Гидатофиты - это водные растения, целиком или почти целиком погру­женные в воду. Среди них - цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни (элодея, рдесты и др.). У них редуцированы устьица и нет кути­кулы. Поддерживаемые водой побеги часто не име­ют механических тканей, в них хорошо развита аэренхима.Корневая система цветковых гидатофитов сильно редуцирова­на, иногда отсутствует совсем или утратила свои основные функ­ции (у рясок). Поглощение воды и минеральных солей происходит всей поверхностью тела.

Гидрофиты - это растения наземно-водные, частично погружен­ные в воду, растущие по берегам водоемов, па мелководьях, на болотах. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводя­щие и механические ткани. У гидрофитов есть эпидермис с устьицами, интенсив­ность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды.

Гигрофиты - наземные растения, живущие в условиях повы­шенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. Из-за высокой влажности воздуха у них мо­жет быть затруднена транспирация, поэтому для улучшения вод­ного обмена на листьях развиваются гидатоды, или водяные устьи­ца, выделяющие капельно-жидкую воду. Листья часто тонкие, с теневой структурой, со слабо развитой кутикулой, содержат мно­го свободной и малосвязаннойводы. Обводненность тканей до­стигает 80% и более.

Мезофиты могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Это растения, произрастающие при среднем ув­лажнении, умеренно теплом режиме и достаточно хорошей обеспеченности минеральным питанием.

Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее не­достатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны ре­гулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии.

Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты. Суккуленты - сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах. Листья, а в случае их редукции стебли суккулентов имеют толстую кутикулу, часто мощный восковой налет или густое опу­шение. Склерофиты - э то растения, наоборот, сухие на вид, часто с узкими и мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку. Листья могут быть также рассеченными, покрытыми волосками или восковым налетом. Хорошо развита склеренхима, поэтому расте­ния без вредных последствий могут терять до 25% влаги не завя­дая. Сосущая сила корней до нескольких десятков атмосфер, что позволяет успешно добывать воду из почвы

Экологические группы животных по отношению к воде:

Среди ряда групп животных можно выделить гигрофильные (влаголюбивые - комары), ксерофильные (сухолюбивые - саранча) и мезофильные (предпочитающие умеренную влажность). Способы регуляции водного баланса у животных можно разделить на поведенческие (рытье нор, поиск водопоев), морфологические (образования способствующие задержанию воды в теле – раковины, ороговевшие покровы рептилий) и физиологические (способность к образованию метаболической воды, экономия воды при выделении).

Образование метаболической воды является результатом обмена веществ и позволяет обходиться без питьевой воды. Это широко используется насекомыми и некоторыми животными(верблюды). Пойкилотермные животные более выносливы, т.к. им не приходится использовать воду на охлаждение, как теплокровным.

Топография (рельеф). Рельеф подразделяется на макрорельеф (горы, межгорные впадины, низменности), мезорельеф (холмы, овраги), микрорельеф (мелкие неровности).

Главным топографическим фактором является высота . С высотой снижаются средние температуры, увеличивается суточный перепад температур, возрастает количество осадков, скорость ветра и интенсивность радиации, понижается атмосферное давление и концентрации газов. В результате формируется вертикальная зональность.

Горные цепи могут служить климатическими барьерами, на подветренную сторону гор выпадает меньше осадков; кроме того горы могут играть роль изолирующего фактора ограничивая миграции животных и растений. Интенсивность света и температур на южных склонах (в Северном полушарии) выше. Важным топографическим фактором является крутизна склона. Для крутых склонов (уклон выше 35 градусов) характерно смывание почв.

Эдафический фактор среды – почва . Данный фактор характеризуется химическими составляющими (реакции почвы, солевой режим, элементарный химический состав почвы); физическими (водный, воздушный и тепловой режимы, плотность и мощность почвы, ее структура); биологическими (растительные и животные организмы, населяющие почву).

Доступность влаги зависит от водоудерживающей способности почв, которая тем выше, чем почва глинистее и суше.Температура зависит от внешней температуры, но, благодаря низкой теплопроводности почвы, температурный режим достаточно стабилен, на глубине 30 см амплитуда колебаний температуры менее 2 градусов.

По реакции на кислотность почвы различают группы растений: ацидофильные – растут на кислых почвах; базифильные – на щелочных рН более 7; нейтрофильные – рН 6-7; индифферентные – могут произрастать на почвах с различным рН.

Засоленными называют почвы с избыточным содержание водорастворимых солей (хлоридов, сульфатов, карбонатов). Растения, которые растут на засоленных почвах называются галофитами . Нитрофилы – растения предпочитающие почвы богатые азотом.

Важным экологическим фактором, часто лимитирующим, является наличие в почве необходимых минеральных солей – макро- и микроэлементов

Экологические индикаторы . Организмы, по которым можно определить тот тип физической среды, где они росли и развивались, являются индикаторами среды . Например, галофиты. Адаптируясь к засолению, они приобретают определенные признаки, по их наличию можно сделать вывод, что почва засолена.

