Свет как экологический фактор.

Свет как экологический фактор.

Свет оказывает значительное формообразующее действие, определяя особенности внешнего строения, внутреннюю структуру листа, величину хлоропластов, особенности географического распространения.

Свет характеризуется интенсивностью и качественным составом, которые влияют на рост и развитие растений. Различают длинноволновые (инфракрасные) и коротковолновые (ультрафиолетовые) лучи. Так приземистость световых растений является действием коротковолновых лучей, растения, испытывающие недостаток освещения, отличаются вытянутостью побегов.

Прямые солнечные лучи могут быть губительны для растения, интенсивное освещение ведет к разрушению хлоропластов, а сильный перегрев может повредить и цитоплазму клеток.

Рассеянный свет, отраженный частицами воды, пыли, листьями, растения используют значительно лучше. Кроме того, в рассеянном свете содержится больше желто-красных лучей спектра (50-60%), чем в прямых солнечных лучах (37 %).

Соотношение между прямым и рассеянным солнечным светом в различных географических условиях не одинаков. В высоких широтах из-за частой облачности и большой влажности воздуха преобладает рассеянный свет (70%), в низких же преобладает прямая радиация (70%).

На условия освещенности немалое влияние оказывают свойства субстрата, на котором растут растения – его способность к отражению света, характеризуемая величиной альбедо (отношение отраженной радиации к падающей):

Снег – 85%; мел – 75%; песок 29%,, глина – 30%, чернозем – 8-14 %, вода – 34 %, листв. лес – 16-27%, хвойный лес – 6-19%. За счет отраженной радиации растения на светлых субстратах получают дополнительное освещение по сравнению с произрастанием на черноземе.

Различные периоды фаз развития также связаны с действием на них света. Имеет значение и периодичность освещения – растения длинного дня – береза, культурные растения – капуста, картофель, пшеница, короткого дня – рис, огурец, соя, просо, кукуруза, и нейтральные – одуванчик, очиток, мятлик, малина.

Знание экологических особенностей растений по отношению к свету имеют большое значение в агротехнике культурных растений, времени посева и посадки.

Приспособления растений к световому режиму.

По отношению к свету различают три основные группы растений: гелиофиты, сциофиты и теневыносливые.

Светолюбивые растения имеют экологический оптимум в области полного солнечного освещения и сильное затенение действует на них угнетающе. Это растения открытых местообитаний или хорошо освещенных экологических ниш – степные и луговые травы, наскальные лишайники, прибрежные и водные растения, ранневесенние растения листопадных лесов, большинство культурных растений открытого грунта.

По морфологическим признакам гелиофиты близки к ксерофитам, т.е. имеют ксероморфные черты

1. Невысокие, приземистые растения,

2. Разветвленные деревья с широкой кроной

3. Розеточные травы

4. Развитие мощной корневой системы

5. Небольшие. Плотные. Сравнительно толстые, блестящие листья

6. Очередно расположенные листья повернуты ребром к падающим лучам.

7. Эфемероидные растения

При недостатке света

1. растения становятся высокими

2. с удлиненными, вытянутыми междоузлиями и побегами

3. изгибаются в строну света

4. деревья развивают однобокую крону

5. отмечается самоочищение ствола древесных растений

Анатомические признаки гелиофитов

1. Дифференцированный мезофилл листа. Хлоропласты мелкие и светлые

2. Толстостенный многослойный эпидермис и хорошо развитая кутикула

3. Многочисленные погруженные устьица на нижней поверхности листа

4. Уменьшенное число межклетников

5. Хорошо развитые механические ткани

6. Развитая проводящая система с обкладкой из паренхимных клеток

7. В стебле древесных растений умеренной зоны более широкие годичные кольца на освещенную сторону

8. Формируется сбрасываемая кольцевая пробка у лиан

Тенелюбивые растения имеют экологический оптимум в области слабой освещенности и не выносят сильного света. К этой группе принадлежат виды затененных местообитаний, экотопы пещер, расщелин скал, водных глубин, верхних слоев почвы. Они сравнительно редки и характерны для ограниченной группы растений. Это растения нижних затененных ярусов ельников, дубрав, тропических лесов, многие оранжерейные и комнатные растения.

По признакам морфологической организации они близки к гигрофитам:

1. На долю листьев приходится значительная часть биомассы растений

2. Листья темно окрашены, хлоропласта содержат в 2-3 раза больше хлорофилла

3. Большое количество межклетников

4. Устьица в нижнем эпидермисе выдаются над поверхностью или не закрываются

5. Кутикула выражена слабо

6. Опушение отсутствует

К теневым растениям относятся лесные травы, папоротники, они не выносят яркого света, оказавшись на вырубке, они сильно нагреваются и гибнут. Тенелюбие сочетается с выраженной потребностью в обильно водоснабжении.

Теневыносливые растения имеют широкую экологическую амплитуду по отношению к свету. К ней относятся многие деревья с густой кроной, а также виды травянистых растений лесов. Опушек и лугов. Существует шкала древесных пород по теневыносливости

1. лиственница

2. береза

3. сосна

4. осина

5. дуб

6. ясен

7. клен

8. ольха

9. ильм

10. граб

11. ель

12. бук

13. пихта

Алаптивные морфологические признаки теневыносливых растений

1. густая облиственая крона деревьев

2. нижние ветви не отмирают

3. крона деревьев расположена близко к основанию ствола

4. хорошо выражена листовая мозаика

5. формируются листья световой и теневой структуры (это детерминировано уже в почке), за год до появления годичного побега с зелеными листьями

Не всегда можно уверенно провести границу между гелиофитами и сциофитами. А также теневыносливыми видами. Это зависит от вегетационого сезона онтогенеза растения. Так, например, медуница неясная ранней весной имеет гелиоморфные черты, летом сциоморфные. Или теневыносливый подрост древесных пород во взрослом состоянии занимает первые, хорошо освещенные ярусы лесов и проявляют повышенное светолюбие. Поэтому подобные экологические группы относительны.

Лекция «Экологические группы растений по отношению к воде»

1. Ксерофиты – это растения сухих местообитаний, способные переносить значительный недостаток влаги – почвенную и атмосферную засуху. Это растения пустынь, сухих степей, саванн, колючих редколесий, сухих субтропиков.

Ксерофиты имеют различные приспособления к недостатку влаги

– активное регулирование водного баланса – склерофиты

– накопление и создание запаса влаги – суккуленты

Особенности морфологии и анатомии склерофитов

1. сильное развитие корневой системы экстенсивного (верблюжья колючка) и интенсивного типов (злаки)

2. Сильное развитие водопроводящей системы

3. Мелкие или редуцированные листья

4. Развитая механическая ткань

5. Диморфизм листьев в благоприятные и неблагоприятные периоды

6. Мощная система покровных тканей

7. Опушенные листья

8. Погруженные устьица

9. Летний листопад

10. Способны терять до 25% влаги

11. Имеют высокое осмотическое давление клеточного сока

Суккуленты – растения с сочными мясистыми листьями или стеблями с сильно развитой водоносной тканью.

Морфологические адаптации

1. Листья у стеблевых суккулентов метоморфизированы в колючки для уменьшения испарения поверхностная корневая система

2. Стебель выполняет фотосинтезирующую функцию

3. Низкое осмотическое давление клеточного сока – 2-3 атм, усваивают только пресную воду

4. Развита кутикула восковой налет

5. Немногочисленные устьица медленно расходуют воду

6. Способны переносить температуру выше 65 градусов С

7. Низкие уровень обмена веществ обуславливает медленный рост

Существуют особые экологические группы ксероморфных растений:

Психрофиты – растения влажных и холодных почв в холодных местоах обитания высокогорий и северных широт. Несмотря на достаточное увлажнение, они испытывают недостаток влаги из-за физиологической сухости при низких температурах – клюква болотная, лишайники, хвойные.

Криофиты – растения сухих и холодных местообитаний тундр, скал, осыпей, имеющие неограниченный характер ветвления стеблей, формирующие формы подушек, так в горах Австралии распространены растения-овцы – акантолимон и др.

Мезофиты – растения, произрастаюшие в средних, т.е. достаточных, но не избыточных условиях увлажнения (лугов, лесов, деревья и кустарники умеренных областей, культурные растения).

Особенности строения:

- Умеренная корневая система разных типов

- Дифференцированный мезофилл листа

- Анизофилия – световые и теневые листья

- Эфемероидные жизненные формы

Гигрофиты – это растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы. У них отсутствуют приспособления, ограничивающие расход воды. Многие не выносят даже незначительную ее потерю. Яркие примеры – эпифиты и травянистые растения влажных тропических лесов, не выносящие понижения влажности воздуха, в том числе оранжерейные растения. Это многие растения лугов, лесов, шляпочные грибы, плесневые грибы, мхи.

Характерные структурные черты

- тонкие нежные листовые пластинки

- небольшое число устьиц

- отсутствие кутикулы

- слабая водопроводящая система

- тонкие слаборазветвленные корни

- низкое осмотическое давление

- незначительная водоудерживающая способность, приводящая к быстрой потере воды

- удаление избыточной влаги путем гуттации

Гидрофиты – типично-водные растения. Различают погруженные растений и с плавающими листьями (ряски, элодея, кувшинки)

Гелофиты – воздушно-водные виды береговых и прибрежных мест обитания, имеющие взаимодействие с тремя средами – воздух, вода, почва.

Особенности строения

1. Развитая воздухоносная ткань

2. Гетерофилия (стрелолист)

3. Слабое развитие механических тканей

4. Редукция проводящей системы

5. Выделение слизи на поверхности органов растений

6. Редукция корней у неприкрепленных ко дну растений (роголистник, ряски)

Лекция " Атмосфера в жизни растений. Аллелопатия."

1.Значение атмосферы в жизни растений.

2. Источники загрязнения воздуха и их влияние на растения.

3. Газообразные и водорастворимые выделения растений. Аллелопатия.

Свет как экологический фактор.

12 3 Следующая ⇒