Кислотность почвы

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Б и о л о г и ч е с к и й ф а к у л ь т е т

Кафедра ботаники

Черник В.В.

Растительные и животные ресурсы,

Рациональное использование, охрана

(раздел «Р А С Т И Т Е Л Ь Н Ы Е Р Е С У Р С Ы»)

Конспект лекций

Для студентов биологического факультета

18.10.13

МИНСК

Содержание

Введение.

В биосфере образуется 200 млрд. т живого вещества в год. Масса живого вещества по сравнению с массой земной коры незначительна. Живое вещество биосферы составляет 0,25% всего вещества биосферы.

Плотность жизни в биосфере зависит в первую очередь климатических условий, необходимой для их жизни площади, пищевых ресурсов. Наименьшая плотность жизни (видовое разнообразие и биомасса живого вещества) отмечается в тундре. Видовое разнообразие растительного покрова и его биомасса возрастают в направлении с севера на юг. Наибольшая биомасса древесной растительности отмечается во влажных тропических лесах. Количество и разнообразие видов животных зависит от растительной биомассы и возрастает от Северного и Южного полюсов к экватору. Биомасса и количество видов на суше увеличивается от полюсов к экватору. Биомасса живого вещества на материке значительно преобладает над океанической биомассой. Биомасса живого вещества Земли составляет в среднем 2423 млрд. тонн, причем биомасса растений суши составляет 97%, животных и микроорганизмов – 3%. Видовое разнообразие суши выше по сравнению с водной средой. В Мировом океане биомасса животных значительно превышает биомассу водорослей. Биомасса Мирового океана в 1000 раз меньше биомассы суши. Основную часть биомассы океана составляют животные (94%).

Около 30% суши покрывают современные леса и занимают свыше 5 млрд. га. Биомасса, накапливаемая в лесах, составляет около 90% всей наземной биомассы. За последние 10 тыс. лет на Земле уничтожено 2/3 всех лесов.

Болото – избыточно увлажненный участок суши, на котором происходит накопление неразложившегося органического вещества. Общая площадь болот около 350 млн. га. Запасы фитомассы болот бореальной зоны Евразии – от 90 ц/га в безлесных болотах до 1770 ц/га в мезотрофных лесных.

Луга занимают около 150–200 млн. га. Большинство лугов возникло на месте лесов, болот, в результате деятельности человека, например орошения степей. Современные луга – ценные сенокосы и пастбища, среди которых все большее значение приобретают сеянные луга.

Растительный покров как система.

Растительный покров – полная совокупность всех особей растений и их сообществ в топографическом контуре различного масштаба (безотносительно к их таксономической принадлежности, происхождения, возраста, экологического типа, биоморфы и т.д.), (рис. 1).

Флора ↔ Вид ↔ Популяция

Раститель ↔ ↔ Ценопопу-

ный покров ↔ ↔ ляция

Растительность ↔ Ассоциация ↔ Фитоценоз

Рисунок 1. Взаимосвязь флоры и растительности, как составляющих растительного покрова, через ценопопуляцию.

Флора – эволюционно-исторически сложившаяся совокупность видов растений.

Растительность – эволюционно-исторически сложившаяся совокупность растительных сообществ.

Вид – совокупность особей, обладающих общими морфологическими признаками, способных в природных условиях к скрещиванию друг с другом и в совокупности занимающих общий ареал.

Ассоциация – основная единица классификации растительности, представляющая совокупность однородных фитоценозов с одинаковой структурой, видовым составом и со сходными взаимоотношениями как между организмами, так и между ними и средой.

Популяция – совокупность особей вида, населяющих определенную территорию и изолированных от соседних популяций. Элементарная единица эволюционного процесса.

Фитоценоз – качественно своеобразный и однородный участок растительного покрова, отличающийся от соседних. Элементарная единица растительности.

Ценопопуляция – совокупность особей одного вида в растительном сообществе. Ценопопуляция чаще всего представляет часть генетической популяции.

Растительные ресурсы – любые растения (уже используемые или потенциальные), которые могут удовлетворять прямые или опосредованные потребности общества, служат для создания материальных благ, улучшения жизненных условий.

Среди природных ресурсов растительные ресурсы занимают одно из ведущих мест.

Растительное сырьё – растительные материалы, полученные от целого растения или его частей для использования в народном хозяйстве.

Растительные материалы – кора, древесина и стебли в целом,

листья, почки, цветки и побеги в целом,

пыльца, нектар, надземная часть растения в целом,

плоды, семена, корни, корневища, луковицы, клубнелуковицы,

пни, смолы и т.д.

Лекция 1.

Тема «Типы флор. Состав флоры Беларуси. Таксономический и биологический анализы флоры (состава ресурсных видов)».

1.1. Типы флор

По преобладанию генетического элемента:

– автохтонная флора. Преобладает автохтонный (местный, аборигенный) элемент флоры. Это виды, которые возникли и сформировались в местных условиях. Они образуют ядро флоры. К этому типу относится флора Беларуси.

– аллохтонная флора. Преобладает аллохтонный элемент флоры (миграционные, пришлые виды).

– переработанная на месте (in situ). Флора в основе миграционного характера, но часть видов возникла на месте (автохтонная фракция). Между этими группами идет гибридизация. Возникают новые формы и виды. Это флора гор Тибета, Монголии, крупных островов, расположенных возле материков.

По фазе развития в процессе флорогенеза:

– прогрессивно-развивающаяся флора,

– стабилизировавшаяся флора,

– угасающая флора,

– вторично-обогощенная (флора Беларуси). После наступления ледника она была сильна обеднена. После его отступления (11 – 15 тыс. лет тому назад) на территории Беларуси улучшились природно-климатические условия (в частности средне годовая температура возросла на 8 ۪۪°С). Начали проникать новые виды. В результате миграционного потока флора Беларуси была сильно пополнена (Парфенов, Цвирко, 2008).

