republikāniskajam jauno ekologu salidojumam konkursā “Jaunais botāniķis”.

Augu ekoloģisko grupu raksturojums

saistībā ar abiotiskajiem vides faktoriem

Mikrotermi - augi, kas aug platībās ar gada vidējo temperatūru no 0° līdz + 14°

Mezotermas - augi, kas dzīvo platuma grādos ar vidējo gada temperatūru +15° - 20° (Vidusjūra)

Megatermas - augi, kas aug platībās, kur gada vidējā temperatūra ir vismaz +20° (mitrā tropi).

Kriofīti – aukstu, sausu biotopu augi. Veido tundras un Alpu pļavu veģetācijas seguma pamatu

Augu grupas pēc fotoperiodiskās reakcijas veida

Fotoperiodisms- organismu reakcija uz starojuma enerģijas ikdienas ritmu, t.i., uz diennakts gaišā un tumšā perioda attiecību.

Fotoperiodisms augos– spēja pāriet no veģetatīvo augu orgānu attīstības un augšanas uz reproduktīvo orgānu veidošanos, uz ziedēšanu fotoperiodu ietekmē.

Pamatojoties uz augu ziedēšanas fotoperiodisko reakciju raksturu, tos iedala: neitrāls, tiem, kuriem nav fotoperiodiskas jutības un kas zied gandrīz vienlaikus jebkurā dienas garumā (faba pupiņas, griķi); īsa diena, kuru attīstība palēninās, ja dienas garums ir lielāks par 10–12 stundām (prosa, kukurūza, perilla u.c.); gara diena, kuras attīstība ir visintensīvākā 24 stundu apgaismojumā un palēninās, kad diena tiek saīsināta (kvieši, salāti, sinepes u.c.). Augu piederība vienai vai otrai grupai ir atkarīga no to ģeogrāfiskās izcelsmes un izplatības: īsdienu augi aug tropu un subtropu reģionos, garās dienas augi - galvenokārt mērenajos un ziemeļu platuma grādos.

Augu grupas pēc sēklu izkliedēšanas metodes

Anemohorija- augļu, sēklu, sporu un citu augu pirmatnīšu izplatība ar gaisa straumēm, ko veicina sēklu mazais izmērs un vieglais svars, kā arī matiņi uz sēklām un augļiem (vītols, papele), spārnotie izaugumi (goba, osis, kļava ), markīzes (spalvu zāle) un citas ierīces.

Zoochoria- augļu un sēklu izplatīšana starp dzīvniekiem. Atšķirt epizoohorija - augļu vai sēklu pārnešana uz ārējā apvalka, endozoohorija - dzīvnieku pārnešana gremošanas traktā, sinzoohorija - izplatīšana augļu vai sēklu ieguves laikā, ko veic dzīvnieki izmantošanai nākotnē. Saskaņā ar to augus iedala epi-, endo- un sinzoohoros. Epizoohoros augļiem vai sēklām ir āķi (āķi, muguriņas), gļotas vai lipīgas vielas (piemēram, aukla, velcro, ceļmallapa, āmuļi). Endzoohoros sulīgus augļus vai sēklas ar gaļīgiem izaugumiem dzīvnieki ēd, un, izejot cauri gremošanas traktam, tie ne tikai netiek bojāti, bet dažreiz arī iegūst labāku dīgtspēju (piemēram, ķirsis, sausserdis, granātābols, euonymus). Sinzoochores ietver, piemēram, lazdu riekstus, priežu riekstus un labības graudus.

Myrmecochory– augļu un sēklu izplatīšana ar skudru palīdzību.

Antropohorija– augļu un sēklu izplatīšana, ko veic cilvēki.

Materiāli no kolekcijas “Botāniskās ekskursijas”

[. Botāniskās ekskursijas: metodiskais ceļvedis - Siktivkara: 2009. - 60 lpp.]

1. Flora un veģetācija

Flora - tas ir visu veidu augu komplekts, kas aug noteiktā apgabalā. Jebkura izmēra teritorijas flora veidojas vairāku vēsturisku, ģeoloģisku un vides faktoru ietekmē.

Pēc sugu savākšanas un noteikšanas tiek sastādīts vispārējs to saraksts ( floristikas saraksts, vai floras kopsavilkums). Ziedu notis norāda nodaļu, klasi, ģimeni un sugu. Aiz nosaukuma ir cita informācija par sugu: sastopamība (var pieņemt vienkāršotu mērogu: parasti, bieži, reti) un fitocenotiskā atrašanās vieta (piemēram, ķērpju priežu meži, sfagnu purvi, ceļmalas utt.). Ja nepieciešams detalizētāks floristikas pētījums, var sniegt arī citu informāciju: dzīvības forma, ģeogrāfiskā uzbūve, sugu saistība ar vides faktoriem, saimnieciskā izmantošana (pārtika, barība, zāles u.c.) u.c.

Augu sugas neaug izolēti viena no otras, bet gan kopā, veidojot vairāk vai mazāk slēgtas grupas. Tajā pašā laikā augu sugas visā teritorijā tiek izplatītas nevis vienmērīgi vai nejauši, bet gan atbilstoši to vides vajadzībām. Rezultātā katrā konkrētajā biotopā veidojas kopā augošu augu grupa, kurai raksturīgs noteikts sugu sastāvs un struktūra. Šo augu grupu sauc augu kopiena, vai fitocenoze.

Tiek saukts jebkuras teritorijas augu sabiedrību pilns komplekts veģetācija.

Fitocenozes var klasificēt, tas ir, apvienot taksonomiskās kategorijās atkarībā no jebkādu pazīmju līdzības. Tiek ņemta vērā zemākā klasifikācijas vienība asociācija, kas apvieno fitocenozes, kas līdzīgas sugu sastāvam, struktūrai un biotopu apstākļiem. Piemēram, visas līdzīgās egļu meža fitocenozes ar brūkleņu un mezofītisku sūnu zemsegu tiek apvienotas vienā asociācijā - brūkleņu-zaļo sūnu egļu mežā.

