ПОЧВЕННЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Почва служит многим растениям для закрепления на опреде­ленном месте, для водоснабжения и минерального питания. Главнейшим свойством почвы является ее плодородие — способность обеспечить растения необходимым для жизни водно-мине­ральным и азотным питанием. Важное экологическое значение для растений имеют химический состав почвы, кислотность, механический состав и другие особенности.

Разные виды растений неодинаково требовательны к содержанию в почве питательных веществ. В соответствии с этим растения условно делят на три группы: эвтрофы, мезотрофы и олиготрофы.

Эвтрофы (греч. эу – хорошо; трофе – питание) отличаются очень высокой требовательностью к плодородию почв (растения степей, лесостепей, широколиственных лесов, заливных лугов). Растения неодинаково относятся к кислотности почвы, что позволяет выделить три группы:

ацидофилы (лат. acidus – кислый; греч. филео – люблю) предпочитают кислые почвы;

базифилы – (греч. базис – основание) преимущественно растут на щелочных почвах;

нейтрофилы (лат. neutrum – ни то ни другое) – растения почв с нейтральной реакцией.

Олиготрофы растут на бедных почвах, содержащих малое количество питательных веществ и, как правило, имеющих кислую реакцию. К ним относятся растения суходольных лугов (белоус), песчаных почв (сосна), верховых сфагновых болот (росянка, клюква, пушица, сфагновые мхи). Бедными минеральными солями субстратами являются, сфагновые (верховые) болота и пустоши. Даже при избытке влаги типичные болотные растения, относящиеся главным образом к семейству вересковых, как, например, клюква, подбел, мирт болотный, багульник, голубика, а также растение сухих сосновых лесов и пустошей вереск, имеют мелкие жесткие листья и целый ряд специфических анатомических признаков. Особенность листовой структуры ксероморфных олиготрофов, состоит в том, что у них ксероморфные признаки сочетаются с наличием обширных межклетников. Эти межклетники способствуют аэрации и восполняют недостаток кислорода в болотной почве. В качестве примера можно указать на листья брусники.

Мезотрофы по требовательности к питательным веществам занимают промежуточное положение между эвтрофами и олиготрофами. Они развиваются на почвах, средне обеспеченных элементами питания (ель, осина, кислица, майник и многие другие).

Некоторые растения предъявляют особые требования к содержанию в почве определенных химических элементов и солей. Так, нитрофилы приурочены к почвам, богатым азотом. В этих почвах интенсивно идут процессы нитрификации — образования солей азотной и азотистой кислот под влиянием нитрифицирующих бактерий. Такие почвы образуются, например, на лесных вырубках. К нитрофилам относятся крапива, малина, иван-чай и др.

Кальцифилы — растения, приуроченные к карбонатным почвам, содержащим углекислый кальций. Это вещество способ­ствует образованию прочной структуры почвы, благодаря чему в ней лучше сохраняются (не вымываются) питательные вещества, создается благоприятный водный и воздушный режим. Известкование (внесение углекислого кальция) нейтрализует кислую реакцию почвы, делает более доступными для растений соли фосфора и другие минеральные вещества, уничтожает вредное действие многих солей. Кальцифилами являются, например, чабрец меловой и другие так называемые меловые растения.

Известны растения, избегающие известь,— кальцефобы. Для них присутствие извести в почве вредно (сфагновыемхи, вереск, белоус и др.).

По отношению к почвенным особенностям различают также такие группы растений, как галофиты¹, психрофиты², псаммофиты³.

¹ От греч. гальс — соль.

² От греч. психра — холод.

³ От греч. псаммос — песок.

Галофиты (греч. галс – соль, фитон - растение)— своеобразная и многочисленная группа растений, произрастающих на сильно засоленных почвах. Избыток солей увеличивает концентрацию почвенного раствора, в резуль­тате чего создаются трудности в поглощении растениями питатель­ных веществ. Галофиты поглощают эти вещества благодаря по­вышенному осмотическому давлению клеточного сока. К жизни на засоленных почвах разные галофиты приспособились переносить высокое содержание солей, благодаря целому ряду физиологических и биохимических механизмов. Соответственно морфофизиологичесим особенностям и путям адоптации к засолению среди галофитов различают три основные группы:

Эугалофиты, или настоящие галофиты, солянки, - обитатели солончаков. Примерами могут служить солерос, сарсазан. Они могут накапливать большое количество солей без вреда для себя. Осмотическое давление клеточного сока у них высокое, водоудерживающая способность повышена. В связи с этим в строении наземных органов (листьев, стеблей) выражены черты суккулентности, которую называют галосуккулентностью (в отличие от этой же черты у ксерофитов).

Криногалофиты (солевыделители)– растения, способные активно избавляться от избытка солей. К ним относятся кермеки, тамариксы и др. Солевой раствор у них выделяется листьями, затем соли смываются дождем или смахиваются ветром. У некоторых видов соли выводятся с опадом листьев или годичных ветвей.

Гликогалофиты (греч. – сладкий), т.е. солеисключающие гаалофиты – растения с корневой системой, малопроницаемой для солей, своеобразным “физиологическим корневым” барьером (например, полыни). Поэтому, даже на сильно засоленных почвах соли поглощаются лишь в небольших количествах и не накапливаются в теле растений.

Психрофиты — растения, которые приспособились к жиз­ни в холодных и влажных местообитаниях. Растения холодных, но сухих местообитаний называют криофитами⁴. Резкой гра­ницы между этими двумя группами нет. У тех и других выражены типичные ксероморфные признаки: низкорослость растений, много­численные побеги, густо покрытые мелкими листьями с загнутыми на нижнюю сторону краями, часто опушенные снизу или покрытые восковым налетом.

⁴ От греч. криа — лед.

Причины ксероморфизма могут быть различными, но основные — это низкие температуры почв и крайний недостаток азотного питания.

Ксероморфные признаки имеют, например, вечнозеленые кустарнички тундры и сфагновых болот (багульник, кассиопея, водяника, клюква, дриада и др.), каменистых тундр (курильский чай) и высокогорий (остролодочник и др.).

Псаммофиты (– песок) – растения, обитающие на подвижных или неподвижных незадернованных песках, например, саксаул белый, верблюжья колючка, акация песчаная, осока вздутая. Песок как почвенный субстрат для растений отличается рядом экологических особенностей: сильная освещенность; своеобразный тепловой режим (сильное нагревание верхних слоев и резкие суточные перепады температуры); скудное водоснабжение растений в связи с пересыханием корнеобитаемых горизонтов; бедное минеральное питание и др. Большое влияние на жизнь растений оказывает подвижность песчаного субстрата, в результате чего псаммофитам постоянно грозит опасность или быть погребенными под толщей песка, или оказаться с обнаженными корнями и засохнуть.

У них имеются специальные приспособления, позволяющие им жить на подвижном субстрате, где есть опасность засыпания песком или, напротив, обнажения подзем­ных органов. Псаммофиты способны, например, образовывать придаточные корни на побегах, засыпанных песком, или придаточные почки на обнаженных корневищах. Плоды многих псаммофитов имеют такое строение, что всегда оказываются на поверхности песка и не могут быть погребенными в песчаной толще (сильно вздутые плоды, заполненные воздухом, плоды, сплошь покрытые пружинистыми придатками, и т. д.).

Псаммофиты имеют ксероморфную структуру, так как часто испытывают длительную засуху. Это в основном растения песчаных пустынь (саксаул белый, акация песчаная, верблюжья колючка, джузгун, осока вздутая и др.).

Приуроченность растений к определенным почвенным условиям широко используется в практике для индикации различных свойств почв и грунтов, например при сельскохозяйственной оценке земель, поисках пресных грунтовых вод в пустынях, при мерзлотных исследованиях, при индикации стадий закрепления песков и т. д.

ОРОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКТОР

Рельеф создает разнообразие условий обитания растений как на небольших территориях, так и в крупных регионах. Под влия­нием рельефа перераспределяется количество осадков и тепла по поверхности суши. В понижениях рельефа скапливаются выпавшие осадки, а также холодные массы воздуха, что является причиной поселения в этих условиях влаголюбивых и малотребовательных к теплу растений. Повышенные элементы рельефа, склоны южной экспозиции прогреваются лучше понижений и склонов другой ориентации, поэтому на них можно встретить более теплолюбивые и менее требовательные к влаге растения (остепненныелуга и т. п.).

На днищах оврагов, в поймах рек, где близко залегают грунтовые воды, застаиваются холодные массы воздуха, поселяются влаголюбивые, холодостойкие и теневыносливые растения.

Мелкие формы рельефа (микро- и нанорельеф) увеличивают разнообразие микроусловий, что создает мозаичность растительного покрова. Особенно это заметно в полупустынях и на грядово-мочажинных болотах, где наблюдается частое чередование мелких участков различных растительных сообществ.

Особое влияние на распределение растенийоказывает макрорельеф — горы, среднегорья и плоскогорья, которые создают на сравнительно небольшой площади значительные амплитуды высот. С изменением высоты меняются климатические показатели — температура и влажность, результатом чего является высотная поясность растительности. Состав и мощность почв в горах обусловлены крутизной и экспозицией склонов, силой размывающего дей­ствия водных потоков и т. п. Это определяет подбор видов растений на разных местообитаниях, разнообразие их жизненных форм.

Наконец, горы являются барьером для проникновения растений из одних регионов в другие.

АНТРОПОГЕННЫЙ ФАКТОР

С давних времен человек оказывает влияние на растения. Осо­бенно заметно оно проявляется в наше время. Это влияние может быть прямым и косвенным.

Прямое воздействие — это вырубка леса, сенокошение, сбор плодов и цветов, вытаптывание и т. п. В большинстве случаев такая деятельность отрицательно сказывается на растениях и раститель­ных сообществах. Численность некоторых видов резко сокращается, отдельные могут полностью исчезнуть. Происходит существенная перестройка растительных сообществ или даже смена одного сообщества другим.

Не меньшее значение имеет косвенное воздействие человека на растительный покров. Оно проявляется в изменении условий существования растений. Так появляются рудеральные, или мусорные, местообитания, отвалы. Рекультивации этих земель уделяется сейчас большое внимание. Интенсивные мелиоративные работы (орошение, обводнение, осушение, внесение удобрений и т. п.) направлены на создание особых ландшафтов — оазисов в пустынях, плодородных земель на месте болот, топей, засоленных почв и т. д.

Отрицательное влияние на жизнь растений оказывает загрязнение атмосферы, почв, вод промышленными отходами. Оно приводит к исчезновению на определенной территории некоторых видов растений и растительных сообществ в целом. Естественный растительный покров изменяется и в результате увеличения площадей под агрофитоценозы.

В процессе своей хозяйственной деятельности человек должен учитывать все взаимосвязи в экосистемах, нарушение которых нередко влечет за собой непоправимые последствия.