1.2. Состав флоры Беларуси

В состав флоры Беларуси включают:

– местные, аборигенные (туземные) виды. Согласно «Определителявысших растений Беларуси», 1999 – 1220 видов (сосна обыкновенная, ель европейская, или ель обыкновенная, можжевельник обыкновенный, береза повислая, или береза бородавчатая, лютик едкий, клевер луговой, ольха черная, или ольха клейкая, ежа сборная, мятлик луговой) и др.,

А – чужеродные (в том числе заносные, или адвентивные виды) – (аир обыкновенный, галинзога мелкоцветковая, мелколепестничек канадский, ослинник двулетний, торилис японский) и др.,

Б – сорняки, или сегетальные растения, растения рудеральных (мусорных) местообитаний, свалок,

В – «культурбеженцы». Натурализовавшиеся в местных условиях и вышедшие из культуры планомерно занесенные из других территорий (интродуцированные) хозяйственно-полезные растения (яблоня лесная, груша обыкновенная, смородина красная, крыжовник обыкновенный, ирга колосистая, сосна Банкса, клен ясенелистный) и др.

Всего синантропные растения (растения, связанные с хозяйственной деятельность человека, пункты А – В), согласно данных сотрудника ИЭБ НАНБ Д.И. Третьякова – ۪> 800 видов.

– мохообразные – 435 видов (Рыковский, Масловский, 2004, 2009).

Всего во флоре Беларуси – 1220 + ۪> 800 + 435 = > 2455 видов высших растений.

В последнее время составляются, также списки интродуцированных видов, выращиваемые в ботанических садах, приусадебных и дачных участках, которые после периода натурализации могут со временем войти в состав флоры.

1.3. Таксономический анализ флоры

Согласно «Определителя высших растений Беларуси», 1999, во флоре Беларуси – 1774 вида высших сосудистых растений:

плаунообразных – 8,

хвощеобразных – 8,

папоротникообразных – 29 (Флора Беларуси, 2009),

голосеменных – 4 (+ 82 интродуцированных видов: Флора Беларуси, 2009),

покрытосеменных – 1730.

1774 вида

Родовой коэффициент – ––––––––– = 2,82, что характерно для

628 родов равнинных территорий.

Следующий показатель, характеризующий региональную флору – состав ведущих семейств. Обычно включают 10 (иногда 15, 20) семейств. По данным проф. А.И. Толмачева: последовательность ведущих семейств – «лицо той или иной региональной флоры».

Во флоре Беларуси ведущие семейства располагаются в следующем порядке (табл. 1):

Таблица 1

Состав ведущих семейств и их ранг во флоре Беларуси

Раньше на 10 месте располагались Лютиковые – 50 видов, но их обошли Зонтичные за счет заносных видов.

Десять ведущих семейств включают 1014 видов, что составляет больше половины всех видов белорусской флоры (57,16 %).

Выделяют, также основные роды в составе флоры: род Осока включает 67 видов, Вероника – 26, Роза – 24 (много одичавших интродуцированных видов, особенно на юге Беларуси), Ястребинка – 22, Клевер – 19. Несколько родов в включают 18 видов – Ястребиночка, Лапчатка, Щавель, Фиалка. 17 видов в составе следующих родов – Манжетка, Молочай, Подмаренник, Лютик, Ситник, Рдест, 16 видов в составе рода Ива и т.д.

Таксономический анализ флоры еще называют систематическим. Таксономический, как и последующие типы анализа (биологический, геоботанический (фитоценотический), географический, экологический и природоохранный, или созологический) применяется не только при анализе флоры, но и при анализе видового состава ресурсных видов любого конкретного региона различной территориальной размерности (земного шара в целом, определенного континента или его частей, природной зоны, физико-географической области или района, страны или ее административного района, области, конкретного лесничества и т.д.). Они показывают биологические, экологические особенности конкретных ресурсных видов, их приуроченность к растительным сообществам, географическое происхождение, место в системе растительного мира и природоохранный статус.

1.4. Биологический анализ флоры

Он более сложный. Включает определение жизненных форм, биоморфы, тип питания, степень цветения и плодоношения, возраст растений, их жизненность, конкурентные способности.

Спектр жизненных форм (биоморф) флоры Беларуси.

Деревья – 43 вида: сосна обыкновенная, ель европейская, береза повислая, пихта белая, ольха черная, ольха серая, осина, дубы черешчатый, или дуб обыкновенный и скальный, вязы гладкий и шершавый, липа сердцелистная, или липа мелколистная, яблоня лесная, черемуха обыкновенная, робиния лжеакация, или белая акация, клены платановидный, или клен остролистный, ясенелистный и сахаристый, ясень обыкновенный и др.

Деревья и кустарники – 14 видов: можжевельник обыкновенный, ивы остролистная, козья и пятитычинковая, ирга колосистая, клен татарский, крушина ломкая, жостер слабительный и др.

Кустарники – 83 вида: березы низкая и карликовая, лещина обыкновенная, ивы ушастая, пепельная, лопарская, черничная, пурпурная, розмаринолистная, трехтычинковыя, корзиночная, багульник болотный, рододендрон желтый, голубика, крыжовник обыкновенный, смородина красная, ежевика, малина, розы, карагана древовидная, или желтая акация, бересклеты европейский и бородавчатый, сирень обыкновенная, бузина черная и красная, калина обыкновенная, жимолость обыкновенная и др.

Кустарнички (низкорослые деревянистые растения, высотой до 0,5 м) – 14 видов: толокнянка обыкновенная, вереск обыкновенный, черника, брусника, клюква болотная, линнея северная, тимьян обыкновенный, подбел многолистный, или андромеда и др.

Полукустарники и полукустарнички – 11 видов: дроки красильный и германский, солнцецвет монетолистный, жарновец метельчатый, ракитник русский, паслен сладко-горький и др.

Древовидные лианы – 2 вида: плющ обыкновенный, девичий виноград пятилисточковый (декоративно-лиственный интродуцент из Северной Америки).

Всего деревянистых растений во флоре Беларуси (дендрофлора Беларуси) – 167 видов (9,4 % видового состава флоры).

Многолетние травы – 967 видов (54,5 %): кувшинка, кубышка, калужница болотная, ветреница дубравная, прострел раскрытый, или сон-трава, перелеска благородная, или печёночница, лютик едкий, чистотел большой, крапива двудомная, гвоздика травянка (рис. 2), щавель кислый,

Рисунок 2. Гвоздика травянка (Dianthus deltoides).