Veidošanās apvieno asociācijas, kurās galvenajā līmenī dominē viena un tā pati augu suga. Piemēram, visas asociācijas ar parastās priedes dominanci veido priežu veidojumu, bet egles dominēšana - egļu veidojumu. Veidojumi apvienojas veģetācijas veidi atbilstoši galvenajā līmenī dominējošās sugas piederībai vienai un tai pašai dzīvības formai. Ir tādi veģetācijas veidi kā: meži, pļavas, purvi utt.

1. Ekskursijas mežā

1.1. Meža vispārīgās īpašības

Mežs ir kompleksa augu kopiena (fitocenoze), kurā dominējošā dzīvības forma ir kokaugi, zem kuru lapotnes aug krūmi, krūmāji, lakstaugi, sūnas un ķērpji. Jebkurā mežā vienmēr ir augi, kas veido tā pamatu. Šādus augus sauc par mežu veidojošiem, dominējošiem. Atkarībā no mežu veidojošās kokaugu sugas mežs saņem atbilstošu nosaukumu: egle, priede (bors), bērzs, jauktais u.c.

Mežā ir viegli redzēt, kā koka atrašanās vieta ietekmē tā formu un izskatu. Pievērsīsim uzmanību mežā augošu koku izskatam, kas būtiski atšķiras no atklātās platībās augošu koku izskata. Pēdējā vainags (zaru komplekts) ir jaudīgāks - daudz platāks un nolaižas zemu.

Zem meža lapotnes sastopams salīdzinoši ierobežots skaits ēnu izturīgu sugu, kurām pielāgošanās eksistencei vājā apgaismojumā ir visizteiktākā: meža skābenes, divlapu miringa, Eiropas septiņlapu zāle, melnā vārna, vārna acs, Eiropas nagazāles, papardes un daži citi. Būtiskākie pielāgojumi ir salīdzinoši lielā lapotnes virsma, kas palīdz uztvert gaismas starus, un lapu lāpstiņu vaļīgums, kas ļauj tajās iekļūt pat vājai gaismai. Lai gan ir pielāgojumi gaismas savākšanai, ēnā augošajiem augiem nav pielāgojumu ūdens iztvaikošanas samazināšanai (uz ādas izveidojusies kutikula, kas izraisa lapu stingrību; matiņi; vaskains pārklājums u.c., kas raksturīgs kserofiliem augiem , t.i. augi sausās vietās un biotops). Tas ir saistīts ar faktu, ka augšējā līmeņa augi aizsargā apakšējos līmeņos esošos augus no pārmērīgas iztvaikošanas.

Gaismīlīgo sugu mežā, ja augsne ir laba, zālaugu sega var sasniegt ievērojamu attīstību (projekcijas segums līdz 90%) ar visdažādākajām sugām. Tas ir spēcīgs jauno koku dzinumu konkurents.

Mežam ir tieša ietekme uz augsnes veidošanos. Katru gadu koki nomet lapas, kas veido meža zemi; mikroorganismu ietekmē sadalās un pārvēršas humusā.

Jums vajadzētu pievērst uzmanību citām meža augsnes īpašībām. Tādējādi pavasarī, vasarā un rudenī tās augšējā horizontā ir vairāk mitruma nekā attiecīgajā horizontā laukā. Ziemā ievērojamā sniega segas dziļuma un irdenuma dēļ mežā zeme nesasalst vispār vai nesasalst tik dziļi kā vietās bez kokiem. Nesalusi meža augsne ziemas atkušņos, kā arī pavasarī viegli uzsūc un novada zemē kušanas ūdeni. Tādējādi mežs ekonomiskāk izmanto ziemas nokrišņus, kas ir viena no tā būtiskām iezīmēm.

Zem nobrieduša meža lapotnes veidojas pamežs, tas ir, jaunā koku paaudze, kas rodas pašsējot. Iztīrīta meža vietā vai nu veģetatīvi, vai no sēklām parādās jauni koki. Pirmā atjaunošanas metode dominē lielākajā daļā lapu koku sugu; Biežāk tie veido dzinumus no celmiem, retāk - dzinumus no saknēm. Priede un egle tiek atjaunotas tikai no sēklām.

Mežā var novērot dabisko meža retināšanas (pašretināšanas) procesu koku konkurences rezultātā par gaismu, barības vielām un reizēm arī ūdeni. Dažādiem kokiem ir atšķirīga dzīvotspēja un izdzīvošanas rādītāji. Tā rezultātā daži koki sāk pakāpeniski atpalikt no citiem un beidzot izžūt. Rezultātā var izdalīt kokus, kuru vainagi paceļas virs vispārējā meža lapotnes (1. klases koki pēc Kraft piedāvātās klasifikācijas); koki, kuru vainagi, būdami slēgti, veido galveno meža lapotni (II šķiras koki); koki, kas iekļauti vispārējā lapotnē, bet augumā mazāki un ar mazāk attīstītu vainagu (III klases koki), un, visbeidzot, koki, kuriem augšana ir nepārprotami panīkusi. Savukārt pēdējos var iedalīt divās grupās: koki ar stipri saspiestu galotni, kas atrodas daļēji vispārējā lapotnē, daļēji zem tās (IV šķiras koki), un koki, kuru vainagi atrodas pilnībā zem vispārējās lapotnes, jau izžūst vai pilnībā izžuvuši (V klases koki).

1. hidatofīti- Tie ir ūdensaugi, kas pilnībā vai gandrīz pilnībā iegremdēti ūdenī. To vidū ir ziedaugi, kas jau otro reizi pārgājuši uz ūdens dzīvesveidu. Piemēram, lielākā daļa dīķzāles ir parastas, plaši izplatītas sugas (caurlapu dīķīte, ķemmētā dīķzāle, peldošā dīķzāle, kalnu dīķzāle, zemā dīķzāle u.c.); Ir divu veidu ūdensrozes – ūdensrozes un dzeltenās ūdensrozes. Ir arī peldošās kliņģerītes un peldošās bultu uzgaļi, taču Sahalīnas ūdeņos tās sastopamas ļoti reti.

