• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Кліматичні екологічні фактори

Геліо- та геофізичні фактори

Вплив на деревні рослини елементів неживої природи. Екологічні групи деревних рослин

Розгляд впливу елементів неживої природи та реакції деревних рослин на цей вплив розпочнемо з геліофізичних та геофізичних факторів.

Як відомо, Сонце є джерелом енергії для всього живого. З історії Землі відомі довготривалі періоди сильного похолодання та потепління клімату. Як виявилося, вони цілком співпадають з періодами пониженої чи підвищеної активності Сонця. Числа Вольфа, що відображають активність Сонця через кількість сонячних плям, мають добре виражені 11-, 22-, 35-річні вікові цикли коливання. З цими циклами узгоджуються коливання показників клімату. Д. Митчелл, Ч. Стоктон та Д. Меко (1982) довели, наприклад, що 22-річний ритм засух на заході США пов'язаний з 22-річним циклом активності Сонця за період з 1600 року. Але у мінливості процесів життєдіяльності окремих дерев та кущів важко вичленити саме вплив коливань сонячної активності. Отже, геліофізичні фактори діють на рослину опосередковано, через атмосферу та світовий океан, а в кінцевому рахунку через погоду та клімат. Вплив атмосферного тиску та атмосферної електрики теж неї розгадані. Відомо, що грозові розряди спричиняють пожежі, механічно пошкоджують дерева. Вони також сприяють синтезові сполук азоту (із вільного азоту атмосфери) та парів води.

Обертанням Землі навколо власної осі зумовлене чергування дня і ночі. A її обертання навколо Сонця є причиною зміни пор року у помірних та північних широтах.

Ще є недостатньо відомим екологічне значення магнітного поля Землі.

Сонячне світло - джерело енергії, а значить життя організмів на Землі. Завдяки йому здійснюється фотосинтез, тобто синтез зеленими рослинами як первинними продуцентами органічних сполук із неорганічних — води та вуглекислого газу.

Рослини використовують не весь спектр променів, а лише ту його частину, що має довжину хвилі від 380 до 750 нм і зветься фотосинтетичною активною радіацією (ФАР). У цьому діапазоні листок має два максимуми поглинання: 660-680 нм (оранжево-червоні промені) та 460-490 нм (синьо-фіолетові промені). До умом освітлення рослини адаптувалися по різному. Тіньолюбивих рослин, котрі мають оптимум в зоні слабої освітленості і не переносять сильного світла серед деревних рослин немає.

Деревні рослини стали деревними у конкурентній боротьбі за світло. Всі вони найкраще ростуть при повному освітленні. За відношенням до умов освітлення деревні рослини поділяються на такі категорії як: 1) світлолюбні, що не переносять ніякого притінення; 2) світлолюбні, малотіневитривалі; 3) відносно тіне-витривалі; 4) дуже тіневитривалі.

Анатомо-морфологічні пристосування до умов освітлення у рослин є дуже, виразними.

Крони світлолюбних рослин – геліофітів – розріджені, ажурні, пропускань через себе багато світла. Листові пластинки дрібні, зорієнтовані вертикально бо під великим кутом до горизонтальної площини, щоб зменшити прихід радіації у найбільш небезпечні години полудня; у геліофітів вони великої товщини за рахунок стовпчастого мезофілу, з великою кількістю жилок на одиницю площі поверхні листка. У так званих "компасних рослин" з числа геліофітів (види з родів евкаліпт, акація, мімоза; деякі трави) всі листки зорієнтовані в одній площині - з півночі на південь, щоб в полудень зменшити їх освітленість до мінімуму.

У тіневитривалих видів всі ознаки протилежні: густі крони майже не пропускають світла, і тому під ними мертве наземне вкриття. Листки пристосовані отримувати максимальну кількість доступної радіації: пластинки великі, тонкі, з рідше розміщеними жилками, стовпчастого мезофілу тільки один рад клітин; пластинки зорієнтовані переважно горизонтально. Листки на одній гілці розміщуються в одній площині і у вигляді "листової мозаїки", тобто дрібні листки розміщуються поміж великими, щоб не бути притіненими.

