Классификация, иерархия и зональность экологических систем

 

Классификация, иерархия и зональность  экологических систем

Существующие  на Земле экосистемы разнообразны. Классификация экосистем делится  на: микроэкосистемы (например, ствол гниющего дерева), мезоэкосистемы (лес, пруд и т. д.), макроэкосистемы (континент, океан и др.) и глобальную — биосфера.

Иерархия экосистем-структурное и функциональное соподчинение экосистем различного уровня организации в ряду: -1- биогеоценоз; -2- биогеоценотический комплекс; -3- ландшафт; -4- биом; -5- природный пояс; -6- биогеографическая область: материковый блок, океан; -7- слой биосферы: аэробиосфера, террабиосфера, литобиосфера, гидробиосфера; -8- биосфера в целом. Каждый уровень иерархии экосистемы формируется определенным системообразующим фактором и имеет относительно самостоятельный круговорот веществ.

Экосистемы не разбросаны в беспорядке, наоборот, сгруппированы в достаточно регулярных зонах, как по горизонтали (по широте), так и по вертикали (по высоте). Это подтверждается периодическим  законом географической зональности  А. А. Григорьева – М. И. Будыко: со сменой физико-географических поясов Земли  аналогичные ландшафтные зоны и  их некоторые общие свойства периодически повторяются.

Два абиотических фактора - температура и количество осадков – определяют размещение по земной поверхности основных наземных биомов. Режим температуры и осадков на некоторой территории в течение достаточно долгого периода времени и есть то, что мы называем климатом. Климат в разных районах земного шара неодинаков. 
     Специфика климатических условий в свою очередь определяет развитие того или иного биома.

От экватора к полюсам видна  определенная симметрия в распределении  биомов различных полушарий:

1. Дождевые тропические леса

Климат – без смены сезонов (близость к экватору), температура  – среднегодовая выше 17°С (обычно 28°С), осадки – среднегодовое количество превышает 2400 мм.

Растительность: господствуют леса. Насчитываются  сотни видов деревьев высотой  до 60 м. На их стволах и ветвях –  растения-эпифиты, корни которых  не достигают почвы, и деревянистые лианы, укореняющиеся в почве  и взбирающиеся по деревьям до их вершин. Все это образует густой полог.

Животный мир: видовой состав богаче, чем во всех других биомах вместе взятых. Особенно многочисленны земноводные, пресмыкающиеся и птицы (лягушки, ящерицы, змеи, попугаи), обезьяны и другие мелкие млекопитающие, экзотические насекомые  с яркой окраской, в водоемах –  ярко окрашенные рыбы.

2. Саванны (субэкваториальная Африка, Южная Америка, значительная часть южной Индии). Климат – сухой и жаркий большую часть года. Обильные дожди в течение влажного сезона. Температура: среднегодовая – высокая. Осадки – 750-1650 мм/год, главным образом во время сезона дождей. Растительность – мятликовые (злаковые) растения с редкими листопадными деревьями. Животный мир: крупные растительноядные млекопитающие, такие, как антилопы, зебры, жирафы, носороги, из хищников – львы, леопарды, гепарды.

3. Пустыни (некоторые районы Африки, например Сахара; Ближнего Востока и Центральной Азии, Большой Бассейн и юго-запад США и север Мексики и др.). Климат – очень сухой. Температура – жаркие дни и холодные ночи. Осадки – менее 250 мм/год. Растительность: редкостойный кустарник, нередко колючий, иногда – кактусы и низкие травы, быстро покрывающие землю цветущим ковром после редких дождей. Корневые системы у растений обширные поверхностные, перехватывающие влагу редких осадков, а также стержневые корни, проникающие в землю до уровня грунтовых вод (30 м и глубже). Животный мир: разнообразные грызуны (кенгуровая крыса и др.), жабы, ящерицы, змеи и другие пресмыкающиеся, совы, орлы, грифы, мелкие птицы и насекомые в большом количестве.