Известно применение геоботанических методов для поиска полезных ископаемых. Некоторые растения способны накапливать в себе химические элементы и на основании этого можно сделать выводы о наличие данного элемента в окружающей среде.

Важным живым индикатором являются лишайники, которые растут в чистых местах, исчезают при появлении атмосферного загрязнения. Качественный и количественный состав фитопланктона позволяет оценивать степень загрязнения водной среды.

Прочие физические факторы . К прочим абиотическим факторам относятся атмосферное электричество, огонь, шум, магнитное поле Земли, ионизирующее излучение.

Адаптация организмов к воздействию факторов. К воздействию периодических факторов живые организмы адаптируются, те есть приспосабливаются. При этом адаптация охватывает и строение и функции организмов (видов особей, их органов). К изменяющимся условиям среди обитания организмы адаптируются под воздействием изменчивости, наследственности и естественного отбора. Приспосбление организмов к воздействию факторов наследственно обусловлены. Они формировались историко-эволюционным путем и изменялись вместе с изменением экологических факторов. При этом организмы, прежде всего, адаптируются к периодически воздействующим факторам.Источником адаптации служат генетические изменения – мутации, возникающие как под влиянием естественных факторов, так и в результате искуственного воздействия. Накопления мутации может привести к дезинтеграционным процессам, но благодаря отбору мутации служат фактором адаптационной организации живых организмов.

Адаптация организмов к воздействию комплекса факторов может быть успешным . Например, адаптация низкорослого предка лошади в течение 60 лет привела к современному высокорослому, красивому и быстроногому животному, и безуспешным , например, вымирание мамонтов (десятки тысячи лет назад) в результате четвертичного оледенения исчезла растительность, которой питались эти животные, хорошо приспособленные к воздействию низких температур.

В исчезновении мамонтов, по мнению некоторых исследователей, повинен и первобытный человек, который использовал мамонтов как объект охоты.

В современных условиях, кроме природных лимитирующих экологических факторов, формируются новые ограничивающие существование живых организмов факторы, возникшие в результате деятельности человека. Например, новые синтизированные химические вещества, которых в среде обитания организмов раньше не было (гербециды, пестециды и др.), или увеличение в черезмерно больших количествах существующих природных экологических факторов. Например, увеличение содержания СО 2 в атмосфере в результате работы ТЭЦ, котельных установок и автотранспорта. Всевозрастающее количество выбрасываемого в атмосферу СО 2 природа не способна утилизировать, что приводит к загрязнению среды обитания организмов и повышению температуры планеты. Загрязнение приводит к изменению физических, химических и биологических свойств условий среды обитания организмов, обедняет биоразнобразие, подрывает здоровье человека.

к Республиканскому слету юных экологов в конкурсе «Юный ботаник»

