Глава 1 . Основные сведения о земле

 

§ 1. Земля как планета

 

Планета Земля наряду с другими планетами, кометами, ас­тероидами, метеоритным веществом входит в состав Солнечной системы, которая в свою очередь является частью громадной звездной системы — Галактики. Солнечную систему образуют девять больших планет со спутниками и единственная звезда - Солнце, около которой обращаются все тела системы.

Солнце — это раскаленный газовый шар. Температура на его поверхности 6000 °С, а в центре — до 20 миллионов градусов. Солнце — источник света, тепла и жизни в Солнечной системе.

Вследствие притяжения Солнца, на различных расстояниях от него обращаются шарообразные тела, светящиеся отраженным солнечным светом. Это — планеты. Они различны по величине. Ближайшие к Солнцу планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс— относительно невелики, остальные — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон — гораздо больше по своим размерам.

Форма Земли. Долгое время люди считали Землю плоским телом. Однако учение о шарообразности Земли возникло еще до нашей эры. А первые доказательства того, что Земля имеет форму шара, принадлежат древнегреческому ученому Аристотелю. В дальнейшем доказательств шарообразности нашей планеты становилось все больше. Сегодня, если взглянуть на фотографии Земли, сделанные космонавтами или спутниками с больших высот, не возникает сомнения в том, что она имеет форму шара. Градусные измерения и геодезические съемки показали, что Земля не идеальный шар: земной шар сплюснут с полюсов.

Шарообразность Земли обусловливает закономерное умень­шение угла падения солнечных лучей на ее поверхность в на­правлении от экватора к полюсам, поэтому прогревание поверх­ности уменьшается в этом же направлении. В зависимости от этого земной шар делят условно на пояса: жаркий (по обе стороны экватора), два холодных (вокруг полюсов) и два уме­ренных (между ними). Форма Земли определяет также зональ­ность природы на земной поверхности (климат, почва, расти­тельность, животный мир).

Движения Земли. Земля совершает несколько видов движе­ний, главные из которых — суточное вращение вокруг своей оси и годовое обращение вокруг Солнца.

Вращаясь с запада на восток, Земля совершает полный оборот вокруг своей оси за 24 часа. Земная ось — это воображаемая прямая линия, проходящая через Северный и Южный полюса. Мы не замечаем вращения Земли, так как все, что находится на ней, тоже вращается.

Следствием вращения Земли вокруг своей оси является смена дня и ночи: когда на освещенной половине Земли бывает день, на неосвещенной — ночь. Эта смена происходит довольно быстро, что очень важно для развития жизни на Земле.

Вращаясь вокруг своей оси, Земля движется в то же время вокруг Солнца со скоростью 30 км/с и совершает полный оборот за 365 дней 6 часов 9 минут 9 секунд. Это время называется годом. Земля в течение года проходит громадный путь (орби­ту), представляющий собой замкнутую кривую в форме эллипса (овала). Земная ось в процессе годичного движения остается в неизменном положении: она наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5°. Вследствие этого северное и южное полушария получают неодинаковое количество света и тепла — от этого и происходит смена времен года. Солнечные лучи в течение года по-разному освещают северное и южное полушария, меня­ется высота солнца над горизонтом, а в связи с этим и нагревание земной поверхности, а также продолжительность дня и ночи. 21 марта и 23 сентября солнечные лучи падают отвесно на район экватора. К северу и югу от экватора угол их падения уменьшается, теневая линия проходит через полюсы, поэтому на всех широтах день равен ночи. 22 июня в полдень солнце стоит в зените над Северным тропиком — этот день (день летнего солнце­стояния) в северном полушарии является самым длинным в году.

22 декабря солнце в полдень находится в зените над Южным тропиком (день зимнего солнцестояния). Этот день в нашем северном полушарии является самым коротким в году, а солнце занимает самое низкое положение над горизонтом. Дни летнего и зимнего солнцестояния являются астрономическими сроками наступления лета и зимы.

Космос (Вселенная) оказывает большое воздействие на нашу планету. Земля получает от Солнца лучистую энергию — источ­ник тепла и основной двигатель всех земных процессов. Земля в силу всемирного тяготения воздействует на небесные тела и одновременно испытывает на себе влияние других небесных тел Солнечной системы.

