80. Воздух как экологический фактор, его влияние на растения.
Воздух как экологический фактор имеет особое значение при фотосинтезе. Химический состав воздуха довольно однообразен в различных зонах земного шара и содержит (% от объема): азота — около 78, кислорода — около 21, озона — около 1, углекислого газа — 0,03, аргона — 0,01 и примесь других газов (аммиак, оксид серы, водяной пар). Наиболее важны для растений кислород и углекислый газ. Кислород необходим растениям, как и всем живым организмам, для дыхания. Углекислый газ является источником воздушного или углекислого питания зеленых растений в процессе фотосинтеза. Увеличение содержания углекислого газа в воздухе (до определенного предела) способствует более интенсивному протеканию фотосинтеза, а следовательно, и увеличению продуктивности зеленых растений. Поэтому при выращивании овощных и других культур в теплицах содержание углекислого газа нередко искусственно увеличивается. В больших городах и промышленных центрах воздух часто загрязняется различными дымовыми газами в виде копоти, сажи, гари и такими ядовитыми веществами, как ацетон, этилен, серный эфир, окись азота и др., которые губительно действуют на растения. Сажа, копоть, гарь и прочие отходы горения оседают на листьях плотным слоем, что резко снижает интенсивность фотосинтеза и дыхания, располагает к ожогам растений, нарушает их нормальный рост и развитие. Особенно чувствительны к газам и копоти хвойные растения (пихта, сосна, ель и др.), листья которых подвергаются вредному воздействию отходов промышленности в течение круглого года.
Ветер, т. е. движение воздуха, оказывает влияние на транспирацию. При сильных ветрах, особенно суховеях, испарение влаги растениями увеличивается, сильно иссушается почва. Растения сбрасывают значительное количество листьев, в результате чего сокращается их фотосинтезирующая поверхность, накапливается меньше органических веществ, снижается урожай зеленой массы и семян. Результатом механического воздействия ветра являются буреломы, ветровалы, полегание зерновых культур, выветривание поверхностного слоя почвы и оголение подземных органов растений. Слой мелкой пыли на листьях значительно снижает фотосинтез, транспирацию и газообмен. В местах, где растения подвергаются сильному воздействию ветра (горные ущелья, берега морей, пустыни), нередко во время ураганов уничтожаются деревья на больших площадях. В некоторых местах земного шара ветры постоянно дуют в одном и том же направлении, формируя флагообразные формы у древесных форм растений. Ветер как экологический фактор имеет и положительное влияние. Многие растения опыляются при помощи ветра. Часто ветер переносит плоды, семена или целые растения типа «перекати-поле» на значительные расстояния, обеспечивая тем самым их расселение и распространение. Теплые влажные ветры благоприятно действуют на развитие растительности.
81. Биотические факторы. Антропогенный фактор. Интродукция и акклиматизация растений.
Биотические факторы — это воздействие на растения микроорганизмов, животных (зоогенный фактор) и растений (фитогенный фактор). Трудно себе представить то огромное количество организмов, которые живут в почве и обеспечивают ее нормальную жизнь. Это бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты, лишайники, простейшие представители животного мира. Установлено, что общая масса микробов в подзолистых почвах достигает 20 т/га, а в черноземных почвах — 100–150 т/га. Пахотные земли содержат значительно больше микроорганизмов, чем целинные и залежные земли. В почвах северных районов развивается меньше микроорганизмов, чем в почвах южных районов с более высокой температурой, лучшей аэрацией и влажностью почв. С участием огромной массы микроорганизмов в почве беспрерывно происходят сложные биохимические процессы разложения органических веществ, превращения их в растворимые химические соединения, легкодоступные высшим растениям. В природе существует тесная взаимосвязь высших растений с низшими растениями. Например, симбиоз бобовых растений с бактериями, усваивающими азот из воздуха, способствует накоплению азота в почве и, следовательно, создает благоприятные условия для их произрастания. Многие высшие растения находятся в симбиозе с грибами (микориза), которые доставляют растению воду, усваивают органические вещества почвы, перерабатывают их и делают доступными для высших растений. Большое влияние на рост, развитие растений и их естественный отбор оказывают грибные заболевания (ржавчина, мучнистая роса, головня). Они нередко являются причиной изменения видового состава растительности, когда виды, невосприимчивые к патогенам, вытесняют легкопоражаемые виды. Высшие растения часто являются объектом нападения многочисленных насекомых, наносящих огромные повреждения, а нередко и уничтожающих большие массивы растительности (саранча, дубовый шелкопряд и др.). Все это способствует смене одних видов другими. Вместе с тем многие насекомые и птицы являются опылителями растений, распространителями плодов и семян. Отсутствие соответствующего опылителя может явиться фактором, исключающим возможность размножения и распространения растений. Существенное влияние на высшие растения оказывают и млекопитающие животные. Например, выпас животных на кормовых угодьях значительно изменяет ботанический состав растений и кормовые достоинства этих угодий. Животные охотно поедают ценные в кормовом отношении травы и, наоборот, не трогают вредные и ядовитые растения, которых из года в год становится на пастбищах все больше. При отсутствии ухода за пастбищем и его нерациональном использовании происходит засорение малоценными и вредными растениями. Кроме того, животные сильно вытаптывают и уплотняют почву, создавая неблагоприятные условия для ценных кормовых растений. Древесная и кустарниковая растительность в сильной степени страдает от животных, сдирающих и поедающих кору. Мелкие представители животного мира — суслики, сурки, кроты и другие роющие и копающие животные — влияют на почвообразование и на видовой состав растений. Большое участие в почвообразовательных процессах принимают дождевые черви, которые перемешивают, разрыхляют и выносят частицы почвы из нижних слоев в верхние и тем самым создают определенные условия для роста растений. Фитогенное влияние различается в зависимости от характера воздействия растения. В природе беспрерывно происходит конкуренция между видами растений за существование, и одни растения подавляют или вытесняют другие. Влияние растений друг на друга может быть прямое и косвенное. Прямое воздействие организмов друг на друга наблюдается в борьбе за пищу и местообитание (явления симбиоза и паразитизма, затенение одних растений другими). Косвенно растения воздействуют с помощью физиологически активных веществ, например, ингибиторов, фитонцидов, антибиотиков, эфирных масел, которые подавляют рост, убивают микроорганизмы и др.