Izvelkot no ūdens, šie augi ātri izžūst un iet bojā. Viņiem ir samazināts stomas un nav kutikulas, šādos augos nenotiek transpirācija, un ūdens tiek atbrīvots caur īpašām šūnām - hidatodiem.

Hidatofītu lapu lāpstiņas parasti ir plānas, bez mezofila diferenciācijas, un bieži vien ir sadalītas, kas veicina pilnīgāku ūdenī novājinātas saules gaismas izmantošanu un CO2 absorbciju. Lapu mainīgums bieži izpaužas - daudzām sugām ir peldošas lapas ar vieglu struktūru, tajās nav labi attīstīta aerenhīma;

Ziedošo hidatofītu sakņu sistēma ir ievērojami samazinājusies, dažkārt tās pilnīgi nav vai ir zaudējusi savas galvenās funkcijas (pīlēdēm). Ūdens un minerālsāļu uzsūkšanās notiek pa visu ķermeņa virsmu. Ziedošie dzinumi parasti nes ziedus virs ūdens (ūdeņos apputeksnēšana notiek retāk), un pēc apputeksnēšanas dzinumi var atkal iegremdēties, un augļu nogatavošanās notiek zem ūdens (dīķzāle).

• 2. hidrofīti- tie ir sauszemes-ūdens augi, daļēji iegremdēti ūdenī, aug gar rezervuāru krastiem, seklos ūdeņos un purvos. Tie ir sastopami apgabalos ar ļoti dažādiem klimatiskajiem apstākļiem. Tajos ietilpst kliņģerīte, baltgalve, lisichiton un svina zaļā grīšļa (reta suga). Viņiem ir labāk attīstīti vadošie un mehāniskie audi nekā hidatofītiem. Aerenhima ir labi attīstīta. Sausos reģionos ar spēcīgu insolāciju to lapām ir viegla struktūra. Hidrofītiem ir epiderma ar stomām, transpirācijas ātrums ir ļoti augsts, un tie var augt tikai ar pastāvīgu intensīvu ūdens uzsūkšanos.
• 3. higrofīti - sauszemes augi, kas dzīvo augsta gaisa mitruma apstākļos un bieži vien mitrās augsnēs. Starp higrofītiem izšķir ēnu un gaismu. Ēnu higrofīti- tie ir mitro mežu zemāko līmeņu augi (impatiens, dadzis). Lielā gaisa mitruma dēļ tiem var būt apgrūtināta transpirācija, tāpēc ūdens vielmaiņas uzlabošanai uz lapām veidojas hidatodi jeb ūdens stomatas, kas izdala pilienu-šķidru ūdeni. Lapas bieži ir plānas, ar ēnu struktūru, ar vāji attīstītu kutikulu, un tajās ir daudz brīva un slikti piesaistīta ūdens. Ūdens saturs audos sasniedz 80% vai vairāk. Ja iestājas pat īslaicīgs un viegls sausums, audos veidojas negatīvs ūdens bilance, augi nokalst un var aiziet bojā. UZ vieglie higrofīti To vidū ir atklātu biotopu sugas, kas aug pastāvīgi mitrās augsnēs un mitrā gaisā (Kamčatkas vībotne, ložņājošā vībotne, pulksteņzāle, sīkziedu sienāzis, trīspļautais gultnis, parastā baltā spārna, purva kosa).

Pārejas grupas - mezohigrofīti un higromezofīti.

Mezofīti var paciest īsu un ne pārāk lielu sausumu. Tie ir augi, kas aug ar vidēju mitrumu, vidēji siltiem apstākļiem un diezgan labu minerālvielu piegādi. Mezofīti ir tropu mežu augšējo slāņu mūžzaļie koki, savannu lapu koki, mitru mūžzaļo subtropu mežu koku sugas, vasarzaļās lapkoku sugas mērenajos mežos, pameža krūmi, ozolu zālaugu zālaugu augi, sausu un ne pārāk sausu augstienes augi. pļavas, tuksneša īslaicīgie augi un efemeroīdi, daudzas nezāles un lielākā daļa kultivēto augu.

Pēc spējas regulēt ūdens vielmaiņu daži ir tuvi higrofītiem (mezohigrofītiem), citi - sausumizturīgām formām (mezokserofītiem). ūdens mitruma sakņu augs

4. kserofīti Tie aug vietās ar nepietiekamu mitrumu, un tiem ir pielāgojumi, kas ļauj iegūt ūdeni, kad tā trūkst, ierobežot ūdens iztvaikošanu vai uzglabāt to sausuma laikā. Kserofīti spēj labāk regulēt ūdens vielmaiņu nekā visi citi augi, un tāpēc tie paliek aktīvi ilgstoša sausuma laikā. Tie ir tuksnešu, stepju, cietlapu mūžzaļo mežu un krūmu augi, smilšu kāpas.

Kserofīti ir sadalīti divos galvenajos veidos: sukulenti un sklerofīti.

Sukulenti- sulīgi augi ar augsti attīstītu ūdeni uzkrājošu parenhīmu dažādos orgānos. Stumbra sukulenti - kaktusi, staples, kaktusveidīgās eiforbijas; lapu sukulenti - alveja, agave, jaunieši, sedum; sakņu sukulenti - aspagarus. Centrālamerikas un Dienvidāfrikas tuksnešos sukulenti var definēt ainavu.

Lapām un, ja tās ir samazinātas, sukulentu kātiem, ir bieza kutikula, bieži biezs vaskveida pārklājums vai blīvs pubescence. Stomati ir iegremdēti un atveras spraugā, kur tiek aizturēti ūdens tvaiki.

Sklerofīti- augi pēc izskata ir sausi, bieži ar šaurām un mazām lapām, dažreiz sarullētas caurulītē. Lapas var izgriezt, pārklātas ar matiņiem un vaska pārklājumu. Sklenhīma ir labi attīstīta, tāpēc augi vīstot bez kaitīgām sekām var zaudēt līdz pat 25% mitruma. Saistītais ūdens dominē šūnās. Sakņu sūkšanas jauda ir līdz pat vairākiem desmitiem atmosfēru, kas ļauj veiksmīgi izvilkt ūdeni no augsnes. Sklerofītus var iedalīt divās grupās: eikserofīti un stipakserofīti.