многие злаки (пырей ползучий, луговик дернистый, или щучка, булавоносец седой, вейники тростниковидный, седеющий, наземный и незамеченный, полевицы собачья, тонкая и гигантская, пахучеколосник душистый, или душистый колосок обыкновенный, двукисточник тростниковый, тимофеевка луговая, ежа сборная, белоус торчащий, трясунка средняя), осоки (дернистая, черная, заячья, пузырчатая) и др.

Малолетние (однолетние и двулетние) травы – 640 видов (36,1 %): донники белый и лекарственный, ослинник двулетний, тмин обыкновенный, пастернак дикий, морковь дикая, белена черная, борщевик сибирский, капуста полевая, ярутка полевая, крапива жгучая, звездчатка средняя, или мокрица, марь белая, или лебеда, горец перечный, спорыш обыкновенный, фиалки полевая и трехцветная, молочай солнцегляд, горошки волосистый и четырехсеменной, аистник цикутный, ромашка пахучая, осот огородный, костры мягкий и ржаной, рожь посевная, овес посевной, ячмень обыкновенный, или ячмень многорядный, ежовник куриное просо, щетинник зеленый, метлица обыкновенная.

Во флоре Беларуси травянистые растения преобладают над древовидными.

Среди травянистых растений наиболее интересная группа эфемеров и эфемероидов. Растения с очень коротким, обычно весенним, периодом сезонного развития.

Если растения многолетние – это эфемероиды. После цветения, они очень быстро (к началу лета) теряют надземную часть. Это хохлатки полая, плотная, промежуточная, ветреницы дубравная и лютичная, чистяк весенний, селезеночник очереднолистный, гусиные луки желтый, малый, луговой, зернистый и покрывальцевый, тюльпан лесной, лук медвежий. Много эфемероидов в садах и парках, среди культивируемых растений – тюльпаны, пролески, мускари (гиацинт мышиный), рябчики, галантусы.

Если растения однолетние – это эфемеры. Период развитии от семени до семени составляет 25–30–35 дней. На открытых экотопах, по паровым полям часто развивается веснянка весенняя. Нередко растение 5–10 см высотой с розеткой листьев, а в соцветии одновременно в основании имеются незрелые плоды, в середине – белые цветки, а на верхушке – мелкие бутоны. Встречаются также крупка дубравная, резуховидка Таля, мышехвостник маленький, вероники персидская, пашенная, тусклая, Диллена, весенняя

По способу питания во флоре Беларуси доминируют (98 %) автотрофы, т.е. организмы, самостоятельно создающие органические вещества из углекислого газа, воды и минеральных солей за счет энергии солнечного света (фотосинтез). В их числе микотрофы – растения, имеющие микоризу и получающие дополнительные питательные вещества из почвы с помощью поселяющихся в корнях или на корнях грибов.

Некоторые растения получают также дополнительное азотное питание благодаря симбиозу с бактериями, поселяющимися в их корнях. Формируются бактериальные клубеньки. В этом плане наибольшее экономическое значение имеют бобовые. Бактериальные клубеньки образуются также у ольхи, лоха.

Некоторые автотрофные растения восполняют недостаток азота в субстрате дополнительным питанием за счет насекомых, тела которых перевариваются при помощи ферментов, выделяемых специальными железками на листьях насекомоядных растений (росянки круглолистная, промежуточная, английская, или длиннолистная, жирянка обыкновенная). У водного растения альдрованды пузырчатой, благодаря наличию на поверхности листьев воспринимающих раздражение щетинок и волосков, половинки листьев при прикосновении мелких водных животных захлопываются. У пузырчаток обыкновенной, малой, промежуточной формируются ловчие аппараты (в виде полых бесцветных мешочков), служащих для ловли мелких водных насекомых.

Небольшая группа гетеротрофов (2 %). Эти растения сами не способны синтезировать органические вещества, а используют для питания готовые органические соединения.

Они утрачивают способность к фотосинтезу, а в связи с этим и зеленую окраску побегов. Одни гетеротрофы используют мертвое органическое вещество субстрата (сапротрофы). Из широко распространенных видов – подъельник обыкновенный (сем. Вертляницевые). Встречается на богатой перегноем почве в лесах, преимущественно хвойных. Беловатые бесхлорофилльные растения покрыты мясистыми чешуями, при сушке – чернеют. На следующий год в лесах также часто можно видеть прошлогодние черные побеги подъельника. Изредка встречается гнездовка настоящая – желтовато-бурое растение с чешуевидными листьями. Обитает в мшистых ельниках, смешанных и широколиственных лесах. Редкими охраняемыми сапрофитами Беларуси являются ладьян трехнадрезной и надбородник безлистный.

Другие гетеротрофы паразитируют на автотрофных цветковых растениях. Они также теряют зеленую окраску, листья редуцируются, корни не развиваются. Вместо них формируются своеобразные присоски-гаустории, внедряющиеся в ткани растения-хозяина и соединяющиеся с его корневой системой. Это повилики (европейская, хмелевидная, тимьянная, равнинная), сем. Повиликовые. Они поражают часто крапиву, лен, бобовые (клевер, вику, люцерну), а также хмель, малину, смородину, табак, молодые плодовые (яблоню, грушу, вишню) и др. Заразихи (высокая, ветвистая, кумская, синеватая, сем. Заразиховые) паразитируют на многих культивируемых (подсолнечнике, табаке, помидорах, капусте, конопле) и дикорастущих растениях. Петров крест чешуйчатый (сем. Норичниковые) паразитирует на корнях лещины. Стебель розовото-фиолетовый, прицветники и чашечка пурпуровые. Цветет в апреле, мае.

Кроме настоящих паразитов, имеются разнообразные формы полупаразитов, сохраняющие нормальные зеленые олиственные побеги. Однако почвенное питание они заменяют паразитическим. Вместо мелких сосущих корней у них образуются присоски. Кустарнички омелы (рыхловатой, белой – шаровидной формы, сем Ремнецветные) паразитируют на ветвях лиственных пород (преимущественно на березах, тополях), некоторых плодовых и реже на хвойных (сосна). Стебли вильчато разветвлены, с простыми, цельными, супротивными, желто-зелеными, зимующими листьями. Цветки мелкие, желто-зеленые, скученные по 3–6 в развилках и на концах ветвей. Плод – шаровидная, белая, блестящая ягода с клейкой мякотью.

