Царство Флоры и Фавны
Особенностью наземно-воздушной среды является то, что организмы, обитающие здесь, окружены воздухом, который представляет собой смесь газов, а не их соединения. Воздух как экологический фактор характеризуется постоянством состава – азота в нем содержится 78,08%, кислорода – около 20,9%, аргона – около 1%, углекислого газа – 0,03%.
За счет диоксида углерода и воды синтезируется органическое вещество и выделяется кислород. При дыхании происходит реакция, обратная фотосинтезу – потребление кислорода. Кислород появился на Земле примерно 2 млрд. лет назад, когда происходило формообразование поверхности нашей планеты при активной вулканической деятельности. Постепенное увеличение содержания кислорода происходило в течение последних 20 млн. лет. Главную роль в этом играло развитие растительного мира суши и океана. Без воздуха не могут существовать ни растения, ни животные.
Воздух, как и другие факторы среды, оказывает на организмы прямое и косвенное действие. При прямом воздействии он имеет небольшое экологическое значение. Косвенное влияние воздуха осуществляется через ветры, которые меняют характер таких важных факторов, как температура и влажность, оказывают механическое действие на организмы. Нередко сильные ветры, дующие в одном направлении, изгибают ветви и стволы деревьев в подветренную сторону, что служит причиной появления флагообразных форм кроны. Ветер вызывает изменение интенсивности транспирации у растений. Это особенно сильно проявляется при суховеях, иссушающих воздух и часто вызывающих гибель растений.
Определенную роль играет ветер в опылении растений-анемофилов (ветроопыляемые растения), которые выработали для этого ряд приспособлений: цветочные покровы у них обычно редуцированы и пыльца не защищена от ветра. Восходящие и особенно нисходящие потоки в атмосфере нередко создают условия для застаивания и накопления у поверхности почвы холодного воздуха, что вызывает задержку в развитии растений и животных. Воздушные потоки выполняют определенную роль в расселении растений и животных. Плоды растений (анемохоров) имеют множество приспособлений, увеличивающих их парусность, и разносятся ветром на большие расстояния.
Атмосфера способствует сохранению на планете тепла, которое в противном случае рассеивалось бы в холоде космического пространства. Сама же она благодаря силам притяжения Земли не улетучивается. Атмосфера не только поддерживает жизнь, она служит защитным экраном. На высоте 20–25 км от поверхности Земли под воздействием ультрафиолетовой радиации Солнца часть молекул кислорода расщепляется на свободные атомы кислорода. Последние могут вновь образовывать молекулу кислорода, его трехатомную форму, называемую озоном. Озон, образуя в высших слоях атмосферы тонкий слой – озоновый экран, обеспечивает хрупкой земной жизни дальнейшее ее существование.
Сделайте подборку фотографий приспособлений растений к распространению ветром. Используйте форму презентации, плаката, коллажа или другую. Обязательное условие: укажите название растения, источник данных. Приветствую собственные фотографии.
Источник
17. Воздух как экологический фактор.
Влияние воздуха на растения определяется его газовым составом и содержанием вредных примесей, а также движением (ветер). Атмосферная среда является для растений прямодействуюшим экологическим фактором.
Газовый состав воздуха. Экологическое значение воздуха обусловлено, прежде всего, с содержанием в нем кислорода (21%) и углекислого газа (0.03°). Атмосферного кислорода вполне хватает надземным частям растений.
Азот воздуха (78%) в целом представляет для зеленых растений безразличный фактор, потому что он ими не усваивается (доступен только азот почвы в форме минеральных азотистых соединений).
Углекислый газ, напротив, играет очень большую роль в жизни зеленых фотосинтезирующих растений. Это основной поставщик углерода, необходимого для построения органических веществ тела растений. В атмосфере его вполне достаточно для растений, хотя для многих видов его количество далеко от оптимального.