UZ eiserofīti ietver daudzus stepju augus ar rozeti un daļēji rozeti, ļoti pubescējošus dzinumus, apakškrūmus, dažus graudaugus, aukstās vērmeles, ēdelveisa ēdelveisus. Šie augi veido vislielāko biomasu augšanas sezonai labvēlīgā periodā, un karstumā to vielmaiņas procesu līmenis ir ļoti zems.

Stipakserofīti- šaurlapu velēna zālāju grupa (spalvzāle, tievkājainā zāle, auzene). Raksturojas ar zemu transpirāciju sausos periodos un var paciest īpaši smagu audu dehidratāciju, lapas tiek velmētas caurulītē un iekšpusē ir mitra kamera. Transpirācija notiek caur stomatiem, kas ir iestrādāti šajā kamerā, kas samazina mitruma zudumu.

Bez iepriekš minētajām ekoloģiskajām augu grupām izšķir arī virkni jauktu vai starpveidu.

Dažādi ūdens apmaiņas regulēšanas veidi ļāva augiem apdzīvot zemes platības ar dažādiem ekoloģiskajiem apstākļiem. Tādējādi adaptāciju daudzveidība ir pamatā augu izplatībai pa zemes virsmu, kur mitruma trūkums ir viena no galvenajām ekoloģiskās adaptācijas problēmām.

Jebkura biotopa gaismas režīmu nosaka tiešās un izkliedētās gaismas intensitāte, gaismas daudzums (gada kopējais starojums), tā spektrālais sastāvs, kā arī albedo - virsmas, uz kuras krīt gaisma, atstarošanas spēja.

Uzskaitītie gaismas režīma elementi ir ļoti mainīgi un atkarīgi no ģeogrāfiskās atrašanās vietas, augstuma virs jūras līmeņa, reljefa, atmosfēras stāvokļa, zemes virsmas rakstura, veģetācijas, diennakts laika, gada sezonas, saules aktivitātes un globālās izmaiņas atmosfērā.

Augi piedzīvo dažādas morfoloģiskas un fizioloģiskas adaptācijas savas dzīvotnes gaismas režīmam.

Saskaņā ar prasībām attiecībā uz apgaismojuma apstākļiem augus ir ierasts iedalīt šādās ekoloģiskajās grupās:

1) fotofils(gaisma), vai heliofīti, – atklātu, pastāvīgi labi apgaismotu biotopu augi;

2) ēnu mīlošs(ēna), vai sciofīti, – ēnainu mežu, alu un dziļjūras augu zemāko līmeņu augi; tie nepieļauj spēcīgu gaismu no tiešiem saules stariem;

3) izturīgs pret ēnu, vai fakultatīvie heliofīti, - var paciest lielāku vai mazāku ēnu, bet labi aug gaismā; Mainīgo apgaismojuma apstākļu ietekmē tie pielāgojas vieglāk nekā citi augi.

Var atzīmēt dažas vispārīgas adaptācijas pazīmes, kas raksturīgas katras ekoloģiskās grupas augiem.

Heliofītu un sciofītu gaismas adaptācijas. Heliofīti bieži ir dzinumi ar saīsinātiem starpmezgliem, ļoti sazaroti, bieži rozetes formas. Heliofītu lapas parasti ir mazas vai ar sadalītu lapu plāksni, ar biezu epidermas šūnu ārējo sienu, bieži ar vaskainu pārklājumu vai blīvu pubescenci, ar lielu stomatītu skaitu laukuma vienībā, bieži iegremdētas, ar blīvu šūnu tīklu. vēnas, ar labi attīstītiem mehāniskiem audiem. Vairākiem augiem ir fotometriskas lapas, tas ir, tie ir pagriezti ar malām pret pusdienas stariem vai var mainīt savu daļu stāvokli atkarībā no Saules augstuma. Tādējādi stepju augā Sophora nepāra spārnu lapas lapas tiek paceltas un salocītas karstā dienā krievu rudzupuķei, tāpat uzvedas arī spārnās lapas segmenti.

Heliofītu optiskais aparāts ir labāk attīstīts nekā sciofītu, tam ir lielāka fotoaktīvā virsma un tas ir pielāgots pilnīgākai gaismas absorbcijai. Parasti to lapas ir biezākas, epidermas un mezofila šūnas ir mazākas, palisādes parenhīma ir divslāņu vai daudzslāņu (dažos Rietumāfrikas savannas augos ir līdz 10 slāņiem), bieži veidojas zem augšējās un apakšējās epidermas. Mazie hloroplasti ar labi attīstītu granulu struktūru lielā skaitā (līdz 200 vai vairāk) atrodas gar gareniskajām sienām.

Heliofītu lapās uz sausnas masas ir mazāk hlorofila, bet tajās ir vairāk I pigmentu sistēmas pigmentu un hlorofila P 700. Hlorofila attiecība A hlorofilam b ir aptuveni 5: 1. Līdz ar to heliofītu augstā fotosintēzes spēja. Kompensācijas punkts atrodas lielāka apgaismojuma zonā. Fotosintēzes ātrums sasniedz maksimumu pilnā saules gaismā. Īpašā augu grupā - heliofītos, kuros CO 2 fiksācija notiek caur C4-dikarbonskābēm, fotosintēzes gaismas piesātinājums netiek sasniegts pat visspēcīgākajā apgaismojumā. Tie ir augi no sausiem reģioniem (tuksnešiem, savannām). Īpaši daudz C4 augu ir Poa, grīšļu, Aizaceae, Purslanaceae, Amaranthaceae, Chenopodiaceae, Cloveaceae un Euphorbiaceae dzimtās. Tie spēj sekundāri fiksēt un pārstrādāt CO 2, kas izdalās gaismas elpošanas laikā, un var fotosintēzēt augstā temperatūrā un ar slēgtiem stomātiem, ko bieži novēro diennakts karstākajās stundās.