4. Степи (центр Северной Америки, Россия, отдельные районы Африки и Австралии, юго-восток Южной Америки). Климат – сезонный. Температура – летние от умеренного теплого до жаркого, зимние температуры ниже 0°С. Осадки – 750- 2000 мм/год. Растительность: господствуют мятликовые (злаковые) высотой до 2 м и выше в некоторых прериях Северной Америки или до 50 см, например, в степях России, с отдельными деревьями и кустарниками на влажных участках. Животный мир: крупные растительноядные млекопитающие – бизоны, вилорогие антилопы (Северная Америка), дикие лошади (Евразия), кенгуру (Австралия), жирафы, зебры, белые носороги, антилопы (Африка); из хищников – койоты, львы, леопарды, гепарды, гиены, разнообразные птицы и мелкие роющие млекопитающие, такие, как кролик, суслик, трубкозуб.

5. Леса умеренного пояса (Западная Европа, Восточная Азия, восток США). Климат – сезонный с зимними температурами ниже 0°С. Осадки – 750-2000 мм/год. Растительность: господствуют леса из широколиственных листопадных пород деревьев высотой до 35-45 м (дуб, гикори, клен), кустарниковый подлесок, мхи, лишайники. Животный мир: млекопитающие (белохвостый олень, дикобраз, енот, опоссум, белка, кролик, землеройки), птицы (славки, дятлы, дрозды, совы, соколы), змеи, лягушки, саламандры, рыбы (форель, окунь, сом и др.), обильная почвенная микрофауна.

Биота адаптирована к сезонному  климату: спячка, миграции, состояние  покоя в зимние месяцы.

6. Хвойные леса, тайга (северные районы Северной Америки, Европы и Азии). Климат – долгая и холодная зима, много осадков выпадает в виде снега. Растительность: господствуют вечнозеленые хвойные леса, большей частью еловые, сосновые, пихтовые. Животный мир: крупные травоядные копытные (олень-мул, северный олень), мелкие растительноядные млекопитающие (заяц-беляк, белка, грызуны), волк, рысь, лисица, черный медведь, гризли, росомаха, норка и другие хищники, многочисленные кровососущие насекомые во время короткого лета.

7. Тундра (в северном полушарии к северу от тайги). Климат – очень холодный с полярным днем и полярной ночью. Температура – среднегодовая ниже – 5°С. За несколько недель короткого лета земля оттаивает не более одного метра в глубину. Осадки – менее 250 мм/год. Растительность господствуют медленно растущие лишайники, мхи, злаки и осоки, карликовые. Животный мир: крупные травоядные копытные (северный олень, мускусный бык), мелкие роющие млекопитающие (круглогодично, например, лемминги), хищники, приобретающие зимой маскирующую белую окраску (песец, рысь, горностай, полярная сова).

В тундре коротким летом гнездится  большое число перелетных птиц, среди  них особенно много водоплавающих, которые питаются имеющимися здесь  в изобилии насекомыми и пресноводными  беспозвоночными.

Вертикальная зональность экосистем  суши, особенно в местах с резко  выраженным рельефом, также весьма четкая. Высотная ярусность сообществ  живых организмов во многих отношениях сходна с широтным распределением крупных биомов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Провести аутэкологическое исследование  одного вида. (Результаты, полученные при проведении наблюдений и исследований, отразить в контрольной работе. Собранный материал в виде коллекции или гербария приложить к работе

 

1. Систематическое положение 

Название  растения происходит от латинского «Petunia» – означает «Табак» поскольку листва растения имеет сходство с листвой табака. Род этих эффектных красивоцветущих растений семейства пасленовых насчитывает более 25 различных видов травянистых или полукустарниковых многолетников.

2. Местообитание

Предпочитает  суглинистые или супесчаные почвы, но может расти на любой, достаточно плодородной. Она хорошо отзывается на внесение в почву перегноя или  компоста, но не свежего навоза, так  как он способствует поражению растений грибными заболеваниями. При подготовке почвы под петунию на участках с кислыми почвами (рН менее 5,5) необходимо внести известь — 200—300 г/м2. При весенней перекопке почвы в нее добавляют  комплексное удобрение, к примеру, нитрофоску — 20—30 г/м2. Это засухоустойчивое растение, требующее влаги при  длительном отсутствии полива. Может  перенести переувлажнение, но опасается  застоя воды. Поливать петунию нужно  под корень, нельзя использовать при  поливе ледяную воду. Наибольший вред для декоративных видов петунии  представляют дожди. При сильных  летних дождях капли воды разрывают  нежные лепестки, делая цветки некрасивыми, а растения — неряшливыми. При  затяжных длительных дождях растения могут полностью потерять декоративность и перестать цвести. Поэтому перед  дождем кашпо и корзины с петуниями  желательно перенести под укрытие. Поливать цветущую петунию также  нужно осторожно, под корень, стараясь не повредить цветки.  Кустовые сорта  рекомендуется обрезать по 2-3 раза за сезон на высоте 10-12 см. Махровые же сорта кардинальной обрезке лучше  не подвергать, их рост следует лишь слегка корректировать, поддерживая  аккуратную форму и декоративность. Пеструю, эффектную петунию можно применять для озеленения садовых участков, рабаток, бордюров, балконов и подоконников. Для петуний, выращиваемых в горшках и контейнерах, требуется особенная, тщательно подготовленная почва. Как правило, она состоит из перегноя, торфа, дерновой земли и песка.    Как правило, петунии не любят слишком высокую температуру и спокойно переносят ее понижение до 0 градусов С.

3. Морфология

Петуния представляет собой однолетнее или многолетнее  травянистое или полукустарниковое  растение. Стебли прямостоячие или  стелющиеся густоветвистые, образующие побеги второго и третьего порядков. Встречаются как низкие (20-30 см), так  и высокие (60-70 см) виды. Побеги округлые, зелёные, опушённые простыми и железистыми  волосками. Листья  сидячие, очередные, разной величины, разнохарактерные по форме и размеру, цельнокрайние, опушённые. Цветки обычно крупные, часто  одиночные, могут обладать неприятным запахом, простые или махровые, на коротких цветоножках, отходящих от пазух листьев. Цветок актиноморфный, с двойным околоцветником, состоящим  из чашечки и венчика. Чашечка  пяти-раздельная из пяти чашелистиков, сросшихся у основания на 1/5 или 1/6 длины. Чашелистики узкие или  широкие, зелёные, густоопушённые. Венчик спайнолепестный, воронкообразный, из пяти лепестков, звездчатой или правильной формы. Трубка длинная или короткая, узкая или широкая, сидит свободно на чашечке. Тычинок 4-5, которые до половины срослись с трубкой. Пыльники парные, удлинённые, тычиночные нити длинные. Завязь верхняя, одногнёздная, семяпочек  много. Столбик длинный, тонкий, прямой. Рыльце воронкообразное, бугристое, края ровные. Плод петунии — двухстворчатая коробочка, растрескивающаяся при созревании семян. Семена петунии очень мелкие.

4. Физиология

Существует  много новых разновидностей с  широким диапазоном форм и оттенков. Сегодня наиболее популярны красный, белый и голубой цвета. Петуния махровая, полосатая, прямостоячая – нет предела бесконечному числу видов этих цветов. Предпочитает открытые, залитые солнечным светом места. Следует иметь в виду, что крупноцветковые сорта более теплолюбивы, нежели мелкоцветковые, и в холодную сырую погоду могут прекращать цветение.

5. Размножение

Размножение в основном семенами. В домашних условиях выращивание рассады петунии осложнено недостатком света, поэтому для посева нужно брать семена с большим запасом. Чем раньше высеять семена, тем раньше зацветут растения. Если есть возможность дать сеянцам подсветку, то можно сеять уже в феврале. В обычных условиях оптимально сеять во второй половине марта. Другая сложность, связанная с размером семян, - это почва, в которую они будут помещены, и поддержание ее оптимальной влажности. Для таких семян нужна рыхлая легкая и питательная земля. Верхний слой толщиной около 1 см желательно просеять, чтобы семена равномерно легли на почву. Семена, смешанные с сухим песком, высыпают на хорошо пролитую водой за сутки до посева почву. Затем опрыскивают, накрывают стеклом и оставляют при температуре 20 - 23 °С. На 5 - 7 день появятся крошечные всходы, которые требуют особого внимания. Теперь их нужно опрыскивать ежедневно и не менее двух раз в день (утром и вечером) переворачивать стекло. В этот момент всходам нужна высокая влажность, но избыток влаги в почве вызывает их гибель от "черной ножки". Когда всходы подрастут и появится первый лист, стекло можно будет снять. Если всходы начинают погибать, их нужно присыпать сухим песком, уменьшить полив и быстрее распикировать. В апреле рассаду переносят в парники. Посадку в грунт на постоянное место производят после окончания весенних заморозков. Пересадку переносят хорошо.

Цветение сортов мелкоцветковой петунии  наступает на 70-75 день после посева, крупноцветковые сорта зацветают  на 10-15 дней позже. Сорта с махровыми  цветками при размножении семенами дают только 40-50% махровых растений, поэтому  их чаще размножают черенками, нарезанными  с маточников, которые содержат зимой  в светлых оранжереях при температуре  10-12°С, при умеренной влажности и интенсивном проветривании. После окоренения черенки пересаживают в 9  см горшки.

В открытый грунт петунию в средней  полосе России высаживают во второй половине мая. Несмотря на то что эта культура весьма теплолюбивая, современные сорта  и гибриды (особенно из группы мультифлоры) могут переносить похолодания до низких положительных температур и  даже небольшие кратковременные  заморозки. В условиях больших городов  цветущую рассаду петунии можно  высаживать на клумбы, в вазоны и  на балконы в конце апреля —  начале мая.

Рассаду лучше высаживать в пасмурные  дни или вечером, предварительно хорошо полив водой горшочки с  растениями. Расстояние между растениями зависит от сорта и типа посадок. Для многоцветковой петунии в  клумбовых посадках оно составляет 15—20 см, для крупноцветковой — 20—25 см, для ампельной — 25—30 см. В  балконных ящиках, контейнерах, вазах  расстояние между растениями можно  уменьшить в полтора раза. После  высадки рассады ее поливают (если почва недостаточно влажная), а грунт  вокруг растений мульчируют торфом или  перегноем. Мульчирование позволяет  почве дольше сохранить влагу  и предохраняет растения при возвратных заморозках.

6. Жизненный цикл

Семена петунии  мелкие, диаметром 0,5—0,6 мм и длиной 0,6—0,7 мм, темно-коричневые (у некоторых  сортов желтоватые). В 1 г содержится около 5000 семян у крупноцветковых  форм и до 10 000 — у многоцветковых. Плод — двухстворчатая коробочка  длиной 10—13 мм и шириной 7—8 мм, конической формы, при созревании желтовато-коричневого  цвета. В одной коробочке может  содержаться 100—110 семян. Чаще всего  семена петунии продают в пакетах  поштучно.

Махровые формы семян завязывать не могут, поскольку махровость петунии  обусловлена превращением завязи в  лепестки. Тычинки при этом развиты  нормально, и их бывает больше, чем  в немахровом цветке. Махровость растений передается при опылении немахровых растений пыльцой махровых, при этом махровость в образце составляет лишь 30—45% (в настоящее время в продаже можно встретить гибриды с махровостью, близкой к 100%). Петуния — перекрестноопыляющееся растение, чему способствует протерогиния, т. е. созревание пестиков раньше тычинок. Однако в отдельных случаях у нее возможно самоопыление. У некоторых растений отмечается самонесовместимость и цитоплазматическая мужская и женская стерильность, которые используют при получении гетерозисных гибридов.