втрачати до 25% води, не увядая.
Повітря як кліматичний фактор постійно впливає на рослини. Це вплив викликаний хімічним складом і рухом повітря. Крім того, повітря є одним з джерел живлення рослин під час фотосинтезу (джерело вуглецю, що надходить у вигляді СО2) і дихання. Екологічно важливим для рослин є наявність чистого повітря без всяких домішок, частина з яких можуть негативно впливати на рослину. Забруднення повітря різними шкідливими домішками, особливо в містах і навколо великих промислових об'єктів, може згубно впливати на життєдіяльність рослин і тривалість їх життя. Вплив руху повітря, тобто вітру, може бути прямим і непрямим. Прямий вплив багатогранний і перш за все визначається механічним впливом: хмизом, пошкодження пагонів. Формотворчих вплив вітру особливо добре помітна на відкритих ділянках і територіях - в тундрі, степах, пустелях і напівпустелях (тут формуються прапороподібні, що стеляться і карликові форми рослин). При непрямому впливі змінюються умови росту рослин - видування грунту, оголення коренів, засипання рослин піском, снігові замети, висушування надземної частини, температурні перепади, зміна швидкості фотосинтезу і транспірації. Вітри, переважно дмуть в одному напрямку, найбільше впливають на високі дерев'янисті рослини. Механічний вплив вітру посилюється, коли він переносить дрібні частинки піску, пилу, снігу. Різні види і навіть особини одного виду виявляють неоднакову стійкість до механічного впливу вітру (досить стійкими є види з глибоким і добре розгалуженою кореневою системою). Позитивна роль вітру для рослин проявляється при перехресного запилення анемофільних рослин. Насіння і плоди значного числа видів рослин також поширюються за допомогою вітру. Створення полезахисних смуг, зелених зон навколо міст і промислових центрів, штучних лісових і меліоративних насаджень значно зменшує негативний вплив вітру, особливо на відкритих просторах.
Грунт є одним з компонентів надземних екосистем і природною основою їх функціонування, а рослинність - важливим фактором грунтоутворення. Грунтовий субстрат є середовищем закріплення, водопостачання і мінерального живлення рослин. Важливе екологічне значення для рослин мають фізичні, хімічні та біологічні властивості грунту, перш водний, повітряний і тепловий режими, реакція і хімічний склад ґрунтового розчину. Особливо чітко проявляється спільне вплив складу грунту, температурного режиму і вологості на формування структури рослинного організму в таких екологічних групах рослин, як галофіти, псамофіти і псіхрофіти (це рослини, які ростуть в умовах вологих, але холодних місцеіснувань). Значний вплив на життєдіяльність рослин має фізіологічна сухість, яка проявляється в тому, що обмежується усмоктувальна сила рослин (наприклад, на сфагнових болотах через низьку температури і нестачі кисню в поєднанні з надмірною застійним зволоженням, надлишком органічних колоїдів і підвищеною кислотністю середовища). Однак саме грунт досить часто визначає тип рослинності. Рослини можуть бути індикаторами наявності певних речовин в грунті. Прямими рослинними індикаторами реакції ґрунтового розчину можуть виступати Білоус стислий, різні види щавлю, хвощ польовий, орляк звичайний, верес, редька дика (їх помітно присутність свідчить про кислу реакцію середовища), дуб, робиния біла, види шипшини, ожина сиза (вони свідчать про нейтральну реакцію ґрунтового середовища).
Завантаження.
Вас вітає сайт "Світ науки". На нашому освітньому сайті Ви зможете знайти величезну кількість шпаргалок, рефератів, конспектів, семінарів, лекцій та інших навчальних матеріалів практично з усіх навчальних предметів! Всі навчальні матеріали збиралися такими ж учнями, як і Ви, шановні відвідувачі. Саме тому, кожен конспект, кожна лекція і семінар несе в собі величезну інформаційну навантаження і повністю розкриває свою тему! Якщо Вам необхідні інші реферати або конспекти, скористайтеся формою пошуку на нашому освітньому сайті! Всі матеріали, які надані на нашому сайті носять виключно науковий характер і не зацікавлені або прийняття будь-якої сторони, адже наука ставить перед собою мету в підвищення комфортності життя людини і досягненні нових, незвіданих раніше цілей. Ми щиро раді кожному нашому відвідувачеві і ми будемо задовольняти Вашу спрагу до знань і далі!
БіологіяФізікаХіміяЕкономікаГеографія
МікробіологіяТеоретіческая механікаГеографія БелоруссііГеографія УкраіниГеографія Молдавії
Рослинність міраЕлектротехнікаГеографія ГрузііГеографія АрменііГеографія Азербайджану
Географія КазахстанаГеографія УзбекістанаГеографія КіргізііГеографія ТуркменістанаПріродоведеніе
Географія ТаджікістанаГеографія Естонії