Parasti C4 augi, īpaši cukurniedres un kukurūza, ir ļoti produktīvi.

Sciofīti - tie ir augi, kas pastāvīgi atrodas spēcīgas ēnojuma apstākļos. Pie 0,1–0,2% apgaismojuma var augt tikai sūnas un selyaginella. Sūnas apmierina 0,25–0,5% no kopējās dienas gaismas, un ziedoši augi parasti ir sastopami vietās, kur apgaismojums mākoņainās dienās sasniedz vismaz 0,5–1% (begonijas, impatiens, ingveru, rupjšūnu un komelīnu dzimtas augi).

Ziemeļu platlapju un tumšo skujkoku mežos slēgtas koku audzes lapotne spēj pārraidīt tikai 1–2% PAR, mainot savu spektrālo sastāvu. Zilie un sarkanie stari tiek absorbēti visspēcīgāk, un salīdzinoši vairāk tiek pārraidīti dzeltenzaļie, tālu sarkanie un infrasarkanie stari. Zems apgaismojums ir apvienots ar augstu gaisa mitrumu un augstu CO 2 saturu, īpaši augsnes virsmas tuvumā. Šo mežu sciofīti ir zaļās sūnas, sūnas, parastās koksnes skābenes, ziemcietes, bifolia u.c.

Sciofītu lapas ir izvietotas horizontāli, un lapu mozaīka bieži ir labi izteikta. Lapas ir tumši zaļas, lielākas un plānākas. Epidermas šūnas ir lielākas, bet tām ir plānākas ārējās sienas un plāna kutikula, un tās bieži satur hloroplastus. Mezofila šūnas ir lielākas, palisādes parenhīma ir vienslāņaina vai ar netipisku struktūru un sastāv nevis no cilindriskām, bet gan no trapecveida šūnām. Vēnu laukums ir uz pusi mazāks nekā heliofītu lapām, un stomatu skaits uz laukuma vienību ir mazāks. Hloroplasti ir lieli, bet to skaits šūnās ir mazs.

Sciofītos ir mazāk hlorofila P 700, salīdzinot ar heliofītiem. Hlorofila attiecība A hlorofilam b ir aptuveni 3: 2. Tādi fizioloģiskie procesi kā transpirācija un elpošana notiek ar mazāku intensitāti. Fotosintēzes intensitāte, ātri sasniedzot maksimumu, pārstāj palielināties, palielinoties apgaismojumam, un ļoti spilgtā gaismā tā var pat samazināties.

Lapu koku ēnu izturīgās koku sugās un krūmos (kātiņains ozols, sirdsliepa, parastais ceriņš u.c.) lapas, kas atrodas gar vainaga perifēriju, pēc struktūras ir līdzīgas heliofītu lapu struktūrai un tiek sauktas par gaišajām lapām, un vainaga dziļums - ēnas lapas ar ēnu struktūru, kas līdzīga sciofītu lapu struktūrai.

fakultatīvie heliofīti,vai ēnā izturīgi augi , atkarībā no ēnas tolerances pakāpes tiem piemīt adaptīvas īpašības, kas tos tuvina heliofītiem un sciofītiem. Šajā grupā ietilpst daži pļavu augi, meža zāles un krūmi, kas aug ēnainās meža vietās un meža izcirtumos, malās un izcirtumos. Spilgtās vietās tie bieži kļūst stiprāki, bet optimālā PAR izmantošana nenotiek pilnā saules gaismā.

Kokos un krūmos lapas ēnu jeb gaismas struktūru bieži nosaka iepriekšējā gada apgaismojuma apstākļi, kad pumpuri tiek likti: ja pumpuri tiek likti gaismā, tad veidojas gaismas struktūra un otrādi. .

Ja vienā un tajā pašā biotopā regulāri mainās gaismas režīms, augi dažādos gadalaikos var izpausties vai nu kā gaismu mīloši, vai ēnu izturīgi.

Pavasarī ozolu mežos zem meža lapotnes iekļūst 50–60% saules starojuma. Parastā koka rozešu dzinumu lapām ir viegla struktūra un raksturīga augsta fotosintēzes intensitāte. Šajā laikā tie veido lielāko daļu no ikgadējās produkcijas organiskajām vielām. Vasaras paaudzes lapām, kas parādās, attīstoties koku lapotnei, zem kuras iekļūst vidēji 3,5% saules starojuma, ir raksturīga ēnu struktūra, un to fotosintēzes intensitāte ir daudz mazāka, 10–20 reizes. Arī spalvainajai grīšļai, kas pavasarī ir gaiša un vasarā ir izturīga pret ēnu, ir līdzīga dualitāte attiecībā pret gaismu. Acīmredzot tas raksturīgs arī citiem ozolu meža platzāles augiem.

Attieksme pret gaismas režīmu mainās augos un ontoģenēzes laikā. Daudzu pļavu sugu un koku sugu stādi un mazuļi ir ēnā izturīgāki nekā pieaugušie augi.

Dažkārt augu prasības pēc gaismas apstākļiem mainās, kad tie nonāk dažādos klimatiskajos un edafiskos apstākļos. Tādējādi parastie skujkoku mežu ēnā izturīgie augi - mellenes, Eiropas sēklis un daži citi - tundrā iegūst heliofītu īpašības.

Visizplatītākā augu pielāgošana, lai maksimāli izmantotu PAR, ir lapu telpiskā orientācija. Kad lapas ir novietotas vertikāli, kā, piemēram, daudzām zālēm un grīšļiem, saules gaisma pilnīgāk uzsūcas rīta un vakara stundās - kad saule atrodas zemāk. Kad lapas ir orientētas horizontāli, pusdienas saules stari tiek izmantoti pilnīgāk. Ar izkliedētu lapu izvietojumu dažādās plaknēs saules starojums vispilnīgāk tiek izmantots dienas laikā. Parasti šajā gadījumā dzinuma apakšējā līmeņa lapas ir novirzītas horizontāli, vidējās ir vērstas slīpi uz augšu, bet augšējās atrodas gandrīz vertikāli.

