Растительные сообщества


Растительное сообщество (фитоценоз), устойчивая совокупность растений, обитающих на относительно однородном участке земной поверхности и существующих в определённых условиях. Это динамичная система, изменяемая во времени (как в течение года, так и на протяжении многих лет).

Для растительного сообщества характерны определённый видовой состав и структура, которые образовались с учётом возможности совместного существования различных видов растений и иных организмов. Между всеми частями фитоценоза существует сложная взаимосвязь. Являясь важнейшей частью биоценоза и биогеоценоза, растительное сообщество образует органические вещества, необходимые для питания гетеротрофных организмов и человека и выделяет во внешнюю среду продукты обмена (кислород и углекислый газ). Оставляя в почве и на её поверхности отмершие органы, растения способствуют формированию почвенного покрова, надземная их часть участвует в формировании микроклимата.

Существуют различные типы растительных сообществ: лес, степь, луг, болото, пустыня, тундра и т. д. Лес – наиболее сложное (вследствие большого количества разнообразных видов) растительное сообщество. Например, в елово-пихтово-липовом лесу можно выделить семь ярусов: два древесных, один кустарниковый, три травянистых (злаки – верхний, осоки, медуницы и живучка ползучая – средний, почвопокровные – нижний) и один моховой.

Подземная ярусность, благодаря которой растения для получения влаги и питательных веществ используют разные слои почвы, выражена менее резко: корни и корневища трав располагаются в менее глубоких горизонтах почвы, нежели корни деревьев и кустарников. В зависимости от преобладающих пород леса подразделяются на лиственные (широколиственные и мелколиственные) и хвойные (темнохвойные и светлохвойные). Леса, в которых представлены хвойные и широколиственные породы, называются смешанными.

Для степи характерны травянистые и мелкокустарниковые виды растительности. Подземная ярусность наиболее резко выражена на небольшой глубине. Корни и корневища находятся в сложном взаимодействии, в отличие от надземных органов, влияющих друг на друга в малой степени.

Луговое сообщество характеризуется большим разнообразием исключительно травянистых, в основном многолетних, растений, образующих более или менее сомкнутый травостой. Из однолетников можно встретить однолетний клевер, погремок малый и др. Наиболее богатой флорой отличаются луга, расположенные в поймах рек (пойменные луга), где произрастают влаголюбивые растения. Луга, находящиеся вдали от рек, на более возвышенных участках, называют суходольными. Подземная часть растений в луговом фитоценозе выражена слабо, особенно на пойменных лугах (вследствие высокого уровня грунтовых вод).

Болото – это сообщество растений, способных произрастать в условиях избыточного увлажнения и недостатка кислорода в почве. Болота наиболее многочисленны в северной части лесной зоны, в лесотундре. Подразделяются на низинные (осоковые и моховые) и верховые (сфагновые).

озеро

Озеро. Фото: KE Design

В тундре преобладают лишайники и высшие холодостойкие растения.

В зависимости от различных факторов, в т. ч. антропогенных, может происходить смена одного растительного сообщества другим (луг сменяется болотом, сосновый лес – еловым и т. п.).

Динамика растительного сообщества. Сформировавшееся растительное сообщество не является чем-то застывшим и неподвижным, оно динамично по своей природе. Прежде всего изменяется внешний вид фитоценоза. Внешний вид сообщества может изменяться в зависимости от фенологических фаз видов, составляющих данный фитоценоз. Смена внешнего вида сообщества, связанная с фенологическими циклами растений, наглядно показывает, что виды, составляющие его, экологически разнокачественны. В связи с изменением метеорологических условий в разные годы внешний вид данного фитоценоза также будет различен. Это вызывается более пышным развитием одних видов в сложившихся условиях и угнетенным состоянием других.

Аспект фитоценоза может меняться в связи с коренным изменением внешних условий: изменение климата на данной территории (в историческом масштабе - прим. biofile.ru), изменение почвенно-грунтовых условий (заболачивание, засоление), влияние деятельности человека и т. д. Это приводит к глубокой перестройке сообщества, к смене одного сообщества другим. Наряду с подвижностью фитоценозов наблюдается и их определенная устойчивость. Будучи раз нарушено деятельностью человека, растительное сообщество возвращается более или менее полно к своему исходному типу. Изучение растительных сообществ (их видового состава, приуроченность к определенным почвам и т. д.) позволяет правильно применить то или иное мелиоративное мероприятие, установить ценность сенокосных, пастбищных и лесных угодий.

Растительные сообщества тесно связаны со всеми организмами, обитающими в нем. Деревья, травы, крупные животные, птицы, насекомые, грибы и бактерии, населяющие почву, создают единую цепь круговорота веществ и энергии. Этот круговорот осуществляется через пищевые и другие связи. Растительное сообщество вместе с обитающими в нем другими организмами образует биоценоз. Биоценозы существуют в тесной связи с окружающей их средой. Устойчивую систему, включающую биоценоз и их среду обитания, называют экологической системой (экосистема) или биогеоценозом. В каждой экологической системе его компоненты связаны единым процессом - круговоротом веществ. Огромную и сложную экологическую систему представляет собой наша планета с обитающими на ней организмами.

Из всех форм взаимодействия между растениями в растительных сообществах наибольшее значение имеет изменение среды под влиянием жизнедеятельности самих растений. Эти изменения происходят в результате того, что каждое растение в процессе своей жизнедеятельности либо использует солнечную энергию, воду, элементы минерального питания и пр., в связи с чем обеспеченность соседних растений соответствующими условиями снижается; либо выделяет в окружающую среду продукты обмена веществ. Помимо того, большое значение в изменении среды имеет, во-первых, поступление отмерших органов растений в почву и на ее поверхность; во-вторых, создание особого фитоклимата в результате образования надземными органами растений более или менее сомкнутого покрова.

Потребление растениями необходимых для их жизни энергии и веществ создает в растительных сообществах условия, при. которых не хватает наличных ресурсов для удовлетворения потребностей в них всех растений, входящих в состав сообщества. Возникает состояние, получившее название конкуренции за свет, воду, минеральное питание и т. д. Растения, обладающие какими-либо приспособлениями, позволяющими им более полно использовать необходимые для их жизни ресурсы или какой-либо из них (например, свет), имеют преимущества перед растениями, не обладающими этими приспособлениями. Первые растения более конкурентоспособны, чем другие. Конкурентная способность растений может изменяться от одного растительного сообщества к другому, в зависимости от условий произрастания. Она также зависит о воздействия на растения других компонентов сообществ (паразитных растений, животных-фитофагов и т. д.). Поражение паразитными грибами и бактериями, повреждение животными, ослабляя растения, снижают их конкурентную способность и косвенно повышают конкурентную способность их неослабленных соседей.

Каждое растение в процессе своей жизни выделяет в окружающую среду (в атмосферу, в почву) продукты своей жизнедеятельности, в том числе различные органические соединения. Продукты обмена веществ выделяют все органы растений, в особенности корни. Содержащиеся в выделениях вещества, в том числе и высокомолекулярные, могут поглощаться соседними растениями.

пустыня

Пустыня. Фото: Kevin Cochran

В многочисленных опытах, проведенных в лабораторных условиях, в чашках Петри, в вазонах, на искусственных средах (фильтровальная бумага, дистиллированная вода, песок), было установлено, что в этих условиях прижизненные выделения одних растений могут оказывать значительное влияние на другие растения. Однако результаты таких опытов нельзя переносить на условия, имеющиеся в природных растительных сообществах.

В настоящее время нет достоверных фактов о непосредственном токсическом влиянии корневых выделений одних растений на другие растения в природных сообществах. Для объяснения этого явления следует иметь в виду, что состав корневых выделений и их количество, по-видимому, специфичны для каждого вида, а в пределах вида — для особей различного возраста. Этот состав зависит и от условий произрастания. В частности, при отклонении условий жизни от оптимальных выделение активных веществ может возрастать. Кроме того, неоднократно высказывалось положение о токсичности продуктов метаболизма растений для особей того же вида, и в связи с этим весьма вероятно, что корневые выделения растений содержат вещества токсичные для особей того же вида и других. А так как почва, в отличие от водной и воздушной среды, характеризуется неподвижностью, то сухопутные растения могли существовать лишь при условии детоксикации их корневых выделений, а она в основном осуществляется микроорганизмами.

В процессе естественного отбора формировались связи наземных растений с микроорганизмами, массово обитающими в непосредственной близости к корням — в ризосфере, способными к детоксикации корневых выделений. В растительных сообществах корни особей отдельных видов обычно входят в контакт с корнями особей других видов. Поэтому естественно, что формирование видового состава сообществ происходило на основе подбора видов, способных произрастать совместно, включая подбор видов, в ризосферах которых имеются микроорганизмы, способные к детоксикации метаболитов не только данного вида, но и других видов, произрастающих вместе с ним. Этим можно объяснить отсутствие или крайнюю скудость данных о токсическом влиянии корневых выделений одних растений на другие в природных условиях.

Корневые выделения отдельных видов растений, оказывая специфическое воздействие на микроорганизмы, в том числе на азотобактер, денитрификаторы и прочие, косвенно влияют на взаимоотношения между видами в сообществах, определяя их конкурентную способность.

Среди прижизненных выделений растений особое место занимают органические вещества, вымываемые из надземных органов растений. В ряде случаев эти вещества оказывают токсическое влияние на соседние растения. Например, вещества, вымываемые из листьев горькой полыни, отрицательно влияют на произрастающие совместно с ней растения (фенхель, любисток, перечную мяту и др. - прим. biofile.ru). Но это бывает не всегда. Кроме того, во многих случаях токсическое влияние веществ, вымываемых из листьев, наблюдается лишь для видов, которые совместно в природных условиях не произрастают.



Реклама