Концентрация углекислого газа в воздухе, окружающем растения, сильно изменяется во времени. Эти колебания могут быть суточными, сезонными и годовыми. Например, ночью в связи с прекращением фотосинтеза углекислого газа в воздухе всегда больше, чем днем.
Сильное влияние на растения оказывает содержание в атмосфере вредных газов, т.е. промышленных загрязнений. Именно фабрики и заводы выбрасывают в атмосферу ядовитые газообразные вещества: сернистый газ, фтор, хлориды, оксиды азота и др. Эти вещества, особенно сернистый газ, повреждают растения, а нередко вызывают их гибель. Вредные газы, попадая в растения через устьица, снижают интенсивность фотосинтеза и других жизненных процессов, ухудшают развитие растений.
Влияние на растения ветра. Существенное экологическое значение для растений имеет ветер. Он оказывает как прямое, так и косвенное влияние.
Прямое влияние ветра на растения многообразно. Сильный ветер, например, ломает и выворачивает с корнем деревья, т.е. является причиной буреломов и ветровалов в лесу. От ветровалов страдают деревья, имеющие поверхностную корневую систему, что бывает на переувлажненных, заболоченных почвах. На почвах достаточно сухих, хорошо дренированных те же древесные породы мало подвержены ветровалу, так как у них развивается глубокоидушая в почву корневая система. В этом случае сильный ветер может их сломать, но не опрокинуть.
Ветры, постоянно дующие в одном направлении, вызывают образование однобоких, флагообразных крон у деревьев. Это происходит по той причине, что на наветренной стороне ствола почки погибают от иссушения и ветви здесь не развиваются. Влияние ветра проявляется еще и в том, что он вызывает образование карликовых и подушковидных форм растений. Этот процесс наблюдается, например, в высокогорьях.
В пустынях сильный ветер, который несет частицы песка, повреждает листья, ветви, кору растений. В арктических и высокогорных областях сильный ветер, несущий частицы снега, также причиняет повреждения растениям.
Действие ветра сказывается и на физиологических процессах. Ветер вызывает иссушение растений, так как он значительно усиливает транспирацию. Под влиянием частых и сильных ветров у многих растений снижается фотосинтез и увеличивается расход органических веществ на дыхание. В этом одна из причин низкой продуктивности растений в районах с постоянными ветрами.
Однако ветер играет в жизни растений и положительную роль. Он, например, обеспечивает опыление. К числу растений-анемофилов. опыляемых ветром, относится около 10% всех видов покрытосеменных (многие лесные древесные породы, почти все злаки, осоковые и др.). Ветер распространяет также семена и плоды растений-анемохскров, таких растений тоже довольно много (например, различные виды ивы, а также осина, иван-чай, береза, одуванчик и др.).
Источник
Видеоматериалы. Занятие № 21 «Газовый состав воздуха в жизни растений»
Дидактическая цель; создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации.
Формы проведения занятия; лекция, учебный фильм
Азот, инертные газы, озон, угарный газ, выхлопные газы.
Сернистый газ. Серная кислота. Кислотные дожди
Вопросы для обсуждения
1.Какое значение для растений имеют кислород и углекислый газ?
2.Кислород постоянно используется живыми организмами для дыхания. Почему его содержание в воздухе остается постоянным?
3.Почему большие массивы лесов на Земле образно называют “легкими планеты”?
4.Какие из непостоянных примесей воздуха особенно вредны растениям и почему?
5.Почему для озеленения крупных городов не используют пихту и ель обыкновенную?
Состав воздуха. Вам уже известно, что воздух — это смесь газов. Чистый сухой воздух везде имеет примерно одинаковый состав: азот (78%), кислород (21%), углекислый газ (0,035%), инертные газы (около 1%). В воздухе есть также пары воды и другие газы природного происхождения — сероводород, аммиак, озон, метан, или болотный газ. Кроме этого в воздух попадают продукты сжигания с промышленных предприятий, от транспорта: сернистый газ, угарный газ и др.