Среди луговых трав много полупаразитов в сем. Норичниковые – погремки (летний, малый, поздний, бескрылый), марьянники (луговой, лесной, польский, дубравный, гребенчатый, полевой), очанки (мелкоцветковая, торчащая, коротковолосистая, финская, Рейтера, Ростковиуса, Мурбека), мытники (болотный, Кауфмана, скипетровидный, лесной), зубчатки (обыкновенная, весенняя).

Лекция 2.

Тема «Ресурсный анализ флоры».

Многие виды флоры Беларуси перспективны для народнохозяйственного использования и составляют важную часть природных ресурсов. Ресурсный анализ провидится в рамках регионов различного ранга (определенного лесничества, административного района, физико-географического района («конкретной флоры»), области или для всей Беларуси и т.д.).

Чаще выделяют 10 ресурсных групп видов. Среди основных ресурсных групп – технические, пищевые, кормовые, лекарственные, средообразующие, ветеринарные, декоративные (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001; Яковлева, Дмитриева, Давидчик, 2008).

Группа 1. Технические растения. Основные подгруппы:

дубильные (содержат в клеточном соке клеток коры, стебля, листьев, плодов

большое количество дубильных веществ) – дуб черешчатый, ель

обыкновенная, ивы козья, трехтычинковая, пепельная,

чернеющая и др., толокнянка обыкновенная, змеевик большой,

гравилат городской, кровохлебка лекарственная и др.

красильные – толокнянка обыкновенная (темно-зеленая и серо-желтая

окраска в зависимости от технологии крашения), можжевельник

обыкновенный (желтая и зеленая краска из коры), крушина

ломкая (коричнева бордовая и желто-коричневая краска из коры,

желто-зеленая из ягод), подбел многолистный (черная окраска из

листьев), калужница болотная (желтая краска из цветков), вахта

трехлистная (зеленая краска из листьев), змеевик большой

(черная краска из корневищ), василек синий (голубая краска из

цветков) и др.,

волокнистые – крапива двудомная, крупные осоки (омская, лисья, острая,

пузурчатая и др.), ситники, вейники, растущие как в лесах

(наземный, тростниковидный), так и на низинных лугах и болотах

(седеющий, незамеченный). Наиболее перспективные тростник

обыкновенный и рогозы широколистный и узколистный.

Известны обширные площади под тростником на Освейском

озере в Витебской области и других озерах Белорусского

Поозерья. Но особенно мощные заросли, высотой до 4 м в

нижнем течении реки Ясельды и на Червонном озере в Полесье. Смолоносные – сосна обыкновенная, ель обыкновенная, пихта белая.

Группа 2. Пищевые растения. Основные подгруппы:

плодово-ягодные – клюква болотная, черники, брусники, голубика, малина,

земляника лесная, ежевика, ирга колосистая, шиповник,

рябина обыкновенная, черемуха обыкновенная,

морошка, куманика, костяника и др.,

орехоплодные – лещина обыкновенная, дуб черешчатый, орех грецкий.

Желуди дуба используют для приготовления полезного

«кофейного напитка»,

овощные и салатные – щавель кислый, крапива двудомная, кислица

обыкновенная, черемша, или лук медвежий (охр.),

одуванчик лекарственный, клевер луговой, сныть

обыкновенная, лапчатка гусиная, марь белая и др.

Группа 3. Кормовые растения. Ценными кормовыми растениями являются многие злаки (тимофеевка луговая, овсяницы луговая и гигантская, лисохвост луговой, плевел многолетний, ежа сборная, мятлики однолетний, луговой и обыкновенный, пырей ползучий и др.). Морфологические и биохимические достоинства злаков как кормовых растений.

Бобовые часто встречаются в виде примеси к основному травостою на естественных лугах и только в редких случаях выступают в качестве доминантов. Биологические и биохимические достоинства и недостатки бобовых как кормовых растений. Разнообразие видового состава.

Среди разнотравья наиболее ценными в кормовом отношении – одуванчик лекарственный, сныть обыкновенная, подорожник ланцетолистный, тмин обыкновенный, тысячелистник обыкновенный, бедренец камнеломковый, щавель кислый и др.

Группа 4. Лекарственные растения. Во флору Беларуси свыше 270 лекарственных растений, которые используются в официнальной и народной медицине (Лекарственные растения…, 1975). Основные подгруппы, используемые при заболеваниях:

нервной системы (успокаивающего, снотворного, противо-судорожного,

обезболивающего и др. действия) – пустырник сердечный,

спорыш лежачий, или обыкновенный,

валериана лекарственная, душица обыкновенная,

тимьян ползучий, вереск обыкновенный,

донник лекарственный, хмель обыкновенный, боярышник

отогнуточашелистиковый и др.,

верхних дыхательных путей (в первую очередь отхаркивающие) – мать-и-

мачеха обыкновенная, котовник кошачий, дягель

лекарственный, фиалка трехцветная, цетрария

исландская (лишайник) и др.,

сердечно-сосудистых (неврозах сердца, сердечной недостаточности,

стенокардии, атеросклерозе) – пустырник сердечный,

валериана лекарственная, сушеница топяная,

наперстянка пурпурная, наготки лекарственные, малина,

тысячелистник обыкновенный, душица обыкновенная,

сабельник болотный, боярышник отогнуточашелисти-

ковый и др.

желудка (обволакивающие, вяжущие, улучшающие аппетит, повышающие

секрецию желудочного сока) – ольха черная, дуб черешчатый,

зверобои продырявленный и пятнистый, полыни обыкновенная и

горькая, аир обыкновенный, вахта трехлистная, цетрария

исландская (лишайник) и др.,

кишечника (слабительные, ветрогонные, антисептики) – крушина ломкая,

жостер слабительный, лен обыкновенный, тыква обыкновенная,

авран лекарственный, укроп пахучий, тимьян ползучий, черника,

девясилы высокий и британский и др.,

почек и мочевого пузыря (мочегонные, противовоспалительные, при

мочекаменной болезни) – калина обыкновенная, череда

трехраздельная, хвощ полевой, спорыш обыкновенный,

толокнянка обыкновенная, буквица лекарственная, лопухи

большой, малый и паутинистый, береза бородавчатая,

брусника, девясилы высокий и британский и др.,

глистогонные – щитовник мужской, тыква обыкновенная, золототысячник

зонтичный, пижма обыкновенная, зверобои продырявлен-

ный и пятнистый и др.

