Лекция 14.

Тема: Воздух, почва и рельеф как экологические факторы в жизни растений.

Основные вопросы:

1. Влияние на растения газового состава воздуха.
2. Роль ветра в жизни растений.
3. Механический состав почвы и его влияние на растения.
4. Воздействие на растения химического состава почвы. Экологические группы растений по отношению к богатству почвы.
5. Растения и рельеф. Высотная поясность. Правило предварения В.В. Алехина.

Влияние воздуха на растения определяется его газовым составом и содержанием вредных примесей, а также движением (ветер).

Экологическое значение воздуха обусловлено, прежде всего, содержанием в нем кислорода, азота и углекислого газа. Кислород воздуха не является лимитирующим фактором для наземных частей растений. Азот воздуха растениями не может быть использован (безразличный фактор). Концентрация углекислого газа определяет интенсивность фотосинтеза. Такие вещества, как сернистый газ, фтор, хлориды, оксиды азота и др. оказывают угнетающее действие на растения. Попадая в растения через устьица, эти газы снижают интенсивность фотосинтеза и других жизненных процессов, ухудшают развитие растений.

Ветер оказывает на растения как прямое (ветровал, бурелом, флагообразные кроны), так и косвенное воздействие (усиление транспирации, снижение фотосинтеза). Ветер принимает участие в опылении около 10% видов цветковых растений (анемофилия) и в переносе семян и плодов (анемохория).

Почва оказывает огромное влияние на наземные растений как среда, где расположена корневая система, откуда извлекаются вода и минеральные соли. Для жизни растений важны химические и физические свойства почвы. Для нормального развития растениям необходимы макроэлементы (N, P, K, S, Ca, Mg) и микроэлементы (Fe, Mn, Zn, Cu и др.). По требовательности растений к суммарному содержанию питательных веществ выделяют растения: олиготрофы, растущие на бедных почвах; мезотрофы — растения, среднетребовательные к питательным веществам и эутрофы — растения, очень требовательные к питательным веществам. Азот растения усваивают в виде солей аммония, нитритов и нитратов (поступают в почву при гниении, хемосинтезе, фиксации атмосферного азота бактериями, актиномицетами и цианобактериями). Особой требовательностью к азоту отличаются виды-нитрофилы (крапива, малина, бузина). Соединения фосфора усваиваются растениями во многом благодаря микоризе. Кальций нужен растениям для нормального обмена веществ и обычно содержится в почве в виде СаСОз. Карбонат кальция улучшает структуру почвы, снижает ее кислотность, способствует накоплению гумуса. В гумидном климате формируются бедные кальцием почвы, в аридном – богатые. Среди растений принято выделять кальцифилы и кальцифобы, к последним относятся, например, виды верховых болот. Реакция почвенного раствора рН колеблется от 3 до 11.. Во влажном холодном климате (тундра, тайга) преобладают более или менее кислые почвы, в сухом жарком климате (степи, пустыни) — нейтральные и щелочные. Кислые почвы беднее питательными веществами, так как кислая среда ухудшает поглощение микроэлементов, замедляет развитие микроорганизмов-редуцентов, азотфиксаторов, нитрификаторов. Повышенная щелочность почвы делает токсичными для растений соединения Al, Fe, Cu. По отношению к кислотности почв растения подразделяют на ацидофилы (предпочитают кислые почвы - белоус, сфагнум, щавель кислый); базифилы (виды нейтральных и слабощелочных почв (мать-и-мачеха) и безразличные к Ph.

При засолении почвы (содержании легкорастворимых солей, неблагоприятно воздействующих на растения) затрудняется водоснабжение растений, подавляются процессы роста, угнетаются почвенные микроорганизмы. Засоление характерно для аридных районов с сильно минерализованными грунтовыми водами. Галофиты хорошо переносят засоление (солерос, сарсазан и др.). Гликофиты не выносят засоления. Солеустойчивые растения предпочитают незасоленные почвы, но могут расти и при незначительном засолении.).

Физические свойствапочвы определяются соотношением количества почвенных частиц крупнее 0,01 мм (песок) и мельче 0,01 мм (глина). Различают легкие песчаные и супесчаные и тяжелые суглинистые и глинистые почвы. Механический состав действует на растения косвенно, определяя водный, воздушный, питательный и тепловой режим почвы. Так, например, в умеренном климате песчаные почвы сухие, теплые, бедные, содержащие много воздуха, а глинистые – богатые, влажные и более холодные.

Рельеф — действует на растения косвенно через перераспределение тепла, света и влаги. Различают макрорельеф (горы, низменности и др.), мезорельеф (холмы, овраги и др.) и микрорельеф (конки, мелкие западинки и др.). При подъеме в горы наблюдается высотная поясность, причем большое значение имеют экспозиция и крутизна склонов (южные склоны более теплые и сухие по сравнению с северными. Порядок сменяющихся при подъеме в горы поясов напоминает порядок растительных зон при движении к полюсу. Мезорельеф влияет также на перераспределение влаги по земной поверхности. На южных склонах оврагов и речных долин часто произрастают более южные виды растений, формируются более южные варианты сообществ, на северных – наоборот (правило предварения В.В. Алехина: сообщества, распространенные на водоразделах севернее или южнее могут «предваряться» в данной местности при наличии подходящих экологических условиях). Микрорельеф часто служит причиной мозаичности растительности на небольшом пространстве.