Морошка – Rubus chamaemorus (foto. mail. ru/mail/cmeriii/74/87. html) Циркумполярный вид
Лекция 16 Основы географии растений
План 1. Предмет и задачи географии растений и ее место в системе естественных наук; 2. Основы фитохорологии (учения об ареалах): 2. 1. понятие об ареале типы ареалов; 2. 2. классификацию ареалов; 2. 3. происхождение и динамику ареалов; 2. 4. понятия о автохорных и аллохорных видах растений; 2. 5. особенности расселения растений. 3. Основы флористической географии растений, или флористики, или учения о флорах.
Литература • С. А. Баландин, Л. И. Абрамова, Н. А. Березина. Общая ботаника с основами геоботаники. Учебное пособие для вузов. 2 -е изд. , испр. и доп. – М. : ИКЦ «Академкнига» , 2006. Часть II, Глава 4, с. 156 – 172. • Л. С. Родман. Ботаника с основами географии растений. – М. : Колос. С, 2006. - Раздел III, Глава 16, с. 329 – 337.
Цель: ознакомиться с основными положениями географии растений. Задачи: 1. Ознакомиться с составтяющими дисциплинами географии растений 2. Ознакомиться с основными понятиями фитохорологии (ареал видов растений, методы его изучения, типы ареалов; происхождение и динамику ареалов); 3. Ознакомиться с основами флористической географии растений: (с понятием флоры; конкретной флоры; с основными видами анализа флоры; с понятием автохтонных, аллохтонных, реликтовых видах растений; особенностями расселения растений). 4. Ознакомиться с понятием растительного покрова и методами его изучения и понятием эндемизма. ; 5. Ознакомиться с понятием флористического районирования. 6. Ознакомиться с понятием флористических царств Земли.
• Фитогеография изучает растительный покров. Она изучает закономерности распределение растений и растительных собществ по поверхности земного шара. • В пределах фитогеографии выделилась география растений • Предмет географии растений – изучение распределения по земному шару прежде всего видов растений, а также под- и надвидовых таксонов ( подвидов, разновидностей, форм, подродов, подсемейств, порядков и т. д. • География растений тесно связана с систематикой растений. • География растений состоит из нескольких научных дисциплин, из которых наиболее важными являются: - фитохорология (учение об ареалах); - флористическая география растений или флористическая фитогеография, или флористика, или учение о флорах.
Основы фитохорологии, или учения об ареалах • Объект изучения фитохорологии – ареалы видов растений и другие таксоны царства растений. • Ареал – часть поверхности земного шара, в пределах которой встречается данный конкретный вид или другой таксон (для водных растений, естественно и по акватории). • Методы изучение ареалов: - гербарные коллекции; - точечный метод; - контурный метод (контурные карты); - сеточный метод (сеточные карты); - точечно-сетчатый метод
Рис. 1. Карта распространения cелагинеллы сибирской – Selaginella sibirica (С. А. Баландин и др. , 2006): точечный метод
Рис. 2. Плаунок наскальный - Selaginella rupestris (L. ) Spring = Lycopodium rupestre L. = Selaginella rupestris (L. ) Spring f. sibirica Milde = Selaginella sibirica. . . (flower. onego. ru/paporot/selagine. html)
Рис. 3. Карта ареала вереска обыкновенного – Саluna vulgaris в Европе (С. А. Баландин и др. , 2006): контурно-штриховой метод
Рис. 4. Вереск обыкновенный – Calluna vulgaris (ru. wikipedia. org/wiki/Вереск)
Рис. 5. Карта ареала качима – Gypsophila fastigiata в Европе (С. А. Баландин и др. , 2006): точечно-контурный метод
Рис. 6. Качим пучковатый – Gypsophila fastigiata (www. plantarium. ru/page/ image/id/27178. html)
Рис. 7. Карта распространения седмичника европейского – Trientalis europaea в Средней Европе (С. А. Баландин и др. , 2006): точечно-сетчатый метод
• По характеру местонахождения видов ареалы могут быть: - Сплошными (замкнутыми) – ареалы, в которых виды распространены почти равномерно, или болееили менее гомогенно по всей площади ареала. Например, циркумполярные виды (морошка – Rubus chamaemorus), ареалы которых охватывают всю северную окраину земной поверхности Евразии и Северной Америки, или циркумбореальные виды охватывают умеренный пояс обоих материков Северного полушария (линнея северная- Linnaea boreallis). - Разорванные (дизъюнктивными) – алеалы, при изображеннии которых, скопление точек, отражающих местонахождение вида, образуют самостоятельные изолированные друг от друга области. - Дизъюнкции - разрывы между отдельными частями дизъюнктивного ареала.