Характеристика экологических групп растений

по отношению к абиотическим факторам среды

Экологический фактор	Экологическая группа	Приспособительные реакции, вызванные экологическим фактором	Представители экологической группы
Свет	Светолюбивые (световые) или гелиофиты	Растения, приспособленные к жизни на открытых, хорошо освещаемых солнцем местах, плохо переносящие длительное затенение (проявляются признаки угнетённости и задержка развития). Для нормальной жизнедеятельности важно интенсивное освещение - солнечное в естественных местообитаниях или искусственное в условиях оранжерей или теплиц. У светолюбивых растений гораздо чаще (по сравнению с тенелюбивыми) встречается одревеснение побегов с образованием шипов, колючек. Побеги: с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, часто розеточные, побеги часто с шипами или колючками. Листья: мелкие или с рассеченной листовой пластинкой, с толстой кутикулой, часто с восковым налетом или с густым опушением; много жилок; часто фотометричные, хлоропласты мелкие и многочисленные.	Растения семейств: мятликовых, осоковых, аизовых, портулаковых, амарантовых, маревых, гвоздичных, молочайных; василек русский, софора, сахарный тростник, кукуруза. Во флоре РК – сосна, лиственница, береза, вереск , злаки, кувшинка.
Тенелюбивые (теневые), или сциофиты	Растения, обитающие исключительно в затемнённых условиях, предпочитающие рассеянный свет. При прямом солнечном освещении проявляются признаки угнетённости развития и возможны солнечные ожоги. Листья располагаются горизонтально, часто бывает выражена листовая мозаика; темно-зеленые, более крупные и тонкие; жилок меньше; хлоропласты крупные и малочисленные	Зеленые мхи, плауны, папоротники, лишайники, кислица обыкновенная, грушанки, майник двулистный; водоросли , обитающие в толще воды, бегонии, недотрога, травы из семейств имбирные, мареновые, коммелиновые
Теневыносливые, или факультативные гелиофиты	Фотосинтетический аппарат может перестраиваться при изменении светового режима: в разные сезоны могут проявлять себя то, как светолюбивые, то, как теневыносливые. У лиственных теневыносливых древесных пород и кустарников листья расположены по периферии кроны, имеют световую структуру и называются световыми, а в глубине кроны расположены теневые листья с теневой структурой	Сныть обыкновенная, осока волосистая, черника, седмичник европейский; дуб черешчатый, липа сердцевидная, сирень обыкновенная
Температура (низкая)	Нехолодостойкие	Сильно повреждаются или гибнут при температурах выше точки замерзания воды	Растения влажных тропических лесов, водоросли тёплых морей
Неморозостойкие	Переносят низкие температуры, но гибнут, как только в тканях начинает образовываться лёд	Некоторые вечнозелёные субтропические виды
Лъдоустойчивые или морозоустой-чивые растения	Сохраняют жизнеспособность при промерзании надземных органов	Деревья и кустарники, произрастающие в областях с сезонным климатом, с холодными зимами
Температура (высокая)	Нежаростойкие виды	Повреждаются уже при t + 30...+40° С	Эукариотические водоросли, водные цветковые, наземные мезофиты
Жаровыносливые эукариоты	Переносят получасовое нагревание до t + 50... + 60° С	Растения сухих местообитаний с сильной инсоляцией
Жароустойчивые прокариоты	Могут жить в горячих источниках при t + 85... + 90° С	Термофильные бактерии и некоторые виды цианобактерий (синезелёных водорослей)
Пирофиты	Устойчивы к пожарам. У деревьев на стволах толстая корка, пропитанная огнеупорными веществами, надежно защищающая внутренние ткани. Плоды и семена имеют толстые, часто одревесневшие покровы, которые растрескиваются при опалении огнём.	Растения саванн, сухих жестколистных лесов и кустарниковых зарослей типа чапараля
Вода	Гидатофиты	Водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду. Вне воды быстро погибают. Листья тонкие, часто рассеченные. Корневая система сильно редуцирована или отсутствует совсем. Поглощение воды - всей поверхностью тела. Перед опылением цветоносные побеги выносят цветки над водой и после опыления снова погружаются	Элодея, рдест, водяные лютики, валлиснерия, ряска
Гигрофиты	Наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. Теневые гигрофиты - это растения нижних ярусов сырых лесов. Листья часто тонкие, теневые. Высокая обводненность тканей (80 % и более). Гибнут даже при непродолжительной и несильной засухе Световые гигрофиты - это растения открытых местообитаний, с постоянно влажными почвами и влажным воздухом.	Теневые: недотрога, цирцея альпийская, бодяк огородный, многие тропические травы. Световые: папирус, рис, сердечники, подмаренник болотный, росянка
Мезофиты	Могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Произрастают при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и хорошей обеспеченности минеральным питанием	Самая обширная и неоднородная группа по своему составу. Деревья, кустарники и травы различных зон, многие сорные и большинство культурных растений
Ксерофиты: суккуленты, склерофиты	Растут в местах с недостаточным увлажнением. Способны регулировать водный обмен, поэтому сохраняют активность и во время непродолжительной засухи	Это растения пустынь, степей, песчаных дюн и сухих сильно нагреваемых склонов
Суккуленты	Сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах: в стеблях - стеблевые; в листьях - листовые; в корнях - корневые	Стеблевые : кактусы, стапелии, кактусовидные молочаи	Крапива двудомная
Галофиты	Растут на засолённых почвах	Солерос, сарсазан, кокпек

Микротермы – растения, произрастающие в областях со средней годовой температурой от 0° до + 14°

Мезотермы – растения, обитающие в широтах со средней годовой температурой +15° - 20° (Средиземноморье)

Мегатермы – растения, произрастающих в областях со средней годовой температурой не ниже +20° (влажные тропики).

Криофиты – растения холодных сухих местообитаний. Образуют основу растительного покрова тундр и альпийских лугов

Группы растений по типу фотопериодической реакции

Фотопериодизм - реакция организмов на суточный ритм лучистой энергии, т. е. на соотношение светлого и тёмного периодов суток.

Фотопериодизм у растений – способность перехода от развития и роста вегетативных органов растений к формированию репродуктивных, к зацветанию под влиянием фотопериодов.

По характеру фотопериодические реакции зацветания растения делятся на: нейтральные, не обладающие фотопериодической чувствительностью и зацветающие почти одновременно при любой длине дня (конские бобы, гречиха); короткодневные , развитие которых замедляется при длине дня более 10–12 ч (просо, кукуруза, перилла и др.); длиннодневные , развитие которых идёт наиболее интенсивно при 24-часовом освещении и замедляется при укорочении дня (пшеница, салат, горчица и др.). Принадлежность растений к той или иной группе зависит от их географического происхождения и распространения: растения короткого дня произрастают в тропических и субтропических областях, растения длинного дня – главным образом в умеренных и северных широтах.

