Основні характеристики ґрунтів, що впливають на поширення та розвиток рослин.

Між грунтом і рослинами відбувається тісна взаємодія по різних напрямках: рослини і грунти взаємозбагачуються різними мінеральними та органічними сполуками, рослини впливають на температурний та повітряний режим грунту тощо.

Механічний склад грунту визначається співвідношенням твердих частинок різного ро-зміру: від уламків породи в декілька десятків сантиметрів до колоїдних частинок роз-міром у сотні долі мікрона. В залежності від вмісту піщаних (понад 0,01 мм, або “фізи-чний пісок”) і глинистих частинок (менше 0,01 мм, або “фізична глина”) розрізняють грунти:

- піщані,

- супіщані,

- суглинистий,

- глинисті.

Органічна речовина грунту. В грунті містяться нерозкладені або частково розкладені органічні рештки, а також продукти їх розпаду, які і складають гумус, або перегній. Перетворення органічних решток являє собою, з одного боку, сукупність процесів ро-зпаду різних органічних речовин, при якому вони розпадаються на більш прості з’єднання, які в подальшому можуть повністю мінералізуватися до утворення вуглеки-слоти і води. З другого боку, одночасно з процесом розпаду йдуть зворотні процеси – синтезу більш складних органічних з’єднань з простих (мікробний синтез). І, на кі-нець, з третього боку, в грунті йдуть синтетичні процеси, які полягають в тому, що ча-стина продуктів розпаду частково окисляються, полімерізуються, ущільнюються, з’єднуються один з одним. В результаті такої реакції в грунті і утворюються нові речо-вини, які не містилися в початкових органічних рештках, ні в продуктах мікробного синтезу. Сукупність явищ, які віднесені до третьої категорії, і носять назву гуміфікації.

Гумус - це темно зафарбована органічна частина грунту, містить гумінові кислоти та фульвокислоти і основні елементи живлення рослин. Безпосередньо гумус рослинами не засвоюється. Під дією мікроорганізмів органічна маса, яка являє собою складні з’єднання, перетворюється в легкодоступні для рослин форми. Таким чином, гумус є резервом і постачальником елементів живлення рослин. Гумус характеризується висо високою вологоємкістю, тому може утримувати значну кількість вологи. Темний колір забезпечує гумусу добре прогрівання, що в свою чергу створює умови для активної діяльності мікроорганізмів. Гумус покращує структуру грунту, оскільки склеює мінеральні частинки.

Вміст гумусу в різних типах грунтів слідуючий:

- підзолисті грунти – 1-3%;

- звичайні чорноземи – 7-8%;

- тучні чорноземи – 8-12%.

Для рослин важливе співвідношення гумінових кислот і фульвокислот, оскільки від цього залежить біохімічна властивість ґрунтових мікроорганізмів. В більш багатих грунтах вміст гумінових кислот вищий. Із збільшенням вмісту гумусу у грунтах під-вищується складність і продуктивність фітоценозів (рис.20

Колоїди грунту. Велике значення для рослин має вміст у грунті колоїдів – мінеральних (дуже дрібні частинки, які утворилися внаслідок вивітрювання гірських порід); органі-чних (утворилися в період розпаду органічних решток); органо-мінеральних. В зв’язку з дуже малими розмірами частинок ґрунтові колоїди мають велику сумарну поверхню: наприклад 1 см3 грунту – біля 6 тис. м2. Цим пояснюється їх значна здатність до фізи-чної адсорбції – поглинання та утримування води та розчинених у ній поживних речо-вин.

Хімізм ґрунтового розчину є дуже важливим для рослин фактором. На ріст і стан рос-лин сильно впливає реакція ґрунтового розчину (рН), яка визначається вмістом в грунті кислот (вугільна кислота, фульвокислоти) або основ (сода у солонцях), а також залежить від складу іонів, які увійшли до ґрунтового поглинаючого комплексу. Перевага іонів водню та алюмінію викликає кислу реакцію, іонів натрія – основну. Високою кислотністю характеризуються болотні та підзолисті грунти, основністю – солонці. Чорноземи мають реакцію близьку до нейтральної.

Дуже важливим для рослин є сольовий режим грунтів, який визначається вмістом і доступністю в грунтовому розчині елементів, які входять до складу солей, і які необ-хідні рослинам – азот, калій, фосфор, кальцій, сірка, залізо та інші. Деякі елементи (за-лізо, алюміній) за звичай містяться у грунті у необхідних кількостях; інші (фосфор, азот, калій) зустрічаються в невеликих кількостях і тому грунт не може забезпечити потреби рослин.

