Ботаническая география. Опишите основные этапы в истории изучения, укажите разделы, предмет изучения.

Под ботанической географией понимают науку о закономерностях и особенностях распространения растений и растительности по поверхности Земли. Главные предметы ее изучения - растения и растительные сообщества, анализируемые не сами по себе, а относительно их положения в пространстве.

Ботаническая география делится на ряд разделов, которые часто рассматриваются как самостоятельные биологические науки. Важнейшими являются: 1) экология растений; 2) флористическая география, или география растений; 3) геоботаника. Эти разделы тесно связаны между собой. Экология растений изучает отношения организмов и окружающей их среды, флористическая география исследует особенности распространения ботанических таксонов в пространстве, геоботаника занимается изучением растительных сообществ (фитоценозов) и их распространения по поверхности Земли.

180. Ареал. Дайте определение, укажите основные типы ареалов. Дайте определение понятиям «космополиты», «эндемики», «реликты», «стенохоры», «мезохоры», «эврихоры». Приведите примеры растений.

Ареал - это область географического распространения систематической единицы (вида, рода, семейства и т. д.). География растений имеет дело, прежде всего, с ареалами различных видов. Зная ареалы видов какого-либо рода, можно составить представление об ареале всего рода в целом. Так же обстоит дело и с ареалом семейства, который складывается из ареалов отдельных родов.

В зависимости от формы ареалы делят на две основные группы: 1) сплошные и 2) несплошные.

Наиболее распространенными формами среди сплошных ареалов являются:

1. Опоясывающие - вытянутые вдоль всей суши земного шара по широте, это ареалы целых семейств или родов (семейства березовых, сосновых, пальм и др.).

2. Циркумполярные - охватывающие полярную окраину северной суши полукольцом или почти кольцом.

3. Овальные - вытянутые в меридиональном направлении или чаще по широте на ограниченном отрезке того или иного климатического пояса, наиболее распространенная форма ареалов видов и родов, но встречается и у семейств.

4. Лучистые и бахромчатые - обычно неправильной формы с неравномерными, часто многочисленными выступами в разных направлениях, это ареалы активно расселяющихся видов.

К несплошным ареалам относятся:

1. Дизъюнктивные, или разорванные, - регрессивные ареалы, распадающиеся на два или несколько изолированных фрагмента (семейство саговниковых, роды орех, каштан и др.); дизъюнктивный ареал может возникнуть и вследствие случайного заноса семян, например перелетными птицами, в пригодные для произрастания вида места, находящиеся на значительном расстоянии от границ его основного ареала.

2. Продырявленные - встречаются у вымирающих папоротников и некоторых видов цветковых растений.

3. Точечные ареалы - слагаются из многочисленных, сильно разъединенных участков, характерны для водных, сорных и рудеральных (мусорных) растений.

4. Ленточные ареалы - представляют собой фрагменты, оторванные от основного, сплошного, ареала и разъединенные большими пространствами, непригодными для обитания данного вида; чаще всего это ареалы древесных видов и сопутствующих им трав и кустарников, проникающих в тундры, пустыни, саванны вдоль рек, около которых они и протягиваются узкими лентами.

Если растение распространено в пределах примерно половины суши, то его относят к полукосмополитам. Последние наиболее часто встречаются среди споровых растений, например папоротник орляк (Pteridium aquilinum), некоторые мхи.

Широко распространенные виды называют эврихорами, а виды, ограниченные в распространении, - стенохорами. Все космополиты - эврихоры, но не все эврихоры являются космополитами, так как некоторые из них встречаются повсеместно лишь на одном из континентов. В природе количественно преобладают мезохоры и стенохоры. К этим двум группам относится около 70% всех видов растений.

Среди стенохоров имеются виды, ареал которых ограничен только каким-либо определенным регионом, и вне его они нигде больше не встречаются. Подобные растения называют эндемичными, или эндемиками (эндемами).

Виды, встречающиеся на всех континентах, называются космополитами. К ним относятся некоторые водные растения, например элодея канадская (Elodea canadensis), ряска малая (Lemna minor), тростник обыкновенный (Phragmites australis) и др

Фитоценоз. Дайте определение, опишите структуру (горизонтальная и вертикальная), флористический состав (растения — доминанты, эдификаторы, ассектаторы), динамику фитоценоза (смена аспекта, сукцессии; приведите примеры).

Основными объектами исследований в геоботанике являются: 1) растительное сообщество, или фитоценоз, и 2) растительный покров, или растительность.

Под растительным сообществом (фитоценозом) понимают конкретную группировку растений в пределах одного местообитания, характеризующуюся определенным видовым составом, строением и определенной системой взаимоотношений растений друг с другом и со средой.

Фитоценозы являются частью более сложных природных систем – биогеоценозов, совокупность которых образует биосферу Земли. Биогеоценоз - система, состоящая из косной (неживой) среды – экотопа и живых организмов, образующих биоценоз. В состав биоценоза входят растительность (фитоценоз), животное население (зооценоз) и совокупность микроорганизмов (микробоценоз). Ведущую роль в биогеоценозе играет фитоценоз, обладающий огромной биомассой. Фитоценоз сильно влияет на атмосферу, почву, определяет видовой состав животных, микроорганизмов, а также многие особенности обмена веществ и энергии в биогеоценозе.

Контактные отношения проявляются в паразитизме, симбиозе, в механическом воздействии растений друг на друга, в срастании корней и т.п.

Трансабиотические взаимоотношения – это влияние одних растений на другие посредством изменения окружающей среды. Сюда относится конкуренция за свет, влагу, питательные вещества, а также выделение растениями продуктов жизнедеятельности в окружающую среду и др.

Трансбиотические взаимоотношения – это влияние одних растений на другие через посредство каких-то иных организмов.

Структура фитоценозов. Важнейшим признаком фитоценоза является его видовой (флористический) состав. Число видов растений в сообществе называют его видовым богатством. Оно зависит от ряда факторов. Большую роль играют общие физико-географические и исторические условия, от которых зависит видовое богатство флоры каждого конкретного района. Каждый вид в фитоценозе представлен, как правило, более или менее значительным числом особей. Совокупность особей одного вида, входящих в состав определенного растительного сообщества, называется ценопопуляцией (ценотической популяцией). Обычно в составе фитоценоза различают три группы видов, обладающих сходным средообразующим воздействием и сходной степенью влияния на другие ценопопуляции фитоценоза.

1. Эдификаторы – ценопопуляции, слагающие основу фитоценоза, играющие главную роль в формировании фитосреды, оказывающие большое влияние на другие ценопопуляции. Они являются доминантами и образуют основную фитомассу в фитоценозе.

Чаще всего это растения верхних ярусов, например лиственница в лиственничном лесу, ель в еловом лесу. Иногда эдификаторами могут быть растения нижнего яруса, например сфагнум на верховом болоте. Эдификаторами являются устойчиво доминирующие виды, оказывающие большое влияние на формирование фитосреды.

2. Ассектаторы – ценопопуляции, характерные для фитоценоза, постоянно присутствующие в нем, но не обильные и потому не имеющие большого фитоценотического значения.

3. Адвентивные растения – ценопопуляции случайные, не свойственные данному фитоценозу, быстро исчезающие из него, например полевые сорняки на естественных лугах, крапива в водораздельных лесах и т.д.

Фитоценозы расчленяются на отдельные морфологические части как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, в соответствии с этим различают вертикальную и горизонтальную структуру фитоценозов.

Динамика фитоценозов. Каждый фитоценоз представляет собой не застывшее явление природы, а систему, находящуюся в состоянии постоянной динамики. Изменчивость фитоценоза во времени – это одна из наиболее характерных его особенностей. Фитоценозы претерпевают разнообразные изменения, которые можно разделить на модификации и смены.

К модификациям относят обратимые изменения фитоценозов. Это сравнительно непродолжительные и неглубокие, главным образом, количественные изменения признаков фитоценозов.

Суточная изменчивость обусловлена сменой дня и ночи, с которой сопряжено изменение различных факторов местообитания. Прежде всего, изменяются условия освещения, а вместе с ними изменяются температура, влажность, воздействие животных и другие факторы. Растения реагируют на суточные изменения экологических условий изменением интенсивности процессов жизнедеятельности.

Сезонная изменчивость фитоценозов, так же как и суточная, характеризуется строгой периодичностью. Она обусловлена двумя причинами – сезонными изменениями экологических условий и особенностями сезонного роста и развития растений

182. Зональность и поясность растительности. Укажите факторы, влияющие на формирование зон и поясов. Дайте определение понятиям «азональная» и «интразональная растительность». Приведите примеры.

В естественном растительном покрове земного шара, кроме зональной, различают еще незональную (интра- и экстразональную) растительность. Зональная, или климатически обусловленная, растительность занимает плакоры - хорошо дренированные водораздельные пространства с почвами среднего механического состава. Интразональной растительностью называют такую растительность, которая развивается в особых, экстремальных условиях среды (например, в стоячих водоемах, на засоленных и избыточно увлажненных почвах, на скалах, песках и т.п.) и в то же время нигде не образует своей отдельной зоны (не является зональной). Она определяется в меньшей степени климатом и в гораздо большей – субстратом. Поэтому интразональная растительность распространена в почти неизменном виде на одинаковых почвах в различных зонах. Водные фитоценозы очень сходны от бореальной области до тропиков. Довольно сходна растительность засоленных почв и песчаных дюн в разных климатических областях. Тем не менее, интразональная растительность в разных климатических зонах, как правило, несет на себе отпечаток зонального климата.

Зональная растительность может встречаться и за пределами своей климатической зоны, если находит там подходящие местообитания, тогда она носит название экстразональной. Например, небольшие участки степи в лесной зоне, развивающиеся на склонах южной экспозиции, или лесная растительность в степной зоне, если грунтовые воды вблизи рек восполняют недостаточное количество осадков.