69. Класифікація екологічних факторів

Екологічний фактор – це будь-який елемент середовища, здатний виявити прямий вплив на живі організми хоча б протягом однієї фази їх розвитку.

Що ж таке фаза розвитку рослин? Це визначення ви повинні були вивчати раніше. Нагадаємо: фаза розвитку рослин – зміни зовнішніх ознак рослин під час їх росту. Морфологічні прояви етапів антогенезу зв’язані з проявом і розвитком окремих органів. Розрізняють фенологічні фази і фази формування зародкових органів в апікальній меристемі стебла.

Системні екологічні фактори діляться на дві великі частини – абіотичні та біотичні. До абіотичних відносяться прояви неживої природи, до біотичних – живої, в тому числі і людини.

Кожна з двох відзначених груп екологічних факторів також ділиться або містить певні підгрупи:

1. Абіотичні екологічні фактори

-кліматичні (сонячна радіація, температура, волога, повітря, вітер);

-едафічні (механічний і хімічний склад, вологоємкість, повітрянопроникливість, колір);

-орографічні (рель’єф, експозиція);

-хімічні (газовий склад, солевий склад води.

2. Біотичні екологічні фактори

-фітогенні (вплив рослин);

-зоогенні (вплив тварин);

-антропогенні (вплив зв’язаний з діяльністю людини).

Слід також виділити, серед комплексу екологічних факторів, кліматичні умови, оскільки їх вплив є не тільки безпосереднім на рослини, але й під їх впливом формувалися й інші - скажімо, едафічні, біотичні, орогенні і т. д. умови. Клімат, є поняттям складним, інтегральним. Світло, тепло, опади, вітер, вологість повітря, тумани – все це є елементами клімату, які мають величезний вплив на рослинність. Саме вони формують умови не тільки для їх будови та складу, але й для самого їх існування. Інформація з цього питання накопичувалася тисячоліттями, але наукове пояснення було зроблене першими ботаніками – географами – Гумбольтом, Декадолем, Вармінгом. Вони показали тісний зв’язок складу та продуктивності рослинних угрупувань з кліматом.

Вплив екологічних факторів відбивається на всіх процесах життєдіяльності організму, і в першу чергу на обміні речовин. Дія факторів може бути прямою або опосередкованою, але досить часто той чи інший екологічний фактор може мати і пряму, і опосередковану дію. Скажімо, температура повітря відноситься до прямих факторів, але в той же час може мати опосередковану дію через підвищення температури грунту, активізацію мікробіологічних процесів, створення кращих умов ґрунтового живлення рослин.

72. Реакція рослин на світло.

Різні промені сонячного спектра неоднаково впливають на процеси росту рослин. Зокрема, інфрачервоні промені прискорюють процеси розтягання клітин, сприяють збільшенню лінійних розмірів стебла, але разом з тим пригнічують процеси диференціації клітин і формування листків. Промені з короткою довжиною хвилі (сині і фіолетові) стимулюють процеси ділення клітин, але затримують проходження фази її розтягання. Під впливом червоних променів, навпаки, затримуються процеси ділення клітин і прискорюється фаза її розтягання. Рослини при вирощуванні в оранжереях, теплицях, куди світло проникає через засклені стіни і дах, витягуються. Це пояснюється тим, що скло затримує короткохвильову частину світла. При додатковому освітлені цих рослин короткохвильовими променями вони перестають витягуватися.

Високо в горах рослини набувають карликових форм і розмірів внаслідок своєрідних умов високогір’я:наявності великої кількості короткохвильових променів і впливу знижених температур.

Сонячна енергія, яка поглинається рослинами і використовується у процесі фотосинтезу, називається фізіологічно активною радіацією (ФАР). Вона обмежується довжиною хвилі в 0,38 до 0,71 мкм, але у цих межах вона використовується не вся і в нерівній мірі. Хлорофіли, каротиноїди, антиціани та інші вибірково поглинають електромагнітні хвилі певної довжини, тому різні рослини мають різні спектральні характеристики поглинутої фізіологічно активної радіації. Цікаво, що в прямих сонячних променях міститься лише 35% ФАР, а у розсіяних – біля 70%. Це пов’язано з тим, що у розсіяному світлі переважають жовто-червоні промені (50-60%). Поглинута хлоропластами сонячна радіація не йде на нагрівання, а витрачається на процес фотосинтезу. Фізіологічна радіація синьо – фіолетової частини спектру активізує утворення білків, червоно – оранжової – вуглеводів. Доречі, спектральний склад сонячного проміння змінюється із зміною розміщення сонця над горизонтом. При низькому розміщенні сонця зникають майже всі фіолетові та блакитні промені, але зостається багато червоних.

Лісові фітоценози спроможні затримувати значну кількість світла, в деяких з них дерева та кущі здатні затримати до 90-95% променів. Сонячні промені, проходячи через густу мережу листя, багато разів відбиваються, ламаються, поглинаються. Через листя верхніх ярусів проходять найчастіше зелені та жовті промені, а активні – червоні та оранжеві поглинаються листям рослин верхніх ярусів. Тому рослини, що зростають біля ґрунту, в умовах слабкої освітленості, мають різноманітні анатомо-морфологічні, фізіологічні, біохімічні пристосування. Теж саме спостерігається і у рослин, які зростають на відкритих місцях.

В умовах листяного лісу, в якому відсутнє листя, відносна освітленість біля земної поверхні може сягати 50–80% від загальної освітленості відкритого місця. Під зрідженим сосновим насадженням цей показник складає 10–15%, під широколистяним – у межах 1–5%, у тропічних – коливається від 25 до2%. До самих густих насаджень помірного клімату відносяться чисті насадження ялини європейської. Під наметом ціх насаджень можуть зростати лише поодинокі рослини окремих видів.

По відношенню до світла рослини розділяються на три групи:

-світлолюбиві (геліофіти);

-тіньолюбиві (сціофіти);

-тіньовитривалі (факультативні геліофіти).

Характеристики світлолюбивих рослин слідуючи :

- сильно розгалужена коренева система;

- у стебел відстань між вузлами невелика;

- листові пластинки дрібні, іноді товсті, жорсткі, вкриті добре розвинутими покрівними тканинами;

- клітини листка добре диференційовані на стовбчату та губчату паренхіму ;

- у листках велика кількість дрібних продихів;

- велика щільність жилок у листках;

- листя розташовані до променів під кутом;

- колір листя світлий;

- дрібні щільні хлоропласти;

- листя вкрите волосками.

Характеристика тіньолюбивих рослин:

- коренева система розвинута менше;

- відстань між вузлами на стеблах більша;

- листки великі, темні, м’ягкі;

- клітини листка слабо диференційовані;

- на листку відносно мало продихів;

- на листку значно менше жилок;

- процес дихання проходить швидко;

-листя складає мозаїку для більшого перехвату сонячних променів.

До світлолюбивих рослин можна віднести: модрину, сосну звичайну, березу повислу, кульбабу лікарську, різні види злаків. Останні, як вам відомо інтенсивно розмножуються на сільськогосподарських землях та на відкритих ділянках після вирубки лісу. До тіньолюбивих – квасеницю, копитняк, липу, ялину, чорницю, черемху. Практично всі рослини степу це світлолюби, скажімо відомі всім ковила. До них слід віднести й ефемероїдів наших лісів – медунка вузьколиста чи лікарська, сон широколистий, проліска дволиста.

Відомий російський вчений М.К. Турський розробив шкалу, в якій розмістив деревні породи по мірі зменшення їх вибагловості до сонячної радіації:

• модрина;

• береза;

• сосна звичайна;

• осика (тополя тремтяча);

• верба;

• дуб;

• ясен;

• клен;

• вільха сіра;

• ільмові;

• сосна кримська;

• вільха чорна;

• липа;

• граб;

• ялина;

• бук;

• ялиця.

Чітка вираженість світлолюбивості властива власне, лише, видам які мають вузьке пристосування до світла (стенотипам). У багатьох видів ( тіньовитривалих ) в залежності від умов зростання проявляються риси властиві і світлолюбам, і тіньолюбам. Прикладом можуть слугувати сосна звичайна та кульбаба лікарська. Навіть на одній рослині, на різних її частинах ( в залежності від того знаходиться вона на світлі чи в тіні ) можуть проявлятися ознаки властиві різним екологічним групам відношення до світла ( приклад – бук ).