Группы растений по способу распространения семян

Анемохория - распространение плодов, семян, спор и других зачатков растений воздушными течениями, чему способствуют малые размеры и небольшой вес семян а также волоски на семенах и плодах (ивы, тополь), крылатые выросты (вяз, ясень, клен), ости (ковыли) и другие приспособления.

Зоохория - распространение плодов и семян животными. Различают эпизоохорию - перенос плодов или семян на наружных покровах, эндозоохорию - перенос животными в пищеварительном тракте, синзоохорию - распространение при заготовках животными плодов или семян впрок. В соответствии с этим растения делят на эпи-, эндо - и синзоохоры. У эпизоохоров на плодах или семенах имеются зацепки (крючочки, шипики), слизь или клейкие вещества (например, у череды, липучки, подорожника, омелы). У эндозоохоров сочные плоды или семена, имеющие мясистые выросты, поедаются животными и при прохождении через пищеварительный тракт не только не повреждаются, но иногда приобретают лучшую всхожесть (например, у вишни , жимолости, граната, бересклета). К синзоохорам относятся, например, лесной орех, кедровые орехи, зерновка злаков.

Мирмекохория – распространение плодов и семян муравьями.

Антропохория – распространение плодов и семян человеком.

Материалы из сборника «Ботанические экскурсии»

[. Ботанические экскурсии: Методическое руководство – Сыктывкар: 2009. – 60 с.]

1. Флора и растительность

Флора - это полная совокупность всех видов растений, произрастающих на той или иной территории. Флора территории любого размера формируется под влиянием ряда исторических, геологических, экологических факторов.

После сбора и определения видов составляется их общий список (флористический список, или конспект флоры). В конспектах флор указывают отдел, класс, семейство, вид. После названия располагают другую информацию о виде: встречаемость (можно принять упрощенную шкалу: обычно, часто, редко) и фитоценотическую приуроченность (например, сосняки лишайниковые, сфагновые болота, обочины дорог и др.). При необходимости более детального флористического исследования могут быть приведены и другие сведения: жизненная форма, географическая структура, приуроченность видов к экологическим факторам, хозяйственное использование (пищевое, кормовое, лекарственное и т. п.) и прочее.

Виды растений произрастают не изолировано друг от друга, а совместно, образуя более или менее сомкнутые группировки. При этом по территории виды растений распределены не равномерно и не случайно, а в соответствии с их экологическими потребностями. В результате в каждом конкретном местообитании формируется группировка совместно произрастающих растений, которая характеризуется определенным видовым составом и строением. Такая группировка растений называется растительное сообщество , или фитоценоз .

Полная совокупность растительных сообществ какой-либо территории называется растительностью .

Фитоценозы можно классифицировать, т. е. объединять по сходству каких-либо признаков в таксономические категории. Низшей единицей классификации считают ассоциацию , объединяющую фитоценозы сходные по видовому составу, структуре и условиям местообитания. Например, все однотипные фитоценозы елового леса с напочвенным покровом из брусники и мхов-мезофитов объединяют в одну ассоциацию - ельник бруснично-зеленомошный.

Формация объединяет ассоциации, в которых в главном ярусе доминирует один и тот же вид растений. Например, все ассоциации с господством сосны обыкновенной образуют сосновую формацию, господством ели - еловую. Формации объединяются в типы растительности по принадлежности господствующих в главном ярусе видов к одной и той же жизненной форме. Выделяют такие типы растительности как: леса, луга, болота и т. д.

1. Экскурсии в лес

1.1. Общая характеристика леса

Лес представляет собой сложное растительное сообщество (фитоценоз), в котором доминирующей жизненной формой являются древесные растения, под пологом которых растут кустарники, кустарнички, травянистые растения, мхи и лишайники. В любом лесу всегда имеются растения, создающие его основу. Такие растения называются лесообразующими, доминирующими. В зависимости от лесообразующих видов древесных растений лес получает и соответствующее название: еловый, сосновый (бор), березовый, смешанный и т. д.

В лесу легко убедиться, как влияет место произрастания дерева на его форму и внешний вид. Обратим внимание на внешний вид деревьев, выросших в лесу, существенно отличающихся от внешнего вида деревьев, выросших на открытых участках. У последних крона (совокупность ветвей) более могучая – значительно шире и низко спускается.

Под пологом леса, встречается сравнительно ограниченное число теневыносливых видов, у которых приспособления к существованию при малом свете наиболее ярко выражены: кислица, майник двулистный, седмичник европейский, воронец, вороний глаз, копытень европейский, папоротники и некоторые другие. Важнейшими приспособлениями являются относительно большая поверхность листвы, помогающая улавливать световые лучи, рыхлость листовых пластинок, обеспечивающая проникновение внутрь их даже слабого света. При наличии приспособлений к собиранию света у растений, произрастающих в тени, отсутствуют приспособления для сокращения испарения воды (развитая кутикула на кожице, обусловливающая жесткость листьев; волоски; восковой налет и др., что характерно для ксерофильных растений, т. е. растений сухих мест обитания). Это связано с тем, что растения верхнего яруса защищают растения нижних ярусов от излишнего испарения.

