Экологические группы ранневесенних цветущих растений по способу опыления и продолжительности вегетационного периода.

Введение.

Весна, особенно апрель и первая половина мая,- очень подходящее время для экологических исследований растений. В этот период, переходный от зимы к лету, можно увидеть самые разнообразные природные явления, к тому же в средней полосе России, где мы живем, все процессы идут настолько быстро, что многие из них можно проследить в развитии, а иногда даже и от начала до конца.
Весной чрезвычайно полно выявляется экологическое разнообразие сообществ, а некоторые группы организмов только в весеннее время и можно наблюдать, например эфемероиды. Да и условия для исследования благоприятны – в это время, как правило, стоит сухая и теплая погода.
Ученые выделяют несколько групп цветущих весной растений: (Биология в школе №2, 1998 год // Первоцветы: научно-исследовательский проект для школьников, стр. 67)
1) Ранневесенние растения, развивающиеся и отцветающие ранней весной, вскоре за таянием снега или даже одновременно, задолго до распускания листьев у древесно-кустарниковых пород и большинства травянистых растений, календарно – апрель и первая половина мая (хохлатка, гусиный лук, ветреница, фиалки).
2) Весенние растения, дающие цветы вслед за первой группой или в момент их отцветания, календарно – во второй половине мая (кислица, вороний глаз, петров крест).
3) Поздневесенние растения, расцветающие уже в начале и второй декаде июня (ясменник душистый, майник двулистный, шиповник, жимолость и др.) В данной работе представлены результаты по изучению первой группы растений, т.е. ранневесенних растений.

Цель работы: изучение ранневесенних цветущих растений и их экологических групп.

Задачи:

• выявить виды ранневесенних растений;
• определить частоту их встречаемости;
• составить гербарий;
• дать биологическую характеристику видов;
• установить экологические группы ранневесенних цветущих растений;
• определить виды растений, нуждающиеся в охране;
• сформулировать рекомендации по рациональному использованию и охране ранневесенних растений.

Исследование проводилось в 2-х километрах к востоку от села Казачьего Прохоровского района, с 1 апреля по 10 мая.

 

Методика исследований

Исследование территории по обнаружению ранневесенних цветущих растений выполнялось маршрутным методом. Маршруты охватывали восточную территорию окрестности села и все основные места обитания: лесные опушки, поляны, луга, канавы вдоль дорог, пустыри. Исследования проводились в период с 1 апреля по 10 мая, выход на маршрут осуществлялся два раза в неделю.
В процессе работы на маршруте велся учет частоты встречаемости данных растений, учет велся глазомерно, все виды растений были разделены на три группы: встречаются часто и обильно, встречаются умеренно-часто и встречаются редко.
Также, по ходу маршрута отмечались места обитания растений и их потребность в определенных факторах среды, для последующего определения экологических групп.
Произведен сбор гербарных материалов. Травянистые растения собирались без подземных органов (кроме тех, где это было необходимо для определения вида, например хохлатка).
Составлен план обследованной территории, на нем показаны места произрастания видов. Каждому виду дана краткая характеристика, сделаны фотографии. Результаты представлены в виде гербариев и таблиц.

 

Общая характеристика ранневесенних растений.

Для нормальной жизнедеятельности растений необходим солнечный свет. Именно на свету происходят процессы фотосинтеза, когда из неорганических веществ образуются органические, которые затем используются растениями для своего развития.
В апрельском лесу деревья и кустарники еще не оделись листвой, ни что не мешает солнечному свету проникать до самой земли. Именно это – основная причина того, что многие виды растений в процессе эволюции «выбрали» для своего развития раннюю весну.
Кроме того, земля после схода снега насыщена влагой, которая тоже является необходимым условием для нормального развития растительного организма.
Уже с момента таяния снега в лесном сообществе у многих растений можно наблюдать уже развитые стебли с молодыми, слегка позеленевшими листочками, а так же сформировавшиеся бутоны. Эта группа растений имеет еще одну особенность развития. Во второй половине лета и осенью у ранневесенних цветущих растений происходит значительное увеличение почек возобновления с обособлением заложенных в них соцветий. Темпы прироста точек нарастают по мере приближения осени. В течении зимних месяцев в цветках ранневесенних растений сформировываются как пыльцевые зерна, так и зародышевые мешки. Без воздействия в течении определенного срока пониженных температур ранневесенние растения не развиваются. Даже в тех случаях, когда почва в лесу промерзает по-настоящему, молодые части растений не замерзают. Это явление объясняется тем, что температура замерзания клеточного сока у перезимовывающих растений лежит значительно ниже 0С. В зимующих органах идет замена крахмала сахаром. Концентрация сахара высокая, точка замерзания ниже.
Все ранневесенние цветущие растения многолетники, многие откладывают запасные питательные вещества в клубнях, луковицах, корневищах, сердцевинной части стебля для быстрого и раннего цветения.
«Прозрачность» свободного от листьев леса растения ещё используют для опыления. В голом весеннем лесу ничто не мешает ветру переносить пыльцу с мужских цветков (собранных в «пылящие» сережки) на женские, состоящие из одних маленьких липких пестиков. Это очень характерно для деревьев и кустарников, цветущих весной. Интересно еще одно явление для весеннего леса – ветроопыляемые травы, например ожика волосистая. Цветки у нее мелкие, невзрачные, но отсутствие других трав и массовое скопление данных растений, позволяет ей опылиться. Пыльца легкая и очень сухая.
Низкорослые насекомоопыляемые растения привлекают первых насекомых яркими цветками. Кто заметит их цветки в сумраке летнего леса? А весной, когда нижние ярусы леса хорошо освещены здесь лучше всего заметны желтые (ветреница), голубые (фиалки), фиолетовые (живучка, хохлатка) и розовые цветки.
Но наиболее полно используют все благоприятные весенние факторы небольшие растеньица, выделяемые в группу «эфемероидов».
Эфемероиды – это совершенно особая группа растений, имеющая своеобразные места обитания. Говоря коротко, это те растения, которые, имея подземные органы, проходят свой ежегодный вегетационный период так же быстро, как и эфемеры. Слово «эфемерный» ассоциируется с чем-то красивым, но мимолетным, недолговечным. В наших лесах их «торопливая» жизнь связана с резким изменением светового потока. Если в начале мая освещенностью и температура в лесу сравнима с освещенность и температурой на открытых участках, то в разгар лета в лесу и темнее, и холоднее. Это препятствует не только нормальному развитию растений, но и нормальной жизни опылителей. (Биология в школе. №1 1994 год //Весенние явления в жизни растений, с.63)
Примером их могут быть различные виды хохлаток, гусиных луков, ветрениц. Они появляются на свет тотчас же после схода снега. В это время года довольно прохладно, но эфемероиды тем не менее очень быстро развиваются. Через неделю-другую они уже цветут, а еще через две-три недели у них уже созревают плоды с семенами. Сами растения при этом желтеют, полегают на землю, а затем их надземная часть засыхает.
Все эфемероиды – многолетние растения. После того, как надземная часть засыхает, они не погибают. В почве сохраняются их живые подземные органы: клубни, луковицы, корневища. Эти органы – вместилища запасных питательных веществ. Именно за счет этого строительного материала так быстро и развиваются эфемероиды весной. При таком коротком вегетационном периоде, да еще при неблагоприятном весеннем температурном режиме нельзя накопить много питательных веществ, необходимых для развития высоких и мощных стеблей и крупных листьев. Поэтому все наши эфемероиды имеют небольшие размеры. (Петров В.В. Растительный мир нашей Родины. М: Просвещение, 1991 год, с.63).
Есть у многолетних ранневесенних цветущих растений еще одна проблема – распространение семян. К моменту созревания их семян деревья и кустарники уже покрылись листьями, поднялись летние травы. Ветра в лесу практически нет, поэтому распространение семян с его помощью не эффективно, да и до шерсти животных «не дотянуться». Нет у них времени и на созревание сочных ягод, которыми бы питались лесные животные. А вот кого всегда в лесу в изобилии, так это муравьев. На плодиках или семенах этих растений образуются особые мясистые придатки, богатые маслом – элайосомы ( от греч. elaion-масло, soma- тело), которые и привлекают муравьев. Растения, распространяющие свои семена при помощи муравьев, называются мирмекохорами. К мирмекохорам относятся все наши эфемероиды, а так же примерно 46% всех лесных травянистых растений. (Биология в школе. №2, 1998 год, с.70).