Вопрос и задание. 1. С чем связана смена времен года? 2. Определите сроки наступления разных сезонов в вашей местности.

 

Геосферы Земли. Литосфера

 

Наша планета — сложное неоднородное тело, в котором выделяются различные оболочки — геосферы.

Твердая оболочка Земли называется литосферой. Она неоднородна по строению и составу. Непосредственное проник­новение в недра Земли на большие глубины технически пока невозможно. Наиболее глубокая скважина пробурена на Коль­ском полуострове (до 12 км). Ученые судят о строении и свойствах внутренних оболочек по косвенным данным, например по распространению волн от землетрясений. На основании этого выделяют три основных слоя Земли: земную кору, мантию и внутреннее ядро.

Земная кора — верхний слой литосферы, имеющий различную толщину под океанами (до 5—10 км) и материками (до 35-40 км, в отдельных местах — до 80—100 км).

Верхняя часть земной коры покрыта осадочными горными породами, ниже располагаются граниты, а под ними — тяжелые базальтовые породы. Мантия - это твердая масса, находящаяся ниже земной коры,она состоит из пород, богатых магнием. Здесь всегда высокая температура и очень высокое давление. С глубиной температура быстро повышается и породы находятся в размяг­ченном состоянии.

Внутреннее ядро — центральная часть Земли. Состав ядра точно не установлен. Предполагают, что оно состоит из железа. В жидком ядре предполагают существование внутрен­него твердого ядра.

Горные породы. Минералы. Горные породы, составляющие поверхность литосферы, по условиям образования делятся на три группы: магматические, осадочные и метаморфические.

Магматические породы образуются путем охлажде­ния и затвердевания магмы в толще земной коры или путем охлаждения и затвердевания лавы, излившейся на поверхность Земли при вулканических извержениях. Они имеют кристалли­ческое строение.

Наиболее распространенной магматической породой является гранит, имеющий зернистое строение и состоящий из трех мине­ралов: полевого шпата, кварца и слюды. Окраска его чаще светлая. Гранит широко используется как строительный материал.

Осадочные породы представляют собой продукты ме­ханического и химического выветривания. Формируются они на дне океанов, морей (морские) и на суше (континентальные). Залегают осадочные породы слоями — это глина, песок, гравий. Известняк, доломит, торф, каменный уголь — органогенные породы, образованные из остатков растений и животных.

Метаморфические породы образовались из осадоч­ных и магматических путем их видоизменения под влиянием высокого давления, высоких температур и в результате химичес­кого воздействия магмы. Таким путем образовались глинистые сланцы из глины, песчаник из песка, мрамор из известняка. Метаморфические породы широко используются в строительстве.

Горные породы состоят из минералов. Минералы — при­родные тела, являющиеся продуктами естественных химических реакций. Они более или менее однородны по своему составу. Минералы бывают твердые, жидкие и газообразные. Большинство минералов твердые (кварц, полевой шпат, алмаз, корунд и т. д.).

Минералы и горные породы, которые человек использует в народном хозяйстве, называют полезными ископаемыми. Горю­чие полезные ископаемые — уголь, нефть, природный газ, го­рючие сланцы. К рудным полезным ископаемым относят желез­ную руду, марганцевую руду, бокситы, полиметаллическую руду, содержащую цинк, свинец, серебро, медь и т. д. Неметалли­ческие полезные ископаемые — апатиты, калийная и каменная соль, сера.

Вопрос и задания. 1. Назовите внутреннее строение и свойства внутренних оболочек Земли. 2. Какие горные породы встречаются в вашей местности?

 

Гидросфера

 

Гидросфера — это водная оболочка Земли, в которую входят океаны, моря, реки, озера, ледники, подземные воды.

Вода — самый распространенный минерал на нашей планете. Она существует на Земле в твердом, жидком и газообразном состояниях. В результате перехода воды из одного состояния в другое на Земле наблюдается круговорот воды.

Вода является важнейшим условием существования жизни. Она обладает способностью высоко подниматься по капилля­рам — циркуляция воды в почве, движение соков в растениях. Вода является универсальным растворителем. Она прозрачна, бесцветна, не имеет запаха, способна менять форму, текуча. Большая часть земного шара (71% поверхности) покрыта водой. Огромные непрерывные пространства занимает Мировой Океан, условно разделенный на четыре океана (Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый).

В морской воде растворено много различных солей, в ней содержатся едва ли не все элементы периодической системы Менделеева. В состав воды океанов и морей входят и газы — азот, кислород, углекислый газ. Главное значение для живых организмов имеет кислород, которым они дышат. Холодная вода богаче кислородом, чем теплая. Температурный режим океанических вод различен. Самая высокая температура воды наблюдается в экваториальной зоне (28°С) а самая низкая — в полярных областях (2 °С). В умеренных широтах температура воды колеблется от 0 до 20 °С. В полярных широтах в открытом океане и морях находятся льды. В Северном Ледовитом океане лед держится весь год.

Средняя температура поверхности Мирового океана состав- 17,5 °С, что на 3 °С выше, чем средняя температура воздуха. Это значит, что океан содержит большие запасы тепла, которые он и передает атмосфере. В состав гидросферы входят и воды суши — подземные воды, реки, озера, болота, снега и льды. Большие пространства зани­мают подземные воды — все воды, находящиеся под поверхностью Земли. Они образуются в результате просачивания воды, выпавшей в виде атмосферных осадков, и при остывании магмы в глубинных слоях. Подземные воды образуют горячие и минеральные источники, которые широко используются в хозяйственных и лечебных целях.

Воды Мирового океана и воды суши тесно взаимосвязаны. Между ними осуществляется обмен. С поверхности Мирового океана под воздействием солнечных лучей ежегодно испаряется огромное количество воды. Основная масса этой воды (90%) в виде дождей над Мировым океаном возвращается обратно, де­сятая часть воды падает на сушу. Эта вода на суше проходит длинный и сложный путь и через реки возвращается опять в океан. Так на земном шаре осуществляется непрерывный кру­говорот воды, поддерживающий постоянство ее запасов.

Задание. Объясните роль воды в природе.

 

Атмосфера

 

Земной шар со всех сторон окружен воздушной оболочкой — атмосферой. Воздух — это смесь газов: азота — 78%, кис­лорода — 21%; остальную часть составляют аргон, углекислый газ, криптон и ксенон. В атмосфере также всегда присутствуют: вода — во всех трех состояниях, различные твердые частицы — сажа, пыль, копоть и т. д. Для существования жизни на Земле главное значение имеет кислород, необходимый для дыхания всех живых организмов. Растения используют и углекислый газ в процессе фотосинтеза, создавая органические вещества. Азот регулирует темп окисле­ния, биологические процессы. Содержание воды в атмосфере определяет образование облаков, туманов.

Атмосфера состоит из отдельных слоев. Нижний и самый плот­ный слой — тропосфера. В нем сосредоточено около 80% всей массы атмосферы. Толщина тропосферы неодинакова: над полюса­ми она составляет 8—10 км, над экватором — до 17 км. Воздух здесь находится в непрерывном движении — воздушные массы перемещаются в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Выше тропосферы находится стратосфера (до 50—55 км). Она характеризуется повышенным содержанием озона, малым количеством водяного пара, возрастанием температуры с высотой. На высоте 20—50 км располагается слой озона, который погло­щает ультрафиолетовую радиацию Солнца, опасную для всего живого.

Выше стратосферы расположена область сильноразреженного воздуха — сфера рассеяния (до 20 ООО км). Далее атмосфера постепенно переходит в космическое пространство.

Значение атмосферы в нашей жизни очень велико. Она за­щищает все живое на Земле от губительных воздействий космо­са. Одновременно она пропускает свет и тепло, обеспечивающие жизнь. Атмосфера предохраняет Землю от чрезмерного перегре­вания днем и охлаждения ночью. С изменениями в атмосфере связано и разнообразие погодных явлений.

Температура воздуха. Поверхность Земли нагревается от Солнца. Воздух нагревается от поверхности суши и водоемов. Температуру воздуха измеряют термометром (в тени, куда пря­ мые солнечные лучи не попадают).

Больше всего тепла получают экваториальные области, мень­ше всего — полярные. Распределение температуры воздуха также зависит от географической широты.

На распределение тепла влияют морские течения (теплые повышают температуру, холодные — понижают), расположение суши и воды, высота местности над уровнем моря. На каждые 100 м вверх температура понижается в среднем на 0,6 °С. Поэто­му высокие горы покрыты снегом и льдами.

Давление воздуха, ветер. Воздух имеет вес и оказывает давление на все предметы, находящиеся на Земле. Нормальное давление на уровне океана равно 750 мм ртутного столба. (Давление воздуха измеряется барометром.) С увеличением высоты давление воздуха уменьшается, так как уменьшается столб атмосферы. При возникновении разницы в давлении между соседними областями воздушные массы перемещаются.

Воздух постоянно перемещается из области повышенного давления в область пониженного давления. Горизонтальное движение воздуха называется ветром. Ветер характеризуется направлением и скоростью. Направление ветра определяется стороной горизонта, откуда он дует. Скорость ветра зависит от разницы давления в соседних областях. Направление и скорость ветра определяются флюгером.

Общие закономерности распределения давления на Земле позволяют установить, в каком направлении будут двигаться основные воздушные массы.

Вода в атмосфере. Атмосферные осадки. В воздухе всегда содержится водяной пар. В процессе конденсации водяного пара в атмосфере образуются облака, состоящие из мельчайших капелек воды и кристалликов льда. Форма и высота облаков различны. Самые низкие облака — слоистые — закрывают все небо и дают осадки. Более высокие облака — кучевые — обра­зуются только в теплое время года при восходящих потоках воздуха и дают осадки ливневого характера. Самые высокие облака — перистые — белого цвета, в виде перьев. В природе часто встречаются комбинации этих облаков.

Атмосферные осадки — это вода, выпавшая из облаков в твердом или жидком состоянии: в виде снега, дождя, крупы, града. Когда капельки или кристаллики в облаках укрупняются и способны преодолеть сопротивление восходящих потоков воз­духа, они выпадают в виде осадков, главным образом в виде снега и дождя.

Погода. Это физическое состояние атмосферы в данной мест­ности в определенный момент. Погода характеризуется сложным сочетанием явлений — температурой воздуха, давлением, влаж­ностью, облачностью, ветром и осадками. Все эти явления тесно взаимосвязаны, изменение одного из них вызывает изменение других: например, изменение температуры воздуха вызывает изменение давления, влажности, облачности и осадков.

В течение суток погода может меняться несколько раз. Часто это происходит под влиянием смены воздушных масс.

Воздушные массы отличаются друг от друга своими свой­ствами (температурой, влажностью, прозрачностью) в зависи­мости от того, где они сформировались: над сушей (континен­тальные), над океаном (морские). Континентальные воздушные массы могут быть арктическими (холодными и сухими) и тропическими (теплыми и сухими), экваториальными (теплыми и влажными) и умеренными (воздушными массами умеренных широт).

Наблюдения за погодой ведут на метеостанциях, где с помо­щью приборов определяют и записывают основные ее показате­ли. Со всех концов нашей страны эти данные поступают в Гидрометцентр (в Москву). Здесь составляют синоптические кар­ты, по которым и предсказывают погоду. Климат. Это многолетний режим погоды.

Климат влияет на образование различных типов почв, режим и многоводность водоемов, растительный и животный мир. Главными показате­лями климата являются температура, осадки, ветер.

Климат формируется под воздействием многих факторов: географической широты местности, разнообразия поверхности (суша или море), рельефа, морских течений, высоты местности над уровнем моря, близости или удаленности от моря.

Широта местности определяет угол падения солнечных лучей на земную поверхность, поэтому разные области земного шара получают разное количество тепла. В области экватора солнеч­ные лучи сильно нагревают Землю (в полдень они падают от­весно), и климат здесь формируется жаркий. Чем дальше от экватора, тем холоднее становится климат. Распределение суши и моря также влияет на климат. Над сушей формируется континентальный климат: с резкими перепа­дами температур, неравномерным выпадением осадков. Над океанами и морями формируется морской климат. Он характеризуется плавным изменением температур, большой облачностью, большим количеством осадков и равномерным их распределением.

На климат влияет расположение горных хребтов. Например, Кавказские горы задерживают влажные морские ветры с запада, и основные осадки выпадают на склонах гор. Одновременно горы препятствуют проникновению холодных северных ветров, поэтому на побережье Черного моря зима теплая. Большое влияние на климат оказывают морские течения: теплые течения согревают атмосферу, действие холодных течений — обратное. С подъемом местности температура воздуха понижается (на 5-6 °С на 1 км высоты), поэтому в горах климат холодный. Климат имеет важное значение для народного хозяйства, особенно для сельского хозяйства.

Вопросы и задание. 1. Какое значение имеет атмосфера в жизни нашей планеты? 2. Как распределяется тепло на земной поверхности? 3. Что такое ветер? 4. Как опреде­ляются направление и скорость ветра? 5. Какие ветры являются господствующими в вашей местности в разные сезоны года? 6. Какие бывают формы облаков? 7. Из каких облаков выпадают осадки? 8. Что такое погода? Чем она характеризуется? 9. Расскажите о своеобразии погоды своего края.

Глава 2. Биосфера Земли

Общее понятие о биосфере

Биосфера — особая земная оболочка, в которой сосредо­точена жизнь. Учение о биосфере разработал наш соотечествен­ник, академик В. И. Вернадский.

Все живое вещество нашей планеты составляет биосферу. Это единственная оболочка Земли, куда проникает солнечная энер­гия, главным источником которой является Солнце. Границы биосферы определяются наличием условий, в которых возможна жизнь. Она охватывает верхнюю часть твердой оболочки Земли (на глубине свыше 2—3 км обнаружены микроорганизмы), всю гидросферу (живые организмы обитают на глубине около 11 км), нижние слои атмосферы (микроорганизмы встречаются на вы­соте до 20 км). Живое вещество представляет мощный глобаль­ный фактор, преобразующий всю земную поверхность, водную оболочку и атмосферу.

Живое вещество — это совокупность всех живых организ­мов. Как ни различны отдельные его представители (живот­ные, растения), все они обладают общими свойствами, которые дают основание считать их живыми. Этим они коренным образом отличаются от тел неживой природы (горные породы, минералы).

Живые тела — это открытые саморегулирующиеся и само­воспроизводящиеся системы. Организм как открытая система существует благодаря обмену веществ и энергии с окружающей средой. Обмен веществ выражается в непрерывно идущих про­цессах созидания и разрушения, т. е. ассимиляции и диссими­ляции. Организм усваивает из окружающей среды вещества и превращает их в собственное тело. В состав живого вещества входит много химических элементов, из которых главными и обязательными являются углерод, водород, кислород, азот, фос­фор, сера и т. д. Из обмена веществ с окружающей средой вытекают и другие основные свойства жизни — питание, дыха­ние, движение, рост, развитие, размножение, выделение, раз­дражимость, приспособляемость и т. д.

Способность к саморегуляции процессов жизнедеятельности позволяет организму сохранять свои свойства в условиях постоянно изменяющейся среды. Живой организм способен противо­стоять действию внешних физических сил.

Живой организм способен к самовоспроизведению клеток и целых организмов. Преемственность жизни происходит благо­даря наследственности, передающей и закрепляющей у потомков признаки родительских организмов. Движущим фактором исто­рического развития живой природы является естественный отбор наиболее приспособленных организмов. В многообразии живого мира обнаруживается единство их строения: в основе почти всех организмов лежит основная биологическая структурная едини­ца — клетка. Единство живого мира представлено и в химичес­ком составе, основу которого составляют белки и нуклеиновые кислоты.

Общая картина окружающей нас природы представляет собой не беспорядочное сочетание различных живых существ, а доста­точно устойчивую и организованную систему, в которой каждый организм занимает определенное место и тесно связан со средой обитания, вне которой он не может существовать.

Живая и неживая природа находятся в постоянном взаимодействии благодаря бесконечному круговороту веществ в природе. Из неживой природы химические элементы переходят в живые организмы, из одного организма в другой, затем снова возвращаются в неживую природу. В природе имеют место геологический (большой) круговорот веществ между океаном и сушей и биологический (малый) круговорот веществ между почвой и живыми организмами. Биологический круговорот состоит из нескольких циклов. В первом цикле благодаря деятельности микроорганизмов в почве образуются минеральные вещества. Во втором цикле эти минеральные вещества, растворенные в воде, усваиваются растениями, которые создают органические вещества в процессе фотосинтеза. В третьем - животные питаются этими органическими веществами. В четвертом — происходит отмирание растений и животных, органическое вещество которых поступает в почву, где под воздействием микроорганизмов подвергается глубокому преобразованию. Продукты распада живых организмов снова поступают в биологический круговорот. Центральное звено в биосфере образуют растения. Зеленый океан, являясь поставщиком кислорода, поддерживает постоянный газовый состав атмосферы. Растения, используя солнечную радиацию, углекислый газ и воду, создают органические вещества. Животные получают готовые органические веще­ства из растений, питаясь ими. Таким образом, зеленые растения благодаря фотосинтезу поставляют первичную биопродукцию — кислород и тем самым являются первоисточником существова­ния и развития жизни на Земле.

Бактерии, грибы, простейшие разрушают мертвых животных и растения, разлагают органические вещества, превращая их в минеральные соединения, в свою очередь потребляемые расте­ниями. Так замыкается цикл биологического круговорота ве­ществ — циркуляция веществ между почвой, растениями, жи­вотными и микроорганизмами.

Биологический круговорот — основа существования биосферы. Все живые организмы выполняют в биосфере определенную роль.

Биосфера, служащая средой жизни для всех существ нашей планеты, развивалась в течение миллиардов лет в результате взаимного приспособления и эволюции растительных и живот­ных организмов.

Вопросы. 1. Что такое биосфера? 2. В чем сущность един­ства и многообразия живого мира?

Почва

 

Понятие о почве. Почва представляет собой особое природное образование, обладающее только ей присущими строением, со­ставом и свойствами. Иными словами, это верхний рыхлый слой суши земного шара, образовавшийся в результате сложного взаимодействия климатических условий, растительных и жи­вотных организмов, материнских горных пород.

Почва — сложная, постепенно меняющаяся среда, в которой непрерывно совершается круговорот элементов. Она постоянно взаимодействует с другими элементами природы. Вместе с жи­выми организмами почва образует биогеоценозы, обеспечиваю­щие биосфере само существование жизни. Важнейшее свойство почвы — ее плодородие, т. е. способность обеспечивать рост и развитие растений, снабжать их водой и минеральными солями. Плодородие почвы зависит от многих факторов: структуры, состава, свойств почвы, ее способности пропускать и удерживать воду, накапливать перегной и минеральные соли. Отмершие организмы разрушаются (разлагают­ся) с помощью микроорганизмов и превращаются в однородную массу — перегной (гумус), который улучшает физические, хи­мические и биологические свойства почвы. В черноземных по­чвах содержится до 15% перегноя, в подзолистых — до 1—3%.

Состав почвы. Почва состоит из органических и минеральных веществ. Органические вещества — это перегной, неразложившиеся растения и животные. Минеральные вещества — это песок, глина, обломки горных пород.

В зависимости от содержания глины и песка почвы делятся на глинистые, суглинистые, супесчаные и песчаные. Определить ме­ханический состав почвы можно по ее внешнему виду и на ощупь.

Глинистая почва плотная, песчинки в ней не ощущаются; эта почва влажная, мажется, хорошо скатывается в прочный длинный шнур. Суглинистая почва тоже довольно плотная, песчинки едва прощупываются, почва скатывается в шарик, а шнур получается непрочный. Песчаная почва рыхлая, состоит из песчинок, скрипит, не скатывается в шарик. Супесчаная почва содержит больше песчаных частиц, она влажная, скрипит, скатывается в непрочный шарик.

Структура почвы. Почва может быть структурной (мелкокомковатой) и бесструктурной (пылеватой). Структурная состоит из мелких прочных комочков величиной от 1 до 10 мм в диаметре. Эта почва плодородна, содержит достаточное количество воздуха, воды и питательных веществ. Бесструктурная почва — глыбистая или распыленная, почвенные частицы не соединяются между собой. Такая почва не в состоянии поглотить много воды.

На территории нашей страны в соответствии с изменениями климата и под различными растениями образовались различные типы почв (с севера на юг): арктические, тундровые, подзолистые, серые, лесные, черноземные, каштановые, сероземы, красноземы, которые расположены строго зонально, по поясам. В горных областях почвенный покров отличается мозаичностью и изменяется с высотой.

Почва— вековечное богатство человечества. Она является главным средством сельскохозяйственного производства, от которого во многом зависит продовольственная база нашей страны. Поэтому необходимо всегда заботиться о ней и делать все, чтобы оставить ее улучшенной для будущих поколений людей.

Задания. 1. Дайте определение почвы. 2. Назовите основные типы почв в своем районе.

 

Растения

 

Строение растений. Растительный мир чрезвычайно разно­образен. В настоящее время на нашей планете насчитывается около 500 тысяч видов растений. Огромные площади занима­ют леса. Большие участки — степи, луга, болота, поля. В океа­нах, морях, реках, озерах также представлена разнообразная растительность.

Организм высшего растения состоит из отдельных частей — органов, которые выполняют сложные жизненные функции. Все органы растения можно разделить на вегетативные и генера­тивные.

Корень, стебель, листья — это вегетативные органы, обеспе­чивающие рост и питание растения. Цветок и плод — генера­тивные (репродуктивные) органы, обеспечивающие половое раз­множение растения и сохранность вида.

Корень — осевой подземный орган растения. Он служит для закрепления растения в почве и поглощения из нее воды и минеральных веществ. В корне могут откладываться запасные питательные вещества. Корни различных растений взаимодей­ствуют друг с другом, а также с микроорганизмами и грибами, обитающими в почве.

Когда корень развивается из зародышевого корешка, заро­дыша семени, его называют главным. От него отходят боковые корни, способные ветвиться. Корни, возникающие на стебле или листе растения, называются придаточными.

Совокупность всех корней растения называется корневой системой. По форме эти системы могут быть различными, что определяется видовым разнообразием растений и местом их обитания.

Корневую систему называют стержневой, когда у расте­ния хорошо развит главный корень, а другие корни занимают подчиненное положение (лютик, одуванчик). В том случае, когда главный корень отсутствует и представлены лишь придаточные корни, система называется мочковатой (злаки, лукович­ные). Между этими типами корневых систем существуют про­межуточные формы. Сильно утолщенные придаточные корни георгина, чистяка называют корневыми шишками. Утолщенные корни с большим запасом питательных веществ (морковь, свекла, репа) морфоло­гически сформированы при участии корня и стебля. Такие сочные и питательные корни культурных растений — результат длительного отбора.

Стебель — осевая часть побега; на нем расположены листья, почки, цветы и плоды. Основные функции стебля — опорная и проводящая. Стебель осуществляет связь между органами воздушного питания (листьями) и почвенного питания (корнями). От листьев к корням по стеблю поступают продукты фотосинтеза, а от корней к листьям обеспечивается проведение воды и растворенных в ней питательных веществ.

В стебле могут откладываться запасные питательные вещества(капуста кольраби, сахарный тростник). Он может служить для вегетативного размножения (смородина, крыжовник). На стебле расположены листья и почки. Место прикрепления листьев называется узлом, участки стебля между двумя узлами —междоузлиями. Различают два типа стеблей — травянистый и деревянистый (ствол). Стебли бывают гладкими, ребристыми, опущенными. Некоторые из них могут достичь огромной толщины (баобаб — до12 м в окружности) и высоты (эвкалипт — до 120-150 м).

По направлению роста и положению в пространстве разли­чают прямостоячие стебли (подсолнечник, овес), ползучие (гусиная лапка, вьющиеся (вьюнок), цепляющиеся за опору (огурец), лазающие, которые прикрепляются к опоре при помощи усиков (горох).

При усилении каких-либо отдельных функций в процессе приспособления растений к условиям среды стебель сильно ви­доизменяется: например, корневище (пырей ползучий, ландыш), клубень (картофель), луковицы (лук) являются запасающими органами; колючки (боярышник) выполняют защитную функ­цию; суккулентные побеги (алоэ, агава, кактус) приспособлены для накопления воды и экономного ее расхода.

Лист — орган растения, выполняющий функции воздуш­ного питания, или фотосинтеза, транспирации (регулируемое испарение) и газообмена (выделение и поглощение кислорода и углекислого газа). Основные части листа — листовая пластинка и черешок. Листья с черешком называются черешковыми, а листья, прикрепляющиеся к стеблю основанием листа, — сидячими. При основании черешка иногда развиваются мелкие листочки — прилистники.

Число пластинок у листа, его форма определяются много­образием листьев. Различают листья простые и сложные. Про­стой лист состоит из одной пластинки, сложный — из несколь­ких пластинок, прикрепленных своими черешками к одному главному черешку. По форме листовой пластинки различают листья округлые, овальные, линейные, ланцетные, сердцевид­ные, игольчатые и т. д. По форме края пластинки листья также разнообразны: они бывают зубчатые (яблоня), пильчатые (липа), выемчатые (осина) и цельнокрайние (сирень).

Порядок прикрепления листьев на стебле называется листо расположением. Различают очередное (листья сидит на стеб­ ле по одному, поочередно), супротивное (листья размеща ются по два друг напротив друга) и мутовчатое листорас положение, когда листья прикрепляются к стеблю пучками, или мутовками.

При любом листорасположении достигается наилучшее освещение листьев. Положение листьев по отношению к свету регулируется также черешками, степенью их разрастания и по­воротами.

Листовая пластинка сверху и снизу покрыта кожицей, или эпидермисом. Верхний эпидермис покрыт кутикулой тонкой плотной пленкой, которая защищает лист от внешних воздействий и сокращает испарение влаги. Между верхним и нижним эпидермисом заключена мякоть листа — ассимиляционная ткань, клетки которой имеют многочисленные хлоропласты (зеленые тельца, содержащие хлорофилл). В этих клетках осущест­вляется процесс фотосинтеза.

Фотосинтез — сложный процесс образования в листьях органических веществ. Содержащийся в хлоропластах хлорофилл обладает способностью поглощать солнечную энергию и превращать ее в энергию химических веществ. В этот процесс органического синтеза вовлекаются углекислый газ, поступаю­щий из воздуха, и вода с минеральными солями, поглощаемая из почвы. В результате сложнейших превращений при фотосин­тезе образуются сложные органические вещества углеводы (крахмал, сахар) — и выделяется кислород.

Транспирация и газообмен осуществляются через устьица — щели в кожице листа, расположенные в основном на нижней стороне листовой пластинки.

У большинства растений умеренной зоны листья развиваются весной, а осенью отпадают. Такие растения называются листо­падными, так как с наступлением неблагоприятных для вегета­ции условий они сбрасывают листву. Осенью листья стареют, за лето в них накапливаются вредные вещества — продукты обме­на, а ценные органические соединения оттекают в стебель. Лист как бы «опустошается» перед опадением. Опадение листьев по­лезно для растения: с опадающими листьями оно освобождается от вредных продуктов жизнедеятельности.

Осенью при наступлении холодов в природе наблюдается яркое расцвечивание листьев: листья краснеют, желтеют, буреют вследствие разрушения хлорофилла, который летом маскирует желтые и красные пигменты, окрашенный клеточный сок. Хло­рофилл под воздействием низких температур разрушается и вновь не образуется. Другие пигменты являются более; стойкими к понижению температуры. Поэтому пожелтение или покраснение листа является признаком его старения.

Перед опадением у основания черешка образуется отдели­тельный слой, поэтому лист легко отрывается от стебля. У листопадных деревьев и кустарников опадение листьев на зиму является еще и своеобразным приспособлением к изменившимся условиям. Наибольшую опасность для растения представляет высыхание его надземных органов. Сбрасывая листья, растение резко уменьшает испаряющую поверхность. Листопад предот­вращает высыхание растений в тот период, когда поступление воды затруднено или прекращается совсем и корни не могут всасывать воду из почвы.

Таким образом, основной причиной листопада является понижение температуры воздуха и влажности. Однако биологическими часами, которые сигнализируют растениям о приближении осени, служит изменение продолжительности дня. Сокращение дня осенью — стимул для подготовки растений к зиме.

Листопад — закономерный биологический процесс, обуслов­ленный развитием растительного организма и его приспособ­лением к условиям существования (переживание неблагоприят­ного зимнего периода). Растения, листья которых не меняются в течение нескольких лет, называются вечнозелеными. У них смена листьев происходит постепенно (например, у сосны и ели — через 2—5 лет).