Лекарственные растения, произрастающие в Беларуси, применяются также при заболеваниях желчного пузыря, гинекологических заболеваниях, нарушении обмена веществ и других.

Группа 5. Средообразующие растения. Подгруппы: гумусонакапливающие, влагоудерживающие, заболачивающие и др. К этой группе относятся тростник обыкновенный, касатик ложноаировидный, двукисточник тростниковый, толокнянка обыкновенная, астрагал нутовый, жарновец метельчатый, черемуха обыкновенная, ежевика, бересклет европейский, калина обыкновенная, росичка египетская, овсяницы овечья и красная, полевица гигантская, кострец безостый, молиния голубая, зубровка душистая, мятлик луговой, тимофеевка луговая, аир обыкновенный, клевер земляничный, дрок красильный, чабрец обыкновенный, юринея васильковая, плевел многоцветковый.

Группа 6. Ветеринарные растения. При заболеваниях домашних животных используются – багульник болотный, брусника, горец змеиный, пустырники сердечный и пятилопастный, синюха голубая, девясилы высокий и британский, тысячелистник обыкновенный, ветреница лютиковидная, прострел раскрытый, вербейник монетчатый, барбарис обыкновенный, жостер слабительный, бересклет европейский, лещина обыкновенная, белозор болотный, лапчатка прямостоячая, репешок обыкновенный, таволга вязолистная, рябина обыкновенная, сабельник болотный, черемуха обыкновенная, кровохлебка лекарственная, тмин обыкновенный, ива белая, калина обыкновенная, толокнянка обыкновенная, наперстянка крупноцветковая, авран лекарственный, очанка Ростковиуса, горечавка легочная, чабрец обыкновенный, душица обыкновенная, золототысячник обыкновенный, череда трехраздельная, арника горная, пижма обыкновенная, ландыш майский, купальница европейская, язвенник ранозаживляющий.

Группа 7. Декоративные растения. Флора Беларуси богата декоративными растениями – ландыш майский, касатик желтый, дербенник иволистный, венечник ветвистый, золотарник обыкновенный, очиток едкий, молодило отпрысковое, таволга вязолистная, маргаритка многолетняя, ветреницы дубравная и лютиковидная и др.

Многие декоративные растения являются охраняемыми – ветреница лесная, купальница европейская, арника горная, касатики сибирский и безлистный, шпажник черепитчатый, лилия кудреватая, венерин башмачок настоящий, рододендрон желтый и др.

Многие дикорастущие декоративные растения нуждаются в профилактической охране – страусник обыкновенный, василистник водосборолистный, водосбор обыкновенный, печеночница благородная (рис. 3), прострел раскрытый, гвоздика пышная, первоцвет весенний, синюха голубая, наперстянка крупноцветковая и др.

Группа 8. Биоцидные растения. Подгруппы: инсектицидные, аскарицидные, фунгицидные, бактерицидные, протистоцидные, гельминтоцидные, антивирусные, антималярийные, антифаговые, антимикробные, антипротозоидные, антидизентерийные, антисептические, а также как особая подгруппа – репеллентные (отпугивающие насекомых).

Группа 9. Индикаторные растения. Подгруппы: поллютантоиндикаторные, азотоиндикаторные, карбонатоиндикаторные, гидроиндикаторные, элементоиндикаторные, гумусоиндикаторные и др,

Рисунок 3. Перелеска благородная (Hepatica nobilis).

Группа 10. Этнические растения. Подгруппы: культовые, обрядовые, магические, символьные, мемориальные, фольклорные, геральдические, нумизматические и др.

Лекция 3.

Тема «Геоботанический, географический, экологический и природоохранный анализы флоры».

3.1. Геоботанический (фитоценотический) анализ

Геоботанический анализ флоры или состава ресурсных видов называют также фитоценотическим. Он позволяет выявить какие группы ресурсных видов, произрастают в тех или иных растительных сообществах –

лесных (в сосняках, ельниках, дубравах, сероольшанниках, черно-ольшанниках, осинниках, березняках),

луговых (в суходольных и низинных лугах),

болотных (на верховых, низинных и переходных болотах). Устанавливается также, какие ресурсные виды приурочены к синантропным местообитаниям, произрастают в водоемах.

Фитоценотический анализ флоры Беларуси выполнен на основе флористических списков, составленным по растительным в различных регионах. Козловская Н.В. (1978), которой выполнены эти исследования, проанализировала свыше 1700 флористических списков. (в т. ч. для анализа флоры сосновых лесов изучено 176 списков, еловых лесов – 82, широколиственных лесов – 93, мелколиственных лесов - 43, прибрежных ивняков – 28, лугов высокого уровня и суходольных – 212, лугов низкого уровня и низинных – 318, речных отмелей – 12, синантропных местообитаний (в т. ч. полей и рудеральных местообитаний – 699)). Анализ списков проводился по типам растительности, формациям, типам леса. По типам леса детально изучался древостой, подлесок, напочвенный покров, видовой состав эпифитов и эпифиллов.

При выделении ведущих видов были установлены классы встречаемости по следующей шкале: I класс – 1–20% встречаемости, II класс – 21–40%, III класс – 41–60%, IV класс – 61–80%, V класс – 81–100% встречаемости (Козловская, 1978).

В сосновых лесах наиболее часто (V класс), кроме сосны обыкновенной, встречается ястребиночка волосистая; III класс встречаемости – вереск обыкновенный, береза повислая, золотарник обыкновенный, или золотая розга, горичник горный, овсяница овечья.