В воздухе всегда содержатся твердые частицы: пыль, мелкие кусочки угля, сажа, частицы металлов, например свинца, а также летучие выделения растений, мелкие организмы (бактерии), споры грибов, растений и другие примеси.
Почти каждая из составных частей воздуха по-своему необходима растениям или, наоборот, вредна для них.
Значение азота. Азот, которого в воздухе больше всего, непосредственно растениями не используется. Растения могут поглощать его только в виде растворов солей. Азот очень нужен растениям. Он является составной частью таких веществ, как белок, хлорофилл и др.
Во время грозовых разрядов сверкает молния, в воздухе образуются соединения азота, которые хорошо растворяются в каплях дождя. Попадая в почву, они образуют азотосодержащие соли, ко торые и поглощают растения. Иногда говорят, что расте чают “удобрение из грозы”.
Значение кислорода. Кислород необходим растениям дыхания. Дышит каждая живая клетка растения. При этом ются органические вещества и освобождается энергия, мая для жизни растения.
Содержащийся в воздухе и растворенный в водоемах почти весь образован зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Кислород используют для дыхания растения, грибы, организмы, простейшие животные и человек. Миллионы лет кислород постоянно выделяют растения, его потребляют в процессе дыхания, как сами растения, так и другие организмы. Чем больше на Земле растений, тем лучше обеспечены кислородом все живые организмы.
Значение углекислого газа. Углекислого газа в воздух немго, но он очень важен для растений, так как участвует в душном питании. Откуда же он поступает в воздух? Углекислый газ выделяют почти все живые организмы при дыхании, образуется при разложении органических остатков в почве, а навозных и компостных кучах.
В почве находится огромное количество живых организмов. Все они дышат очень энергично, поэтому в природе углекислый газ в основном поступает в воздух из почвы. Конечно в городах и вблизи промышленных предприятий, где много топлива, углекислого газа в воздухе содержится всегда больше.
Значение некоторых примесей в воздухе. Из непостоянных примесей большой вред наносит растениям сернистый г сжигании 1 т каменного угля в воздух может попадать 20 кг. сернистого газа.
Сернистый газ содержится в дыме, выходящем из заводских труб. Во время дождя он растворяется в каплях воды. На падает уже не дождевая вода, а серная кислота. Такие дожди называют кислотными. Попадая на листья, кислотный дождь оставляет на них пятна; он губителен для мелких обитателей, ухудшает условия для роста растений. Вместе с воздухом сернистый газ и в сухое время может проникнуть через устьица в листья растений. Он нарушает в растениях обмен веществ, повреждает листья, листопад наступает раньше.
Особо вреден сернистый газ таким вечнозеленым растениям, как пихта и ель обыкновенная. Более выносливы голубая канадская ель, хвоинки которой покрыты восковым налетом, а также лиственница и листопадные лиственные деревья — тополя, липа, ивы. Очень чувствительны к сернистому газу лишайники. Поэтому на стволах деревьев в больших городах лишайников вы не найдете.
Вблизи оживленных автострад в воздух попадает очень много вредных выхлопных газов. Деревья реагируют на это по-разному. В кронах одни почки повреждаются и засыхают (обычно на концах побегов), а немного ниже пробуждается сразу большое число почек, поэтому побеги растут пучками (рис.1).
Рис.1. На придорожном растении липы побеги растут пучком
Растения и грибы вблизи шоссейных дорог вбирают многие вредные вещества из выхлопных газов, в том числе и вредный для человека свинец. Поэтому не рекомендуют собирать грибы, лекарственные травы в городах, поселках и вблизи оживленных шоссейных дорог.
Источники информации: А.М. Былова, Н.И. Шорина, 1999 (209стр.)
Из чего состоит воздух
Образование озона
«Воздух и его охрана»
Что такое кислотный дождь?
Источник