Tiek uzskatīts, ka kukurūza ir viena no produktīvākajām lauksaimniecības kultūrām, jo ​​tai līdzās augstajai fotosintēzes efektivitātei ir izkliedēts lapu izvietojums, kurā PAR tiek absorbēts pilnīgāk.

Ziemeļos, kur saules augstums ir mazāks, ir vairāk augu ar vertikālām lapām, bet dienvidos - ar horizontālām lapām. Lai iegūtu lielāku biomasu, labvēlīgi ir arī kultūras un stādījumi, kas apvieno augus ar dažādu lapu telpisko orientāciju, un augšējā līmenī labāk ir augi ar vertikālām lapām, kas pilnīgāk izmanto gaismu, kad saule ir zema un netraucē. ar pusdienas staru pāreju uz tiem, kas atrodas apakšējā līmeņa lapās ar horizontālu orientāciju.

Dzīvie organismi mijiedarbojas ar savu vidi. Lai izturētu nelabvēlīgus apstākļus un izmantotu tos ar maksimālu labumu, tie attīsta noteiktas morfoloģiskas, anatomiskas, fizioloģiskas un reproduktīvas funkcijas. Sugu kopumu ar līdzīgām īpašībām un vides prasībām jebkuram faktoram sauc par ekoloģisko grupu. Ekoloģiskās augu grupas izšķir attiecībā pret gaismu, ūdeni un augsni.

Kas ir organismu adaptācija

Jebkuru organisma vai tā daļas pazīmi, kas ļauj tam eksistēt savos dzīves apstākļos, sauc par adaptāciju. Katrs indivīds attīstās noteiktā adaptācijā, kā arī kopienā. Dzīves cikla pabeigšana ir vairāku pielāgojumu rezultāts, kas ir svarīgi izdzīvošanai.

Augu klasifikācija saistībā ar augsni

Adaptācijas mehānismi ietver tādas funkcijas kā dzīvībai svarīgu veģetatīvo audu iznīcināšanas novēršana un reproduktīvo orgānu ražošanas un efektīvas izplatīšanas veicināšana. Augu un dzīvnieku ekoloģiskās grupas iedala hidrobiontos (spēj peldēt vai dzīvot ūdenī), sauszemes un augsnes organismos.

Dāņu zinātnieks, botāniķis un mikrobiologs Johanness Eugenius Warming 1895. gadā pirmo reizi noteica kontrolējošo vai ierobežojošo faktoru ietekmi uz floru. Viņš identificēja vairākas ekoloģiskās augu grupas saistībā ar ūdeni un pamatojoties uz substrāta īpašībām, kurā tie aug.

Sistematizētu augu, kuru pamatā ir dabīgais substrāts (augsne), sasilšana šādās grupās:

• skābo augšņu augi (oksilofīti);
• sāļu augsņu augi (halofīti);
• aug uz smiltīm (psamofīti);
• aug uz iežu virsmas (litofīti);
• aug klinšu spraugās (chasmophytes).

Epifīti nav iekļauti iepriekš minētajā sistematizācijā, jo tiem nav pastāvīgas saiknes ar zemi.

Augu klasifikācija attiecībā uz mitrumu

Otrā Johannesa Warminga klasifikācija, kas izveidota 1909. gadā, ir balstīta uz ekoloģiskās augu grupas attiecībām ar ūdeni.

Organismus pēc mitruma un augsnes nepieciešamības iedala šādi:

1. Hidrofīti - aug ūdens tuvumā.
2. Kserofīti - pielāgoti izdzīvošanai zema mitruma apstākļos to dzīvotnēs.
3. Mezofīti ir tie, kas aug vidē, kas nav ne ļoti sausa, ne ļoti mitra.

Kādas augu ekoloģiskās grupas izšķir sausumu izturīgos organismus? Kserofīlos indivīdus tālāk klasificē, pamatojoties uz to dzīvotnēm:

• oksilofīti (aug skābās augsnēs);
• halofīti (sāļās augsnēs);
• litofīti (uz akmeņiem);
• psammofīti (uz smiltīm un grants);
• cherofīti (brīvās partijās);
• eremofīti (stepēs);
• psihofīti (uz aukstām augsnēm);
• psilofīti (savannā);
• sklerofīti (koki un krūmi).

Hidrofītu pazīmes

Hidrofīti (no grieķu Hudor — ūdens un Phyton — augi) ir ekoloģiska augu grupa, kas aug mitrās vietās vai ūdenī. Šādu īpatņu stublāji un lapas var būt daļēji vai pilnībā iegremdēti ūdenī. Ūdens organismu piemēri: pūslītis, vallisneria, lotoss, ūdens hiacinte, pīle.

Adaptācijas ūdens vidē īpatnība ir tāda, ka šīs vides apstākļi regulāri mainās. Augiem ir jāattīstās ar minimālu barības vielu daudzumu izšķīdinātā stāvoklī. Palielinoties rezervuāru dziļumam, gaismas un skābekļa kļūst arvien mazāk. Ūdens veģetācijas zonēšana ar pieaugošu dziļumu ir ierīce gaismas enerģijas maksimālai izmantošanai.

Ūdens vidē notiek pastāvīga kustība, sākot no nelielas vertikālas cirkulācijas līdz spēcīgām straumēm. Tā kā mitrums veido lielāko daļu augu un dzīvnieku ķermeņa (no 70 līdz 90% ūdens protoplazmā), tas tieši ietekmē visus dzīvības procesus. Hidrofītiem fotosintēzes ātrums un apjoms, elpošana, barības vielu uzsūkšanās, augšana un citi vielmaiņas procesi ir atkarīgi no pieejamā ūdens daudzuma. Zems relatīvais gaisa mitrums palielina mitruma zudumus transpirācijas dēļ un ietekmē organismu augšanu. Un otrādi, indivīdiem reģionos ar augstu mitruma līmeni novērojama transpirācijas samazināšanās.