II класс встречаемости – можжевельник обыкновенный, орляк боровой, прострел раскрытый,, земляника лесная, дрок красильный, астрагал песчаный, ракитник русский, осина, дуб черешчатый, герань кроваво-красная, зверобой продырявленный, фиалка собачья, толокнянка обыкновенная, черника, брусника, марьянник луговой, букашник горный, кошачья лапка двудомная, тысячелистник обыкновенный, арника горная, ястребинка зонтичная, венечник ветвистый, ландыш майский, купена душистая, или купена лекарственная, булавоносец седой, келерия сизая, полевица тонкая, или полевица обыкновенная, вейник наземный.

После ели обыкновенной, в еловых лесах часто встречаются рябина обыкновенная, черника, кислица обыкновенная (IV класс встречаемости), III класс встречаемости – майник двулистный, лещина обыкновенная, сосна обыкновенная, дуб черешчатый, ожика волосистая.

Растения II класса встречаемости – хвощ лесной, орляк боровой, голокучник трехраздельный, или голокучник Линнея, щитовник шартрский, или щитовник игольчатый, осина, кочедыжник женский, орляк боровой, копытень европейский, ветреница дубравная, перелеска благородная, или печеночница, костяника, малина, земляника лесная, крушина ломкая, жостер слабительный, липа мелколистная, волчеягодник обыкновенный, или волчье лыко, сныть обыкновенная, брусника, седмичник европейский, медуница неясная, зеленчук желтый, живучка ползучая, жимолость обыкновенная, или жимолость лесная.

Из широколиственных лесов наиболее богаты видами дубравы – 347 видов. Основными видами кроме дуба черешчатого (V класс встречаемости) и лещины обыкновенной (IV класс) являются орляк боровой, ель обыкновенная, ветреница дубравная, перелеска благородная, копытень европейский, земляника лесная, рябина обыкновенная, береза бородавчатая, осина, звездчатка ланцетовидная, бересклет бородавчатый, кислица обыкновенная, сныть обыкновенная, майник двулистный (III класс встречаемости).

II класс встречаемости – голокучник трехраздельный, щитовники мужской и шартрский, кочедыжник женский, кочедыжник женский, сосна обыкновенная, лютик многоцветковый, костяника, гравилат городской. горошек заборный, чина весенняя, ольха клейкая, граб обыкновенный, липа мелколистная, пролесник многолетний, бересклет европейский, крушина ломкая, клен платановидный, фиалка собачья, черника, седмичник европейский, вероника дубравная, марьянник дубравный, живучка ползучая, буквица лекарственная, зеленчук желтый, подмаренник душистый, жимолость лесная, калина обыкновенная, вороний глаз обыкновенный, ландыш майский, купена многоцветковая, ожика волосистая, перловник поникающий, бор развесистый.

Из мелколиственных лесов наиболее богаты видами черноольховые леса – 226 видов. К V класс встречаемости относится доминирующий вид – ольха черная; к IV классу – щитовник игольчатый; к III классу – кочедыжник женский, телиптерис болотный, касатик желтый, крапива двудомная, лютик ползучий, малина, таволга вязолистная, кислица обыкновенная, вербейник обыкновенный, паслен сладко-горький, подмаренник болотный, белокрыльник болотный, майник двулистный, фиалка болотная, зюзник европейский.

Растения II класса встречаемости – хвощ болотный, ель обыкновенная, частуха подорожниковая, осоки сближенная и пузырчатая, ситник развесистый, вороний глаз обыкновенный, ива пепельная, береза пушистая, звездчатка дубравная, лютик длиннолистный, селезеночник очереднолистный, земляника лесная, герань Роберта, поручейник широколистный, горичник болотный, вех ядовитый, турча болотная, наумбургия кистецветная, ясень обыкновенный, шлемник обыкновенный, зеленчук желтый, незабудка болотная, мятлик болотный, береза повислая, лютик шерстистый, рябина обыкновенная, недотрога обыкновенная, крушина ломкая, дербенник иволистный, гравилат речной, сныть обыкновенная, омежник водный, мята водная.

Большим разнообразием видов характеризуются также березняки, развившиеся на месте сосновых лесов – 181 вид. Кроме основных лесообразующих пород – березы повислой (V класс встречаемости) и сосны обыкновенной (IV класс), достаточно обильны вереск обыкновенный, рябина обыкновенная, душистый колосок обыкновенный, земляника лесная, вероника лекарственная, золотая розга (III класс встречаемости).

II класс встречаемости – орляк боровой, ель обыкновенная, можжевельник обыкновенный, мятлик луговой, белоус торчащий, овсяница овечья, полевица тонкая, трезубка простертая, ива пепельная, дуб черешчатый, лютик многоцветковый, дрок красильный, ракитник русский, фиалка собачья, кислица обыкновенная, тимьян обыкновенный, или тимьян ползучий, медуница узколистная, вероника дубравная, подорожник ланцетовидный, гипохерис укореняющийся, тысячелистник обыкновенный, ястребиночка волосистая, ожика многоцветковая, майник двулистный, любка двулистная, лапчатка прямостоячая, крушина ломкая, зверобой продырявленный, черника, бедренец камнеломковый, марьянник луговой, кошачья лапка двудомная, подмаренник северный.

Луга высокого уровня и суходольные (луга с низким уровнем грунтовых вод) – 235 видов. Флора этих лугов характеризуется значительным однообразием при общем богатстве видового состава. IV класс встречаемости – душистый колосок обыкновенный, овсяница красная, лютик едкий, клевер луговой, тысячелистник обыкновенный; III класс, – полевица собачья, тимофеевка луговая, трясунка средняя, овсяница луговая, осока просяная, щавеля кислый и пирамидальный, ясколка обыкновенная, клевер ползучий, подорожник ланцетовидный.

II класс – хвощ полевой, белоус торчащий, гребенник обыкновенный, мятлик луговой, ожика бледноватая, звездчатка злаковидная, гвоздика травянка, василистник блестящий, лапчатки гусиная, и прямостоячая, гравилат речной, горошек мышиный, клевер горный, истод обыкновенный, очанка торчащая, погремок летний, тимьян обыкновенный, или тимьян ползучий, черноголовка обыкновенная, подмаренники настоящий бореальный, короставник полевой, колокольчик раскидистый, кульбаба осенняя, ястребиночка волосистая,

Луга низкого уровня и низинные (луга с высоким уровнем грунтовых вод) – 321 вид. В Полесье повсеместно на низинных лугах произрастают осоки острая, пузырчатая, вздутая, подмаренник болотный, тысячелистник обыкновенный, вахта трехлистная, а на низинных лугах всей территории Беларуси – только калужница болотная. III класс встречаемости – сабельник болотный, хвощ приречный, дербенник иволистный, пушица многоколосковая, или пушица узколистная, лютик ползучий, вербейник обыкновенный, мята полевая.