У світлолюбних рослин пластинки листків мають блискучу поверхню, що відбиває світло (лавр, магнолії). Кількість хлорофілу на 1 г маси листка у світлолюбних рослин — 1, 5-3 мг, а в тіневитривалих - 4-6 мг (інколи 7-8 мг).

ІЦе одним з критеріїв тіневитривалості деревних рослин є співвідношення між висотою і діаметром стовбура: тіневитривалі види сильніше витягуються вверх; світлолюбні завжди ростуть рідше і мають меншу висоту при тому самому діаметрі.

В якості критерію відношення рослин до світла використовується, за пропозицією А. Візнера, відносний мінімум світла, за якого рослини ще можуть рости і розвиватися. Наводимо, мінімум освітленості (в частинах від повної) для деревних рослин (за Т. К. Горишіною 1979):

На основі всіх перерахованих ознак лісівниками складені ряди тіневитривалості деревних порід.

Світлолюбні деревні рослини, які зовсім не переносять затінення: модрини (всі види), береза повисла, біла акація, гледичія трьохколючкова, софора японська, верби біла і ламка, всі тополі, тюльпанове дерево, всі види тамариксів, сосна звичайна, дуб корковий.

Світлолюбні малотіневитривалі: сосни веймутова, корейська, сибірська, європейська, кримська і чорна; ясени звичайний, зелений, пенсильванський; горіхи грецький і чорний; клен ясенелистий; дуби звичайний, пухнастий, скельний, північний; в'язи голий, гладкий, граболистий. У цих рослин максимальна інтенсивність фотосинтезу спостерігається при освітленості 25-33% (до 50%) від повної; мінімальна інтенсивність - при 10-15 % повної освітленості.

Відносно тіневитривалі: вільха чорна, яблуня лісова, груша звичайна; клени гостролистий, польовий, татарський; липи дрібнолиста, широколиста, повстиста.

Дуже тіневитривалі: граб звичайний, тис ягідний, кінський каштан звичайний, ялина європейська, ялиця біла, буки лісовий і східний, самшит вічнозелений. Вони мають максимальну інтенсивність фотосинтезу - при 30 %-й освітленості від повної, а світловий мінімум - при 1-3 % повної освітленості.

Ступінь тіневитривалості конкретного виду рослин не є сталим. Він змінюється з віком. Ювенільні рослини всіх видів є тіневитривалими, мають тіньові листки. На етапі старіння всі деревні рослини є більш вимогливими до світла, ніж на інших етапах онтогенезу. В оптимальних кліматичних та едафічних умовах тіневитривалість вища, і, навпаки, тіневитривалість знижується на бідніших грунтах, вище в горах та в північній частині ареалу.

Усі явища, проходження яких у рослині залежить від довжини дня, називаються фотоперіодизмом. Південні рослини (короткоденні) для формування генеративних органів потребують тривалості дня менше 12 год., північні довгоденні - більше 12-14 год. У нейтральних щодо освітленості рослин утворення генеративних органів відбувається незалежно від довжини дня. Хоч основним критерієм при вивченні фотоперіодичної реакції у рослин є формування генеративних органів, проте в житті рослин фотоперіодизмом охоплено значно більше явищ: продуктивність рослин, стійкість до несприятливих кліматичних умов, здерев'яніння пагонів і їх зкорковіння, стійкість до інфекційних захворювань, тощо. Особливо важливу роль відіграє фотоперіодизм у географічному розповсюдженні рослин і в регуляції їх сезонного розвитку. Дуже можливо, що прояв фотоперіодизму в рослин залежить від температурного фону.

Тепло - дуже важливий екологічний фактор. Процеси життєдіяльності можуть, відбуватися лише на певному тепловому фоні, який визначається кількістю тепла і тривалістю його дії. Теплові умови разом з фотоперіодизмом і водним режимом визначають у більшості випадків географічне розповсюдження рослин, формування типів рослинності. Встановлено, що північна межа лісів співпадає (з деякими відхиленнями) з ізотермою липня +10 °С, а північна межа ареалу дуба - з річною ізотермою +3 °С. Зі зміною температурного режиму протягом року тісно пов'язані сезонні явища в житті рослин.

Загальну уяву про забезпеченість району теплом дають такі загальиокліматичні показники: середньорічна температура для даної місцевості, абсолютні мінімум і максимум, середня температура найтеплішого місяця (липня), найхолоднішого місяця (січня). Для оцінки кількості тепла, що його отримує рослина за період вегетації або за певний його відрізок служить показник - "сума температур" (або сума ефективних температур) - ∑t°.

Вона підраховується за формулою:

∑t° = (t^o- t^o _n) ∙ N, :

де: ∑t° - сума температур; t° - середня добова температура за кожний день; t°_п – температурний поріг (для рослин помірних широт порогова температура весняних явищ становить +5°С); N - кількість днів.

Процеси росту і розвитку наших деревних рослин проходять при температурі 1-45 °С. Оптимум у кожного виду свій, але всі вони є в інтервалі від +15°С до +30 °С.

Є різні класифікації рослин за їх вимогою до тепла (теплолюбність). Подамо шкалу (С.С. Пятницький. i960; П.С. Погребняка, 1968) з доповненнями і уточненнями.

Дуже теплолюбні рослини: кипариси, кедри, криптомерія японська, секойя вічнозелена, деякі ялівці, евкаліпти, бамбуки, цитрусові, лавр благородний, дуб корковий, саксаули.

Теплолюбні: каштан посівний, інжир, евкомія в'язолиста, айлант високий, ясен білоцвітний, платани, каркас південний, дуб пухнастий, горіх грецький, гледичія трьохколючкова, біла акація, айва продовгувата, софора, катальпи, маклюра яблуконосна, лапина крилоплідна, самшит вічнозелений, клокичка периста, мигдалі, персик, тюльпанове дерево.

Відносно холодостійкі: буки лісовий і східний, ялиці біла і кавказька, сосна кримська, ялівець віргінський, ялина східна, туя східна; дуби скельний, крупнопиляковий, каштанолистий; липи широколиста і срібляста; тополі пірамідальна і Боллє; калина-гордовина, клен-явір, маслинка вузьколиста, біла акація, горіх чорний, абрикос, каркас західний, вишня магалебська, шовковиця біла, черешня, алича, в'яз граболистий, ясен звичайний, граб звичайний.

Холодостійкі види: дуби північний, звичайний; в'язи голий і гладкий, липа дрібнолиста, горіхи сірий і манчжурський, ясен пенсільванський і зелений, груша звичайна, яблуня лісова, тополя чорна, бархат амурський, верба біла, клени гостролистий і татарський, кінський каштан звичайний, горобини звичайна і проміжна, вільха чорна, ліщина звичайна, калина звичайна, жовта акація, сосна чорна, ялиці біла і бальзамічна.

Дуже холодостійкі види: берези повисла і пухнаста, тополя тремтяча (осика), ялини європейська і сибірська, ялівець звичайний; модрини європейська, Гмеліна і сибірська, ялиця сибірська; сосни звичайна, сибірська, європейська, кедрова сланка, гірська.

При складанні даної шкали враховувалися сума температур, географічне поширення, дати початку і закінчення вегетації.

Для деревних рослин дуже важливою є здатність переносити низькі температури повітря і ті негативні процеси, що з ними пов'язані. Ми живемо в помірному поясі, де можливі морози до -40 °С, пізні весняні та ранні осінні приморозки, а у високогір'ї Карпат і літні нічні приморозки. Загибель рослин від морозу, в першу чергу, зумовлюється втратою клітинами води, утворенням у її тканинах кристалів, руйнуванням ферментної системи.

Стійкість рослин до ураження низькими температурами, тобто здатність витримувати низькі температури без укриття, називається морозостійкістю. Максимальну морозостійкість рослини мають під час осінньо-зимового глибокого спокою в грудні і січні. Під час розпускання листків і пізніше пагони, а особливо квіти, гинуть навіть при незначних приморозках.

За ступенем морозостійкості деревні рослини можуть належати до таких категорій:

Дуже морозостійкі, здатні тривалий час без укриття успішно переносити пониження температури повітря до -35 °С – -50 °С і нижче: береза пухнаста, ялини європейська та сибірська, модрини сибірська і Гмеліна, сосна сибірська; тополі тремтяча (осика), бальзамічна і китайська; глід сибірський, бузина червона, жовта акація, сосна кедрова сланка, сосна гірська, маслинка (лох) срібляста.

Морозостійкі, витримують морози -25°– -35°С: ялини сиза, Енгельмана, колюча, тяньшанська; верба біла, в'язи голий, гладкий і граболистий, дуб звичайний; клени гостролистий, татарський, прирічковий, ясенелистий; липа дрібнолиста, горіхи манчжурський і сірий, горобина звичайна, сосна веймутова, черемха звичайна, ясен звичайний, жимолость татарська, калина звичайна, шипшина зморшкувата, бузок звичайний і угорський, туя західна.

Відносно морозостійкі види (помірно-морозостійкі) здатні витримувати морози -15°С – -25°С: біла акація, бархат амурський, гледичія трьохколючкова, граб звичайний, дуб пухнастий, псевдотсуга Мензіса, катальпи, кінський каштан, клени польовий і сріблястий, липи широколиста і повстиста, каркас західний, тополя чорна, горіх грецький і чорний, ялиці одноколірна і кавказька, сосни жовта і кримська, софора японська, тис ягідний, тополі берлінська і канадська (дельтовидна), шовковиця біла; хеномелеси японський і Маулея, бирючина звичайна, дейція шорстка, калина-гордовина, маслинка вузьколиста, скумпія, смородина золотиста, шипшина собача, більшість видів спірей і садових жасминів.

Неморозостійкі види (-10 °С – -15 °С): дуб корковий, кипариси, кедри, криптомерія японська, лавр благородний, лавровишня, магнолія крупноквіткова, платан східний, секвоядендрон гігантський, секвоя вічнозелена, евкаліпти; гліцинія китайська, гортензії деревовидна і крупнолиста, жасмин лікарський, маслина європейська.

Зовсім неморозостійкі види, що можуть витримувати лише короткочасне пониження температури не нижче -10°С: пальми, акація срібляста, казуаріни, альбіція ленкоранська, лаври, мірт, олеандр, більшість евкаліптів.

Як бачимо, наведені шкали поділу деревних рослин за теплолюбністю та морозостійкістю є взаємно протилежними.

Із анатомо-морфологічних особливостей морозостійких видів необхідно згадати: утворення захисних вкриттів (товстий корок, епідерма з волосками, засмоленість бруньок), здатність витримувати зневоднення протоплазми, накопичення в протоплазмі водорозчинних органічних речовин (цукрів, органічних кислот тощо), підвищення концентрації клітинного соку, утворення стелюхів, напівкущів, подушок тощо.

Існує також поняття приморозкостійкості рослин, тобто їх здатності витримувати короткочасні приморозки на початку вегетації (пізні приморозки) під кінець вегетації (ранні приморозки). Такою стійкістю володіють північні та високогірні рослини і дуже чутливими є рослини помірної кліматичної зони з м'яким кліматом.

Несприятливими для рослин є також і високі температури повітря. Тут необхідно говорити про спекостійкість і спекостійкі рослини (саксаули, ефедри, джузгун, піщану акацію, маслинку вузьколисту та ін.).

Вода - один з найважливіших екологічних факторів для всього живого. Вода є учасником і водночас середовищем в якому здійснюється метаболізм (обмін речовин та ін.) організмів. Організми складаються з води: води в їх складі 40-50 % до 95 %. Вода є також охолоджуючою рідиною, завдяки її випаровуванню рослини не перегріваються.

Для рослин важливим є не тільки річна сума опадів, а й розподіл їх у часі, співвідношення опадів і випаровування (кількість води, що випарувалася з одиниці площі водної поверхні за рік).

Області Землі, де випаровування з поверхні перевищує суму опадів, називаються аридними. В гумідних (вологих) областях рослини достатньо забезпечені вологою.

Для життєдіяльності більшості деревних рослин найбільш сприятливою є відносна вологість повітря 80 % і більше.

Наші деревні рослини дістають вологу з грунту. Тому групи рослин за їх відношенням до вологи ми розглянемо, коли аналізуватимемо дію едафічних екологічних факторів.

Із повітря рослини беруть і в повітря виділяють кисень і вуглекислий газ. Частка цих газів у складі атмосферного повітря практично постійна. Недостачу кисню відчувають лише корені рослин, і то на надмірно зволожених грунтах. Вуглекислого газу багато у промислових газах і ми розглянемо його дію серед антропогенних факторів.

Істотний вплив на деревні рослини має горизонтальний рух атмосферного повітря, тобто вітер. Цей вплив дуже різнобічний.

Сильні вітри зумовлюють вітровали (дерева вивернуті з корінням) і буреломи (стовбури зламані). Від вітровалу страждають рослини з поверхневою кореневою системою - ялина, сосна на болотистих ґрунтах. Вітростійкими є рослини з глибокою кореневою системою - дуб звичайний, сосна звичайна на глибоких дренованих ґрунтах, граб звичайний та ін.

Вітри, що постійно дмуть в одному напрямку (на берегах морів, у горах), деформують крони до, так званої, прапороподібної форми. В арктичних та високогірних районах пагубна дія на деревні рослини проявляється у вигляді "снігової корозії" - пошкодження частинками снігу, які несе вітер, тих частин рослини, що виступають над сніговим покривом. Це призводить до формування "столоподібних форм" дерев і кущів з плоскою і низькою кроною.

Вітер висушує рослини, особливо коли недостатньо вологи.

Позитивна роль вітру також чітко проявляється. Без нього неможливим було б запилення в анемофільних рослин, розповсюдження плодів у анемохорних видів.

Таким чином, вітер є екологічним фактором, що проявляє і прямий, і опосередкований вплив на рослини.

Деревні рослини ростуть протягом століть і навіть тисячоліть. Їхня деревина зберігається ще довше. Отже деревні рослини є живими свідками коливань екологічних факторів, зокрема кліматичних, впродовж тривалих періодів часу. Ці питання розглядають такі науки як дендрохронологія і дендрокліматологія. На основі ретроспективного аналізу деревини вивчають коливання клімату та інші природні явища за останні 10-12 тисяч років. За дендрохронологічними даними можна складати найрізноманітніші прогнози.

Читайте також:

1. Абіотичні та біотичні фактори.
2. Агрегування та факторизація
3. Агроекологічні проблеми розвитку і шляхи їх розв'язання
4. Антропогенний вплив на природне середовище та сучасні екологічні проблеми
5. Антропогенні екологічні катастрофи
6. Біологічні небезпеки. Вражаючі фактори біологічної дії. Пандемії, епідемії, масові отруєння людей.
7. Біологічні фактори
8. Біотичні фактори
9. Біотичні фактори та їх вплив на деревні рослини
10. Види та типи факторингових послуг
11. Види тероризму та його вражаючі фактори і збройні напади
12. Види факторингу

Переглядів: 3861