Реферат: Приспособление растений к водному режиму

Курсовая работа

Выполнила студентка 3-го курса ЭГО ЕГФ Гаганова В.В.

Липецкий государственный педагогический университет.

Естественно Географический Факультет.

Кафедра ботаники.

Липецк 2001.

Введение.

Вода– важнейший экологический фактор для всего живого на земле. Для процессовобмена веществ со средой, составляющих основу жизни, необходимо участие воды вкачестве растворителя и метаболита. Так у растений вода участвует в реакцияхфотосинтеза, минеральные соли поступают в растения из почвы только в видеводных растворов. Вода – главная составная часть тела растений. Даже находясь ванабиозе, растения содержат воду. Особая роль воды наземных растений заключаетсяв постоянном пополнении больших трат ее на испарение в связи с развитиембольшой фотосинтезирующей поверхности. Вода, обуславливая необходимое тургорноедавление, определенным образом участвует и в поддержании формы наземныхрастений как организмов не имеющих опорного скелета. Также для большой группырастений, живущих в водоемах, морях и океанах, вода является непосредственнойсредой обитания.

Глава I. Характеристика основныхгрупп растений по отношению к воде.

Поприуроченности к местообитаниям с разными условиями увлажнения и выработкесоответствующих приспособлений среди наземных растений различают три основныхэкологических типа: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

Растения,для которых вода не только необходимый экологический фактор, но непосредственнаясреда обитания, относятся к водным, называемым гидрофитами.

ГИГРОФИТЫ.Это растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха ипочвы. При довольно большом разнообразии местообитаний, особенностей водногорежима и анатомо-морфологических черт всех гигрофитов объединяет отсутствиеприспособлений, ограничивающих расход воды, и неспособность выносить даженезначительную ее потерю. Ярко выраженные гигрофиты – травянистые растения иэпифиты влажных тропических лесов, не выносящие сколько–нибудь заметногопонижения влажности воздуха. Даже в разгар сезона дождей мелкие эпифитныепапоротники на стволах деревьев теряют тургор и засыхают, если на них в течение2-3 часов падают солнечные лучи. Черты гигрофитов имеют травянистые растения темнохвойныхлесов (кислица, майник двулистный, двулепестник альпийский). К гигрофитам можноотнести и виды, растущие на открытых и хорошо освещенных местообитаниях, но вусловиях избытка почвенной влаги – близ водоемов, в дельтах рек, в местахвыхода грунтовых вод. В наших широтах примером могут служить прибрежные виды:калужница – Caltha palustris, плакун-трава – Lythrum salikaria, а в странах жаркогоклимата – папирус, болотные пальмы. Из культурных растений сюда можно отнестирис, культивируемый на полях, залитых водой.

КСЕРОФИТЫ.Это растения сухих местообитаний, способные переносить значительный недостатоквлаги – почвенную и атмосферную засуху. Они распространены, обильны иразнообразны в областях с жарким и сухим климатом. К этой группе принадлежат видыпустынь, сухих степей, саванн, колючих редколесий, сухих субтропиков. В болеегумидных районах ксерофиты участвуют в растительном покрове лишь в наиболеепрогреваемых и наименее увлажненных местообитаниях (например, на склонах южнойэкспозиции).

Неблагоприятныйводный режим растений в сухих местообитаниях обусловлен, во-первых,ограниченным поступлением воды при ее недостатке в почве и, во-вторых,увеличением расхода влаги на транспирацию при большой сухости воздуха и высокихтемпературах. Следовательно, для преодоления недостатка влаги возможны разныепути: увеличение ее поглощения и сокращение расхода, кроме того, способностьпереносить большие потери воды. Все это используется ксерофитами при адаптациик сухости, но у разных растений в неодинаковой степени, в связи с чем некоторыеавторы различают два основных способа преодоления ксерофитами засухи:возможность противостоять иссушению тканей, или активное регулирование водногобаланса, и способность выносить сильное иссушение.

Взависимости от структурных черт и способов регулирования водного режимаразличают несколько разновидностей ксерофитов (по Генкелю П.А.): эуксерофиты,гемиксерофиты, пойкилоксерофиты.

Кгруппе ксерофитов относят и суккуленты – растения с сочными листьями илистеблями. Различают листовые суккуленты (агавы, алоэ) и стеблевые, у которыхлистья редуцированы, а наземные части представлены мясистыми стеблями(кактусы,некоторые молочаи).

Ксерофитыс наиболее ярко выраженными ксероморфными чертами строения листьев имеютсвоеобразный внешний облик, за что получили название склерофитов. Обликтипичного склерофита легко представить на примере чертополоха – Carduus crispusи пустынных полыней, ковылей, саксаулов.

МЕЗОФИТЫ.Эта группа включает растения, произрастающие в средних условиях увлажнения.Сюда относятся растения лугов, травяного покрова лесов, лиственные древесные икустарниковые породы из областей умеренно влажного климата, а также большинствокультурных растений.

Мезофиты– группа весьма разнообразная не только по видовому составу, но и по различнымэкологическим оттенкам, обусловленным разным сочетанием факторов в природныхместообитаниях. Они связаны переходами с другими экологическими типами растенийпо отношению к воде, так что четкую границу между ними провести очень трудно.Так, среди луговых мезофитов выделяются виды с повышенным влаголюбием,предпочитающие постоянно сырые или временно заливаемые участки (лисохвостлуговой – Alopecurus pratensis, бекмания обыкновенная – Beckmannia eruciformis).

Ихобъединяют в переходную группу гигромезофитов наряду с некоторыми влаголюбивымилесными травами, предпочитающими наиболее сырые леса, лесные овраги (недотрога– Impatiens nolitangere).С другой стороны в местообитаниях с переодическим или постоянным (небольшим)недостатком влаги много мезофитов с теми или иными ксероморфными признаками сповышенной физиологической устойчивостью к засухе. Эта группа переходная междумезофитами ксерофитами, — ксеромезофиты. Примером могут служить многие видысеверных степей, сухих сосновых боров, песчаных местообитаний:клевер-белоголовка – Trifolium montanum, подмаренник желтый – Galium verum и другие.

Особоеместо среди мезофитов занимают степные и пустынные весенние эфемеры иэфемероиды. К этой группе принадлежат растения, ранней весной покрывающие степии пустыни разноцветным цветущим ковром (многолетники – тюльпаны, гусиные луки;однолетники – маки, вероники). Это виды с чрезвычайно краткой вегетацией идлительным периодом покоя, который однолетние эфемеры переживают в виде семян,а многолетние эфемероиды – в виде покоящихся луковиц, клубней, корневищ. Кромевесенних существуют и осенние эфемероиды, произрастающие в районах склиматическим ритмом средиземноморского типа. Сюда относятся виды родов Crocus, Scilla и другие.

Помногим особенностям структуры и физиологии близки к ксерофитам растения,которые по тем или иным причинам испытывают недостаток влаги, сопряженный сдействием низких температур. Иногда такие виды в качестве особого подразделениявключают в группу ксерофитов, иногда выделяют в самостоятельные экологическиетипы – психрофиты и криофиты.

Психрофиты– растения влажных и холодных почв в холодных местообитаниях высокогорий исеверных широт. Несмотря на достаточное увлажнение почвы, они часто испытываютнедостаток влаги (или из-за физиологической сухости, вызванной низкимитемпературами, или в связи с преобладанием в почве недоступной влаги, как,например, на торфянистых почвах). Среди психрофитов есть травянистые растения(например злаки северных лугов: белоус – Nardus strikta; высокогорные кавказскиезлаки: овсяница пестрая –Festuka varia), высокогорные, болотные и тундровые кустарники икустарнички, как вечнозеленые (вереск – Calluna vulgaris), так и с опадающей листвой(карликовые ивы – Salix polaris, S. herbacea).Кпсихрофитам относятся и хвойные древесные породы умеренных и северных широт.

Криофитыв экологическом отношении очень близки к психрофитам и связаны с нимипереходными формами. Это растения сухих и холодных местообитаний – сухихучастков тундр, скал, осыпей. Обычно они рассматриваются и характеризуютсявместе с психрофитами, поскольку у них много сходных морфологических ифизиологических черт. Но среди криофитов есть и весьма своеобразные формы – эторастения-подушки высокогорных холодных пустынь.

ГИДРОФИТЫ.Это водные растения. По образу жизни и строению среди них можно выделитьпогруженные растения и растения с плавающими листьями. Погруженные растенияподразделяют на укореняющиеся в донном грунте и взвешенные в толще воды. Извысших растений к первым принадлежат телорез – Stratiotes aloides, шильник водяной – Subularia aquatika.В эту же группу входят водоросли, прикрепленные к грунту. Из растений,взвешенных в толще воды, можно назвать роголистник погруженный—Ceratophyllum demersum,пузырчатку обыкновенную – Utrikularia vulgaris, а также многочисленные виды планктонных водорослей.

Растенияс плавающими листьями используют частично водную, частично воздушную среду. Изних укореняются в грунте кувшинки из рода Nymphaea,кубышки из рода Nuphar, рдесты, орех водяной – Trapa natans.

Многиевиды наряду с плавающими на поверхности воды листьями имеют и подводные.Плавают на поверхности воды, не укореняясь, ряски, водокрас.

Кнастоящим водным растениям очень близко примыкает и обычно вместе с нимирассматривается группа гелофитов или амфибий – земноводных растений. Это видыбереговых и прибрежных местообитаний с избыточным или переменным увлажнением.Они могут расти как в воздушной среде, так и частично погруженными в воду,могут выносить и полное временное заливание. Как в природе нет резкой границымежду водными и наземными местообитаниями для растений, так и группа гелофитовсвязана незаметными переходами, с одной стороны, с настоящими гидрофитами, сдругой – с наземными гигрофитами и гигромезофитами. Примеры гелофитов –растений прибрежной полосы пресноводных водоемов и рек: стрелолист – Sagittaria sagittifolia,ежеголовка – Sparganium ramosum.

Глава II.Анатомо-морфологические приспособления растений к водному режиму.

Растения,приуроченные к местообитаниям с разными условиями увлажнения, выработалисоответствующие приспособления к водному режиму.

Характерныеструктурные черты гигрофитов – тонкие нежные листовые пластинки с небольшимчислом устьиц, не имеющие толстой кутикулы, рыхлое сложение тканей листа скрупными межклетниками, слабое развитие водопроводящей ткани, тонкиеслаборазветвленные корни.

Дляксерофитов большое значение имеют разнообразные структурные приспособления кусловиям недостатка влаги.

Корневыесистемы обычно сильно развиты, что помогает растениям увеличить поглощение почвеннойвлаги. По общей массе корневые системы ксерофитов нередко превышают надземныечасти, иногда весьма значительно. Так, у многих травянистых и кустарниковыхвидов среднеазиатских пустынь подземная масса больше надземной в 9-10 раз, а укесрофитов памирских высокогорных холодных пустынь – в300-400 раз. Корневыесистемы ксерофитов часто бывают экстенсивного типа, то есть растения имеютдлинные корни, распространяющиеся в большом объеме почвы, но сравнительно малоразветвленные. Проникновение таких корней на большую глубину позволяетксерофитам использовать влагу глубоких почвенных горизонтов, а в отдельныхслучаях – и грунтовых вод.

Удругих видов корневые системы интенсивного типа: они охватывают относительнонебольшой объем почвы, но благодаря очень густому ветвлению максимальноиспользуют почвенную влагу. Корни ряда ксерофильных видов имеют специальныеприспособления для запасания влаги. Надземные органы ксерофитов такжеотличаются своеобразными (так называемыми ксероморфными чертами), которые носятотпечаток трудных условий водоснабжения. У них сильно развита водопроводящаясистема, что хорошо заметно по густоте сети жилок в листьях, подводящих воду ктканям. Эта черта облегчает ксерофитам пополнение запасов влаги, расходуемой натранспирацию.

Разнообразныеструктурные приспособления защитного характера, направленные на уменьшениерасхода воды, в основном сводятся к следующему:

Общеесокращение транспирирующей поверхности. Многие ксерофиты имеют мелкие, узкие,сильно редуцированные листовые пластинки. В особо засушливых пустынныхместообитаниях листья некоторых древесных и кустарниковых пород редуцированы доедва заметных чешуек. У таких видов фотосинтез осуществляют зеленые ветви.

Уменьшениелистовой поверхности в наиболее жаркие и сухие периоды вегетационного сезона.Для многих кустарников среднеазиатских, североафриканских и других пустынь, атак же для некоторых видов сухих субтропиков средиземноморья характеренсезонный деформизм листьев: ранней весной при еще благоприятном водном режимеобразуются относительно крупные листья, которые летом, при наступлении жары исухости, сменяются мелкими листьями более ксероморфного строения с меньшейинтенсивностью транспирации.

Защиталистьев от больших потерь влаги на транспирацию. Она достигается благодаря развитиюмощных покровных тканей – толстостенного, иногда многослойного эпидермиса,часто несущего различные выросты и волоски, которые образуют густое “войлочное”опушение поверхности листа. У других видов поверхность покрытаводонепроницаемым слоем толстой кутикулы или воскового налета. Развитиезащитных покровов на листьях причина того, что степной травостой имеет тусклые,седоватые оттенки, резко отличающиеся от яркой зелени лугов.

Устьицау ксерофитов обычно защищены от чрезмерной потери влаги, например, расположеныв специальных углублениях в ткани листа, иногда снабженных волосками и прочимидополнительными защитными устройствами. У ковылей и других степных злаковсуществует интересный механизм защиты устьиц в самые жаркие и сухие часы дня:при больших потерях воды крупные тонкостенные водоносные клетки эпидермисатеряют тургор, и лист свертывается в трубку; так устьица оказываютсяизолированными от окружающего сухого воздуха внутри замкнутой полости, гдеблагодаря транспирации создается повышенная влажность. Во влажную погоду клеткиэпидермиса восстанавливают тургор, и листовая пластинка вновь развертывается.

Усиленное развитие механической ткани.

Клеткитканей листьев у ксерофитов отличаются мелкими размерами и весьма плотнойупаковкой, то есть малым развитием межклетников, благодаря чему сильносокращается внутренняя испаряющая поверхность листа. Поскольку ксерофиты обычнообитают на открытых, хорошо освещенных местообитаниях, многие чертыксероморфной структуры листа – это одновременно и черты световой структуры. Таку многих видов листья имеют мощную иногда многорядную палисадную паренхиму,часто расположенную с обеих сторон.

Основныеморфолого-анотомические черты мезофитов – средние между чертами гигрофитов иксерофитов. Мезофиты имеют умеренно развитые корневые системы какэкстенсивного, так и интенсивного типа, со всеми переходами между ними. Длялиста характерна дифференцировка тканей на более или менее плотную палисаднуюпаренхиму и рыхлую губчатую паренхиму с системой межклетников. Сеть жилок сравнительнонегустая. Покровные ткани могут иметь отдельные ксероморфные черты, но не стольярко выраженные, как у ксерофитов.

Психрофитыимеют ярко выраженную ксероморфную структуру листа. Так, психрофильные злакиузколистны, имеют хорошо развитую проводящую и механическую ткани; некоторые изних способны к свертыванию листовой пластинки в трубку, напоминая степныексерофиты. Вечнозеленые кустарнички имеют плотные кожистые листья, иногда свесьма мощной кутикулой, плотной палисадной паренхимой. Нижняя сторона, несущаяустьица, часто опушена или покрыта восковым налетом. Вместе с тем в структурелиста ясно заметны и некоторые гигроморфные черты, главным образом, крупныеразмеры клеток и развитие больших межклетников в губчатой ткани.

Анатомо-морфологическиечерты гидрофитов существенно отличают их от наземных растений. Заметна редукциямеханических тканей. Столь же сильно редуцированна и проводящая система. Если усухопутных мезофитов длина жилок на 1 кв.см. листа составляет около100 мм иболее, а у ксерофитов доходит до300, то у водных и прибрежных растений она внесколько раз меньше. Вот несколько примеров (по Гесснеру Ф., 1959):

Вид Плавающие листья, мм Подводные листья, мм Nelumbium nuciferum 71 — Victoria cruciana 41 — Victoria regia 20 — Potamogeton praelongus — 14

Унекоторых погруженных растений, не прикрепленных к грунту, корни полностьюредуцированны, другие корни сохранили, но отдельно плавающие части растениймогут обходиться и без них. Корни укрепляющихся гидрофитов слабоветвистые, безкорневых волосков. Вместе с тем ряд видов имеет толстые и прочные корневища,которые играют роль якоря, хранилища запасных веществ и органа вегетативногоразмножения.

Листьяпогруженных гидрофитов очень тонки и нежны, имеют упрощенное строение мезофиллабез заметной дифференциации на палисадную и губчатую паренхиму. Подводныелистья без устьиц. В отдельных местах находятся группы клеток эпидермиса сутонченными стенками. Считается, что они играют большую роль в поглощении водыи растворенных минеральных солей.

Урастений лишь частично погруженных в воду, хорошо выражена гетерофиллия — различие строения надводных и подводных листьев на одной и той же особи. Первыеимеют черты, обычные для листьев наземных растений, вторые – очень тонкие илирассеченные листовые пластинки. Гетерофиллия отмечена у водного лютика – Ranunculus diversifolius,кувшинок и кубышек, стрелолиста и других видов. Интересный пример – поручейник,на стебле которого можно видеть несколько форм листьев, представляющих всепереходы от типично наземных до водных.

Глава III.Физиологическиеадаптации растений, приуроченных к местообитаниям разной увлажненности.

Нарядус морфологическими особенностями у растений, приуроченных к местам с разнымиусловиями увлажненности, выработались и физиологические.

Способностьгигрофитов к регуляции водного режима ограничена: устьица большей частью широкооткрыты, так что транспирация мало отличается от физического испарения.Благодаря беспрепятственному потоку воды и отсутствию защитных приспособленийинтенсивность транспирации очень высока: у световых гигрофитов в дневное времялистья могут терять за час количество воды, в 4-5 раз превышающее массу листа.Высокая оводненность тканей гигрофитов поддерживается в основном за счетпостоянного притока влаги из окружающей среды.

Другиехарактерные физиологические черты гигрофитов, обусловленные легкой доступностьювлаги, — низкое осмотическое давление клеточного сока, незначительнаяводоудерживающая способность, приводящая к быстрой потере запасов воды.особеннопоказательны для гигрофитов небольшие величины сублетального водного дефицита:так, для кислицы и майника потеря 15%-20% запаса воды уже необратима и ведет кгибели. В некоторых случаях у растений сильно увлажненных местообитанийвозникает необходимость удаления избытка влаги. Обычно, это бывает, когда почвахорошо прогрета и корни активно всасывают воду, а транспирация отсутствует(например, утром или при тумане, когда влажность воздуха 100%). Избыточнаявлага удаляется путем гуттации – выделение воды через специальные выделительныеклетки, расположенные по краю или на острие листа.

Ксерофитыобладают рядом разнообразных физиологических адаптаций, позволяющих им успешновыдерживать недостаток влаги.

Уксерофитов обычно повышено осмотическое давление клеточного сока, позволяющеевсасывать воду даже при больших водоотнимающих силах почвы, то естьиспользовать не только легкодоступную, но и труднодоступную почвенную влагу.Оно измеряется тысячами кПа, а у некоторых пустынных кустарниковзарегистрированы цифры, достигающие 10000-30000 кПа.

Сдавних пор пристальное внимание привлекала проблема расхода воды ксерофитами натранспирацию. Казалось бы, многочисленные анатомические приспособления,достаточно надежно защищающие наземные части ксерофитов от сильного испарения,должны способствовать значительному снижению транспирации. Однако выяснилось,что в действительности это не так. При достаточном водоснабжении большинствоксерофитов имеют довольно высокую транспирацию, но при наступлении засушливыхусловий, они сильно сокращают ее. При этом играет роль и закрывание устьиц, исильное обезвоживание листа при начинающемся подвядании. Несомненно,анатомо-морфологические приспособления имеют определенное значение, но основнуюроль в засухоустойчивости ксерофитов в настоящее время отводят физиологическиммеханизмам.

Кчислу этих механизмов принадлежит высокая водоудерживающая способность тканей иклеток, обусловленная рядом физиологических и биохимических особенностей.

Большоезначение для выживания ксерофитов при резком недостатке влаги имеет ихспособность переносить глубокое обезвоживание тканей без потерижизнеспособности и способности восстановления нормального содержания воды врастении при возобновлении благоприятных условий. Ксерофиты способны потерятьдо 75% всего водного запаса и, тем не менее, остаться живыми. Ярким примером вэтом отношении служат пустынные растения, которые летом высыхают до состояния, близкогок воздушно-сухому, и впадают в анабиоз, но после дождей возобновляют рост иразвитие.

Ещеодна система адаптаций, обеспечивающих выживание ксерофитов в аридных условиях,- выработка сезонных ритмов, дающих возможность растениям использовать длявегетации наиболее благоприятные периоды года и резко сократитьжизнедеятельность во время засухи. Так, в областях со средиземноморскимклиматом с резко выраженным летним сухим периодом многие ксерофильные видыимеют “двухтактный” ритм сезонного развития: весенняя вегетация сменяетсялетним покоем, во время которого растения сбрасывают листву и снижаютинтенсивность физиологических процессов; в период осенних дождей вегетациявозобновляется, и затем уже следует зимний покой. Сходное явление наблюдается иу растений сухих степей в середине и конце лета: потеря части листовойповерхности, приостановка развития, сильное обезвоживание тканей и т.д. Такое состояние,получившее название полупокоя, длится вплоть до осенних дождей, после которых устепных ксерофитов начинают отрастать листья.

Физиологическиеадаптации суккулентов столь своеобразны, что их необходимо рассмотретьотдельно.

Основнойспособ преодоления засушливых условий у суккулентов – накопление большихзапасов воды в тканях и крайне экономное ее расходование. В условиях жаркого исухого климата весь водный запас мог бы быть быстро растрачен, но растенияимеют защитные приспособления, направленные к сокращению транспирации. Одно изних – своеобразная форма надземных частей суккулентов. В дополнение к этому умногих суккулентов поверхность защищена восковым налетом опушением, хотя есть исуккуленты с тонким не защищенным эпидермисом. Устьица очень немногочисленны,часто погружены в ткань листа или стебля. Днем устьица обычно закрыты, и потеряводы идет в основном через покровные ткани.

Транспирацияу суккулентов чрезвычайно мала. Ее трудно уловить за короткий период иприходится определять расход воды не за час, а за сутки или за неделю.Водоудерживающая способность тканей суккулентов значительно выше, чем у другихрастений экологических групп, благодаря содержанию в клетках гидрофильныхвеществ. Поэтому и без доступа влаги суккуленты расходуют водный запас оченьмедленно и долго сохраняют жизнеспособность даже в гербарии.

Ограничения,обусловленные особенностями водного режима суккулентов, создают и другиетрудности для жизни этих растений в аридных условиях. Слабая транспирациясводит к минимуму возможность терморегуляции, с чем связано сильное нагреваниемассивных надземных органов суккулентов. Затруднения создаются и дляфотосинтеза, поскольку днем устьица обычно закрыты, а открываются ночью,следовательно, доступ углекислоты и света не совпадают во времени. Поэтому усуккулентов выработался особый путь фотосинтеза, при котором в качествеисточника углекислоты, частично используются продукты дыхания. Иными словами, вкрайних условиях растения частично используют принцип замкнутой системы среутилизацией отходов метаболизма.

Всилу всех этих ограничений интенсивность фотосинтеза суккулентов невелика, рости накопление массы идут очень медленно, вследствие чего они не отличаютсявысокой биологической продуктивностью и не образуют сомкнутых растительныхсообществ.

Физиологическиепоказатели водного режима мезофитов подтверждают их промежуточную позицию: дляних характерны умеренные величины осмотического давления, содержания воды влистьях, предельного водного дефицита. Что касается транспирации, то еевеличина в большей степени зависит от условий освещенности и других элементовмикро климата.

Одини тот же мезофильный вид, попадая в разные по водоснабжению условия,обнаруживает известную пластичность, приобретая в сухих условиях болеексероморфные, а во влажных более гигроморфные черты.

Пластичностьлистьев проявляется не только в разных местообитаниях, но даже у одной и той жеособи. Например, у деревьев на опушке леса листья на стороне, обращенной всторону леса, имеют более мезофильный и теневой характер по сравнению с несколькоксероморфными листьями внешней стороны дерева (см. табл. ниже ). Листья разныхвысотных ярусов одних и тех же растений находятся в неодинаковых условияхводоснабжения, так как поступление воды в верхние части связано с преодолениембольшого сопротивления. К тому же у деревьев верхние листья обычно находятся вусловиях иного микроклимата.

Различиеанатомо-физиологических показателей листьев на разных сторонах кроны дерева,растущего на опушке леса.

I – сторона, обращенная к лесу, II –сторона, обращенная к поляне

Древесная порода

Площадь листа, см2

Число устьиц на

1 мм2

Содержание воды, % Содержание хлорофилла, мг/г

Средняя интенсивность фотосинтеза, мг СО2 /дм2 ·ч

Толщина листа, мкм Дуб – Quercus robur I 42 45 61 3.0 1.9 97 II 18 125 54 2.4 2.3 181 Липа – Tilia cordata I 38 38 71 3.6 1.6 93 II 24 45 62 2.0 1.1 106

 

Воднаясреда существенно отличается от воздушной, поэтому у водных растений существуетряд своеобразных физиологических адаптивных черт. Интенсивность света в водесильно ослаблена, поскольку часть падающей радиации отражается от поверхностиводы, другая – поглощается ее толщей. В связи с ослаблением света фотосинтез упогруженных растений сильно снижается с увеличением глубины. Считают, стовыживанию глубоководного фитопланктона в зонах, где освещенность ниже точкикомпенсации, способствуют его периодические вертикальные перемещения в верхниезоны, где идет интенсивный фотосинтез и пополнение запасов органическихвеществ.

Вводе кроме недостатка света растения могут испытывать и другое затруднение,существенное для фотосинтеза, — недостаток доступной СО2.Углекислота поступает в воду в результате растворения СО2,содержащегося в воздухе, дыхания водных организмов, разложения органическихостатков и высвобождения из карбонатов. При интенсивном фотосинтезе растенийидет усиленное потребление СО2, в связи с чем легко возникает еедефицит.
На увеличение содержания СО2 в воде гидрофиты реагируют заметнымповышением фотосинтеза.

Упогруженных растений транспирации нет, значит, нет и “верхнего двигателя”,поддерживающего ток воды в растении. Однако этот ток, доставляющий к тканямпитательные вещества, существует, при чем с явной суточной периодичностью: днембольше, ночью отсутствует. Активная роль в его поддержании принадлежиткорневому давлению и деятельности специальных клеток, выделяющих воду, — водяных устьиц.

Плавающиеили торчащие над водой листья обычно имеют сильную транспирацию, хотя ирасположены в слое воздуха, который непосредственно граничит с водой и имеетповышенную влажность. Устьица широко открыты и закрываются полностью только вночное время.

Стольже велика транспирация у прибрежных растений, при чем у них значительноеколичество воды расходуется не только листьями, но и стеблями.

Осмотическоедавление у водных и прибрежных растений очень низкое, так как им не приходитсяпреодолевать водоудерживающую силу почвы при поглощении воды.

Примерыосмотического давления (в кПа) у водных растений и гелофитов (по Гесснеру Ф.,1959)

Название растения Давление в корне Давление в листе Водные растения Hippuris vulgaris 940 1120 Nymphaea dentata 580 760 Victoria regia 580 760 Гелофиты Polygonum amphibium — 950 Menyanthes trifoliata 580 1120 Lythrum salicaria — 1190 Typha angustifolia — 880

Список литературы

Ботаникас основами экологии: Учеб. Пособие для студентов пед. ин-тов /Л.В. Кудряшов идр. – М.: Просвещение,1979

ГорышинаТ.К. Экология растений. – М.: Высшая школа,1979

ГусевН.А. Некоторые закономерности водного режима растений. – М.: Изд-во АН СССР,1959.

ДвораковскийМ.С. Экология растений. –   М.: Просвещение 1964

ЖдановВ.С. Аквариумные растения. / Под. ред. Коровина. —   М.: Лесн. пром-ть, 1981

КрафтсА. Вода и ее значение в жизни растений. –   М.: Иност. лит., 1951

КультиасовИ.М. Экология растений. — М.: Изд-во московского ун-та, 1982

Мак-ДуголлВ.Б. Экология растений. – М.: Учпедгиз, 1935.

ПономареваИ.Н. Экология растений с основами биогеоценологии. – М.: Просвещение, 1978

РычинЮ.В. Флора гигрофитов. Определитель. – М.: Сов. наука, 1948

ШенниковА.П. Экология растений. – М.: Сов. наука, 1950 

еще рефераты
Еще работы по биологии