В лесу из светолюбивых пород, если почва хорошая, травянистый покров может достигнуть значительного развития (проективное покрытие до 90%) при большом разнообразии видов. Он является сильным конкурентом молодых древесных всходов.

Лес оказывает непосредственное влияние на формирование почвы. Ежегодно деревья сбрасывают листья, из которых образуется лесная подстилка; под воздействием микроорганизмов она разлагается и превращается в перегной.

Следует обратить внимание и на другие особенности лесной почвы. Так, весной, летом и осенью ее верхний горизонт обладает большей влажностью, чем соответствующий горизонт в поле. Зимой в связи со значительной глубиной и рыхлостью снегового покрова в лесу почва под ним вовсе не промерзает или промерзает не так глубоко, как в безлесных местах. Не промерзшая лесная почва легко впитывает и проводит в грунт талые воды во время зимних оттепелей, а также весной. Лес, таким образом, более экономно расходует зимние осадки, что и является одной из его важных особенностей.

Под пологом зрелого леса образуется подрост, т. е. молодое поколение деревьев, возникшее самосевом. На месте вырубленного леса новые молодые деревья появляются или вегетативным путем, или из семян. Первый способ возобновления преобладает у большинства лиственных пород; чаще они образуют поросль от пней, реже - отпрыски от корней. Сосна и ель возобновляются исключительно из семян.

В лесу можно наблюдать процесс естественного изреживания (самоизреживания) леса в результате конкуренции между деревьями за свет, питательные вещества, иногда и воду. Разные деревья обладают разной жизнеспособностью и выживаемостью. Вследствие этого одни деревья начинают постепенно отставать от других и, наконец, засыхают. В итоге можно выделить деревья, возвышающиеся кронами над общим пологом леса (деревья 1 класса по классификации, предложенной Крафтом); деревья, кроны которых, будучи сомкнуты, образуют основной полог леса (деревья II класса); деревья, входящие в общий полог, но меньшего роста и с менее развитой кроной (деревья III класса), и, наконец, деревья, явно отставшие в росте. Последние, в свою очередь, могут быть разбиты на две группы: деревья с сильно сдавленной вершиной, помещающейся частью в общем пологе, частью ниже его (деревья IV класса), и деревья, кроны которых находятся целиком под общим пологом, уже засыхающие или совсем засохшие (деревья V класса).

Водный режим - последовательные изменения в поступлении, состоянии и содержании воды во внешней среде в виде влажности почвы и воздуха, уровня грунтовых вод и осадков.

У растений в сухом климате выработались ритмы сезонного развития. У эфемеров - однолетних травянистых растениях, завершающих полный цикл развития за очень короткий и влажный период (2-6 недель) выработалась высокая скорость осуществления процессов жизнедеятельности, направленная на быстрое завершение жизненного цикла. Эфемероиды - многолетние травянистые растения, для которых характерна осенне-весенне-зимняя вегетация. Могут задержать свое развитие при неблагоприятной влажности, пока она не станет оптимальной, или, как эфемеры, пройти весь цикл развития в короткие ранневесенние сроки (тюльпан, гиацинт, растения, которые используют влажный и светлый период до распускания листьев - пролеска). Терофиты - жизненная форма растений, переживающих неблагоприятный период в виде семян. К ним относятся однолетние травы, характерные для пустынь, полупустынь и южных степей; в лесной зоне - сорняки полей (василек).

По отношению к влажности различают эвригигробионтные и стеногигробионтные организмы. Эвригигробионтные способны жить при различных колебаниях влажности, а стеногигробионты - при определенном значении. Животные, в отличие от растений, имеют возможность активно отыскивать условия с оптимальной влажностью и обладают более совершенными механизмами регуляции водного обмена.

Все наземные организмы по отношению к водному режиму подразделяются на 3 основные экологические группы:

1. Гигрофильные (влаголюбивые);

2. Ксерофильные (сухолюбивые);

3. Мезофильные (умеренная влажность).

По характеру адаптаций, связанных с регуляцией водного режима, различают три группы растений:

1) гигрофиты;

2) мезофиты;

3) ксерофиты.

Экологическая группа растений	Место обитания	Адаптивные признаки	Примеры растений
гигрофиты	Влажные места; нет дефицита воды; отсутствие засушливых периодов	Приспособления, ограничивающие расход воды, отсутствуют; Толстые слаборазвитые корни с небольшим количеством или отсутствием корневых волосков; Наличие во всех органах воздушных полостей, обеспечивающих аэрацию тканей	Тропические и болотные растения
мезофиты	Умеренно увлажненные места	Способность переносить почвенную и атмосферную засуху ограничена; Хорошо развитая корневая система с многочисленными корневыми волосками; Устьица расположены на нижней стороне листьев и обеспечивают регуляцию транспирации	Луговые и лесные травы, лиственные деревья, большинство сельскохозяйственных культур и сорняков, эфемеры
ксерофиты	Сухие места	Хорошо переносят почвенную и атмосферную засуху; Суккуленты - накапливают в тканях большое количество воды; Склерофиты - сухие жесткие кустарнички или травы, интенсивно испаряющие влагу. Цитоплазма клеток способна выдерживать сильное обезвоживание; Корневая система интенсивно поглощает влагу из почвы	Суккуленты (алоэ, кактусы); Склерофиты (верблюжья колючка, саксаул)

По отношению к колебаниям водоснабжения и испарения среди растений выделяют две группы:

· Пойкилогидрические - растения, у которых количество воды в тканях непостоянно и зависит от условий влажности среды. Например, многие мхи, водоросли, папоротники

· Гомойгидрические - растения, которые способны поддерживать относительное постоянство воды в тканях и мало зависящие от влажности окружающей среды

Среди животных по отношению к водному режиму различают 3 основные группы, которые, в отличие от растений, выражены менее четко.

1. Гигрофилы - наземные животные, приспособленные к обитанию в условиях высокой влажности (на болотах, во влажных лесах, по берегам водоемов, в почве). Например, мокрицы, наземные моллюски и амфибии, наземные планарии (черви). У этих животных механизмы регуляции их водного режима слабо развиты или вообще отсутствуют. Они не могут накапливать в значительном количестве и удерживать в теле длительное время запасы воды.

2. Мезофиллы - животные, обитающие в условиях умеренной влажности и сравнительно легко переносящие ее колебания.

Ксерофилы - сухолюбивые, не переносящие высокой влажности и способные переносить сухость воздуха в сочетании с высокой температурой. Хорошо развиты механизмы регуляции водного обмена и приспособления к удержанию воды в теле. Слоновая черепаха запасает воду в мочевом пузыре; многие насекомые, грызуны и другие животные получают воду с пищей. Некоторые млекопитающие избегают дефицита влаги путем отложения жиров, при окислении которых образуется небольшое количество воды. За счет этой воды (метаболической) живут многие насекомые, верблюды, курдючные овцы, жирнохвостые тушканчики.

Растения делятся на экологические группы по отношению к различным факторам окружающей среды. Важнейшие из них это влажность и температура.

По отношению к влажности растения делятся на следующие группы:

гидрофиты - водные растения, прикрепленные к почве и погруженные в воду своими нижними частями, например тростник.

гигрофиты - растения, обитающие в местах с высокой влажностью воздуха и почвы, к таким растениям относят, например, элодею, рдесты.

мезофиты - растения, обитающие в условиях с более или менее достаточным, но не избыточным количеством воды в почве, промежуточная группа между ксерофитами и гигрофитами. Это, например, клевер, тимофеевка, кислица.

ксерофиты - растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, например бриофиллум.

криофиты - растения холодных сухих местообитаний. Образуют основу растительного покрова тундр и альпийских лугов. Это, например, растения-подушки высокогорных холодных пустынь.

По отношению к свету растения делятся на следующие группы:

гелиофиты - растения, предпочитающие места обитания, ярко освещенные солнцем, например, сосна, береза. злаки.

сциофиты - тенелюбивые растения, хорошо переносящие затенения, например копытень, сныть.

По отношению к температуре растения делятся на следующие группы:

мегатермофиты - жаростойкие растения, например пальмы.

мезотермофиты - теплолюбивые растения, например орех обманчивый, близкий к ореху грецкому.

микротермофиты - холодостойкие растения, например ель сибирская.

гекистотермофиты - очень холодостойкие растения, например лишайники.

Здесь будет показано в каких биогеоценозах следует искать определенное растение:

Растения леса :

береза повислая, боярышник кроваво-красный, дуб обыкновенный, ель обыкновенная, женьшень обыкновенный (в средней полосе не встречается), жостер слабительный, земляника лесная, калина обыкновенная, ландыш майский, лимонник китайский, липа мелколистная, можжевельник обыкновенный, первоцвет весенний, рябина обыкновенная, сосна обыкновенная, толокнянка обыкновенная, черемуха обыкновенная, шиповник майский, щитовник мужской, арония черноплодная (в диком виде в средней полосе не встречается), малина обыкновенная.

Растения лугов, открытых пространств :

тысячелистник обыкновенный, валериана лекарственная, василек синий, девясил высокий, душица обыкновенная, зверобой продырявленный, золототысячник малый, календула лекарственная, крапива двудомная, кровохлебка лекарственная, лапчатка прямостоячая, лопух большой, мать-и-мачеха обыкновенная, мята перечная, одуванчик лекарственный, пастушья сумка обыкновенная, пижма обыкновенная, подорожник большой, полынь горькая, пустырник сердечный, родиола розовая, ромашка аптечная, тысячелистник обыкновенный, хвощ полевой, цмин песчаный (бессмертник).

Растения болот , низменных мест:

аир обыкновенный, багульник болотный, брусника обыкновенная (в средней полосе не встречается), вахта трехлистная, сушеница топяная.

Растения, возделываемые в средней полосе только как комнатные:

алоэ древовидное.

Световой режим любого местообитания определяется интенсивностью прямого и рассеянного света, количеством света (годовой суммарной радиацией), его спектральным составом, а также альбедо – отражательной способностью поверхности, на которую падает свет.

Перечисленные элементы светового режима очень переменчивы и зависят от географического положения, высоты над уровнем моря, от рельефа, состояния атмосферы, характера земной поверхности, растительности, от времени суток, сезона года, солнечной активности и глобальных изменений в атмосфере.

У растений возникают различные морфологические и физиологические адаптации к световому режиму местообитаний.

По требованию к условиям освещения принято делить растения на следующие экологические группы:

1) светолюбивые (световые), или гелиофиты, – растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний;

2) тенелюбивые (теневые), или сциофиты, – растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми солнечными лучами;

3) теневыносливые, или факультативные гелиофиты, – могут переносить большее или меньшее затенение, но хорошо растут и на свету; они легче других растений перестраиваются под влиянием изменяющихся условий освещения.

Можно отметить некоторые общие приспособительные особенности, свойственные растениям каждой экологической группы.

Световые адаптации гелиофитов и сциофитов. Гелиофиты часто имеют побеги с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, нередко розеточные. Листья гелиофитов обычно мелкие или с рассеченной листовой пластинкой, с толстой наружной стенкой клеток эпидермы, нередко с восковым налетом или густым опушением, с большим числом устьиц на единицу площади, часто погруженных, с густой сетью жилок, с хорошо развитыми механическими тканями. У ряда растений листья фотометричные, т. е. повернуты ребром к полуденным лучам или могут менять положение своих частей в зависимости от высоты стояния Солнца. Так, у степного растения софоры листочки непарноперистосложного листа в жаркий день подняты вверх и сложены, у василька русского так же ведут себя сегменты перисторассеченного листа.

Оптический аппарат гелиофитов развит лучше, чем у сциофитов, имеет большую фотоактивную поверхность и приспособлен к более полному поглощению света. Обычно у них лист толще, клетки эпидермы и мезофилла мельче, палисадная паренхима двухслойная или многослойная (у некоторых саван‑ных растений Западной Африки – до 10 слоев), нередко развита под верхней и нижней эпидермой. Мелкие хлоропласты с хорошо развитой гранальной структурой в большом числе (до 200 и более) расположены вдоль продольных стенок.

Хлорофилла на сухую массу в листьях гелиофитов приходится меньше, но зато в них содержится больше пигментов I пигментной системы и хлорофилла П 700 . Отношение хлорофилла а к хлорофиллу b равно примерно 5: 1. Отсюда высокая фотосинтетическая способность гелиофитов. Компенсационная точка лежит в области более высокой освещенности. Интенсивность фотосинтеза достигает максимума при полном солнечном освещении. У особой группы растений – гелиофитов, у которых фиксация СО 2 идет путем С4‑дикарбоновых кислот, световое насыщение фотосинтеза не достигается даже при самой сильной освещенности. Это растения из засушливых областей (пустынь, саванн). Особенно много С4‑растений среди семейств мятликовых, осоковых, аизовых, портулаковых, амарантовых, маревых, гвоздичных, молочайных. Они способны к вторичной фиксации и реутилизации СО 2 , освобождающегося при световом дыхании, и могут фотосинтезировать при высоких температурах и при закрытых устьицах, что часто наблюдается в жаркие часы дня.

Обычно С4‑растения, особенно сахарный тростник и кукуруза, отличаются высокой продуктивностью.

Сциофиты – это растения, постоянно находящиеся в условиях сильного затенения. При освещенности 0,1–0,2 % могут расти только мхи и селягинеллы. Плауны довольствуются 0,25‑0,5 % полного дневного света, а цветковые растения встречаются обычно там, где освещенность в пасмурные дни достигает не менее 0,5–1% (бегонии, недотрога, травы из семейств имбирные, мареновые, коммелиновые).

В северных широколиственных и темнохвойных лесах полог сомкнутого древостоя может пропускать всего 1–2% ФАР, изменяя ее спектральный состав. Сильнее всего поглощаются синие и красные лучи, и пропускается относительно больше желто‑зеленых лучей, дальних красных и инфракрасных. Слабая освещенность сочетается с повышенной влажностью воздуха и повышенным содержанием в нем СО 2 , особенно у поверхности почвы. Сциофиты этих лесов – зеленые мхи, плауны, кислица обыкновенная, грушанки, майник двулистный и др.

Листья у сциофитов располагаются горизонтально, нередко хорошо выражена листовая мозаика. Листья темно‑зеленые, более крупные и тонкие. Клетки эпидермы крупнее, но с более тонкими наружными стенками и тонкой кутикулой, часто содержат хлоропласты. Клетки мезофилла крупнее, палисадная паренхима однослойная или имеет нетипичное строение и состоит не из цилиндрических, а из трапециевидных клеток. Площадь жилок вдвое меньше, чем у листьев гелиофитов, число устьиц на единицу площади меньше. Хлоропласты крупные, но число их в клетках невелико.

У сциофитов по сравнению с гелиофитами меньше хлорофилла П 700 . Отношение хлорофилла а к хлорофиллу b равно примерно 3: 2. С меньшей интенсивностью протекают у них такие физиологические процессы, как транспирация, дыхание. Интенсивность фотосинтеза, быстро достигнув максимума, перестает возрастать при усилении освещенности, а на очень ярком свету может даже понизиться.

У лиственных теневыносливых древесных пород и кустарников (дуба черешчатого, липы сердцевидной, сирени обыкновенной и др.) листья, расположенные по периферии кроны, имеют структуру, сходную со структурой листьев гелиофитов, и называются световыми, а в глубине кроны – теневые листья с теневой структурой, сходной со структурой листьев сциофитов.

Факультативные гелиофиты, или теневыносливые растения , в зависимости от степени теневыносливости имеют приспособительные особенности, сближающие их то с гелиофитами, то со сциофитами. К этой группе можно отнести некоторые луговые растения, лесные травы и кустарники, растущие и в затененных участках леса, и на лесных полянах, опушках, вырубках. На осветленных местах они разрастаются часто сильнее, однако оптимальное использование ФАР у них происходит не при полном солнечном освещении.

У деревьев и кустарников теневая или световая структура листа часто определяется условиями освещения предыдущего года, когда закладываются почки: если закладка почек идет на свету, то формируется световая структура, и наоборот.

Если в одном и том же местообитании закономерно периодически изменяется световой режим, растения в разные сезоны могут проявлять себя то как светолюбивые, то как теневыносливые.

Весной в дубравах под полог леса проникает 50–60 % солнечной радиации. Листья розеточных побегов сныти обыкновенной имеют световую структуру и отличаются высокой интенсивностью фотосинтеза. В это время они создают основную часть органического вещества годичной продукции. Листья сныти летней генерации, появляющиеся при развитом древесном пологе, под который проникает в среднем 3,5 % солнечной радиации, имеют типичную теневую структуру, и интенсивность фотосинтеза их значительно ниже, в 10–20 раз. Подобную двойственность по отношению к свету проявляет и осока волосистая, светолюбивая весной и теневыносливая летом. По‑видимому, это свойственно и другим растениям дубравного широкотравья.

Отношение к световому режиму меняется у растений и в онтогенезе. Проростки и ювенильные растения многих луговых видов и древесных пород более теневыносливы, чем взрослые особи.

Иногда у растений меняются требования к световому режиму, когда они оказываются в иных климатических и эдафических условиях. Так, обычные теневыносливые растения хвойного леса – черника, седмичник европейский и некоторые другие – в тундре приобретают особенности гелиофитов.

Наиболее общая адаптация растений к максимальному использованию ФАР – пространственная ориентация листьев. При вертикальном расположении листьев, как, например, у многих злаков и осок, солнечный свет полнее поглощается в утренние и вечерние часы – при более низком стоянии солнца. При горизонтальной ориентации листьев полнее используются лучи полуденного солнца. При диффузном расположении листьев в разных плоскостях солнечная радиация в течение дня утилизируется наиболее полно. Обычно при этом листья нижнего яруса на побеге отклонены горизонтально, среднего направлены косо вверх, а верхнего располагаются почти вертикально.

Считают, что кукуруза является одной из самых высокопродуктивных сельскохозяйственных культур потому, что наряду с высоким КПД фотосинтеза у нее наблюдается диффузное расположение листьев, при котором полнее поглощается ФАР.

На севере, где высота стояния солнца меньше, встречается больше растений с вертикальным расположением листьев, а на юге – с горизонтальным. Для получения большей биомассы выгодны также посевы и насаждения, в которых сочетаются растения с разной пространственной ориентацией листьев, причем в верхнем ярусе лучше иметь растения с вертикальным расположением листьев, которые полнее используют свет при низком стоянии солнца, не препятствуют прохождению полуденных лучей к расположенным в нижнем ярусе листьям с горизонтальной ориентацией.

Электрооборудование