Досить необхідними для рослин, для забезпечення багатьох фізіологічних процесів, є мікроелементи – мідь, бор, йод, марганець та інші.

Ґрунтове повітря - важлива складова ґрунту. Його вміст у ґрунті є однією з основних умов життя рослин. Без доступу повітря та вільного його обміну не можуть жити у ґрунті також: аеробні мікроорганізми ґрунту (гриби, водорості, бактерії) та ґрунтова фауна.

Кисень ґрунту є активним чинником ґрунтоутворення, бере участь в окисленні мінеральних та органічних речовин, зумовлює кругообіг вуглецю, азоту, фосфору.

Ґрунтове повітря є джерелом вуглекислого газу, який використовується рослинами у процесі фотосинтезу. За підрахунками, від 38 до 72 % усієї кількості СО2, яка йде на формування врожаю, рослина бере з ґрунту.

Показник кислотності чи лужності ґрунтів здійснює великий вплив на розвиток ко-ріння та живлення рослин через засвоєння поживних речовин. Реакція ґрунтового се-редовища, або рН, є ознакою, від якої багато в чому залежать агрохімічні властивості ґрунтів і ріст рослин. Кислотність утворюється через присутність у ґрунтовому розчині на колоїдах іонів Н+. Зміна кислотності ґрунтів значною мірою впливає на доступність для рослин поживних речовин. Надмірно високий (більше 9,0) та надмірно низький (менше 4,0) показники рН ґрунту діють на коріння рослин токсично. В межах цих показників рН визначається поведінка окремих поживних сполук, а саме їх осадження чи перетворення у доступні чи недоступні для рослин форми. Так, у дуже кислих ґрунтах (рН 4,0-5,5) такі елементи як залізо, алюміній та марганець переходять у легкодоступні для засвоєння рослинами форми, до того ж їх концентрація досягає токсичного рівня. При цьому надлишок цих металів порушує вуглеводний та білковий обмін рослин і утворення органів розмноження, що значно знижує врожай і може навіть спричинити загибель культурних посівів.

Важливу роль в рості і розвитку рослин грає органічна речовина грунту. Перегній, або гумус, для грунтових мешканців є основним джерелом необхідних для життя мінера-льних сполук та енергії. Він обумовлює родючість грунтів та їх структуру. Процеси мінералізації органічних речовин і перегною забезпечують постійне надходження в грунтовий розчин таких найважливіших елементів живлення рослин, як азот, фосфор, сірка, кальцій, калій, мікроелементи. Гумус служить джерелом фізіологічно активних сполук (вітаміни, органічні кислоти, поліфеноли), які стимулюють ріст рослин. Перег-нійним речовини забезпечують також водостійку структуру грунтів, що створює спри-ятливий для рослин ввідно-повітряний режим.

За вибагливістю до ґрунтових умов рослини поділяють на три едафічні групи: мега-, мезо- та оліготрофи.

Мегатрофи — рослини, поширені на грунтах, багатих на мінеральні речовини та гу-мус. До них належать ялиці, дуб звичайний, горіх волоський, вільха чорна, ліщина звичайна.

Мезотрофи — рослини з середньою вибагливістю до родючості грунту. До цієї групи належать більшість деревних видів у лісах — берези, осика, дуб скельний, бук лісовий.

Оліготрофи — рослини, не вибагливі до родючості ґрунту, — сосна звичайна, модрина Гмеліна, ефедра хвощова, верес. Слід зазначити, що серед деревних рослин є такі, що можуть рости на засолених грунтах (галофіти), пісках (псамофіти), вапнякових ґрунтах (кальцієфіли), ґрунтах із високим вмістом азоту (нітрофіли). Рослини, які уникають зростання на ґрунтах із високим вмістом вапна, називають кальцієфобами. Участь води в процесах росту і розвитку рослин. Вода прямо чи побічно бере участь в усіх процесах, які відбуваються в рослинах Разом з водою з ґрунту надходять до рос-лин поживні речовини і транспортуються до листків та інших органів; пластичні речо-вини, з яких утворюються нові живі клітини, пересуваються з листків до ростучих ор-ганів також за допомогою води.

Вода необхідна і як середовище, в якому відбуваються всі біохімічні перетворення. Від ступеня насичення тканин рослини водою залежить швидкість і напрям цих перетво-рень.

Без участі води неможливий фотосинтез, в результаті якого утворюється органічна ре-човина. Фізіологи відносять також воду до тих речовин, елементи яких витрачаються і знову синтезуються в обміні речовин. Виникає поняття про метаболічну воду.