II класс встречаемости – ежа сборная, овсяницы собачья и побегообразующая, манники большой, плавающий, или наплывающий, мятлики болотный и луговой, вейники седеющий и незамеченный, осоки сероватая и черная, касатик желтый, или касатик ложноаировидный, частуха подорожниковая, горицвет кукушкин, звездчатка болотная, лютик жгучий, щавель кислый, сердечник луговой, таволга вязолистная, поручейник широколистный, наумбургия кистецветная, незабудка болотная, подмаренник топяной, телиптерис болотный, овсяница красная, двукисточник тростниковидный, лютик едкий, чина болотная, кипрей болотный, вероника щитковая, осоки острая, сближенная и двутычинковая, окопник лекарственный, мытник болотный.

3.2. Географический анализ

Включает два подхода в выделении географических элементов:

1 подход – по природным зонам,

2 подход учитывает приуроченность распространения вида к определенной

части света.

По природным зонам выделяют следующие географические элементы.

Гипоарктические (субарктические) виды. Они являются характерными представителями лесотундры. Некоторые из них заходят в тундру и тайгу. В Беларуси представлены следующими видами – береза карликовая, ивы лопарская и черничная, морошка, водяника черная, клюква мелкоплодная, толокнянка и др.

Бареальные виды. Группа видов, ареалы которых расположены преимущественно в пределах северной части лесной зоны (в области хвойных лесов). Это наиболее типичные виды флоры Беларуси – сосна обыкновенная, ель обыкновенная, осина, березы пушистая, приземистая и повислая, ивы пепельная и корзиночная, рябина, калужница болотная, иван-чай узколистный, линнея северная и др.

Неморальные (среднеевропейские) виды. Растения смешанных и широколиственных лесов Европы. Неморальные виды, наряду с бореальными, составляют основу флоры Беларуси. Неморальными видами являются большинство древесных растений Беларуси – граб обыкновенный, дубы черешчатый и скальный, вязы шершавый и гладкий, липа мелколистная, клен остролистный, ясень обыкновенный. Из подлеска – бересклеты бородавчатый и европейский, плющ обыкновенный и др.

Сарматские виды. Это преимущественно растения северных (луговых) степей и лесостепей. Из наиболее распространенных к этому элементу относятся – астрагал песчаный, горошек кашубский, кровохлебка лекарственная, гвоздика песчаная, подмаренник средний, ластовень лекарственный и др.

Понтические виды. Это пришельцы из южных степей – тимофеевка степная, терн (слива колючая), клевера альпийский и горный, лапчатки белая, песчаная и серебристая, вероники широколистная и колосистая и др.

Туранские виды. Группа видов, ареалы которых в основном связаны с пустынями Туранской низменности Средней Азии. Растения окраин Каракумов и Кызылкумов – верблюдка Маршалла, виды лебеды, полыни, солянки и др.

В дальнейшем, в пределах каждого элемента учитывают приуроченность распространения вида к определенной части света. В этом отношении выделены следующие элементы – европейский (субэлементы – западно-европейские, центрально-европейские, центрально-восточно-европейские, атлантическо-европейские, восточно-европейские, средиземноморско-европейские, паневропейские виды), европейско-малоазийский, евросибирский, евросибирско-аралокаспийский, еврозиатский, голарктический, космополиты и гемикосмополиты.

Исходя из двух подходов в определении географических элементов, характеризуя вид, отмечают природную зону и континент. Например,

плаун сплюснутый – бореальный голарктический вид,

можжевельник обыкновенный – бореальный голарктический вид,

плаун годичный – бореальный евразиатский вид,

сосна обыкновенная – бореальный евразиатский вид и т.д.

3.3. Экологический анализ

Выделяются экологические группы растений (экоморфы) по отношению определенному экологическому фактору. Экологические факторы – внешние факторы, оказывающие прямое или косвенное влияние на численность животных и растений и их распространение. Они подразделяются на 3 группы: абиотические и биотические, антропогенные.

Абиотические факторы – это факторы внешней среды: температура, влажность, освещенность.

Температура.

Виды существуют при температуре от –50 до +70 ^оС. Оптимальной температурой для жизнедеятельности является 15– 20 ^оС.

По отношению к температуре окружающей среды растения делят на 2 группы: эвритермные и стенотермные. Эвритермные – растения, имеющие широкую экологическую амплитуду по отношению к температуре и способные существовать при больших колебаниях температуры. Пример эвритермного вида – мятлик однолетний (вид, широко распространенный от тундры до субтропиков).

Стенотермные – те растения, которые приспособлены к относительно постоянным температурным условиям и не переносят сильных колебаний температур. Стенотермными являются тропические растения (банан, пальма и др.). Организмы способны адаптироваться к определенному диапазону действия факторов среды. Примером может служить морфологическая адаптация растений, обитающих в холодном климатическом поясе: карликовость древесных растений (береза карликовая), обитающих в тундре; стелющиеся формы на побережье, где господствуют сильные ветры (кедровый стланик, можжевельники др.); подушечные формы в горах (акантолимон).

Влажность.

По отношению к влаге растения делятся на следующие экологические группы (гидроморфы): ксерофиты, мезофиты, гигрофиты, гидрофиты, гидатофиты и криофиты.

Ксерофиты – растения сухих местообитаний. Ксерофиты в зависимости от способа перенесения неблагоприятных факторов подразделяются на следующие группы:

а) эуксерофиты – хорошо переносят длительное обезвоживание и перегрев. Имеют неглубоко расположенную корневую системы, плотные нередко опушенные листья (ковыль);

б) гемиксерофиты – устойчивы к засухе, т. к. имеют мощную корневую систему, достигающую грунтовых вод и не переносят обезвоживания (верблюжья колючка);

в) суккуленты – растения, устойчивые к засухе, благодаря сильному развитию водозапасающей паренхимы в стебле, листьях; они выносят обезвоживание (кактусы, юкки, агава, алоэ, очиток, молодило и др.).

