Ареали рослин. Їх типи і шляхи формування.

Яким би не було використання води, вона, після різного степеня очищення або без нього, повертається у природне середовище. Частіше вона містить величезну кількість різноманітних хімічних елементів і сполук, зважених частинок. Відбувається забруднення внутрішніх водоймищ, річок, а в наступному морів та океанів. Забруднення внутрішніх водойм може відбуватися шляхом безпосереднього скиду в них забруднювачів, поверхневого змиву з оточуючих їх суходолів, а також шляхом осідання легких частинок і аерозолів з повітря, з дощем та снігом. У моря та океани існують ті ж шляхи надходження забруднювачів, а також переносяться річками. Частина хімічних сполук є токсичними і безпосередньо згубно діє (незважаючи на низьку концентрацію у воді) на гідрофіти і гігрофіти; частина – концентрується у великих кількостях у воді та осаджується на дно водойм і призводить до змін екологічних умов існування рослинних організмів з подальшою їх деградацією та зміною; частина – після потрапляння в рослини мігрує по трофічним шляхам і призводить до порушення обміну речовин у біоценозі або до загибелі одного з його компонентів, а, значить, знову ж таки, до його зміни. Величезна кількість відходів і їх насиченість хімічними і органічними речовинами різко знизила здатність водойм до самоочищення.

В теперішній час близько 25 % площі Світового океану вкрита плівкою нафти внаслідок її втрати при морських перевезеннях. Нафта порушує природний процес газообміну між тропосферою та океаном, зменшує процеси випаровування у 1,5 рази, викликає зміни в умовах проживання водних організмів і, досить часто, призводить до їх загибелі.

В результаті зменшення випаровування, зміни теплоємкості і альбедо верхнього шару океану змінюється температура його поверхні. Це, в свою чергу, призводить до суттєвої зміни хімічного складу води. Підвищення температури води знижує розчинність в ній вуглекислого газу та кисню. Внаслідок цього спостерігається зниження фотосинтезуючої діяльності морських водоростей, а також їх відмирання.

Ареали рослин. Їх типи і шляхи формування.

Ареал – це частина земної поверхні (або акваторії), в межах якої зустрічається певний вид рослин. За своєю систематичною належністю, просторовим вираженням і конфігурацією ареали надзвичайно різноманітні. Кожний вид має свою структуру ареалу. Всі ареали можна об'єднати у такі групи: суцільні і розірвані, або диз'юнктивні.

Ареал, який займає цілісну територію називається суцільним, або замкнутим. На площі він розподіляється рівномірно. Але внаслідок переривчастості екологічних умов в межах ареалу, розподіл рослин може бути не­однорідний. Місцями рослини майже повністю відсутні. На території України, Білорусі, Росії та деяких країнах Центральної Європи суцільний ареал створює сосна звичайна, ялина європейська, береза пухнаста. Вид поступово здає свої по­зиції під впливом конкуренції й агресивності інших видів. У зв'язку з цим розрізняють суцільні прогресуючі й регресуючі ареали. Ево­люція останніх призводить до ендемізму або появи диз'юнктивних ареалів.

Ареал, елементи якого роз'єднані і дуже віддалені один від одного або займають ділянки суші різних континентів, називають диз'юнктивни­ми. Відстань між елементами ареалу настільки велика, що природне пе­ренесення діаспор і насіння від одного до іншого практично виклю­чається. Якщо на периферії ареалу виявляються невеликі острівні ділян­ки і між ними відбувається частковий обмін рослинними зачатками, то та­кий ареал називають фрагментарним, або почленованим

Диз'юнктивні ареали можуть охоплювати один материк, два або кілька, або материк і океанічні острови. Схожість сучасних флор цих ізольованих ділянок пояснюється тим, що в минулому вони були з'єднані між собою і від­бувався обмін рослинами.

У багатьох видів розірвані ареали вторинні. Вони сформувалися внаслідок послаблення конкурентної здатності виду, зменшення його чи­сельності, скорочення території розселення На місці попереднього суцільного ареалу відособлюються окремі його ділянки, між якими з ча­сом повністю припиняється обмін діаспорами.

Рослини, які широко поширені й зустрічаються на всіх або більшості континентів, називаються космополітами, а їх ареали — космополітними. Космополіти розповсюджені при обширній екологічній безперервності. Таким є водне середовище та болотисті умови, що відзначаються од­норідністю екологічних умов місцезростання на різних континентах. Сюди належать континентальні й морські водорості, мохи, папороті й квіткові рослини, зокрема очерет, рогіз вузьколистий, сальвінія плаваюча, водяний горіх, рдесник плаваючий. Велику групу космополітів складають бур'яни: кропива дводомна, лобода біла, паслін чорний, осот городній, мокрець.

Ендемічними називають ті ареали, які покривають обмежену тери­торію земної кулі. Площа виявляння їх різноманітна. Це територія конти­ненту або гірської системи, басейну річки або ділянки розміром у кілька сот квадратних метрів.

Види, які займають обмежену площу розселення і не зустрічаються в інших частинах земної кулі, називаються ендемічними, або ендеміками. За походженням бувають палеоендеміки і неоендеміки.

Палеоендеміки — види, які в минулому були дуже поширені, а потім під впливом фізико-географічних факторів значно скоротили свій ареал. Тому їх нерідко називають реліктовими, або консервативними. До них на­лежать дзвоники Лойзи в Альпах, пальма лодоіцеа сехеларум, або ломи­камінь в Татрах.

Неоендеміки — види, які виникли в недалекому геологічному мину­лому, молоді за віком, про­гресуючі, вони еволюціонують в сучасний період.

Якщо близькоспоріднені види в межах роду або географічні раси одно­го виду мають ареали, які заміняють один одного географічно чи екологічно, то такі ареали називаються вікарувальними. або ареалами заміщення. То­му розрізняють екологічне і географічне вікарування (заміщення).

Види, які в минулому були дуже поширені, а потім під впливом кліма­тичних та інших факторів вимерли на значній площі, називаються реліктами, а їх ареали реліктовими. Релікти бувають кліматичними, топографічними і едафічними.

Кліматичні релікти сформувалися під впливом тривалих змін кліма­ту, що зумовили відмирання рослин і скорочення попереднього ареалу. До них належать тмезиптерис, псилот, метасеквойя, ніпа, агатіс.

Топографічні релікти зумовлені давнім типом місцевості сучасної території. Прикладом може бути відарингтонія ялівцева, яка зберегла за­лишкові місцезростання на схилах гір Південної Африки.

Едафічні релікти зумовлені змінами, що відбуваються в ґрунтових шарах, наприклад, вилуговуванням солей з ґрунту в умовах вологого клімату.

В сучасну епоху могутнім ареалоутворювальним фактором є господарська діяльність людини. Завдяки використанню техніки і застосуван­ню агротехнічних заходів вирощування сільськогосподарських культур багато з них істотно змінили свій первісний природний ареал. Великий ареал мають рис посівний, кукурудза, картопля, томати та інші культури, ареал яких завдяки господарській діяльності людини дуже розширився.

 

 

Біологічна продуктивність.

Біологічна продуктивність, екологічне та загальнобіологічне поняття, що означає відтворення біомаси рослин, мікроорганізмів і тварин, що входять до складу екосистеми; в більш вузькому сенсі - відтворення диких тварин і рослин, що використовуються людиною.

«Б. п.» різних наземних та водних екосистем проявляється в багатьох формах. Людина зазвичай зацікавлена у підвищенні «Б. п.» екосистем, тому що це збільшує можливості використання біологічних ресурсів природи. Однак у ряді випадків висока «Б. п.» може призводити до шкідливих наслідків (наприклад, надмірний розвиток в високопродуктивних водах фітопланктону певного видового складу - синьо-зелених водоростей у прісних водах, токсичних видів перидіней - в морях).

Загальною та адекватною мірою «Б. п.» служить продукція, але не біомаса співтовариства або його компонентів. Продукція кожної популяції за певний час являє собою суму приростів всіх особин, що включає приріст утворень, які відокремилися від організмів, і приріст особин, усунених з тих чи інших причин зі складу популяції за час, що розглядається.

Продукцію автотрофних організмів, здатних до фото- або хемосинтезу, називають первинною продукцією, а самі організми – продуцентами. Основна роль у створенні первинної продукції належить зеленим рослинам, вищим - на суші, нижчим - у водному середовищі. Продукцію гетеротрофних організмів зазвичай відносять до вторинної продукції, а самі організми називають консументами. Всі види вторинної продукції виникають на основі утилізації речовини та енергії первинної продукції; при цьому енергія, на відміну від речовини, багаторазово повертається в кругообіг, може бути використана для виконання роботи тільки один раз. Схематично складні трофічні зв'язки можна представити у вигляді " потоку енергії" через екосистему, тобто у вигляді ступеневого процесу утилізації енергії сонячної радіації та речовини первинної продукції. Перший трофічний рівень утилізації сонячної енергії складають фотосинтезуючі організми, що створюють первинну продукцію, другий – травоїдні тварини, що споживають продуцентів, третій – м'ясоїдні тварини, четвертий – хижаки другого порядку. Кожен наступний трофічний рівень споживає продукцію попереднього, причому частина енергії спожитої і асимільованої їжі йде на потреби енергетичного обміну і розсіюється. Тому продукція кожного наступного трофічного рівня менша від продукції попереднього (наприклад, вихід на основі однієї і тієї ж первинної продукції рослиноїдних тварин завжди більший, ніж хижаків, що живуть за їх рахунок). Часто при переході від нижчих трофічних рівнів до вищих знижується не тільки продукція, але і біомаса. Однак, на відміну від продукції, біомаса наступного рівня може бути і вищою від біомаси попереднього (наприклад, біомаса фітопланктону менша від сумарної біомаси всього тваринного населення океану, що живе за рахунок фітопланктону). Чільне місце в механізмі «Б. п.» займають гетеротрофні мікроорганізми, які утилізують мертву органічну речовину, що надходить з усіх трофічних рівнів, частково мінералізуючи її, частково перетворюючи в речовину мікробних тіл. Останні є важливим джерелом живлення для багатьох водних (фільтратори і детритофаги бентосу і планктону) і сухопутних (грунтова фауна) тварин.

За іншим принципом продукцію ділять на проміжну і кінцеву. До проміжної відносять продукцію, споживану іншими членами екосистеми, речовина якої знову повертається в здійснюваний в її межах кругообіг; до кінцевої - продукцію, яка в тій чи іншій формі відчужується від екосистеми, тобто виходить за її межі. До кінцевої продукції належать види продукції, які використовуються людиною і які можуть належати до будь-яких трофічних рівнів, включаючи перший, зайнятий рослинами.

Зростаючі потреби і зростаюча технічна міць людства швидко збільшують можливості його впливу на живу природу. Виникає необхідність управління екосистемами. Всі засоби впливу на «Б. п.» екосистем та управління нею спрямовані або на підвищення корисної первинної продукції (різні форми добрив, меліорації, регулювання чисельності та складу споживачів первинної продукції тощо), або на підвищення ефективності утилізації первинної продукції на наступних трофічних рівнях в потрібному для людини напрямі. Це вимагає доброго знання видового складу і структури екосистем та екології окремих видів. Найбільші перспективи мають такі форми господарської експлуатації живої природи та управління нею, які базуються на знанні особливостей місцевих екосистем і характерних для них форм «Б. п.»

Вегетативні органи рослин.

Ви вже знаєте, що у вищих рослин із тканин формуються органи. Кожен з них має певну будову і виконує певні функції. Органи вищих рослин залежно від їхніх функцій поділяють на вегетативні та генеративні. Попри таке значне різноманіття, всі вищі рослини складаються з одних і тих самих органів: коренів і пагонів.

Корінь є підземною частиною рослин. Його основними функціями є закріплення рослини у ґрунті, всмоктування розчинів мінеральних солей та їхнє проведення до надземної частини. Сукупність коренів формує кореневу систему. її потужність залежить від виду рослин та умов зростання. Так, загальна довжина коренів, наприклад, ярої пшениці сягає 450 м, ячменю - 1000 м, вівса - 1300 м. Зрозуміло, що дерев'янисті рослини мають потужнішу кореневу систему, ніж трав'янисті.

Надземна частина рослин представлена системою пагонів. Пагін складається з центральної частини - стебла та розміщених на ньому листків і бруньок. Брунька - це зачаток нового пагона. Стебло як осьова частина пагона забезпечує зв'язок між усіма частинами рослини. Завдяки галуженню воно збільшує поверхню надземної частини. А листок як бічна частина пагона здійснює фотосинтез, дихання та випаровування води.

Корені та пагони - це вегетативні органи рослини. Таку назву вони дістали тому, що виконують функції росту, живлення, обміну речовин, виділення продуктів обміну, тобто здійснюють різноманітні процеси життєдіяльності рослини.

Крім основних, вегетативні органи виконують і додаткові функції, пов'язані із пристосуванням видів рослин до певних умов зростання. Наприклад, на болотах поширена комахоїдна рослина росичка. Це хижа рослина, яка своїми листками захоплює комах. Верхня частина листкової пластинки у росички вкрита залозистими волосками, що виділяють клейку рідину, здатну перетравлювати здобич.

У відомого вам винограду окремі пагони перетворюються на вусики. За їхньою допомогою рослина чіпляється до різних предметів і може просуватись у просторі. До того ж завдяки вегетативним органам здійснюється вегетативне розмноження рослин (наприклад бульбами, цибулинами, вусами, кореневищами). Унаслідок вегетативного розмноження дочірня рослина утворюється із багатоклітинної частини материнської особини. До вегетативного розмноження здатні лише ті види рослин, які можуть відновлювати втрачені або ушкоджені частини. Це явище називають регенерацією. Як відбувається регенерація, ви можете спостерігати самостійно. Візьміть живу гілочку верби і поставте її у воду. Через стінки прозорої посудини ви зможете спостерігати, як у гілочки через певний час утворяться корені. Після цього таку гілочку можна висадити у ґрунт і з неї розвинеться нова рослина.

 

Види сукцесій

Сукцесія (від лат. succesio — наступність, спадкування) — послідовна необоротна й закономірна зміна одного біоценозу іншим на певній ділянці середовища.

Існує безліч класифікацій сукцесій, за показниками, що можуть змінюватися в ході сукцесії:

за масштабом часу (швидкі, середні, повільні, дуже повільні),

за оборотністю (оборотні й необоротні),

за ступенем сталості процесу (постійні й непостійні),

за походженням (первинні й вторинні),

за тенденціями зміни продуктивності (прогресивні й регресивні),

за тенденцією зміни видового багатства (прогресивні й регресивні),

за антропогенністю (антропогенні й природні),

за характером змін, що відбуваються під час сукцесії (автотрофні й гетеротрофні).

Залежно від цілей дослідника, подібні класифікації можна будувати на будь-якій логічній підставі, а число їх можна збільшувати нескінченно.

Якщо класифікувати сукцесії на основі процесів, що протікають, то можна виділити дві основні групи: ендогенні, що відбуваються в результаті функціонування угрупувань, і екзогенні, що відбуваються в результаті зовнішнього впливу. Рушійною силою ендогенних сукцесій є незбалансований обмін угрупувань.

 

За походженням сукцесії поділяють на первинні і вторинні.

Первинні сукцесії - це поява і розвиток рослинних угрупувань у місцеіснуваннях, де рослинності раніше не було (оселення лишайників на скельних породах або вищих рослин на піщаних узбережжях тощо). Вони відбуваються в декілька етапів:

- виникнення ділянок земної поверхні, незайнятої рослинністю;

- заселення цієї ділянки певними видами рослин;

- загострення конкретних взаємозв'язків між різними видами, внаслідок чого одні витискають інші;

- перетворення організмами середовища існування, зростання видового різноманіття, поступова стабілізація його умов і міжвидових взаємозв'язків.

Широко відомим прикладом первинної сукцесії є заселення застиглої лави після виверження вулкана або схилу після сходу лавини, що знищила весь профіль ґрунту. Зараз подібні явища рідкі, але кожна ділянка суші в якийсь час пройшла через первинну сукцесію.

Первинні сукцесії розвиваються паралельно із ґрунтоутворенням під впливом постійного потрапляння ззовні насіння, відмирання нестійких до екстремальних умов сіянців і лише з певного часу — під впливом міжвидової конкуренції. Розвиток того чи іншого серійного угруповання і його зміна обумовлені в основному вмістом азоту в ґрунті й ступенем руйнування його мінеральної частини.

Вторинні сукцесії - це відновлення природної рослинності після певних порушень, наприклад, відновлення лісів після пожеж. Як приклад вторинної сукцесії зазвичай наводять ялиновий ліс, знищений пожежею. На займаній ним раніше території зберігся ґрунт і насіння. Трав'яне угрупування утвориться вже на наступний рік. Далі можливі варіанти: у вологому кліматі домінує ситник, потім він змінюється малиною, вона — осикою; у сухому кліматі переважає війник, що змінюється шипшиною, а шипшина — березою.

Відомий вчений В.М.Сукачов виділяв чотири види сукцесій:

- Сингенетичні;

- Ендоекогенетичні;

- Екзогенетичні;

- Гологенетичні.

Сингенетичні сукцесії спостерігаються в процесі зміни рослинності на нових місцезростаннях: кар’єрах, звалищах, пісках, піщаних річкових наносах.

Ендоекогенетичні сукцесії – це вторинні зміни ролинності, які виникають у місцях де зберігся грунтовий покрив з насінням і спорами, після часткового або повного знищення рослинності. Вони.відбуваються після сингенетичних сукцесій.

Екзогенетичні сукцесії зумовлені зовнішніми причинами (про це ми говорили вище), які знаходяться за межами фітоценозу (пожежі, вирубка, випас худоби, рекреаційні навантаження, дія полютантів, массове розмноження комах-шкідників).

Гологенетичні сукцесії відбуваються під дією глобальних змін клімату, зміни русел річок, широких осушувальних робіт. Вони можуть відбуватися завдяки зміні фізико – географічного середовища або його складових частин (атмосфери, гідросфери, літосфери).

 

Інший фактор водного балансу рослин – її витрати, що відбуваються під час транспірації. У рослин виробилися захисні якості від високих температур і нестачі води: - скидання листя і окремих пагонів; - зменшення площі транспірації; - часткова або повна редукція листків; - регулювання випаровування; - перебудова життєвих ритмів.

Рослини, які зростають у водному середовищі, називають гідрофітами. Це рослини, які частково або повністю ростуть зануреними у воду – ряска, рогіз.

Інші групи рослин слідуючи: - гігрофіті (від грецького "гігро" – вологий, "фітон" – рослина); - мезофіти (від грецького "мезос" – середній, "фітон" – рослина); - ксерофіти (від грецького "ксерос" – сухий, "фітон" – рослина).

Гігрофіти – суходольні рослини, які зростають в умовах високої вологості. Мають здебільше тонкі великі листові пластинки із слаборозвинутою кутикулою, слаборозвинуту кореневу систему, тонкі стебла. Ростуть на заболочених територіях, у вологих лісах, заплавах річок, по берегам річок і водойм. Ольха чорна, журавлина болотна. Дуже важко витримують посуху.

Ксерофіти – рослини посушливих місць. Вони пристосувалися до життя в умовах тривалої або сезонної ґрунтової та атмосферної посухи. Перешкоджають випаровуванню води і запобігають перегріву рослин. Дуб пухнастий, сосна кримська, ковила, полин.

До склерофітів відносяться – типган, саксаул. Завдяки великій кількості механічних тканин вони тверді. Можуть втрачати до 25% своєї вологості і мають високу поглинаючу силу коріння.

 

Найбільш сильний, прямий вплив осушення відчувається на водному режимі перезволожених площ і безпосередньо пов’язаним з ним повітряному і тепловому режимах. Саме пониження рівня ґрунтових вод спричиняє зниження вологості грунту, завдячує проникненню повітря в більш глибокі її горизонти, покращує газообмін з атмосферою та забезпеченість грунту вільним киснем. Рахується, що вплив осушення боліт і перезволожених площ полягає у підсиленні мікробіологічних процесів внаслідок покращення гідротермічних умов. Але це теоретичне обґрунтування, яке ніби пояснює позитивний вплив осушення для сільськогосподарського та лісогосподарського виробництва, не отримало достатньої експериментальної перевірки. За багатьма дослідженнями інтенсивне осушення навіть багатих низинних боліт призводить лише до незначного збільшення чисельності бактерій і актиноміцетів у верхніх горизонтах грунтів, зменшення чисельності ґрунтової мезофауни. Навіть оранка грунтів, їх вапнування та внесення добрив недостатньо підсилюють процеси мобілізації ґрунтового азоту.

Інтенсифікація мінералізації органічної речовини на осушених площах все таки відбувається: з вищою швидкістю на низинних болотах і, відповідно, з низькою на перехідних та верхових болотах; інтенсивніше на площах сільськогосподарського призначення (після оранки, внесення мінеральних добрив, вапнування, внесення бактеріальних добрив) ніж лісових; раніше на осушенних територіях з густою сіткою каналів; триваліше на площах на яких осушувальні канали знаходяться у доброму стані.

Природні рослинні угрупування історично пристосувались до значних коливань водно-повітряного режиму у заселеному коренями шарі грунту протягом ряду років і сезону вегетації. Оскільки такі коливання можна співставити з дією осушення, то трансформація рослинних угрупувань, при відсутності подальшого впливу людини, відбувається досить повільно. Темпи трансформації рослинності будуть визначатися темпами перетворення органічної речовини грунтів, темпами розселення та розвитку різних видів, трансформацією деревних порід і т.д. Крім того, вони будуть визначатися погодними умовами періоду дії осушення та станом дії осушувальної мережі.

Внаслідок широких меліоративних робіт, що були проведені у 60 – 70-ті роки минулого століття, а також, можливо, збільшення сухості клімату, відмічаються риси дегідрофізації осушених територій і мезофітізації боліт Полісся України.

 

Ступінь дигресії природного середовища знаходиться у прямій залежності від рекреаційних навантажень. Стадію рекреаційної дигресії визначають в залежності від ступеню порушеності природного середовища.

Для регулювання рекреаційних навантажень вираховують рекреаційну ємкість, скажімо, лісової ділянки. Під рекреаційною ємкістю розуміють загальне рекреаційне навантаження на всю ділянку лісу, яке може привести до певної стадії дигресії.

 

Найбільшого впливу зазнає грунт, який є середовищем багатьох видів рослин або місцем знаходження їх кореневих систем. У природних умовах 1 см грунту утворюється протягом 125 – 400 р., а процес його руйнування, при сучасному розвитку техніки, за секунди (під час атомного вибуху).

При вирощуванні рослин у сучасних умовах використовуються інтенсивні методи з широким застосуванням мінеральних добрив, гербіцидів, арборицидів, отрутохімікатів і т.д. При цьому порушується кругообіг поживних речовин, знижується багатство грунту, порушується його структура, знищуються мікроорганізми, відбувається інтоксикація грунту різними хімічними речовинами, в тому числі з тривалим періодом її зниження.

Одним з видів антропогенного впливу на грунт є створення умов для водної та вітрової ерозії. Ерозія – процес руйнування і перевідкладення ґрунтових частинок водними та вітровими потоками. Її причинами є винищення лісів і інших видів природної рослинності у процесі діяльності людини, використання невірних методів обробітку грунту, природні і кліматичні умови (табл. 52). До сучасної ерозії належать наступні її види: змив (площинна ерозія), розмив (вертикальна або лінійна ерозія), підземна ерозія (карст, суфозія, розмив), селі (водокам’яні, водогрязеві). При площинній ерозії відбувається змив верхніх шарів грунту по всій поверхні. При розмиві відбувається утворення на поверхні грунту струмків, які поступово розмивають його вертикально розмивають до утворення ярів. При цьому відбувається знищення рослинних угрупувань. Селі утворюються у гірській місцевості і супроводжуються знищенням або значним пошкодженням ґрунтового покриву та фітоценозів на шляху їх проходження.

За ступенем впливу на природне середовище найбільш несприятливими є відкриті (кар’єрні) розробки корисних копалин. Сучасна техніка дозволяє робити розміри кар’єрів дуже значними – глибина може сягати понад 500 м, ширина кар’єрного поля – біля 5 км, а розміщення вскришних порід вимагає багатьох тисяч гектарів землі. Дані розробки впливають на усі компоненти природних комплексів. Порушується літогенна основа ландшафтів, на поверхні виявляються глибинні породи з низьким біогенним ступенем і низьким ступенем вивітрювання.

 

Вчення про флору

Сукупність видів рослин, що еволюційно-історично склалась і населяє певну територію або населяла її у минулі історичні часи називається флорою. Розрізняють флору земної кулі, флору окремих материків і будь-якої природної обмеженої ділянки земної поверхні (островів, водойм, гірської системи тощо), флору країни чи певної адміністративної області, флору окремих відділів рослинного світу – вищих рослин, мохів, лишайників, водоростей. Крім того розрізняють флору сучасну та минулих геологічних часів – викопну (флору певної геологічної ери, періоду, епохи).

Вивчення флори земної кулі нерозривно пов’язане з дослідженнями географічного поширення рослин, з встановленням закономірностей і взаємозв’язків різних за складом і походженням (флорогенез) флор, з питаннями флористичного районування земної поверхні. Російський вчений А. Л. Тахтаджанян, після детального вивчення флори Землі, розробив флористичне районування планети, яке є загально прийнятим у світі (рис. 84). Флору суші дослідник розділив на 6 царств, які, в свою чергу, складаються з 34 областей. Флористичне районування – це поділ суші на природні одиниці залежно від рослинного покриву. Воно ґрунтується на особливостях флор різних територій. Специфічність флори певної території створюється переважанням видів певних родин, наявністю ендемічних таксонів, типових для інших територій тощо.

Флористичний округ – частина флористичної провінції з більш високим ступенем єдності флор. Самобутність проявляється не стільки у ендемізмі рослин, скільки у співвідношеннях між різними географічними елементами флори.

Голарктичне царство – займає найбільшу територію і охоплює всю позатропічну частину північної части земної кулі. Оскільки до царства входить майже вся Північна Америка, Євразія (без південно-східної частини Азії та Індостану) та північ Африки, на його території зустрічаються арктичні пустелі, тундри, різноманітні ліси, степи, прерії, пустелі, рослинність гір, середземноморські чагарники і ліси.

Царство розділяється на 3 підцарства (Бореальне, Давньосередземноморське, Мадреанське або Сонорське), а ті на флористичні області – Циркумбореальну, Атлантично-північноамериканську, Скелястих гір, Східноазіатську, Макаронезійська, Середземноморська, Сахаро –Аравійська, Ірано-Туранська, Мадреанська. У складі флори близько 50 повністю або частково ендемічних родин. Флора слабко або повністю не присутня у інших царствах.

Палеотропічне царство – охоплює тропіки Старого Світу (більшу частину Африки, Індостан, Малайзію, Полінезію). Царство розділяється на 5 підцарств (Африканське, Мадагаскарське, Індомалезійське, Полінезійське, Новокаледонське) та 12 областей. Для царства характерна наявність багатьох тропічних родин, які не зустрічаються у регіонах з холодною зимою. Тут поширені різні типи тропічних лісів, савани, пустелі, болота, гірська рослинність, зарості чагарників, мангрові зарості. Флора царства дуже багата, в ній присутні близько 40 ендемічних родин.

Неотропічне царство – займає майже всю Південну і Центральну Америку, південну частину Північної Америки. У флорі, що дуже багата, досить багато видів, які присутні у палеотропічному царстві. Містить близько 25 ендемічних видів. Дане царство розділяється на 5 областей – Карибську, Амазонську, Бразильську, Андійську і Гвіанського нагір’я. Найчастіше тут зустрічаються тропічні, араукарієві, листопадні мезофітні субтропічні, гірські вічнозелені ліси, савани, чагарникові зарості.

Капське царство – найменше з існуючих і складається з однієї одноіменної області. Царство охоплює невелику південно-західну частину Африки, але характеризується дуже багатою флорою, до якої входить 7 ендемічних родин, понад 6000 видів квіткових рослин. Рослинність представлена вічнозеленими склерофільними чагарниками і невеликими ділянками вічнозелених лісів.

5. Австралійське царство – охоплює майже всю Австралію та острів Тасманія. Флора дуже багата, має близько 20 ендемічних родин, займає ізольоване положення – близько 86 % її видів зустрічається тільки тут. Найпоширенішими є ксерофільні типи рослинності.

Голантарктичне царство – оточує Антарктичний континент і простягається від Південної Америки до Нової Зеландії. Флора у даному царстві не багата, представлена близько 2000 видів, але серед них існує близько 10 ендемічних родин. На Новій Зеландії антарктичні елементи флори чергуються з меланезійсько-палеотропічними, а на Тасманії – з австралійськими. Переважаючі типи рослинності – ліси та тундри.

Вивчення флори Землі та окремих її територій є дуже важливим науковим процесом. У більшості випадків при цьому наводяться аргументи щодо можливостей практичного використання її окремих представників людиною. Відомо, що різноманітні види рослин використовуються як їжу, для лікування багатьох хвороб, у побуті, для виробничих потреб, як паливо, для кормовиробництва і т. д. Важко перерахувати всі випадки використання рослин. Не менше значення, вивчення флори, має з точки зору участі її представників у формуванні рослинності певних територій. Цей факт також можна розглядати з практичної точки зору, оскільки пізнання значення кожного конкретного виду у фітоценозах дозволяє людині нормувати антропогенні навантаження на них, а також опікуватись стійкістю природних та штучних угрупувань. Зникнення одного або декількох представників флори може призвести до зниження стійкості фітоценозу, поступової його деградації та зникнення.

 

Фізіологами встановлено, що численні процеси, які проходять у рослинах, залежать від трьох температурних величин: мінімальної, оптимальної та максимальної При мінімальній температурі той чи інший процес розпочинається, при оптимальній він проходить найбільш інтенсивно і при максимальній припиняється.

Температурний максимум для різних рослин неоднаковий. Так, для гарбуза, кукурудзи і квасолі він настає приблизно при 46º С, для льону – в межах від 39º до 40º, а для клена звичайного при 26º С. Ще більші коливання кардинальних точок росту (мінімум, оптимум і максимум) у представників нижчих рослин. Найкраще вони ростуть при 60-75º С, а крайні максимальні температури для росту термофільних бактерій дорівнюють 80-85º С. Вищі і нижчі рослини, які можуть рости і розвиватись при температурах, близьких 0º С (при 1-3º), називають психрофітами. До них, крім частини нижчих рослин (дечкі водорості, лишайники), належать високогірні і полярні вищі рослини. Їм властивий дуже низький рівень інтенсивності ростових процесів, у результаті чого ці рослини виростають карликовими.

Спеціалісти сільського і лісового господарства, фенологи, геоботаніки дуже часто для оцінки кількості тепла, яке можуть отримати рослини (з метою прогнозування проходження тих чи інших процесів і фаз), використовують показники “сума активних температур”, “сума ефективних температур” за весь вегетаційний період. Він встановлюється шляхом додавання всіх середньодобових температур повітря починаючи з того часу коли вони перевищують якийсь поріг початку ветеції – частіше це +5ºС та +10ºС. Проведення ціх розрахунків пов’язане з тим, що швидкість розвитку рослин пропорціональна накопиченню сумі температур. В цій закономірності є й виключення, оскільки при дуже швидкому зростанні температури повітря, може відбуватися торможення їх розвитку.

На основі фенологічних спостережень видатний російський вчений Г.Ф.Морозов розробив першу шкалу відношення деревних рослин до тепла, починаючи найбільш теплолюбними:

Каштан їстівний

Дуб

Ясен

Ільмові

Граб

Сосна кримська

Сосна австрійська

Сосна звичайна

Горобина

Вільха

Береза

Ялиця

Ялина

Кедр

Модрина

 

Різні органи однієї і тієї ж рослини мають неоднакові температурні межі росту. Зокрема, корені відзначаються активним ростом при нижчій температурі, ніж надземна частина цієї ж рослини. Крім того, реакція рослини на зміну температурних умов залежить як від величини температурних меж, так і від фізіологічного стану рослин. При недостачі води, наприклад, у період посухи, ростові процеси уповільнюються і залежно від тривалості безводного періоду зупиняються зовсім. Шкідливий вплив посух, як правило, посилюється високою температурою. Такі умови можуть не тільки припинити ріст рослини, а й призвести до її загибелі.

При підвищенні температури повітря на 10°С інтенсивність фотосинтезу рослин приблизно подвоюється. Але цей процес спостерігається лише до температури +30 - +35°С, подальше збільшення температури уповільнює фотосинтез, а при +40 - +45°С він зупиняється. Це пов’язується з тим, що частина ферментів при температурі +30°С розпадається. Більш того, при цьому збільшується дихання рослин і при високих температурах воно перевищує фотосинтез. І, зрештою, при високих температурах відбувається загибель клітин (понад +55°С).

Від температурного режиму залежить накопичення органічної маси рослин. В дечому цей процес схожий з фотосинтезом, але на нього впливає процес дихання, який при підвищенні температури також збільшується, а при пониженні – зменшується. З підвищенням температури повітря на кожні 10°С швидкість хімічних реакцій при диханні майже подвоюється. Якщо рослини не мають захисту від перегріву, то при нагріванні до температури +50°С, що є верхньою межею дихання для більшої частини рослинних організмів, інтенсивність їх дихання різко падає, внаслідок пошкодження цитоплазми. Наприклад, у картоплі пошкодження листя спостерігається вже при температурі +40°С. Нижня межа температури дихання залежить від біологічних особливостей видів. Теплолюбиві рослини (бавовник, рис) пошкоджуються і гинуть при низьких позитивних температурах. Какао – навіть при +8ºС.