Dažas augstāko augu ūdens grupas, iespējams, cēlušās no mezofītiem. Evolūcijas laikā fizioloģijas, morfoloģijas un uzvedības izmaiņas, kas saistītas ar ūdens dzīvesveidu, ietekmēja to, ka mezofītiskie indivīdi pielāgojās dzīvei mitrā vidē.

Kserofītu iezīmes

Kserofīti ir ekoloģiska augu grupa, kas aug sausos biotopos.

Sausumam izturīgas zonas var būt šāda veida:

1. Fiziski sauss, kur augsnes ūdensturēšanas spēja ir ļoti zema un klimats ir sauss.
2. Fizioloģiski sauss, kur ūdens ir pārāk daudz, bet augi to nevar absorbēt. Šādas vietas var būt pārāk sāļas, skābas, karstas vai aukstas.
3. Biotopi ir sausi gan fiziski, gan fizioloģiski.

Kserofītu raksturojums

Kserofīti parasti aug tuksneša un daļēji tuksneša apgabalos, taču tie var augt vietās, kur ir pieejams pietiekami daudz ūdens. Šie organismi var izturēt ārkārtīgi sausus apstākļus, zemu mitrumu un augstu temperatūru.

Augot labvēlīgā vidē, augiem veidojas īpašas strukturālas un fizioloģiskas īpašības, kas galvenokārt ir vērstas uz šādiem mērķiem:

• uzsūkt tik daudz ūdens, cik var iegūt no apkārtējās vides;
• saglabāt mitrumu jūsu orgānos ļoti ilgu laiku;
• lai samazinātu transpirācijas koeficientu līdz minimumam.

Kserofītu klasifikācija

Kserofīti ir sadalīti vairākās ekoloģiskās augu grupās atkarībā no sausuma izturības pakāpes:

1. Refugiokserofīti jeb organismi, kas izvairās no sausuma, ir īslaicīgi kserofīti. Kritiskajos periodos tie izdzīvo kā sēklas un augļi, kuriem ir ciets un izturīgs ārējais slānis. Kad rodas labvēlīgi apstākļi, sēklas dīgst mazos jaunos augos, kas savu dzīves ciklu pabeidz dažu nedēļu laikā. Ekstrēmos apstākļos šādi indivīdi paliek nemainīgi. Tie ir izplatīti pustuksneša zonās, kur lietus sezona nav ilga.
2. Sklerofīti ir mazi augi, kas var paciest vai panest mitruma trūkumu un iesaistīties suspendētā animācijā.
3. Pret sausumu izturīgi indivīdi var izturēt ārkārtēju sausumu.

Kserofīti aug dažādos biotopos. Daži atrodas akmeņainās augsnēs un tuksnešos, smiltīs un grants.

Mezofītu pazīmes

Mezofīti ir ekoloģiska sauszemes augu grupa, kuras dzīvotnes nav ne pārāk mitras, ne pārāk sausas. Šie augi nespēj izdzīvot ūdenī vai mitrās augsnēs un nevar izdzīvot sausās vietās. Citiem vārdiem sakot, mezofīti ir organismi, kas aug reģionos, kur ir labvēlīgs klimats un augsne. Pie šīs kategorijas pieder mežu, pļavu un kultivēto lauku flora.

Vides grupas mezofītu augi var iedalīt divās galvenajās kategorijās:

• garšaugi;
• koki un krūmi.

Koksnes augu klasifikācija

Koksnes augu grupasavukārt tiek sadalītsšādas klases: mezofīti, lapu koku meži untropofīti. Mezofilas telpas, kas aizaugušas ar krūmiem,rodas tur, kur temperatūra unnekādu citu nosacījumuir labvēlīgi meža attīstībai. Indaudzviet kserofītisks unmezofītiskās telpas saplūst viena ar otru draugs.

Lapu koku meži atrodas iekšā apgabalos, kur nokrišņu daudzums ir diezgan augsts (apmēram 75- 150 cm gadā) un vienota, un Temperatūra ir vidēja. Šādām vietām raksturīgi koki, no kuriem atbrīvojas lapotne iekšā noteiktos gada periodos. Lapas tiek uzglabātasapmēram 5- 8 mēnešus. Šī parādība ir raksturīga mēreniem unaukstie reģioni. Lielākā daļa augu ir vēja apputeksnēti. Augsne ir ļoti bagāta ar mikrofloru. Lapu koku meži ir nosaukti pēcgodinot šo konkrēto kopienu dominējošos kokus: ozolu mežu, bērzu mežu.

Tropofītu īpašības

Tropofīti - interesanta tropu organismu grupa, kas var tikt iekļautamezofītu grupa. Kā likums, iekšātropu reģionos klimats saglabājas vairāk vai mazāk vienāds visa gada garumā, bet Atsevišķos reģionos mijas slapjās unsausā sezona. Augi, kas aug iekšālīdzīgi apstākļi, izstrādātas strukturālas izmaiņas, caur kurām viņi iemācījās izturēt regulāru ciklu labvēlīgu unnelabvēlīgi gadalaiki. Tropofīts spēj uzvesties kā mezofīts lietus sezona un kā kserofīts iekšā sausā sezona. Var notikt lapu izkrišanaziemas vai vasaras sākumā.

Mitrums ir svarīgs ierobežojošs vides faktors, jo neviens organisms nevar pastāvēt bez ūdens. Ūdens ir universāls šķīdinātājs, un visi vielmaiņas procesi šūnās notiek šķīdumos; ūdens ir tieši iesaistīts bioķīmiskajās reakcijās; daudzas sugas var pastāvēt tikai ūdenī. Tā saturs šūnās sasniedz 70-90%.

Atmosfēras gaisa mitrums ir saistīts ar tā piesātinājumu ar ūdens tvaikiem. Nokrišņu nevienmērīguma dēļ tiek izdalīti slapji nokrišņi (līdz 2000 mm/gadā - mitrs) un sausiem (mazāk nekā 250 mm/gadā – sauss) zonas. Mērenās joslas atrodas, kur nokrīt vidējais nokrišņu daudzums (250-750 mm/gadā). Visaugstākais mitrums vērojams jūru un okeānu piekrastē (100%), bet vismazākais tuksnešos (2-4%). Sezonālas un ikdienas mitruma svārstības līdz ar gaismu un temperatūru regulē organismu darbību.

Attiecībā uz ūdeni augus iedala trīs ekoloģiskās grupās: higrofīti, kserofīti un mezofīti.

Higrofīti– augi, kas apdzīvo vietas ar augstu gaisa un augsnes mitrumu. Tie ir tropu lietus mežu augi (papiruss, rīsi), augsto purvu (saules rasa, dzērvenes), piekrastes augi (niedres, niedres). Viņiem nav ierīču, kas ierobežo ūdens patēriņu un nespēj panest mitruma trūkumu. Higrofītus raksturo:

Plānas lapu plātnes ar plaši atvērtām stomatēm;

Gaisa nesošās parenhīmas klātbūtne;

Augsts transpirācijas ātrums.

Kserofīti– sausumu izturīgi sausu vietu augi (pustuksneši un tuksneši). Pamatojoties uz to fizioloģiskajām un morfoloģiskajām adaptācijām, tos var iedalīt vairākos apakštipos: sukulenti, hemikserofīti un sklerofīti.

Sukulenti– gaļīgi, sulīgi augi, ar salīdzinoši mazu ārējo virsmu. Sukulentu lapu (agaves, alvejas) vai stublāju (kaktusi) audi satur ūdens padevi. Reto lietusgāžu laikā to saknes intensīvi uzsūc mitrumu, kas uzkrājas ūdens nesējslāņa parenhīmā. Neliels stomatītu skaits un iegremdētais stāvoklis, spēcīga kutikula vai pat korķis kā pārklājošais audums un neliela iztvaikojošā virsma nodrošina ekonomisku ūdens iztvaikošanu. Fizioloģisko procesu intensitāte ir zema. Sukulenti aug lēni. Mūsu florā pie sukulentiem pieder sedumi un mazuļi (Crassulaceae dzimta).

Hemikserofīti Tās izceļas ar labi attīstītu sakņu sistēmu, kas tos nepārtraukti apgādā ar ūdeni, augstu vielmaiņas līmeni, enerģisku fotosintēzi un elpošanu, kā arī iztvaiko daudz ūdens. Antenas daļām ir pielāgojumi, kuru mērķis ir samazināt transpirāciju: mazas lapas, pubescence, kutikula, vaska pārklājums. Blīvs vēnu tīkls un daudzi mazi stomatīti ir arī tipiskas hemikserofītu pazīmes.

Rīsi. Sulīgs augs ir kokam līdzīgs kaktuss no Arizonas tuksneša.

Īstie kserofīti (sklerofīti) Tiem piemīt ūdens aiztures spēja un vairākas fizioloģiskas īpašības, kas ļauj izturēt sausu gaisu un augsni – intensīva fotosintēze, augsts šūnu sulas osmotiskais spiediens ievērojamā organisko vielu satura dēļ, spēcīga citoplazmas dehidratācija. Kserofītu morfoloģiskās īpašības ir šādas:

Šauras cietas lapas;

Maza lapu virsma;

Lapu kustīgums, spēja saritināties un mainīt stāvokli telpā;

Lapu samazināšana par ērkšķiem (kamieļa ērkšķis, spalvu zāle, saxaul, dadzis, efedra);

Pubescence;

Kutikula;

Vaska pārklājums; spēcīga stublāju un lapu sklerifikācija;

Šūnas ir mazas;

liels skaits stomatu;

Blīvs vēnu tīkls;

Sakņu sistēma ir vai nu virspusēja, kas uztver mitrumu no rīta rasas un retiem nokrišņiem, vai arī dziļi iekļūst gruntsūdeņos.

Mezofīti aug vietās ar mērenu augsnes un gaisa mitrumu. Tie ieņem starpstāvokli starp higrofītiem un kserofītiem. Audu specializācijas pakāpe tajos ir izteiktāka nekā higrofītiem, bet vājāka nekā kserofītiem. Atkarībā no ūdens režīma īpašībām tie novirzās vai nu vienā virzienā (higromezofīti), vai otrā (kseromezofīti). Mezofīti ir raksturīgi mūsu augsnei un klimatiskajai zonai. Tie ir pļavu, mežu augi, lielākā daļa kultivēto augu (āboliņš, timotiņš, zilzāle, kvieši, rapsis, lapu koki u.c.).

Aktīvai dzīvei ir nepieciešams pietiekams ūdens daudzums organismā. Nenovēršamais ūdens zudums, un ūdeni nepārtraukti patērē nieres, transpirācijas rezultātā no ķermeņa virsmas, gāzu apmaiņas laikā elpošanas un fotosintēzes laikā utt., Jāpapildina, dzerot vai patērējot mitru pārtiku. Ievērojama daļa dzīvnieku (mazie grauzēji, rāpuļi, posmkāji) sausos reģionos nekad nedzer un apmierinās tikai ar barībā atrodamo ūdeni. Daži dzīvnieki (kamieļi, rīsu un kūts smeceri, drēbju kožu kāpuri u.c.) izmanto vielmaiņas ūdeni, kas veidojas tauku oksidēšanās laikā (no 100 g tauku - 100-110 g ūdens); Ja gaisa mitrums ir augsts, ūdens var uzsūkties caur ķermeni. Vairāki dzīvnieki tuksnešainajos apgabalos spēj skriet ilgu laiku (antilopes, saigas, kulāni), kas ļauj tiem veikt liela attāluma migrāciju uz dzirdināšanas vietām.

No otras puses, organismiem ir raksturīgi arī dažādi ūdens taupīšanas veidi:

Blīvi vāki;

Retas elpošanas kustības;

Dehidrēti ekskrēcijas produkti;

Samazināta svīšana;

Nakts dzīvesveids;

Hibernācija (grauzēji, kukaiņi, bruņurupuči) utt.