Мезофиты – растения луга, произрастающие в местах с достаточным, но не избыточным количеством воды в почве, т.е. в нормальных условиях влажности (василек, ромашка).

Гигрофиты – сухопутные растения, произрастающие в условиях высокой влажности почвы и воздуха (аир, вахта, калужница болотная, белокрыльник, пушица, рогоз, рис, камыш, тростник и др.).

Гидрофиты – водные растения, прикрепленные к грунту и погруженные в воду только нижними частями. У них хорошо развиты корни, механические и проводящие ткани (кубышка, кувшинка).

Гидатофиты – сугубо водные растения, целиком или большей частью погруженные в воду, часто с отсутствующей или слабо развитой, механическими и проводящими тканями (ряска).

Криофиты – растения, приспособленные к сухим, холодным местам обитания в высокогорьях.

Освещенность.

Различают видимый и ультрафиолетовый свет. Видимый свет – основной источник энергии для автотрофов. Благодаря видимому свету, идет процесс фотосинтеза, и образуется в растениях органическое вещество. Ультрафиолетовый свет необходим растениям, но в небольших количествах. В больших дозах он губителен, т.к. вызывает мутации. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны более 0,3 мкм губительны для живых организмов. До поверхности Земли доходит лишь небольшая часть ультрафиолетовых лучей с такой длиной волны. Они обладают высокой химической активностью. В зависимости от требовательности растений к интенсивности освещения выделяют 4 экологические группы растений (гелиоморфы): гелиофиты, сциофиты, факультативные сциофиты и агелиофиты.

Гелиофиты – светолюбивые растения, которые нуждаются в высокоинтенсивной освещенности. У них процесс фотосинтеза преобладает над процессом дыхания только при высокой интенсивности освещения. Для некоторых из них характерен замедленный рост побегов, в результате чего формируются низкорослые растения (низкая активность меристем), а в горах – подушковидные формы. Листья толстые, плотные. Мезофилл листа дифференцирован на столбчатую и губчатую паренхимы. К гелиофитам относятся бук, граб, вяз.

Сциофиты – теневыносливые растения, у которых процесс фотосинтеза преобладает над процессом дыхания даже при слабой освещенности. Эти растения используют слабый солнечный свет, характеризуются тонкими листьями, мезофилл листа слабо, или вообще не дифференцирован на столбчатую и губчатую паренхимы (кислица, копытень европейский и др.).

Агелиофиты – тенелюбивые растения, не нуждающиеся в освещенности. Это растения – паразиты (петров крест и др.).

Плодородие почвы.

Важнейшее свойство почв – обеспечение растений питательными веществами (их плодородие). По отношению к плодородию почв выделяют следующие группы растений (трофоморфы).

Мегатрофы (эутрофы) – растения произрастающие на почвах с повышенным содержанием элементов минерального питания (отличаются высокой требовательностью к плодородию почв). К этой группе относятся многие культивируемые растения полей, садов и огородов. На богатых почвах произрастают крапива двудомная, печеночница благородная, пырей ползучий.

Мезотрофы – развиваются на почвах, средне обеспеченных элементами минерального питания. К ним относятся большое число видов луговых, лесных и полевых фитоценозов: вейник тростниковидный, орляк боровой, марьянник дубравный, плаун булавовидный, лапчатка прямостоячая, тысячелистник обыкновенный, хвощ лесной, одуванчик лекарственный, подорожник большой, ландыш майский, вербейник обыкновенный, земляника лесная, вероника дубравная.

Олиготрофы – растут на почвах, содержащих малое количество питательных веществ и, как правило, имеющих кислую реакцию. К ним относятся растения суходольных лугов (цмин песчаный, ястребиночка волосистая, белоус торчащий), песчаных почв (дифазиаструм сплюснутый, сосна обыкновенная, можжевельник обыкновенный, кошачья лапка двудомная, осока верещатниковая, толокнянка обыкновенная, тонконог (келерия) сизый, вереск обыкновенный), верховых болот (клюквы болотная и мелкоплодная, пушица влагалищная, сфагновые мхи), а также растения лишайниковых, брусничных, вересковых, сфагновых типов леса.

В условиях исключительной бедности почв, на верховых болотах выработался особый насекомоядный тип олиготрофов. К ним относятся росянки, представленные в Беларуси 4 видам (английской, или длиннолистной, промежуточной, обратнояйцевидной и круглолистной).

Кислотность почвы.

По отношению к кислотности почвы выделяют следующие группы растений (оксиломорфы).

Ацидофилы – растения, произрастающие в условиях кислых почв (pH 3,4 – 6,7). К ним относятся: мох сфагнум, голубика, клюква, пушица, богульник, вереск и др.

Нейтрофилы – растения нейтральных почв (pH 6,7–7,00. К ним относятся: свекла обыкновенная, чина луговая, тимофеевка луговая, ежа сборная, люцерна серповидная, клевер горный, душица обыкновенная, чабрец и др.

Базифилы – растения щелочных почв (pH – 7.0 и выше). К ним относятся некоторые представители бобовых (клевер луговой и др.) и злаков (костер безостый и др.).

Индифферентные виды растений, произрастающие в широких пределах кислотности почвы. К ним относятся сосна обыкновенная, дуб черешчатый, овсяница овечья, полевица собачья и др.

Биотические факторы – различные типы взаимоотношений организмов или популяций друг с другом. Различают внутривидовые и межвидовые отношения между популяциями или видами.

Конкуренция – внутривидовые или межвидовые отношения, которые проявляются в соперничестве за абиотические и биотические ресурсы (влагу, свет, пищу, самку, жилище и т. д.). Регулирование внутривидовой конкуренции возможно при соблюдении иерархии отношений между членами популяции. Примеры конкуренции: взаимоотношения между канадской и европейской норками; между рядом растущими елью и березой; самцами тетеревиных птиц в период размножения; особями одного вида рыб, живущими в одном озере.

Поиск по сайту: