Контрольная работа по "Ботанике"

Вариант №1 

   

1. Фитоценология как основной раздел геоботаники и  предметы ее изучения.

 

   Фитоценология — сравнительно молодая наука. Она  стала интенсивно развиваться только с начала XX столетия (само понятие «фитоценоз» и производное от него название «фитоценология» были введены в научный обиход в 1918 г. австрийским исследователем Хельмутом Гамсом). Большой вклад в развитие фитоценологии внесли отечественные ученые Леонтий Григорьевич Раменский, Василий Васильевич Алёхин, Александр Петрович Шенников, Владимир Николаевич Сукачёв, Тихон Александрович Работнов и др. Значительную роль сыграли и зарубежные ученые, в особенности Жозья Браун-Бланке (J. Braun-Blanquet) (Франция), Фредерик Клементе (F. Clements) (США), Роберт Хардинг Уиттекер (R. Whittacker) (США) и ряд других.

   Фитоценология – это раздел геоботаники изучающий растительные сообщества (фитоценозы), их состав, структуру и функционирование, обусловленные взаимоотношениями растений в условиях совместного произрастания.

   Предметом изучения фитоценологии  являются:

   1. естественные фитоценозы (лесные, луговые, болотные, тундровые и др.);

   2. искусственные фитоценозы (например, посевы и посадки культурных растений).

   Фитоценология относится к числу биологических  наук, изучающих живую материю  на ценотическом уровне, т.е. на уровне сообществ организмов.

   Задачи  фитоценологии:

1. Исследование растительных сообществ с разных точек зрения (состав и структура сообществ, их динамика, продуктивность, изменения под влиянием деятельности человека, взаимосвязи с окружающей средой и т.д.). При исследовании фитоценозов используют качественные и количественные методы учета различных признаков фитоценоза (например, доли участия отдельных видов растений в составе сообщества).
2. Классификация фитоценозов. Классификация является необходимой основой для изучения растительного покрова, для составления карт растительности различных территорий.

   Фитоценология — не только описательная наука, она  использует также экспериментальные  методы. Объектом эксперимента служат растительные сообщества. Воздействуя определенным образом на фитоценоз (например, внося удобрения на луг), выявляют реакцию растительности на это воздействие. Экспериментальным путем изучают также взаимоотношения между отдельными видами растений в фитоценозе и т.д.

   Фитоценология имеет важное народнохозяйственное значение. Данные этой науки необходимы для рационального использования естественного растительного покрова (лесов, лугов, степей, тундр и др.), для планирования хозяйственных мероприятий в сельском и лесном хозяйстве. Фитоценология имеет непосредственное отношение к землеустройству, охране природы, мелиоративным работам и т.д. Данные фитоценологии находят применение даже при геологических и гидрогеологических изысканиях (в частности, при поисках грунтовых вод в пустынных районах). 
 

   2.  Методы оценки  проективного покрытия.

   Проективное покрытие - показатель, определяющий относительную площадь проекции отдельных видов или их групп, ярусов и т.д. фитоценоза на поверхность почвы. Проективное покрытие является одним из основных показателей обилия в фитоценологии.

   Проективное покрытие может определяться в количественных или в балльных величинах. Для  определения количественных характеристик  проективного покрытия применяют ряд  методов:

   1. Определение на глаз. Проективное покрытие можно определять по визуальной шкале с 10 градациями: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 ,90, 100%. Глаз человека вполне может определить степень проективного покрытия с точностью 10% .

   2. Метод уколов. Предложен в 1933 году новозеландскими геоботаниками. Суть его состоит в том, что для определения проективного покрытия растений используют рамку, на которой укрепляются 10 металлических игл через каждые 5 см. При опускании игл на почву отмечаются виды, которых коснулась игла. На основе данных, получаемых этим методом можно определить следующие величины:

   а) покрытие отдельных видов, определяющееся как процент точек, на которых  отмечено присутствие того или иного  вида;

   б) участие вида в травостое (частное  проективное покрытие); если принимать  во внимание все касания, учитывая, что при одном опускании иглы вид может коснуться её несколько раз, отношение числа касаний данного вида к общему числу касаний даст величину, показывающую участие вида в травостое по объему наземных частей.

     Точечный метод не освобожден от ошибок и субъективизма, но все же он может давать достаточно точные данные, особенно при относительных измерениях.

     3. Сеточка Раменского. Сеточка Раменского представляющая собой небольшую пластинку, в которой вырезано прямоугольное отверстие размером 2х5 или 3х7,5 см. Отверстие делят на 10 квадратных клеток по 1 или 1,5 см² каждая. Затем рассматривают травостой через этот прибор и мысленно скучивают пространство, покрытое растениями к одному концу сеточки, а непокрытое - к другому, определяя сколько ячеек занимает покрытая площадь. Повторяя такую процедуру несколько раз, можно добиться достаточной для целей исследования точности определения проективного покрытия.

   Для менее точных измерений применяют  балльные шкалы проективного покрытия. Их делят на асимметричные (неравнодистанционные) и симметричные (равнодистанционные).

   Примером  равнодистанционной шкалы является шкала Браун-Бланке: 1 балл - до 5%, 2 - 5-25%, 3 - 25-50%, 4 - 50-75% и 5 - 75-100%.

   Примером  неравнодистанциооной шкалы является шкала Б.М. Миркина: + - до 1%, 1 - до 5%, 2 - 5-15%, 3 - 15-25%, 4 - 25-50%, 5 - 50-100%. 
 

   

3. Смены фитоценозов во времени (сукцессии). Внутренние и внешние  причины сукцессий.

   Сукцессии - это необратимые изменения фитоценозов во времени, имеющие определенную направленность. В ходе сукцессии происходит последовательная смена одних сообществ другими. Различают два основных типа сукцессии: первичные и вторичные.

   Первичные сукцессии - это процесс формирования фитоценоза на территории, где никогда не было растений (застывшая лава после извержения вулкана, откосы свежей выемки вдоль трассы железной дороги и т.д.). Такой тип сукцессии наблюдается на сравнительно небольших по площади участках земной поверхности. В ходе первичных сукцессий происходит поселение растений, их приживание, взаимодействие между собой и т.д. Образуется растительный покров, сначала редкий, а затем все более и более сомкнутый. Формируются фитоценозы, которые сменяют друг друга. В ходе первичных сукцессий под воздействием растений изменяются условия местообитания (накапливается органическое вещество в выветривающейся материнской породе, изменяется рН субстрата, формируется почва и т.д.).

   Первичная сукцессия начинается с того, что  на обнаженную поверхность грунта попадают зачатки различных растений (семена, споры и др.). Чаще всего их приносит ветер. Из семян и спор вырастают молодые растения. Видовой состав первых поселенцев бывает различным, и какой-либо закономерности здесь заметить нельзя. Прорастают те семена и споры, которые случайно попали на рассматриваемую территорию. С течением времени часть молодых растений погибает, потому что для них непригодны условия местообитания (например, слишком сухая почва). Остаются только те виды, которые могут существовать в данных условиях среды. Растительный покров постепенно становится все более густым, растения начинают контактировать друг с другом. С этого времени вступает в силу фактор конкуренции. Одни виды оказываются более слабыми в конкурентной борьбе и погибают, другие, более сильные, выживают. В итоге остаются лишь те виды, которые не только хорошо приспособлены к условиям местообитания, но и могут существовать совместно друг с другом. Именно они и сформируют фитоценоз со всеми его характерными особенностями.

   В разработку теории первичных сукцессии большой вклад внес американский фитоценолог Ф. Клементс. Согласно его представлениям, первичная сукцессия завершается образованием устойчивых, самовозобновляющихся растительных сообществ, которые почти не изменяются со временем. Эти сообщества Клементс назвал климаксовыми, или климаксом. Сообщества, предшествующие образованию климакса, получили название серийных. В ходе первичной сукцессии они последовательно сменяют друг друга, а совокупность таких сообществ составляет серию.

   Вторичные сукцессии - это процесс формирования фитоценоза на территории, где был уничтожен естественный растительный покров (на лесных пожарищах, вырубках и т.д.). Сукцессии такого типа широко распространены, они наблюдаются на обширных территориях и протекают значительно быстрее, чем первичные.

   Примером  вторичной сукцессии может служить  восстановление елового леса после  сплошной вырубки. На месте вырубленного ельника сначала образуется березняк. Под его пологом вскоре поселяется еловый подрост (на открытом месте для него неблагоприятны условия среды). Затем молодые деревья ели постепенно растут и со временем вытесняют березу, которая не выносит затенения. В результате восстанавливается еловый лес исходного типа. В данном случае после вырубки елового леса в ходе вторичной сукцессии сначала образуется березняк и лишь затем ельник. Березняк представляет собой кратковременную, промежуточную стадию восстановления исходного типа леса. Такие фитоценозы называют вторичными, или производными. Ельник же является фитоценозом коренным (климаксовым). Таким образом, завершающей стадией вторичной сукцессии является коренной (климаксовый) фитоценоз.

   Различают коротко-производные и длительно-производные  фитоценозы. Первые существуют относительно короткое время и скоро сменяются коренными сообществами (например, березняк с подростом ели, образовавшийся после вырубки елового леса и вновь сменяющийся ельником). Длительно-производные сообщества существуют неопределенно долгое время и не сменяются коренными типами (например, березняк в том случае, если нет поступления семян ели).

   Таким образом, вторичная сукцессия не всегда завершается коренным фитоценозом. Если нет необходимых условий, в частности поступления семян растений, свойственных коренному фитоценозу, сукцессия останавливается на стадии длительно-производного сообщества.

   Причины, вызывающие сукцессии, обусловленные  внешними и внутренними, природными и антропогенными факторами. Рассмотрим их.

   Внутренние  причины сукцессий:

1. Всегда имеется избыток семян и плодов, приносимых на данную территорию.
2. Всегда между населяющими растениями идет конкуренция и биологически более приспособленные вытесняют более слабые.
3. Сама среда (местообитание) постоянно меняется в результате жизнедеятельности растений (отложение гумуса, изменение рН почвы и др.); возникают новые условия для появления новых видов.

   Внешние причины:

1. Изменение климата.
2. Изменение почвенно-грунтовых условий.
3. Влияние животных.
4. Воздействие человека.

 
 

   4. Классификационные категории (фитохорионы), применяемые во флористическом районировании. Флористические царства земного шара и их территориальное положение.

   Флористическое  районирование - это районирование поверхности Земли на соподчинённые регионы, отличающиеся особенностями флористического состава.

   В настоящее время во флористическом районировании суши земного шара разработана и применяется система  соподчиненных категорий разного  ранга (фитохорионов):

   1. Флористические царства.

   2. Флористические области.

   3. Флористические провинции.

   4. Флористические округа.

   5. Флористические районы.

   6. Элементарная флора.

   Большинство современных исследователей подразделяют флору суши земного шара на шесть  флористических царств: Голарктическое, Палеотропическое, Неотропическое, Капское, Австралийское, Голантарктическое.

   Голарктическое флористическое царство (голарктис) - самое крупное флористическое царство, охватывающее всю Европу, внетропическую Северную Африку, всю внетропическую Азию, почти всю Северную Америку и Гренландию, т. е. всю внетропическую сушу северного полушария, составляющую Vi территории нашей планеты.

   Некоторые семейства растений приурочены почти  исключительно к этому царству: сосновые (Pinaceae), березовые (Betullaceae), кленовые (Асеrасеае) и др. Только в некоторых случаях представители этих семейств входят в другие фитохорионы.