 

Результаты исследований

В ходе проведенной исследовательской работы было выявлено 17 видов ранневесенних цветущих растений:
1.Береза бородавчатая.
2.Вероника дубравная.
3.Ветреница лютичная.
4.Гусиный лук.
5.Дуб черешчатый.
6.Живучка ползучая.
7.Звездчатка дубравная.
8.Клен ясеневолистный.
9.Ландыш майский.
10.Лещина обыкновенная.
11.Мать-и-мачеха.
12.Ожика волосистая.
13Сочевичник весенний.
14.Тополь дрожащий (осина).
15.Фиалка собачья.
16.Хохлатка плотная.
17.Черемуха обыкновенная.

Изучив особенности данных растений я разделила их на экологические группы 1) по отношению к свету; 2) по отношению к увлажнению;
3) по способу опыления; 4) эфемероиды; 5) по жизненным формам.

По отношению к свету принято выделять три основные группы растений: 1. гелиофиты – (от греч. «гелиос» - солнце, «фитон» - растение) растения открытых пространств, хорошо освещенных местообитаний; 2. факультативные гелиофиты – виды которые могут жить при полном солнечном освещении, но переносят и некоторое затемнение;

3. сциофиты -(от греч. «скиа»- тень) виды которые не растут на открытых пространствах. (Жизнь растений, т.1 М: Просвещение 1997 год, с.65). Эти три категории растений, конечно не резко разграничены. Не всегда произрастание растений в освещенных местах (или затененных) свидетельствует об их действительной потребности в свете.

По отношению к увлажнению.
Растения по способности удерживать влагу делятся на

1. Пойкилогидридные эти растения легко поглощают и легко теряют воду, переносят длительное обезвоживание. Как правило, это растения со слабо развитыми тканями (мохообразные, папоротники, водоросли). 2. Гомойогидриды – растения способные сами поддерживать постоянное содержание воды в тканях, среди них выделяют разные экологические группы (Жизнь растений, т.1, с.76):
- гидатофиты – водные растения целиком или почти целиком погруженные в воду;
- гидрофиты – водо-наземные, прикрепленные к почве у водоемов и на обильно увлажненной почве вдали от водоемов;
- гигрофиты – растения живущие на обильно увлажненных почвах и при высокой влажности;
- мезофиты – растения обитающие при достаточном увлажнении;
- ксерофиты – растения, способные добывать влагу при её недостатке, ограничивать испарение воды или запасать воду.
Экологические группы ранневесенних цветущих растений по отношению к свету и увлажнению.

Название вида.	По отношению к свету.	По отношению к увлажнению.
Береза бородавчатая	Гелиофит	Мезофит
Вероника дубравная	Гелиофит	Мезофит
Ветреница лютичная	Сциофит	Мезофит
Гусиный лук	Гелиофит	Мезофит
Дуб черешчатый	Гелиофит	Мезофит
Живучка ползучая	Гелиофит	Мезофит
Звездчатка дубравная	Гелиофит	Мезофит
Клен ясеневолистный	Гелиофит	Мезофит
Ландыш майский	Факультативный гелиофит	Мезофит
Лещина обыкновенная	Факультативный гелиофит	Мезофит
Мать-и-мачеха	Гелиофит	Мезофит
Ожика волосистая	Факультативный гелиофит	Мезофит
Сочевичник весенний	Сциофит	Мезофит
Тополь дрожащий	Гелиофит	Мезофит
Фиалка собачья	Факультативный гелиофит	Мезофит
Хохлатка плотная	Гелиофит	Мезофит
Черемуха обыкновенная	Гелиофит	Мезофит

Анализируя собранные данные, представленные в таблице, все ранневесенние цветущие растения, которые я обнаружила – мезофиты, и все эти растения являются гелиофитами, за исключением сочевичника весеннего, ветреницы лютичной – они сциофиты.

По способу опыления
Все раннецветущие растения относятся к перекрестно опыляемым ветром и насекомыми. Зацвести рано надо для успешного опыления, особенно ветроопыляемых, когда ещё нет листвы на деревьях и кустарниках. Мужские соцветия во много раз могут превышать по размерам женские одиночные или собранные в группы цветки, чтобы производить как можно больше мелкой, сухой и очень легкой пыльцы. Про такое цветение говорят – растение «пылит».
Эфемероиды

Растения, которые быстро проходят свой ежегодный вегетационный период.

Экологические группы ранневесенних цветущих растений по способу опыления и продолжительности вегетационного периода.

 

Название вида.	По способу опыления.	По продолжительности вегетационного периода.
Береза бородавчатая	Ветроопыляемый.
Вероника дубравная	Насекомоопыляемый.
Ветреница лютичная	Насекомоопыляемый.	Эфемероид
Гусиный лук	Насекомоопыляемый.	Эфемероид
Дуб черешчатый	Ветроопыляемый.
Живучка ползучая	Насекомоопыляемый.
Звездчатка дубравная	Насекомоопыляемый.
Клен ясеневолистный	Ветроопыляемый.
Ландыш майский	Насекомоопыляемый.
Лещина обыкновенная	Ветроопыляемый.
Мать-и-мачеха	Насекомоопыляемый.
Ожика волосистая	Ветроопыляемый.
Сочевичник весенний	Насекомоопыляемый.
Тополь дрожащий	Ветроопыляемый.
Фиалка собачья	Насекомоопыляемый.
Хохлатка плотная	Насекомоопыляемый.	Эфемероид
Черемуха обыкновенная	Насекомоопыляемый.

 

По жизненным формам.
Термин «жизненные формы» был введен в 80-х годах 19 века известным датским ботаником Е. Вармингом – одним из основоположников экологии растений. Варминг понимал под жизненной формой «форму, в которой вегетативное тело растения (индивида) и находится в гармонии с внешней средой в течении всей его жизни, от колыбели до гроба, от семени до отмирания» (Жизнь растений, т.1 с.88). Говоря о гармонии растения с окружающей средой, подразумевается исторически выработавшиеся в ходе эволюции приспособленности растений к комплексу внешних факторов, которые господствуют в области его распространения.
Наибольшую популярность среди ботаников имеет классификация жизненных форм, предложенная датским ботаником К. Рауинкером (Жизнь растений, т.1 с.91). Он выделил один признак – расположение точек возобновления от поверхности земли, из которых будут развиваться новые побеги:
1 .Фанерофиты (греч. «фанерос» -открытый, явный) – у этого типа растений точки возобновления зимуют открыто, достаточно высокою Они защищены специальными почечными чешуями. Это все деревья и кустарники.
2. Геофиты (греч. «геос» - земля) – почки возобновления сохраняются в земле. Надземная часть на зиму отмирает. Новые побеги развиваются из почек, находящихся на луковицах, клубнях или корневищах, зимующих в почве.
3. Гемикриптофиты (греч. «геми» -полу-, и «крипто»- скрытый) – это травянистые растения, почки возобновления которых находятся над уровнем почвы, часто под защитой опавших листьев и других растительных остатков.

