4246

Существуют разнообразные классификации растений по отношению к теплу. Согласно А. Декандолю, выделяют мегистотермы, мегатермы,

ксеротермы, мезотермы, микротермы, гекистотермы. Классификация Г.

Элленберга включает группы крайне морозостойких, холодостойких,

среднехолодостойких, теплолюбивых, очень теплолюбивых и индифферентных растений. В зависимости от температурных кривых жизнедеятельности и положения их кардинальных точек различают мегатер-

мы, микротермы и мезотермы. Мегатермы (термофилы) - теплолюбивые виды с оптимумом в области повышенных температур. Они обитают в тропиках и субтропиках, а в умеренных поясах - в сильно прогреваемых местах. Микротермы (криофилы) - холодолюбивые растения с оптимумом в области низких температур. Эти виды произрастают в полярных и высокогорных областях или занимают холодные местообитания. Мезотермы -

промежуточная по отношению к первым двум группа, включающая растения умеренного климата.

Ход работы

Изучают по гербарным материалам видовое разнообразие эко-

логических групп растений по отношению к теплу. Характеризуют их внешний облик, выделяют основные анатомо-морфологические особенности в связи с адаптациями к недостатку и избытку тепла. При этом руководствуются планом описания, приведенным в работе 1. Результаты оформляют в виде табл. 1, отмечая при характеристике местообитаний потребность растений в тепле.

Проводят характеристику не менее трех видов растений из каждой экологической группы. Делают вывод о влиянии теплового режима местообитаний на анатомо-морфологические особенности растений.

11

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ

РАСТЕНИЙ ПО ОТНОШЕНИЮ К ВОДНОМУ РЕЖИМУ

Цель работы: выявить анатомо-морфологические особенности растений в связи с их адаптациями к водному режиму местообитаний.

Объекты исследований: растения разных экологических групп -

гидрофиты, гигрофиты, мезофиты, ксерофиты.

Материалы и оборудование: гербарные образцы, определители,

справочная литература.

Гидрофиты (от греч. hydror - вода) - растения водных местообитаний,

включая водоросли и высшие водные растения (макрофиты). В морях макрофитов мало, а пресноводная флора их очень разнообразна. Согласно Г.

И. Поплавской, выделяют гидатофиты (полностью погруженные растения -

неукореняющиеся и укореняющиеся), аэрогидатофиты (растения с плавающими листьями - неукореняющиеся и укореняющиеся), собственно

гидрофиты (растения с листьями, расположенными над водой). Гигрофиты

(от греч. hygros - влажный) - растения влажных местообитаний. Среди них выделяют теневые гигрофиты, обитающие в сырых и тенистых лесах, и

световые гигрофиты, растущие в местообитаниях с высоким увлажнением и освещением. В отдельную группу относят растения болот - гелофиты (от греч. helos - болото). Их местообитания характеризуются обильным застойным увлажнением с низким уровнем кислорода. Мезофиты - растения умеренно увлажненных местообитаний. Эту группу составляют растения как с

«типичным» мезоморфным строением, так и с разными уклонениями в сторону гигроили ксероморфной организации. В связи с этим различают

типичные мезофиты, ксеромезофиты, гигромезофиты, психромезофиты и

т. д. Ксерофиты (от греч. xerox - сухой) - растения, приспособившиеся к жизни в засушливых местах. По анатомоморфологическому строению и характеру адаптаций к засухе среди них выделяют суккуленты (от лат. succulentus -

сочный) - растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой, и скле-

12

рофиты (от греч. scleros - твердый) - растения с сухими жесткими листьями,

имеющими толстую кутикулу и развитые механические ткани.

Ход работы

Изучают видовое разнообразие гидрофитов, гигрофитов, мезофитов и ксерофитов по гербарным материалам. Характеризуют их внешний облик,

выделяют основные анатомо-морфологи- ческие особенности в связи с адаптациями к водному режиму местообитаний (недостатку и избытку воды) и

жизни в водной среде. При этом руководствуются планом описания,

приведенным в работе 1. Результаты оформляют в виде табл. 1, отмечая при характеристике местообитаний потребность растений в воде.

Проводят характеристику не менее трех видов растений из каждой экологической группы. Делают вывод о влиянии водного режима местообитаний на анатомо-морфологические особенности растений.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5. АДАПТАЦИОННЫЕ РЕАКЦИИ

РАСТЕНИЙ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ

ГАЗАМИ

Цель работы: выявить анатомо-морфологические особенности газочувствительных и газоустойчивых растений; отметить повреждения растений, вызванные промышленным загрязнением атмосферы.

Объекты исследований: растения, различающиеся чувствительностью и устойчивостью к токсичным газам.

Материалы и оборудование: гербарные образцы, определители,

справочная литература.

Газочувствительность - скорость и степень проявления у растений патологической реакции при воздействии газа. Газоустойчивость -

способность растения противостоять действию газов, сохраняя нормальный рост и развитие. По газоустойчивости отмечено большое разнообразие растений. Она зависит от состояния ассимиляционного аппарата и корневой

13

системы растений, фазы их развития и возраста, интенсивности роста и экологической пластичности видов, эколого-географического происхождения и положения в филогенетической системе. Определение газоустойчивости важно в озеленительной практике, особенно при использовании вечнозеленых растений, листва которых долго подвержена воздействию повреждающих газов.

Ход работы

Изучают по гербарным материалам видовое разнообразие растений,

различающихся чувствительностью и устойчивостью к токсичным газам.

Характеризуют их внешний облик, выделяют основные анатомо-морфологические особенности в связи с адаптациями к газовому составу атмосферы (высокому уровню токсичных газов). При этом руководствуются планом описания, приведенным в работе 1. Результаты оформляют в виде табл. 1, отмечая при характеристике местообитаний степень загрязнения атмосферы промышленными выбросами.

Одновременно оценивают повреждения растений, вызванные атмосферными загрязнителями. Обращают внимание на реакцию видов при остром и хроническом воздействии газообразных токсикантов. Отмечают изменение окраски листьев (хлороз, покраснение, побурение, побронзовение,

металлические блестящие пятна и др.), наличие некрозов - отмерших участков ткани. Выделяют точечные, пятнистые, межжилковые, краевые и верхушеч-

ные некрозы. Выявленные повреждения отмечают в табл. 12.

14

Проводят характеристику не менее трех газочувствительных и газоустойчивых видов растений. Делают вывод о влиянии газового состава атмосферы на анатомо-морфологические особенности растений, сравнивают характер повреждений от токсичных газов.

Тема 5. Почва как экологический фактор

Почва - важнейшее природное тело, которое является субстратом для большинства наземных и водных растений, обеспечивает их необходимыми минеральными элементами и водой. Во всех типах почв наибольшее экологическое значение для растений имеют водный, воздушный, тепловой и солевой режимы. Важнейшими характеристиками почв являются гранулометрический состав, содержание органических веществ и минеральных элементов, реакция почвенного раствора (рН), живое население почвы и др. Почвенные факторы тесно взаимосвязаны и оказывают комплексное влияние на растения и их сообщества. В свою очередь,

растительность является ведущим фактором почвообразовательного процесса.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ

РАСТЕНИЙ ПО ОТНОШЕНИЮ К ПОЧВЕННЫМ УСЛОВИЯМ

Цель работы: выявить анатомо-морфологические особенности растений в связи с их адаптациями к почвенным условиям.

Объекты исследований: растения разных экологических групп.

Материалы и оборудование: гербарные образцы; определители,

справочная литература.

Разнообразие почвенных факторов обусловливает выделение экологических групп растений по отношению к каждому из них. По отношению к кислотности почвы различают ацидофилы (от лат. acidus -

кислый) - растения, предпочитающие кислые почвы с небольшим значением рН, базифилы (от греч. basis - основание) - растения, обитающие на щелочных

15

почвах, нейтрофилы - растения, произрастающие на почвах с нейтральной реакцией. По отношению к общему богатству почвы необходимыми эле-

ментами выделяют эутрофные (или эвтрофные) растения, распространенные преимущественно на плодородных почвах, олиготрофные - растения,

довольствующиеся небольшим количеством питательных веществ,

мезотрофные - промежуточная группа видов. По отношению к содержанию кальция в почвах различают кальцефилы - растения карбонатных почв,

содержащих более 3% карбонатов; кальцефобы - растения, избегающие почв с большим содержанием извести; кальций-постоянные - растения,

нуждающиеся для нормального развития в богатых известью субстратах. По отношению к засолению почв выделяют галофиты (от греч. hals - соль) -

растения, приспособившиеся к высокому содержанию солей, гликофиты -

растения, не имеющие приспособлений к засолению, псевдогалофиты -

растения, произрастающие на засоленной почве и избегающие засоления бла-

годаря очень глубокой корневой системе. По отношению к специфическим субстратам различают псаммофиты (от греч. psammos - песок) - растения,

произрастающие на песках, литофиты (от греч. lithos - камень) - растения,

обитающие на камнях, скалах, каменистых осыпях и др.

Ход работы

Изучают видовое разнообразие растений разных экологических групп по отошению к почвенным условиям, используя гербарные материалы.

Характеризуют их внешний облик, выделяют основные анатомо-морфологические особенности в связи с адаптациями к недостатку и избытку отдельных элементов минерального питания, кислотности и засоленности почвы. Отмечают специфику растений, произрастающих на разных почвах (плодородных и неплодородных; с высоким и низким содержанием кальция и др.). Характеризуют растения псаммофиты, литофиты и произрастающие на торфяниках. При этом руководствуются планом

16

описания, приведенным в работе 1. Результаты оформляют в виде табл. 1,

отмечая при характеристике местообитаний особенности почвенных условий.

Проводят характеристику не менее трех видов растений из каждой экологической группы по отношению к выбранному почвенному фактору.

Делают вывод о влиянии почвенных условий на анатомо-морфологические особенности растений.

Тема 6. Биотические экологические факторы

Биотические факторы - совокупность влияний одних организмов на другие. Их действие на растение может быть прямым (механическим и физиологическим) и косвенным (трансабиотическим и трансбиотическим). В

классификации взаимоотношений организмов по действию на жизнеспособность партнеров («биологическому эффекту») выделяют следующие типы: мутуализм (взаимополезные отношения), антагонизм

(полезно-вредные отношения), комменсализм (полезно-нейтральные отношения), конкуренция (взаимовредные отношения), аменсализм

(вредно-нейтральные отношения) и нейтрализм (безразличные отношения).

Биотические факторы существенно влияют на жизнедеятельность растений и функционирование растительных сообществ.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7. АДАПТАЦИОННЫЕ

ОСОБЕННОСТИ РАСТЕНИЙ В СВЯЗИ С БИОТИЧЕСКИМИ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯМИ

Цель работы: выявить анатомо-морфологические особенности растений в связи с их адаптациями к биотическим взаимодействиям.

Объекты исследований: растения-паразиты и полупаразиты, лианы,

эпифиты.

Материалы и оборудование: гербарные образцы, определители,

справочная литература.

17

Разнообразие биотических взаимосвязей позволяет выявить различные анатомо-морфологические адаптации растений в связи с особенностями их образа жизни. Паразитизм и полупаразитизм - варианты прямых физиологических отношений между организмами разных трофических уровней, при которых автотрофный хозяин всегда угнетается.

Растения-паразиты полностью утрачивают способность к фотосинтезу,

полупаразиты сохраняют зеленые листья, но заменяют почвенное питание паразитическим. Лианы и эпифиты реализуют особый вариант контактных отношений - топические, при которых одни организмы поселяются на других и при этом не используют растение-опору как источник пищи. Однако влияние лиан и эпифитов на используемые в качестве опоры растения может быть весьма существенным.

Ход работы

Изучают по гербарным материалам видовое разнообразие па-

разитических, полупаразитических, лиановидных и эпифитных растений.

Характеризуют их внешний облик, выделяют основные анатомо-морфологические особенности в связи с адаптациями к взаимодействиям между организмами. При этом руководствуются планом описания, приведенным в работе 1. Результаты оформляют в виде табл. 1,

отмечая во второй графе характер биотических взаимодействий.

Проводят характеристику не менее трех видов растений для каждой из выбранных форм биотических взаимодействий. Делают вывод об их влиянии на анатомо-морфологические особенности растений.

18

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 8. ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ЭКОЛОГИИ РАСТЕНИЙ МЕТОДАМИ

МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ

Цель работы: освоить методы статистической обработки результатов исследований по экологии растений.

Объекты исследований: массивы экспериментальных данных,

полученные при проведении экологических экспериментов.

Материалы и оборудование: персональные компьютеры, программы для проведения статистического анализа (Microsoft Excel, Statistica).

Применение методов математической статистики является необходимым в современных исследованиях по экологии растений. Их использование позволяет объективно оценивать полученные результаты,

характеризовать разнообразные связи и зависимости между ними. Понимание и учет статистических закономерностей помогает экологу составить методически обоснованный план опытов и правильно их провести.

Эффективность математических методов в экологии растений существенно повышается при компьютерной обработке результатов с использованием современного программного обеспечения.

Ход работы

Результаты исследований обычно выражают количественными данными. Повторные анализы или анализы нескольких параллельных образцов дают ряд таких величин - выборку, состоящую из отдельных вариант. Для характеристики не отдельных образцов, а всей выборки в целом определяют среднюю арифметическую величину по формуле:

где М - средняя арифметическая; £ V - сумма вариант выборки; n - число вариант.

19

Основной показатель разнообразия вариант в выборке - среднее квадратическое отклонение. Его используют в качестве самостоятельного показателя и основы для образования других показателей - коэффициента вариации, ошибок репрезентативности, коэффициентов корреляции и регрессии, элементов дисперсионного анализа. Среднее квадратическое отклонение - показатель именованный и выражается в тех же единицах, что и средняя величина. Среднее квадратическое отклонение рассчитывают по формуле:

где 8 - среднее квадратическое отклонение; (n - 1) - число степеней свободы, равное уменьшенному на единицу числу вариант; М - средняя арифметическая; V - величина каждой варианты.

Ошибку средней арифметической, иногда ее называют средней или средней квадратической ошибкой, вычисляют по формуле:

где m - ошибка средней арифметической; сигма - среднее квадратическое отклонение; n - число вариант.

Доверительные границы средней арифметической записывают в виде:

М±т. При этом обязательно указывают число вариант в выборке.

где Cv - коэффициент вариации (%); 8 - среднее квадратическое отклонение; М - средняя арифметическая.

Коэффициент вариации - величина неименованная и позволяет сравнивать разнообразие признаков, выражаемых в различных единицах измерения, а также устанавливать степень их разнообразия. При

20