Рис. 8. Ареал морошки – Rubus chamaemorus циркумполярного типа (С. А. Баландин и др. , 2006)
Рис. 9. Циркумполярный вид – морошка – Rubus chamaemorus (foto. mail. ru/mail/cmeriii/74/87. html)
Рис. 10. Евразиатский фрагмент циркумбореального ареала Линнеи северной – Linnaea borealis (С. А. Баландин и др. , 2006)
Рис. 11. Циркумбореальный вид – Линнея северная - Linnea boreallis (solnsad. ru/ zveti 410 -linneia. htm)
• Широко распространенным типом дизъюнктивного ареала является арктальпийский, при которм отдельные фрагменты ареала расположены в Арктике, а отдельные – в южных высокогорьях, как например, характерен арктальпийский ареал для Луазелерии лежачей – Loiseleuria procumbens. • Периферические форпосты ареалов – отдельные местонахождения видов, удаленные от основной части ареала. • Эксклавы – небольшие, недалеко отстоящие от главного ареала, его фрагменты. • Викарирующие (викарные) виды – виды, ареалы которых располагаются близко друг к другу, соприкасаются своими границами, в виды могут замещать друга. • Космополиты – виды, распространенные на всех континентах, а их ареалы – космополитными. Например, папоротник орляк обыкновенный – Pteridium aquilinum, его ареал занимает более половины площади земной поверхности. Космополиты: горец птичий, крапива двудомная, сурепка, пастушья сумка, рдест, одуванчик, мятлик однолетний, подорожник большой, марь белая.
Рис. 12. Европейский фрагмент арктальпийского ареала Луазелерии лежачей – Loiseleuria procumbens (С. А. Баландин и др. , 2006)
Рис. 13. Луазелерия лежачая – Loiseleuria procumbens (www. plantarium. ru/page/ view/ item/23096. html): каменисто-лишайниковая тундра, Приполярный Урал, Коми; характерен арктальпийский ареал
Рис. 14. Космополит – Папоротник орляк обыкновенный – Pteridium aquilinum, (foto. mail. ru/mail/tomdol. 33/26/29. html)
• Эврихоры – виды растений с широким ареалом; • Стенохоры – виды растений, обладающие небольшим ограниченным ареалом. Таких видов много высокогорных поясах, тропических регионах. • Состояние ареала и его динамика определяется: 1. Факторами окружающей среды; 2. Биологическими и экологическими особенностями вида; 3. Соответствием биологических и экологических особенностей вида его условиям существования. Основы флористической географии растений Флора – совокупность видов растений, обитающих на определенной территории.
• Рассматривают: • Флоры территориальных единиц (например, флора Костромской области, флора Красноярского края, и т. д. ). • Флоры естественных физико-географических регионов (например, флора Кавказа, флора озера Байкал и т. д. ). • Конкретная флора – список видов окрестностей какого-либо географическкого пункта или любой точки в координатном пространстве земной поверхности. • Бриофлора – флора мохообразных. • Альгофлора – флора водорослей. • Флоры характеризуются: • 1. Богатством видового состава; • 2. Площадью территорий. Наиболее богаты видами флоры тропических регионов. По мере продвижения от ээкваториального пояса богатство флор уменьшается. Самые богатые флоры: остров Индонезия (45 тыс. видов), бассейн Амазонки (40 тыс. видов)
• Наиболее бедные – флоры равнинных территорий умеренной зоны и приполярных областей. Например, флора Канадского архипелага (площадь – 1, 4 млн. кв. км) – 340 видов, В Антарктиде – только два вида цветковых. Рис. 15. Колобантус толстолистный - Colobanthus crassifolius, C. quitensis, семейство Гвоздичные - Caryophyllaceae
Рис. 16. Луговик антарктический – Deschampsia antarctica (www. supersadovnik. ru/fullnews. aspx? id=101886)
• Богатые флоры характерны для горных территорий. • Причины: • 1. значительная экологическая расчлененность; • 2. широчайший спектр склонов разной крутизны и экспозиции; • 3. спектр разного уровня увлажнения; • 4. спектр разногоуровня освещения • 5. значительное разнообразие химических и физических свойств горных пород; • 6. процессы горообразования делают более динамичными изменения внешней среды, что влияет на ускорение темпов видообразования и эволюции. Изучение флоры предполагает: 1. Начальный этап: составление флористического списка на основе гербарных материалов; 2. Аналитический этап: таксономический, географический и флорогенетический анализы.
• Таксономическая структура флоры определяется соотношением таксонов ранга семейства и рода (стойкий признак). • Например, в странах с умеренным климатом преобладают семейства: сложноцветные, бобовые, злаковые, осоковые, розоцветные , крестоцветные. В тропических регионах широко представлены: орхидными, молочайными, мареновыми, бобовыми, злаковыми и осоковыми. • Географический анализ флоры – выявление во флоре основных географических элементов и их соотношений. Это осуществляется на основе современного анализа таксонов. Понятие «географический элемент флоры» тесно связан с понятием «тип ареала» . Флора любого региона характеризуется только ей свойственнным географическим спектром флоры и набором географических элементов. Например, во флоре Среднерусской равнины можно выделить: арктические, гипоарктические, неморальные (среднеевропейские), средиземноморские, ирано-туранские и некоторые другие географические элементы.
• Например, во флорах стран Западной Европы преобладают атлантические элементы флоры, а в дальневосточных регионах – маньчжурские элементы. • Флорогенетический анализ – анализ, при котором используются разносторонние подходы: не только современные данные о распространении таксонов, но и палеоботанические, палеогеографические, геологические, данные филогенетической систематики. Вследствие разнородности подходов, взаимоувязывания данных из различных областей естественнонаучных знаний , флорогенетический анализ дает более полную картину развития флор в даном географическом регионе. еогр • А. Н. Краснов, крупный отечественный ботаник, сделал вывод, что любая флора состоит из трех категорий видов:
1. Автохтонные виды – виды, возникшие и сформировавшиеся на данной территории ( сосна обыкновенная, береза бородавчатая, ольха черная, осина, рябина сибирская и рябина обыкновенная, кизильник черноплодный и кизильник блестящий, кровохлебка лекарственная, лабазник шестилепестный и др. 2. Аллохтонные виды – виды, сформировавшиеся на других территориях и проникшие на данную в процессе расселения (миграции). Например, сорняки. 3. Реликтовые виды – виды, входящие в состав существующей флоры, но являющиеся остатками других флор других минувших геологических эпох. Поэтому одной из задач возрастного анализа флоры является выявление реликтов. Часто они находятся на грани вымирания и составляют значительную часть разного ранга Красных книг: сосна пицундская, тис ягодный, самшит вечнозеленый, сосна крымская, фисташка туполистная, можжевельник древовидный, падуб колхидский, лавровишня лекарственная.
Рис. 17. Сосна пицундская – Pinus brutia var. pityusa (ru. wikipedia. org/. . . /Сосна_ пицундская) : крупное дерево рода Сосна (Pinus) семейства Сосновые (Pinaceae). Одна из разновидностей калабрийской турецкой сосны, не являющаяся отдельным видом. Сосна пицундская самый древний представитель третичной флоры. Внесена в Красную книгу России: популяция сокращается.
Рис. 18. Сосна крымская, или Сосна Палласова – Pinus nigra subsp. pallasiana (ru. wikipedia. org/wiki/Сосна_крымская)
Рис. 19. Сосна крымская, или Сосна Палласова – Pinus nigra subsp. pallasiana (www. plantarium. ru/page/ne xt/for/92135. html): верхушка побега с незрелыми шишками и молодыми побегами
Рис. 20. Сосна крымская, или Сосна Палласова – Pinus nigra subsp. pallasiana (www. plantarium. ru/page/next/ for/92135. html): верхушка побега с собранием мужских шишек (микростробилами) и молодыми побегами
Рис. 21. . Фисташка туполистная, Кевовое дерево – Pistacia mutica - реликт (www. plantarium. ru/page/image/id/2652. html) : плодоносящая ветвь
Рис. 22. Самшит вечнозеленый – Buxus sempervirens (www. landex. ru/katalog/702. html): Вечнозелёное дерево или кустарник с крепкой тяжёлой древесиной. Ценится самшит за красивую плотную древесину (слева); (www. zooclub. ru/flora/ 245. shtml ): крона с мелкими листьями и невзрачными цветками (справа)
Рис. 23. Падуб остролистный – Ilex aquifolium (www. plantarium. ru/page/image/id/ 33069. html)
Рис. 24. Тис ягодный – Taxus baccata (flower. onego. ru/conifer/ taxus_ b. html)
Рис. 25. Лавровишня лекарственная – Laurocerasus jfficinalis (www. plantarium. ru/ page/image /id/11383. html): соцветие кисть (слева), плодоносящая ветвь (справа)
• АНТРОПОФИТЫ (от греч. anthrоpos – человек и phyton – растение), растения, постоянно встречающиеся в фитоценозах (агроценозах) вследствие случайного или преднамеренного воздействия людей. К ним относят: - культурные растения; - окультуренные растения; - сорные растения, размножившиеся в нарушенных человеком фитоценозах; - рудеральные (мусорные) растения, создающие кратковременные сообщества на местах, лишенных естественной растительности (техногенные отвалы, поселковые свалки мусора, др. ).
• Антропофиты - это группа растений, состоящая из аллохтонных, вошедших в местную флору благодаря человеку и другим факторам (культурные, сорные, рудеральные и прочие), а также любых автохтонных видов, спонтанно поселяющихся на местообитаниях, созданных или трансформированных человеком. Доля антропофитов в таксонах ландшафтов все более возрастает. • Культурные растения виды, формы и сорта растений, возделываемые человеком для получения продуктов питания, сырья для промышленности, кормов, в лекарственых и декоративных целях и др. • Окультуренные растения (сортовые) – растения с измененными характеристиками в процессе селекции, по сравнению со своими дикорастущими предками, т. е. искусственно измененные. Например, изменения размеров, цвета, вкусовых характеристик, у гибридов. Практически все овощные и плодовые растения подверглись такому воздействию и являются окультуренными растениями.
• Интродукция растений - введение (культурных сортов) растений в места, где они раньше не произрастали, или введение в культуру дикорастущих растений. Различают две формы интродукции: натурализацию и акклиматизацию. • Сорные растения, сорняки – растения произрастающие в посевах сельскохозяйственных культур. Они наносят ощутимый вред, выражающийся снижением урожайности и качества урожая. • По месту произрастания и специализации сорные растения разделяют на 1. Сегетальные - растения пашенные и сорнополевые; 2. Сорные растения естественных угодий; 3. Редеральные растения (мусорные, пустырные, бурьянистые); 4. Сорные растения специальных площадей.
- Сегетальные сорные растения преимущественно засоряют: озимые культуры; ранние яровые и овощные; поздние яровые; многолетние травы; пары и необрабатываемые земли (залежи, межи, полевые дороги и т. д. ); плодово-ягодные насаждения и парки. Среди них имеются специализированные сорные растения, обитающие, как правило, только в посевах одной культуры или даже сорта, например в яровой пшенице — плевел опьяняющий, в гречихе —горец вьюнковый. Их трудно обнаружить в посевах и выделить из семенного материала, так как они по размеру семян и внешнему виду сходны с засоряемыми культурами. - Сорные растения естественных угодий включают подгруппы: сенокосных и пастбищных (ядовитые, вредные, малопродуктивные, плохопоедаемые и несъедобные), лесных, сорные растения мест с нарушенным естественным травянистым покровом.
• Рудеральные сорные растения произрастают на свалках, пустырях, около жилищ, вдоль дорог и др. Как правило, рудеральные растения являются нитрофилами и хорошо растут лишь на почвах достаточно богатых усвояемыми соединениями азота. Часто имеют защитные приспособления , предохраняющие их от уничтожения животными и человеком (шипы, жгучие волоски, ядовитые вещества и др. ). Например, лопух, белена, дурнишник, крапива. Среди рудеральных растений много ценных лекарственных (одуванчик лекарственный, пижма обыкновенная, пустырник сердечный, подорожник большой, щавель конский ), медоносных (донник лекарственный и белый, иван чай узколистный) и кормовых (костер безостый, клевер ползучий, ) растений. Сообщества, образованные видами рудеральных растений, часто развиваясь на полностью лишенных напочвенного покрова местах, дают начало восстановительным сукцессиям. Сорные растения специальных площадей – сорные растения водотоков, водоёмов и их берегов, площадей специального назначения (аэродромы, спортивные площадки и т. д. ).
• Флора – исторически сложившийся комплекс видов, включающий элементы разного происхождения и разного возраста и отличающийся от других флор своим богатством, таксономическим составом и таксономическим спектром, набором и соотношением географических элементов. • Флора – это динамическое оборазование, изменяющееся во времени и пространстве. Отдельные элементы флоры расселяются, или наоборот, сокращают свой ареал. В пределы флор могут вторгаться элементы соседних или даже далеко отстоящих флор. • Изучение флор и их анализ нужны: - Для поиска диких сородичей культурных растений; - Для поиска новых перспективных видов растений с целью введения их в культуру; - Для оценки растительных ресурсов; - Для рационального природопользования; - Для изучения истории Земли и ее отдельных регионов
• Растительный покров – сложная совокупность растительных сообществ. • Карта флористического районирования – модель растительного покрова земного шара. • Чаще всего территорию суши подразделяют на серию взаимно соподчиненных фитохорий – регионов, выделяемых на основе сходства или различия их растительного покрова, и в частности флор. Фитохории образуют иерархическую лестницу разного ранга. • Для установления границ фитохорий необходимы анализ ареалов и выявление таксономических, географических и генетических элементов данной флоры. Там, где заметно меняется состав основных элементов флоры, одна флора сменяется другой. • Эндемизм – явление приуроченности отдельных таксонов (видов, родов, семейств и т. д. ) к определенной относительно ограниченной территории. Степень эндемизма различна для разных территорий. Высокоэндемичны флоры океанических островов, достаточно давно изолированных от материков.
• Например, во флоре Гавайских островов насчитывается около 82%эндемичных видов (эндемиков, или эндемов), на Галапагосских островах – боле 50%. Из материковых флор наиболее богата эндемиками Австралия – 75%. Эндемики: - палеоэндемики; - неоэндемики Палеоэндемики: - Имеют древнее происхождение; - Изолированные в систематическом отношении таксоны; - Количество палеоэндемиков зависит от своеобразия и древности флоры. • Неоэндемики: - виды и роды, возникшие относительно недавно и не успевшие вследствие этого расселиться;
Рис. 26. Боярышник волжский – Crataegus volgensis (www. plantarium. ru/page /image/id/78814. html) Ветвь с плодами. Самарская обл. , Жигулёвский заповедник.
- особенно много неоэндемиков в горных массивах, в частности в верхних горных поясах; - большое число неоэндемиков указывает на активно идущие процессы видообразования и относительную молодость ядра флоры. Современное разнообразие тех или иных таксонов связано с обилием неоэндемиков. Флористические царства Флористическое царство – самая крупная единица флористического районирования земного шара. Большинство современных ботанико-географов выделяют шесть флористических царств, т. е. регионов первого порядка, наиболее резко отличающихся по своим флористическим свойствам. Царства подразделяются на флористические области, области – на флористические провинции, провинции – на флористические округа, округа – на флористические районы, которые состоят из элементарных флор. Используются и промежуточные иерархические категории (флористические подцарства и т. д. ).
Шесть флористических царств Земли: - голарктическое; - палеотропическое; - неотропическое; - австралийское; - капское; - антарктическое Для фитохорий ранга царства характерно наличие большого числа эндемичных семейств, очень высок родовой и видовой эндемизм. Во флорах провинций и округов эндемичные таксоны представлены видами. Большая территория России относится к циркумбореальной области голарктического царства; флора самых восточных районов входит в состав Восточно-Азиатской области, а Средняя Азия и Казахстан – к Ирано-Туранской области.
Рис. 27. Флористические царства земного шара (С. А. Баландин и др. , 2006): I- голарктическое; II - палеотропическое; III - неотропическое; IV - капское; V- австралийское; VI - антарктическое
Вопросы для повторения темы: «Основы географии растений» : 1. Как называют науку, изучающую закономерности распространения видов растений и других систематических таксонов по поверхности земного шара? 2. Как называют науку, изучающую ареалы вида растений или других таксонов? 3. Как называют часть поверхности земного шара, на которой обнаруживается конкретный вид растения или другой таксон? 4. Какой метод отражения ареала на карте является исходным методом? 5. Как называют ареал, для которого характерно почти равномерное и непрерывное распределение вида растений по всей его площади? 6. Как называют ареал, состоящий из отдельных фрагментов (частей), находящихся на расстоянии, превышающим расстояние, на которое вид способен расселиться естественным путем за 1 -2 поколения? 7. Какие ареалы характерны для альпийских видов растений? 8. Какие ареалы характерны для Ели обыкновенной (Picea excelsa) и Ели сибирской (Picea obovata)? 9. Как называют ареалы характерные для Гинкго (Ginkgo), Cеквойя (Sequoja) и Mетасеквойя (Metasequoja)?
10. Как называют виды растений, обладающие небольшими ограниченными ареалами? 11. Как называют виды растений, обитающие на ограниченных ареалах, не выходящих за пределы определенной территории? 12. Как называют виды растений с широкими ареалами? 13. Как называют виды и другие таксоны растений, обитающие на всех континентах? 14. Как называют близкородственные виды растений, сменяющие друга в пределах ареала высшего таксона? 15. Как называют виды растений, у которых распространение диаспор (плодов и семян), осуществляется самопроизвольно без участия каких-либо внешних агентов? 16. Как называют виды растений, у которых распространение диаспор (плодов и семян), осуществляется внешними агентами: ветром, животными, водой ? 17. Как называют способ расселения растений за счет распространения диаспор (плодов и семян) ветром? 18. Как называют способ расселения растений за счет распространения диаспор (плодов и семян) животными? 19. Как называют способ расселения растений за счет распространения диаспор (плодов и семян) водой? 20. Как называют виды растений, возникшие и сформировавшиеся на данной территории?
21. Как называют виды растений, сформировавшиеся на одних территориях и переселившиеся на другие территории? 22. Как называют современные филлогенетически древние виды растений, расцвет которых пришелся на другие геологические эпохи? 23. Как называют виды растений прошедших геологических эпох, сохранившиеся до настоящего времени? 24. Как называют эндемичные таксоны растений, имеющие древнее происхождение? 25. Как называют эндемичные виды и роды растений, возникшие относительно недавно и еще не успевшие расселиться? 26. Дайте определение флоры. 27. Дайте определение конкретной флоры. 28. Назовите основные виды анализа флоры. На чем основан каждый из них? 29. В чем значение изучения флор? 30. Дайте определение растительного покрова и каковы методы его изучения? 31. Что такое флористическое районирование? 32. Что такое эндемизм? палео- и неоэндемики? Поясните на примерах. 33. Дайтте определелние понятию флористическое царство Земли. Назовите основные флористические царства Земли.
Скачать презентацию Морошка Rubus chamaemorus foto mail ru mail cmeriii 74 87 html
Lecture16.pptx