Антропогенный фактор — это разноплановое воздействие человека на развитие и распространение растений, на растительный покров, а также на прочие экологические факторы. Творческая роль человека в изменении природы огромна и, по существу, не ограничена. Выведение и распространение новых видов, форм и сортов, создание полезащитных и лесных насаждений, прудов и водоемов, осушительные и оросительные работы, распахивание земель, внесение удобрений, применение гербицидов и другие мероприятия помогают человеку существенно изменять растительность в том или ином районе, обеспечивают новые условия для произрастания более ценных культур. Нередко человек бессознательно распространяет семена растений на огромные расстояния с грузами на пароходах и по железным дорогам. Так были завезены в Америку из Европы подорожник, коровяк, чертополох, лопушник, а из Америки в Европу — ромашка пахучая, некоторые виды щирицы, амброзии и др. Среди сорных растений выделяется специальная группа так называемых рудеральных сорных растений, которые всегда сопутствуют человеку и растут, как правило, у заборов, на строительном мусоре (крапива двудомная, дурман вонючий, белена). В процессе интродукции, т. е. переноса растений из одних районов в другие, где они раньше не росли, человек искусственно изменяет флору и ландшафт. Велико влияние человека на распространение полезных растений, целенаправленное введение в культуру декоративных, лекарственных, медоносных, каучуконосных и др. растений. В процессе своей деятельности человек создал огромное количество сортов самых разнообразных видов растений, которые благодаря своим приспособительным свойствам внедряются в новых районах. Например, арбуз, пришелец из Африки, широко распространился в южных районах Европы. При наличии новых сортов значительно севернее продвинулись посевы пшеницы, овощных культур, посадки яблони, груши, сливы и др. Перспективным направлением получения новых видов и сортов является генная инженерия.
Источник
ГЛАВА 9 ВОЗДУХ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР
Газы — важнейшие прямодействующие условия жизни растений. Состав основных компонентов атмосферного воздуха почти постоянен: в сухом состоянии он содержит N2 — 78,1 %, 02 — 21 %, С02 — 0,032 %, Аг — 0,9 % и др.
В воздухе всегда имеется непостоянное количество примесей: пыль, микроорганизмы, споры, пыльца, мелкие семена, газообразные выделения организмов, отходы производств и т. п. Кроме того, в воздухе всегда есть водяной пар, иногда в значительном количестве. Такой состав воздуха во многом определяет возможность на Земле жизни. Биосфера коренным образом трансформировала атмосферу: она почти в тысячу раз уменьшила содержание в ней С02 (с 35 %) и в двести раз увеличила количество 02 (с 0,1 %) (К. С. Лосев, 1985), что изменило окислительно-восстановительные свойства и теплопроводность атмосферы. Суша покрылась растительностью и стала более аккумулятивной в отношении тепла и влаги. Потребляя и выделяя газообразные вещества, изменяя свойства земной поверхности, растения и сейчас оказывают большое влияние на атмосферу.
Кислород, диоксид углерода, водяные пары и ряд примесей воздуха существенно влияют на жизнь растений. Так, кислород необходим для дыхания, а диоксид углерода — для углеродного питания. Воздух воздействует на наземные растения и как физическая среда, их окружающая. Менее плотный, чем вода, он вызвал необходимость формирования у наземных растений механических тканей, поддерживающих над землей их тела. Атмосфера задерживает губительное ультрафиолетовое излучение, сглаживает колебания температуры, меняет распределение тепла и света. Существенное экологическое значение для растений имеет и движение воздуха. Горизонтальное перемещение воздушных масс оказывает механическое и иссушающее влияние, служит важным агентом распространения диаспор. Вертикальные конвекционные потоки способствуют переносу пыльцы и легких семян, а также во многом определяют тепловой режим территорий (перемешивание, стекание холодных масс в депрессии и т.д.).
Источник