4. Х амефиты (точки возобновления па высоте 20-30 см. над землей)

5. Т ерофиты (почки возобновления в семенах). Но таких ранневесенних цветущих растений я не обнаружила.

Во время проведения работы я проводила глазомерный учет частоты встречаемости видов, который отобразила в таблице.

Виды растений	Жизненная форма	Частота встречаемости	Место обитания
Береза бородавчатая	Фанерофит	Часто	Окрестные леса
Вероника дубравная	Геофит	Часто	Пустыри, опушки леса.
Ветреница лютичная	Геофит	Редко	Заросли кустарников.
Гусиный лук	Геофит	Часто	Пашни, опушки леса, склоны, канавы.
Дуб черешчатый	Фанерофит	Умеренно- часто	Окрестные леса.
Живучка ползучая	Гемикриптофит	Умеренно-часто	Окрестные леса.
Звездчатка дубравная	Геофит	Часто	Окрестные леса, опушки.
Клен ясеневолистный	Фанерофит	Редко	Опушки леса, населенный пункт.
Ландыш майский	Геофит	Часто	Окрестные леса, опушки.
Лещина обыкновенная	Фанерофит	Часто	Опушки леса.
Мать-и-мачеха	Геофит	Часто	Канавы вдоль дорог, поля.
Ожика волосистая	Геофит	Часто	Окрестные леса.
Сочевичник весенний	Геофит	Часто	Окрестные леса.
Тополь дрожащий	Фанерофит	Часто	Опушки леса.
Фиалка собачья	Геофит	Умеренно-часто	Окрестные леса, опушки.
Хохлатка плотная	Геофит	Редко	Опушки леса.
Черемуха обыкновенная	Фанерофит	Умеренно-часто	Опушки леса.

 

Выводы.

На основании проведенного исследования:

1.Было обнаружено 17 видов ранневесенних цветущих растений.
2.Большинство этих растений встречаются умеренно-часто и часто на территории окрестности села.
3.Основными экологическими группами данных растений являются:
- по отношению к свету – гелиофиты;
- отношению к влаге – мезофиты;
- по способу опыления – ветроопыляемые и насекомоопыляемые,
- по жизненным формам – фанерофиты, геофиты, гемикриптофиты.
4. Выявлено наличие эфемероидов.
5.Среди ранневесенних растений охраняемых не выявлено.

Заключение.

В ходе моей исследовательской работы я не выявила редкие и охраняемые виды среди ранневесенних цветущих растений. Но, тем не менее, они нуждаются в охране. Появляясь первыми после продолжительной зимы, они привлекают к себе повышенное внимание, что приводит к массовому сбору, особенно те виды, которые имеют красивые цветки (хохлатки, ветреницы, сочевичники). От необдуманного сбора их может спасти разъяснительная работа, и не только среди детей, но и взрослых. Многие из представленных в этой работе видов являются лекарственными. Очень важно, что бы и эти растения не попали в списки исчезающих.
Свою работу я намерена продолжить, так как мне кажется, что я познакомилась ещё не со всеми растениями этой группы.
Результатами моей работы могут воспользоваться учащиеся 6 класса, при изучении растительности нашего края на уроках биологии.

Список использованной литературы.
1. Жизнь растений. Под редакцией Федорова А.А. М: Просвещение, 1974.
2. Петров В.В. Растительный мир нашей Родины. М: Просвещение, 1991.
3. Тихомиров В.Н. Определитель высших растений Ярославской области. Ярославль, Верхне – Волжское книжное издательство, 1986.
4.Биология в школе №1. 1994 // Шипунов А.Б. Весенние явления в жизни растений.
5.Биология в школе №2. 1998 //Клепиков М.А. Первоцветы.
6.Биология в школе №2. 2002 //Анциферов А.В. Ранневесенняя экскурсия с шестиклассниками.

 

 

приложение 1

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: