Тема 1. Трудові ресурси і трудовий потенціал суспільства

План

1. Поняття структури фітоценозу.

2. Внутрішньоценозні угрупування: ярусність, фітоценотичні горизонти, синузії, мозаїчність.

3. Зміна фітоценозів у часі: добові, сезонні, щорічні та різнорічні(флуктуаційні), вікові.

4. Сукцесійні зміни. Фітоценогенез.

Під структурою фітоценозу слід розуміти розподіл надземні і підземні частини рослин у просторі і частини рослини рослин у просторі і часі.

Структура характеризує об’єм середовища, що використовує фітоценоз, особливості контакту рослин і середовища. Структура фітоценозів сформувалася в результаті довготривалого відбіру видів, що здатні співіснувати один з одним і відображає їх сукупну пристосованість до умов росту той же час характеризує вплив рослин на середовище існування. З нею тісно пов’язана така властивість організму як продуктивність.

Важлива ознака структури – ступінь зімкнутості рослинного покриву і особливості вертикального розміщення листової поверхні, наявність достатньо диференційованих ярусів, або, навпаки, їх відсутність, а також однорідність горизонтального розчленування.

Ярусність – це розміщення органів рослин різних видів на різних висотах над поверхнею і під поверхнею ґрунту.

Різна освітленість, різний температурний режим і режим вологості і визначають розподіл рослин по надземним ярусам.

Зміна з глибиною ступеня зволоженості ґрунту і багатства поживних речовин, а також зміна ступеню аерації ґрунту визначають розподіл по підземним ярусам кореневої системи.

В одних ярусах знаходяться рослини із подібними вимогами щодо освітлення.

Рослини верхніх надземних ярусів більш світлолюбні, краще пристосовані до коливань температури і вологості.

В свою чергу рослини нижніх ярусів впливають на верхній. Так, наприклад, ярус мохів накопичує значну кількість вологи, трав’яний покрив лісу приймає участь в процесі ґрунтоутворення.

Таким же чином корені, що утворюють верхній підземний ярус, можуть перехоплювати воду у рослин, корені яких лежать нижче.

Ярус – структурна конституційна частина фітоценозу. І до того чи іншого ярусу слід відносити тільки ті рослини, які досягли своїх звичайних розмірів.

Так, не слід відносити до нижчих ярусів молоді деревця, які потім замінюють верхній, зовсім пригнічений з тих чи інших причин.

Так само і дерева, прийняли форму чагарника через вирубку. Якщо вирубування припиниться, дерева знову приймуть свою звичайно деревну форму.

Інша справа, коли це стосується рослин-багаторічників, що дають плоди на 4-5 рік свого життя і довгий час перебувають у вигляді розетки листків, і ті, що на другий рік дають плодоносячи пагони. Ці рослини слід зараховувати і до нижнього і до верхнього ярусів.

Крім встановлення ярусів фітоценозів не менш важливим є визначення фактичного розподілу рослин за висотою в певний момент, тому, що це дає уявлення про кількість органіки в фітоценозі.

Якщо говорити про підрахунок надземної маси травостою, який краще вести по горизонтам, то там одні види мають більшу частину вегетативної маси в нижніх горизонтах і вага із збільшенням висоти різко зменшується, інші види характеризується більш рівномірним розподілом надземної маси і поступовим падінням маси з висотою.

Теж саме можна сказати про фітоценози, що створені рослинами різних життєвих форм.

Яруси визначають „за розміщенням діяльних частин рослин в надземних і підземних частинах середовища”(Сукачов). Відповідно, надземні яруси виділяють за розміщення основної маси асимілюючих органів – листків. Вищого як шар між найменшими і найбільшими висотами рослин цього ярусу.

Мозаїчність.

Зазвичай фітоценоз не буває абсолютно однаковим по всій площі. У лісі є більш освітлені ділянки, на болотах – кочки і відстані між ними.

Такі ділянки, що відрізняються за особливостями рослинного покриву, називається мікро

ценозами(парцелами).

Отже, фітоценоз неоднорідний, трапляється певна мозаїчність – горизонтальна неоднорідність.

Причин багато. Частіше за все це нерівномірність умов існування, що викликана різницею у затіненні, тощо.

Синузії. Сукачов дав точне визначення синузії:” структурні частини фітоценозу, обмежені у просторі або у часі(займають певну екологічну нішу), відрізняються одна від одної в морфологічному, флористичному і екологічному відношенні”.

Як особливі синузії можна розглядають сукупність рослинних епіфітів, ліани, епіфітні лишайники.

Як синузії можна виділяти групи видів, що утворюють короткочасні яруси, наприклад, лісові весняні ефемери.

Немає категорії у геоботаніці, уявлення про яку було таким протилежним, як синузія. Гама, наприклад, поділяє синузії на три порядки і т.д.

Певні вчені вкладають в це поняття екологічний зміст, інші – структурний.

У першому випадку у синузії об’єднуються рослини, що належать до одної життєвої форми, у другому – синузія – найменша уособлена частина угруповання.

Зміна фітоценозів у часі.

Добова зміна проявляється у період вегетації рослин і найбільш різко там, де протягом доби змінюються умови росту, наприклад, інтенсивність освітлення, вологість, тощо.

За добу змінюються всі життєві функції рослин: фотосинтез, транспірація, поглинення води і поживних речовин.

При зміні ночі днем у зв’язку із відмінностями в утворенні і витраті асимілянтів відбуваються добові коливання у масі пагонів рослин.

У багатьох видів рослин існує добовий режим(ритм) цвітіння, відбувається переорієнтація листків у просторі.

Сезонна ритміка фітоценозів.

Певні рослини у фітоценозі починають свій розвиток в той час, коли інші вже цвітуть, треті – в’януть і т. д. Отже, рослини різних видів мають свій вегетаційний ритм.

В помірному поясі розрізняють 3 типи рослин за річним ходом їх ритміки:

Рослини із вимушеним зимовим спокоєм, якщо їх розмістити у теплому приміщенні, вони ростуть безперервно. Наприклад,, проліска багаторічна.

Рослини, у яких стан спокою починається з літнього періоду сонцестояння, а восени дуже легко порушується при підвищенні температури. Серед них багато цибулинних. Вони походять із Середземномор’я, де клімат із сухим літом і прохолодною але вологою зимою.

Рослини, у яких зимовий спокій такий міцний, що вони не здатні розвиватися раніше лютого. Це конвалія, купена. Тобто, це види місцеві.

Особливості сезонної ритміки пов’язані не тільки від сучасних умов, але дуже тісно пов’язані із географічним елементом флори і походженням.

Фенологічні спостереження над окремими видами дозволяють охарактеризувати сезонну ритміку у цілому.

Які ж причини викликають зміну фаз сезонного стану рослини(проростки – ростки – бутонізація – колосіння – плодоносіння – опад плодів).

Під час різних фаз рослин різних неоднаково сприймають такі фактори середовища, як світла, температура, вологість. Відомо, що бруньки розпукуються при більш низьких температурах, а квітки розпускаються при більш високих температурах.

При проростанні насіння потрібна більш низька температура, ніж для розвитку дорослих рослин.

Відмінності між різними видами в цьому відношенні дуже великі. Чим більш різко змінюються умови життя протягом сезону, тим більш різка зміна фаз сезонного стану різних рослин у фітоценозі.

Сезонні особливості обличчя фітоценозу називаються аспектами. Наприклад, у степах на початку квітня степ бурий, поступово з’являються лілові плями сон-трави і жовті пильники квіток осоки низької.

У другій половині квітня аспект дають ніжно-голубі гіацинти, золотисті горицвіти.

У першій половині травня на загальному зеленому фоні – блідо-жовті квітки первоцвіту.

Ступінь участі виду у створенні аспекту організму називається фізіономічністю виду. Наприклад, дерева визначають аспект лісу, осоки – аспект болота.

Фенологічні спостереження служать показниками метеорологічних особливостей даного року чи пункту. Особливо наглядне уявлення про особливості року і місцевих відмінностей дають криві цвітіння, на яких вказано кількість видів, що цвітуть у різні строки або у різні роки і т. д.

Визначення фенологічних фаз рослин у фітоценозі має не тільки теоретичне, алей практичне значення.

За проходженням фаз диких рослин можна судити і за культурними рослинами. Це дозволяє визначати найкращі строки висіву, посадки, агротехнічних робіт. Особливо це стосується строків сінокосів щодо вибору часу, коли рослинами накопичується найбільша фітомаса.

Зміна фенофаз і аспектів іноді відбувається більш різко. Це спостерігається не заливних луках: спочатку розвивається лугова рослинність потім іде залив луку і починають розвиватися водні: рдести та ін. Через деякий час вода поступово спадає і вже спостерігається частуха, стрілолист, сусок... Вода уходить з луку і починається розвиток лугових злаків.

Якщо зміна рослини із такого різною екологією відбувається на протязі не одного сезону, а у різні роки, то слід говорити вже не про зміну аспекту, а про зміну фітоценозів. Прикладом може бути періодично висихаючи котловини озер Західного Сибіру і Північного Казахстану. Іноді дно цих озер стоїть сухим 5-6 років і відповідно своя рослинність.

Флуктуації – це зміни, що відбуваються у фітоценозах по роках або періодам років, пов’язані із неоднаковими метео- і гідроумовами окремих років, впливами тварин і людини.

В залежності від причин виникнення флуктуації поділяють на:ектопічні, що пов’язані із відмінностями між метео- і гідро умов, антропогенні, зоогенні, фітоциклічні, пов’язані із особливостями життєвого циклу деяких видів рослин, фітопаразитарні, ектопічні.

В залежності від змін температури, водного, вітрового режиму, які впливають на мікробіологічну активність ґрунту, змінюється і темп накопичення органіки в ґрунті, порушується процес мінералізації і відповідно постачання рослин поживною речовиною.

Відмінності в метеоумовах і гідро умовах відображається і на чисельності і життєдіяльності тварин, що входять до складу біоценозу. По роках змінюється і ураженість паразитами.

Антропогенні – використання кормових угідь – сінокосозміни, пасовищезміни, система внесення добрив, вирубування і т. д.

Зоогенні спостерігаються там, де чисельність фітофагів, землериїв різко коливається по роках. Особливо спостерігаються коливання чисельності комах-фітофагів та миловидних гризунів.

Деякі види трав’янистих рослин через особливість життєвого циклу або через не щорічне освітлення та приживання сходів в окремі роки домінують лише періодично протягом короткого часу. Приклад „ конюшинні ріки”.

В окремі роки особливо сприятливі умови на луках інтенсивно розвивається конюшина, яка зазвичай приймає незначну участь у формуванні луків. Вони відмирають у той же рік, тому що проявляється моно - і дикарпічність.

Поступово із насіння, висипалося і збереглося в ґрунті знову формується масова популяція.

Вікові зміни фітоценозу, пов’язані із зміною вікового складу популяції, зокрема із онтогенезом едифікаторів. Ці флуктуації добре помітні у лісах, які прходять ряд стадій: хаща, жердяк, приспіваюче, спіле, переспіле.

Відповідно, роль виду у фітоценозі визначається не тільки його чисельністю, а й віковим складом його популяції.

Сукцесії.

Стабільний рослинний фітоценоз знаходиться у рівновазі із середовищем і коливається із року в рік по чисельності видів в середньому.

Але якщо якийсь фактор середовища починає безперервно змінюватися в одному напрямку(наприклад, невпинно зростає рівень ґрунтових вод), то рівновага порушується. Деякі види в нових умовах пригнічується і повністю зникають, а замість них з'являються нові ззовні.

З часом виникає нове угруповання. Поступовий ряд фітоценозів називається сукцесією, а самі фітоценози – її стадією.

Сукцесії можуть починатися на ділянках, повністю вільних від рослинності, які не мали зовсім насінних зачатків – первинні сукцесії, або на ділянках із рослинністю, яка порушена внаслідок зміни умов життя.

Поява рослинності на скельних породах, території при від ступанні льодовиків, що утворюються внаслідок видобутку корисних копалин відкритим способом, особливий тип первинної системи – заростання водойм.

Спочатку первинні сукцесії характеризуються випадковим складом рослин, зв’язки між ними і середовищем слабкі або зовсім відсутні. Це так зване піонерське угруповання. Часто вони є чистими групами, так як складаються із одного виду, наприклад, угрупування солероса, айстри солончакової на дні висохлого озера.

Слідуючи стадія –просте угрупування. Помітний взаємовплив рослин. Складне угрупування – стадія замкненого фітоценозу – складного фітоценозу.

Вторинні сукцесії виникають там, де в результаті впливу якихось факторів ценоз знищується. Вони починаються в умовах сформованого ґрунту, спори та насіння, тому вторинні сукцесії відбуваються набагато скоріше ніж первинні.

Приклад – заростання вирубок, внаслідок пожежі іт. Д. Або, закинуті пасовищні землі.

Фітоценогенез, або еволюція фітоценозів – це утворення нових(раніше їх не існувало) рослинних угруповань.

Еволюція фітоценозів складається з двох процесів: структурогенез і видоутворення.

Література;

1. Воронов А.Г. Геоботаника. М.: 2,-е изд. Моск. ун-та, 1983,- 154-250.

2. Работнов Т.А. Фитоценология,- 2-е изд. Моск. ун-та, 1983,- 63-Д39,196- 204...

З.Горишина Т.К. Экологиярастений. М.: Высшая школа, 1979.- 368 с.

Тема 7: "Еволюція рослинного світу"

Мета: ознайомити слухачів із давніми періодами у житті рослинного світу, із залежністю його еволюційного розвитку від умов абіогенного, а пізніше І біогенного оточуючого середовища. Дати поняття про динамічні зміни різного характеру фітоценозів.

Професійна спрямованість: дана тема допоможе ознайомитись з особливостями становлення даної науки, а також розвиток всебічного мислення

План

1. Давні періоди історії рослинного світу.

2. Клімат і флора третинного періоду в Європі.

3. Клімат і рослинність льодовикових періодів.

4. Після льодовиковий період.

5. Зміна рослинності під впливом льодовику у різні часи (середня Європа).

1. Існують гіпотези про походження живих організмів на Землі. Без сумніву відомо одне – перші живі організми виникли приблизно 3 млрд. років тому, вони існували у водному середовищі і були представлені рослинними формами. Палеоботаніки стверджують, що наземні рослини з’явилися відносно пізно, біля 450 млн. років тому. Це були рослини з групи псилофітів від них походять всі папоротеподібні, а отже і голонасінні, і покритонасінні.

Безпосередніми предками псилофітів вважають зелені водорості Chlorophita.

Предки наземних рослин жили у прісних водоймах. Про це свідчить той факт, що ні Na ні Cl не є основними елементами у живленні (NaCl – найважливіша розчинна речовина у морській воді), навпаки всі наземні рослини дуже негативно відкликаються на наявність навіть незначних доз Cl чи Na у ґрунті. Виключення галофіти – рослини засолених ґрунтів, але властивість жити в таких умовах набута ними відносно недавно.

Еволюція наземних рослин пішла в різних напрямках. Маленька бокова гілка мохи (Briophyta) залишилися на низькій еволюційній сходинці. Головна ж гілка привела до папоротеподібних (Pteridophita) розчепилася на три: Filicinae, Equisetinae, Licopodiinae. Вони досягли свого розквіту у першокарбоні і утворили заболочені могутні ліси. Поклади кам’яного вугілля – це відмерлі ліси.

Так як папоротеподібні мали досить велику залежність від наявності води, то вони заселяли лише вологі області земної кулі, тому відсоток пустель на той час, мабуть, був набагато більший ніж зараз.

Великі гілки Equisetinae та Licopodiinae майже припинили свій розвиток (крім великої групи голонасінних - хвойних Coniferae, що вийшли з Licopodiinae).

В наш час багато представлена гілка Filicinae (папороті).

Досі невідоме остаточне походження однієї групи голонасінних – гінгових з єдиним живим реліктом GinkgoLilova.

Серед голонасінних – хвойних Coniferae сама велика родина сьогодні – Pinaceaз родамиPinus, Picea, Abies. В основному займають північну півкулю.

З голонасінних в Юрі виникла група квіткових рослин (Angiospermae). Так як пристосування до наземного способу життя у квіткових більш ефективне вони витіснили більш давні рослини. І вже у третинному періоді разом з хвойними завоювали суходіл; деякі форми повторно перейшли до водного способу життя.

Слід зазначити, що на розселення в той час рослинності вплинула перш за все, розчеплення монолітної маси суходолу на окремі континенти.

Розчеплення єдиної континентальної маси відбулося у південній півкулі, раніше відстань між континентами була тут більшою, ніж у північній, тому це пояснює існування єдиного флористичного царства у північній півкулі (голарктичного), двох тропічних царств (палеотропічного і неотропічного) та трьох царств у південній (австралійського, антарктичного і капського). Завдяки флористичному вакууму, що виник внаслідок зміни положення антарктичного, австралійського континентів, єдиний рід Eucalyptus, утворивши 450 видів, зайняв в Австралії найрізноманітніші біотопи, від рівня моря до верхньої межі лісу у горах.

Справа втому, що встановлене попереднє положення Антарктиди вказують на наявність лісів на ньому (це підтверджують і викопні рештки). Австралія відкололася рано і рухалася до півночі, ліси поступово на ній зникли (так як інша рослинність помірної зони).

2. Рослинний світ окремих континентів у третинному періоді сильно відрізнявся від сучасного.

В Європі зустрічались види, які в наш час живуть у тропічних лісах. Це говорить про те, що клімат в Європі на той час був тропічний.

Враховуючи той факт, що земна вісь зберігає один і той же кут нахилу до площини екліптики, клімат, тобто зональність між полюсами і екватором теж не змінна. Якщо клімат змінювався, то тільки по причині змін положення самих континентів. Якщо мова йде про тропічний клімат Європи на час третинного періоду, то мабуть, континент тоді лежав ближче до екватора або на ньому.

В той же час в Європі панувала флора притаманна помірно - теплому клімату. Так на рівні 81⁰ 45^’п.ш. були 30 видів, серед них болотний кипарис, який зараз зустрічається в півн. Америці лише південніше 35⁰ п.ш.

На Шпіцбергені знаходилась Sequoia, Magnolia т.ін. на Гренландії Platanus, Vitis та ін.

В ранніх третинних глинах (лондонських) рослинні залишки, що були знайдені, належать до 11 суто тропічних та 32 переважно тропічним родинам.

Ретельний аналіз флори та фауни того часу показав, що знайдені форми відповідають тропічному клімату з двома дощовими періодами, що свідчить про субтропічний клімат. Таким чином вже тоді почалося погіршення клімату. Середньоєвропейські рослинні залишки із пліоцену говорять про помірний клімат в середній Європі, але флористичний склад був набагато різноманітніший, ніж на сучасному етапі. Скоріше нагадував рослинність півн. Америки та схід. Азії. Бідність сучасної флори Європи обумовлена подіями плейстоцену – багаторазовим зледенінням.

3. Плейстоцен (димовий) охоплює 1 – 2 млн. років до самих останніх 10 – 20 тис. Які називають післяльодовиковий період.

Плейстоцен називають ще четвертинним періодом, тому що розрізняють 4 епохи, чергуються з трьома теплими міжльодовиковими епохами.

Назви походять від назв річок або місцевості де знаходять найбільш виражені відклади відповідних льодовиків. Тому у різних країнах назви можуть бути різними: Вюрська льодовикова епоха на півночі сер. Європи відповідає вислинське зледеніння, а у східній – валдайське і. т. д.

Причини різкого зниження температури під час льодовикової епохи досі невідомі (існуючим гіпотезам суперечать деякі факти).

Під час зледеніння Скандинавія покривалася льодовою шапкою і могутні льодовики до 3 км. товщиною тричі заповнювали Балтійське море і заходили до серед. Європи. Більш менш ці події відбувалися і в пн. Америці і в деяких високогірних р-н планети. Перед наближенням льодовиків всі теплолюбні рослини відступали, але на заході шлях їм перекрили Піренеї і Середземне море, на сході – Карпати і Балкани, тому не всі види змогли пережити льодовики: Sequoia, Nyssa та ін. вимерли під час першого зледеніння; Tanda, Carya... – в інші періоди. В кінці залишилася досить бідна флора. Більш за все постраждали види дерев. Рослинність носила тундровий характер.

Деревні види збереглися як окремі екземпляри в більш теплих долинах.

Рослини, що є типовими для середньо і пізньольодовикових відкладів – Poligonum, Viviparum, Arabisalpine, Cossibre та ін. після потепління розповсюдилися слідом за відступаючими льодовиками на північ, піднялися високо в гори і сьогодні вони являють собою або арктичне або альпійське географічні елементи.

Таким чином зрозумілі тісні зв’язки між далекими Арктикою і Альпами. Збереглися і так звані льодовикові релікти у середній Європі у біотопах з відповідним для них мікрокліматом (Salixherbacea, Rubuschamalmorus, Betulanana, Anemonenercissiflora, Primulaannicula). Не менш переконливі і рештки тварин тріасових глин – озерних відкладів льодовикового періоду у середній Європі: північній олень, мускусний бик, лемінги, що мешкають зараз у Арктиці. Знаходять і рештки степових гризунів (піщуги, тушканчики, ховрашки). Це говорить про те, що та тундра не була такою як сьогодні, а носила континентальний степовий характер.

4. У післяльодовиковий період у Європі почалося поступове потепління клімату, але воно відбувалося не рівномірно.

Після першого потепління приблизно 10000 років тому знову помітно похолодало, але відбулося знову ще більше потепління і клімат став теплішим, ніж зараз, послідуюче похолодання призвело до сучасних кліматичних умов.

Спочатку факт більш теплого клімату у післяльодовиковий період, ніж сьогодні, встановили у Скандинавії: ліщину знайшли у викопному стані набагато північніше сучасної межі їх розповсюдження.

Теж саме можна сказати і за водяний горіх та ін. Вважають, що середньомісячна температура з квітня по жовтень була на 2,4⁰ вища тоді ніж зараз. Дуже багато інформації про цей період дають види, що живуть сьогодні та пилковий аналіз...

5.За своєю природою середня Європа – лісова зона. При її кліматі повинні переважати букові ліси, тільки на бідних піщаних ґрунтах – сосна.

Найбільш вагомий вплив від людської діяльності рослинність відчула, коли в неоліті перейшла до землеробства і скотарства (інтенсивне використання пасовищ).

Під час римської епохи середня Німеччина, наприклад, ще була лісовою, але великі площі стали культурними територіями.

Перша письмова згадка про середню Європу виходить з? “скованная лесами, обезображенная болотами”. Ліса, ймовірно, займали ¾ всієї площі (сьогодні 1/4).

З прибуттям римлян почалися перші масивні використання лісів (8-12ст.)

Іноді, площі після знову заростали лісами тому, що ґрунти не підходили для с/г. В Тюрінгії в той час зникло 75% населених пунктів по цій причині.

Повністю знищені ліса у Середземномор’ї, Балканах, Сході.

У сер. Європі заходи по охороні лісу почали застосовувати досить рано. Перша причина – полювання; друга – свинарство і дубові ліси для їх відгодівлі. Дуб став витісняти бук. У середньовіччя дуб став панівним деревом у сильно просвітлених лісах і зберігався у лісах, що охоронялися у вигляді могутніх дерев. Такі ліса часто помилково називають (первинними).

У 18ст. почалося вирощування картоплі, якою і відгодовували свиней. Дуби втратили своє призначення, бук, як краще паливо знову витіснив дуб. Потім з видобутком кам'яного вугілля і бук втратив своє значення. Як ділова деревина почали цінувати хвойні породи. Цей процес продовжується і сьогодні. Листяний ліс витісняється хвойним.

Причин тут багато:

1. насіння хвойних порід можна отримувати без особливих зусиль і в великих кількостях.

2. хвойні менш вимогливі до ґрунтів.

3. період господарського обсягу для хвойних коротший, об’єм деревини на одиницю площі у віці, що годиться для вирубки, більший.

Література:

1. Вальтер Г. Общая геоботаника. М.: Мир, 1982.- с.

2..Величко И.М. Когда и где возникли растения / отв. ред. С.Ц. Весер,- К.: Наук, думка, І979.- 160 с.

3.Комаров В.Л. Походження рослин. К.: Харків, І949,- 207 с.

Навчальне видання

Аннамухаммедова О.О.

ЛЕКЦІЙНИЙ КУРС З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

«ГЕОБОТАНІКА»