Вода безпосередньо впливає на ріст рослин К.А. Тімірязєв вважав, що ріст рослин та їх окремих органів зводиться в кінцевому результаті до засвоєння води. Зв'язок між водо-забезпеченістю і ростом виражається у збільшенні висоти рослин, кількості та розмірів листків, гілок, у прискоренні росту плодових та інших органів

Живі організми грунту. Грунт заселений чисельними безхлорофільними мікроорганіз-мами (бактерії, гриби, актиноміцети, простіші), а також водоростями. Всі вони займа-ють певний ланцюг у загальному кругообігу речовин в природі: вони розкладають ор-ганічні та складні неорганічні речовини і роблять їх доступними для кореневого жив-лення рослин. Без діяльності мікроорганізмів грунту неможливе ґрунтоутворення.

Кількість мікроорганізмів у грунті вимірюється сотнями тисяч, мільйонами і навіть мі-льярдами в 1 г грунту. Їх мізерні розміри, на фоні великої чисельності, створюють ве-личезну площу дотику з грунтом, що забезпечує велику активність у хімічних проце-сах. Орієнтовно поверхня мікробного населення на 1 га орного грунту оцінюється у 500 га.

Гриби також активно приймають участь у розкладі органічних решток. З їх числа най-частіше зустрічаються у грунті плісняві гриби, дріжджові, шляпинкові та актиноміце-ти. Загальна їх маса менша ніж бактерії, але у лісових грунтах зустрічається інша зако-номірність. У шпилькових лісах опад дуже бідний на азот і зольні елементи, містить важкодоступні для бактерій хімічні з’єднання, серед яких є бактерицидні. Тому в таких умовах розклад органічних речовин відбувається за допомогою грибів.

Грунт є середовищем для проживання великої кількості різних тварин, починаючи від простіших і закінчуючи ссавцями. частина з них харчується рослинами і рослинними рештками, решта – є хижаками. Найбільш поширеними у грунті є дощові черв’яки, ба-гатоніжки, личинки двокрилих і жуків, дорослі жуки, молюски, терміти, мурашки. Їх роль у грунті полягає у подрібненні рослинних решток, що забезпечує більш швидкий їх розпад; перемішуванні рослинних решток з мінеральною частиною грунту; біохімі-чній переробці решток.

Перераховані грунтові фактори тісно зв’язані у впливі на життєдіяльність рослин, вони не існують ізольовано. В цілому вони визначають умови існування рослинних організмів у ризосфері. Але так чи інакше роль та значення кожного з них конкретно для рослин виявляється досить чітко.ту поліпшується ріст кореневої системи і збільшується її маса.

 

Рослинність Карпат

Українські Карпати — це центральна, найбільш звужена частина Схід­них Карпат з максимальною висотою 2000 м над рівнем моря. Вони знаход яться на заході країни і складаються з кількох майже паралель­них, вкритих лісами хребтів, які розділені широкими пониженнями (рис. 15.5). Клімат Карпат відрізняється від клімату рівнинної части­ни і характеризується значною вологістю. Кількість опадів більше ніж 1100 мм на рік, з висотою вона збільшується. Середньорічна температура повітря біля підніжжя більше ніж +6 °С, а на висоті 1300 м над рівнем моря +3,2 °С.

Вертикальна зональність клімату чітко проявляється у зональності рослинності. У Карпатах виділяють такі вертикальні пояси (рис. 15.6):

I І передгірний (450-550 м над рівнем моря);

- гірський лісовий (поділяється на нижній - до 1200-1300 м над рів­нем моря і верхній — від 1300 м до 1500 м над рівнем моря);

II субальпійський (до 1800 м над рівнем моря); І альпійський (понад 1800 м над рівнем моря).

Природна рослинність передгірного поясу займає невеликі площі, оскільки територія сильно окультурена. Тут переважають ді­брови з дуба звичайного з домішкою бука лісового, граба звичайно­го, липи широколистої, береки, в'язу, ільму, ясеня звичайного. У пі­дліску є ліщина, клен татарський, глід гладенький (Crataegus kiomonogyna), бруслина європейська, дерен справжній. Трав'янистий покрив складається з осоки трясучкоподібної, купини багатоквітко­вої, маренки пахучої, гадючника оголеного (Filipendula denudata), омега банатського (Oenanthe banatica). У Закарпатському передгір'ї існують грабові і букові діброви, судіброви з дуба скельного (£). petraeu). У деревостані дуба скельного існує домішка дуба звичай­ного, граба звичайного, береки, черешні, берези повислої, клена польового. Підлісок складається з ліщини, крушини ламкої, глоду гладенького, дерену справжнього. У північно-західному Прикарпатті, крім грабових дібров, зустрічаються вологі ялицеві діброви і судібро­ви. Деревостан у вологих дібровах двоярусний: у першому ростуть дуб звичайний і ялиця біла (Abies alba), у другому — ялиця з доміш­кою граба звичайного, клена гостролистого.

Луки в передгірному поясі поширені мало, в основному в заплавах річок та в місцях, де були вирубані ліси. У заплавах є луки з мітлиці звичайної, костриці червоної, пирію повзучого, конюшини повзучої і гібридної, а в дещо підвищених місцях костриці борознистої.

У нижньому гірському лісовому поясі Карпат найбільші площі займають букові ліси - бучини (рис. 15.7). Саме до висоти 1200-13001 над рівнем моря склалися оптимальні екологічні умови для зростання бука лісового, де він і створює найбільш продуктивні ліси (600-800 м³ деревини на 1 га). З висотою його продуктивність і участь у складі де­ревного пологу зменшуються. Він замінюється хвойними породами. Оптимальними для бука є свіжі та вологі бучини. Будова букових лісів в усіх районах Карпат має загальні риси. Бук утворює дуже високі (до 35 м), зі щільним розміщенням дерев деревостани (з домішкою клена гостролистого, явора, ільму гірського), які, у свою чергу, створюють сильне затінення нижніх рослинних горизонтів і ґрунту. Унаслідок \ цього суцільний підлісок під наметом деревних порід не формується.

Підлісок може складатися з одиничних екземплярів жимолості чорної I Lonicera nigra) та пухнастої (L. xylosteum), смородини карпатської, бузини червоної (Sambucus racemosa). У дуже

зрідженому трав'янистому горизонті зустрічаються маренка пахуча, Г осока пальчаста (С. digitata) і волосиста, фіалка Рсйхенбаха (У. reichenbachiana), зеленчук жовтий (Galeobdolon luteum), тонконіг ді­бровний (P. nemoralis). З висотою в складі трав'янистих рослин з'явля­ються гірськи види - купина кільчаста (. Polygonatum verticillatum), су- гайник австрійський (Doronicum austriacum), живокіст серцеподібний (Symphytum cordatum), апозеріс смердючий (Aposerisfoetida). Крім того, є бореальні види - квасениця звичайна, веснівка дволиста, грушанка круглолиста (. Pyrola rotundifolia), баранець звичайний (Huperyaselago). Ростуть також високогірні види — чистець альпійський (Stachysalpina), підбілик альпійський (Homogyne alpinä). За флористичним складом і будовою букові ліси Карпат належать до середньоєвропейських.

У поясі букових лісів великі площі займають монокультури ялини європейської, які хоч і мають значну продуктивність, виявилися не­стійкими до вітровалів і до багатьох хвороб. Це було відомо і до ство­рення даних культур, але не враховувалося через цінність деревини. Нині вони масово гинуть, тому гостро стоїть проблема їх заміни штуч­ними або природними деревостанами з інших видів. На межі ниж­нього і верхнього лісових поясів формуються мішані деревостани з бука, ялини європейської і ялиці білої, які поступово, з висотою, за­міщуються ялицевими (нині на невеликих площах) та ялиновими. На бідніших фунтах ростуть ялинники чорничні, ялинові ліси зелено- мошні та довгомошні.

Ялина європейська, або смерека (Picea abies), утворює як чисті, так і мішані деревостани. Найбільш продуктивними є ялинові ліси ква- сеничні на багатих буроземних грунтах. Під високим (до ЗО м) густим деревним наметом ялини створюється сильне затінення, унаслідок чого під ним ростуть поодинокі екземпляри підліску — смородини карпатської, жимолості чорної. Зріджений трав'янистий покрив фор­мується з квасениці, живокіста серцеподібного, купени кільчастої, дзвоників ялицевих (Campanula abietina), цицербіти альпійської (Cicerbita alpinä), зеленчука жовтого, медунки червоної, герані Роберта (Geranium mbertianum).

Ялиця біла (Abies alba) за своєю вибагливістю до екологічних умов близька до бука і тому досить часто росте поряд з ним. Однак вона не полюбляє карбонатні та надто лужні грунти, тому частіше росте в ниж­ніх частинах схилів та котловинах. Унаслідок цього ялицеві ліси роз­ташовані в буковому поясі на висоті 300-900 м. Чисті деревостани зу­стрічаються рідко, але вони мають високу продуктивність. У складі трав'янистого покриву таких лісів відмічається висотна зональність. У нижніх частинах схилів переважають квасениця, веснівка дволиста, види роду маренка, а з висотою з'являються чагарничково-зелено- мошні ліси за участю чорниці. В усіх ялицевих лісах поширені немо­ральні види — маренка пахуча, підлісник європейський (Sanicula europaea) та ін. Мішані ліси ялиці з буком і ялиною більш поширені, ніж чисті, але вони також не утворюють окремих поясів, а зустріча­ються масивами серед букових і штучних ялинових.

У Карпатах на невеликих площах уздовж річок, по долинах рос­туть вільхові ліси з вільхи сірої (Alnus іпсапа), а в передгірному поясі — з вільхи чорної (A. glutinosà). У деревостані вільхи чорної часто відзна­чається домішка осики (Populus tremula) і берези повислої. Трав'янис­тий покрив досить багатий і складається частіше з розхідника звичай­ного (і Glechoma hederacea), розрив-трави звичайної (Impatiens noli- tangere), хвоща болотного (Equisetum arvense), підбіл а звичайного або мати-й-мачухи (Tussilago farfara), таволги в'язолистої. У першому ярусі лісів з переважанням вільхи чорної можуть бути береза повисла, ясен звичайний.

На межі верхнього лісового і субальпійського поясів знаходяться букове криволісся (на заході), ялинове криволісся (на сході) та слан- ники. Букове криволісся — це густі, низькорослі (2—3 м, іноді до 8 м заввишки) насадження, у яких ростуть деякі бореальні (чорниця, квасениця, білоус стиснутий, хвощі, плауни) та високогірні лучні види. Ялинове криволісся — це зріджене, невисоке угруповання за участю ялини, яка під впливом вітрів має прапороподібну форму крони. У підліску можливі бузина червона, жимолость чорна, горобина звичай­на. Трав'янистий покрив складається із видів, властивих ялиновим лісам, а також видів, що ростуть на полонинах. Сланники утворюють­ся на невеликих площах з ялівця сибірського (/. sibirica). Це дуже густі зарості. З трав'янистих рослин зустрічаються чорниця, чебрець аль­пійський (Thymus alpestris), тонконіг Ше (Poa chaixii), тимофіївка аль­пійська (Phleum alpinum), ожика судетська (Luzula sudetica), осока віч­нозелена (С. sempervirens), сольданела угорська (Soldanella hungarica), ситник трироздільний (Juncus trifldus).

У субальпійському поясі на великих площах поширені полонини й гірські луки. Полонини — це безліса поверхня, вкрита трав'янисти­ми і кущовими рослинами, мохами і лишайниками. Серед трав'янис­тих рослин поширені біловус стиснутий, ситник трироздільний, кос­триця червона, а серед кущових — сосна жереп (P. mugo), рододендрон східнокарпатський (Rhododendron kotschyi). Справжні луки мають вічнозеленоосокові, дернисто щучникові, мальвовокострицеві, альпійськотонконогові та інші угруповання. Основу луків складають костриця червона і лучна, мітлиця тонка, гребінник звичайний, паху­ча трава звичайна. Крім того, на луках поширені гірські види - арніка гірська (Arnica montana), нечуйвітер оранжево-червоний (Ніегасіит aurantiacum), астранція велика (Astrantie major), купина кільчаста.

Альпійський пояс є лише в найвищій частині гір. Тут панують аль­пійські та аркто-альпійські види: осока вічнозелена і зігнута (С. curvula), ситник трироздільний, костриця лежача (Festuca supinä). На скелях і кам'янистих розсипах альпійського поясу ростуть низькорослі, сланні та подушкоподібні форми рослин: волошка м'яка (Centaurea mollis), котячі лапки карпатські (Antennaria carpatica), кардамінопсіс занедба­ний (Cardaminopsis neglect а), едельвейс альпійський, або шовкова ко­сиця (Leontopodium alpinum), тирлич жовтий (Gentiana lutea) та безстеб- ловий (G. acaulis), первоцвіт полонинський (Primula poloninensis), ане­мона нарцисоцвіта (Апетопа narcissißora), дріада восьмипелюсткова (Dryas octopetala), волошка східнокарпатська (С. kotschyana), ліннея пі­внічна (Linnaea boreal is), бартсія альпійська (Bartsia alpina), айстра аль­пійська (Aster alpinus).

У Карпатах на невеликих площах є також різні типи боліт. У лісо­вому поясі — це котловинні оліготрофні або мезотронні сфагнові бо­лота, на межі лісового і субальпійського поясів — завислі або схилові евтрофні болота. Для перших характерний розріджений деревостан з ялини та іноді сосни. Другі утворилися в місцях виходу на поверхню підземних вод і поблизу струмків. На них переважають осоково-гш- нові угруповання.