§ 32. Влияние хозяйственной деятельности человека на растительный мир. Охрана растений

1. Какие факторы влияют на развитие растительного мира?

На протяжении многих сотен миллионов лет основное влияние на растительный мир оказывали природные факторы: свет, тепло, влага, взаимодействие растений и животных. С появлением Человека разумного его деятельность стала оказывать всё большее влияние на окружающий мир.

2. Какие приспособления к природным условиям вырабатываются у растений?

Приспособления организмов к среде носят название адаптации. Способность к адаптациям — одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться.

Адаптации проявляются на разных уровнях — от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически.

Например, растения засушливых областей способны в процессе индивидуального развития приспосабливаться к атмосферной и почвенной засухе. Характерные признаки— незначительные размеры их испаряющей поверхности, а также небольшие размеры надземной части по сравнению с подземной. У них также незначительная транспирация, высокое осмотическое давление, цитоплазма отличается высокой эластичностью и вязкостью. Некоторые растения засушливых областей способны сбрасывать листья и даже целые ветви.

Примеров можно привести много, т.к. для конкретных условий у растений вырабатываются определенные приспособления.

3. Какое значение имеют растения в жизни человека?

Культурные растения выращиваются человеком для получения пищевых продуктов, кормов в сельском хозяйстве, лекарств, промышленного и иного сырья.

Наблюдая за наиболее чувствительными к загрязнению растениями, учёные очень точно могут судить о загрязнении окружающей среды. Устойчивые к загрязнению растения используют для озеленения городов с развитой промышленностью и обилием автомобилей. Эти растения активно поглощают из воздуха различные вредные вещества и являются хорошими пылеуловителями.

Человек в конечном итоге живёт за счёт зелёных растений — основных производителей органических веществ и кислорода.

Вопросы

1. Какое влияние оказывает хозяйственная деятельность человека на растительный мир?

Бурная деятельность человека: распашка земель, раскорчёвка и выжигание лесов, стравливание пастбищ и вытаптывание травостоев домашними животными — привела к серьёзным изменениям в природе. Человек стал замечать, что в результате его хозяйственной деятельности поредели густые леса, сократилось число видов диких животных, а некоторые исчезли совсем. Сведение лесов вызвало обмеление рек и уменьшение уловов рыбы. Истощились почвы, больше стало оврагов, участились суховеи и чёрные бури.

Особенно сильные изменения произошли вокруг городов. Росли обширные свалки мусора и отходов. Во многих водоёмах вода стала непригодной для питья. Загрязнённые воды, воздух, почвы вызвали нарушения, а иногда и гибель природных сообществ.

Подобные изменения природы произошли повсеместно, во многих странах мира. За истекшие тысячелетия на земном шаре вырублено и сожжено 2/3 всех лесов, свыше 500 млн га плодородных земель превратились в пустыни. Многие виды растений и животных исчезли с нашей планеты. Численность некоторых видов сократилась.

2. С какой целью создают заповедники? В чём их отличие от заказников?

Чтобы сохранить уникальные, наиболее ценные уголки природы, стали создавать заповедники, в которых запрещена любая хозяйственная деятельность.

В отличие от заповедников, на территории заказников охраняется не весь природный комплекс, а лишь та его часть, которая обеспечивает существование определённых растений и животных.

3. Как охраняют природу в нашей стране?

В нашей стране активно работают государственные и общественные организации защитников окружающей среды.

В настоящее время и в нашей стране принимают законы и проводят мероприятия, направленные на «защиту окружающей среды от вредных на неё воздействий».

Чтобы сохранить уникальные, наиболее ценные уголки природы, стали создавать заповедники, в которых запрещена любая хозяйственная деятельность. У нас в стране сейчас около 100 заповедников и заповедных территорий.

Большую роль в охране редких растений играют ботанические сады, опытные станции и другие подобные, учреждения.

4. Какова роль растений в оздоровлении окружающей среды?

Наиболее чувствительные к загрязнению растения могут служить показателями состояния окружающей среды, а устойчивые следует использовать для озеленения городов с развитой промышленностью и обилием автомобилей. Эти растения активно поглощают из воздуха различные вредные вещества и являются хорошими пылеуловителями.

Важную экологическую и оздоровительную роль играют леса вокруг промышленных центров. Являясь устойчивым растительным сообществом с большим числом видов, лес особенно активно поглощает и перерабатывает вредные вещества.

Человек в конечном итоге живёт за счёт зелёных растений — основных производителей органических веществ и кислорода.

5. Почему охрана природы должна стать делом всех людей планеты?

Охрана природы и рациональное использование её ресурсов важны не только для одного государства, но и для всего земного шара в целом, т.е. для каждого человека. Только в этом случае можно добиться наиболее продуктивных результатов.

Охраняя, восстанавливая и умножая растительный покров нашей планеты, мы создаём условия для жизни не только современников, но и будущих поколений.

Летние задания

1. Изучите видовой состав деревьев, кустарников и цветочно-декоративных (применяемых в озеленении) растений. Установите, в какой период (цветения, плодоношения и т. д.) каждый вид наиболее декоративен. Какие растения следует шире применять в озеленении?

Шире применять в озеленении следует устойчивые к загрязнению растения, особенно для озеленения городов с развитой промышленностью и обилием автомобилей. Наиболее устойчивы к загрязнению атмосферного воздуха акация белая, акация жёлтая (карагана), тополь, каштан, берёза, ольха, ива, боярышник, сирень, лиственница и др. Эти растения активно поглощают из воздуха различные вредные вещества и являются хорошими пылеуловителями. Умело использованные в озеленении растения не только очищают воздух от вредных для здоровья веществ, но и делают населённые пункты уютными и красивыми.

2. Изучите видовой состав одного из растительных сообществ. Составьте список растений, растущих в разных ярусах.

Видовой состав лиственного леса разнообразен:

В лиственном лесу дубы, липы, берёзы, клёны, вязы и другие крупные деревья образуют первый, верхний ярус;

Рябина, черёмуха, орешник (лещина), жимолость лесная — второй ярус;

Бересклет, малина - третий ярус (кустарники);

Чина, копытень, вороний глаз, сныть, несколько видов колокольчиков, звездчатки, ветреницы, ландыш, медуница лекарственная, зеленчук жёлтый и многие другие растения - четвёртый (травы и папоротники);

Пятый — лишайники, мхи и грибы.

3. Изучите особенности строения растений, относящихся к различным экологическим группам. Опишите 2—3 изученных вами растения из разных экологических групп.

Растения делятся на экологические группы по отношению к различным факторам окружающей среды. Важнейшие из них это влажность и свет.

По отношению к влаге различают пять экологических групп растений:

1) гидатофиты - водные травы, которые полностью погружены в воду, их листья очень тонкие, а питательные вещества поглощаются всей поверхностью тела. Среди них – цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни (например, элодея). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают. У них отсутствуют устьица и нет кутикулы. Транспирация у таких растений отсутствует, а вода выделяется через особые клетки. Поддерживаемые водой побеги часто не имеют механических тканей, в них хорошо развита аэренхима (воздухоносная ткань);

2) гидрофиты - растения, частично погруженные в воду, обычно обитают по берегам водоемов на сырых лугах, по болотам. К ним можно отнести тростник обыкновенный. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. Хорошо выражена аэренхима. У гидрофитов есть эпидерма с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды;

3) гигрофиты - растения влажных мест с высокой влажностью воздуха.

4) мезофиты - растения, живущие в условиях умеренного увлажнения, умеренных температур и хорошего минерального питания.

5) ксерофиты - растения не достаточно увлажненных мест обитаний, где воды в почве мало, а воздух горячий и сухой. Среди них встречаются травы и древесные растения. Они имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны регулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарослей, песчаных дюн. Среди ксерофитов различают сухие (склерофиты - приспособлены к жесткой экономии воды) и сочные (суккуленты - имеют мясистые стебли и/или листья). Например, ковыль, саксаул, верблюжья колючка - склерофиты, алое, толстянка, опунция, цереус - суккуленты.

Опунция обыкновенная (Opuntia vulgaris) мощное многолетнее растение, до 4-6 м высотой, из субтропиков Южной Америки.

Опунции способны быстро расти и формировать кусты причудливой формы. Это крупные кактусы с темно-зелеными лепешками стеблей. Их членики (кладодии) – размером в ладонь - сочные, толстые, светло-зеленые, продолговатые или обратнояйцевидные вырастают один из другого. Уплощенные стебли иногда ошибочно принимают за листья.

В ареолах на молодых члениках растут прижатые к поверхности зачаточные листочки, которые потом опадают. Листья небольшие сочные, шиловидные ярко-зеленого цвета.

Колючки развиваются несколько позднее на зрелых сегментах. Обычно они одиночно располагаются в ареолах (хотя иногда имеется по 2-4 колючки в ареоле). Они крупные и игловидные.

Кроме колючек и листочков в ареолах с серым опушением, есть еще и желтоватые глохидии. Глохидии — это мелкие, хрупкие колючки, очень острые и жесткие. Но главное - они снабжены микроскопическими пильчатыми зазубринами и крючками по всей длине и растут в больших количествах пучками вокруг ареол. Глохидии легко отлетают от кактуса и имеют защитную функцию, поскольку опадают с растения при малейшем к нему прикосновении и впиваются в кожу. Они могут вызвать отек или раздражение, а главное, их трудно увидеть и извлечь.

С апреля по сентябрь этот кактус украшают желтые блестящие цветки. Они образуются как на верхушке, так и по краям члеников, и поражают обилием лепестков и тычинок. Это особенность опунций - яркое и пышное дневное цветение, хотя иногда цветы могут оставаться открытыми в течение 30-48 часов, привлекая огромное количество пчел.

Крупные колесовидные обоеполые цветки на короткой трубчатой цветоножке развиваются по одному на ареолах. Тычинки опунций обычно короткие венчика. Они прикрепляются к вогнутому в виде чаши цветоложу и даже при легком прикосновении к ним сразу скручивающиеся.

Плоды созревают с середины июля по середину августа. Завязь снаружи покрыта чешуйками, а в пазухе чешуек находятся пучки колючек. Эти пучки расположены удивительно геометрично – в шахматном порядке, на одинаковом расстоянии друг от друга. Образовавшиеся зелёные «шишечки» плодов быстро увеличиваются в размерах, ярко окрашиваются, поспевают и становятся красно-бордовыми. Плод Opuntia vulgaris — грушевидная ягода - съедобен. Плоды у опунций мясистые, сочные, довольно крупные (длиной до 5-7,5 см, иногда до 10 см, и массой 70-300 г). В ягодах находятся светлые семена с окостенелой оболочкой размером с зерно чечевицы.

Корневая система опунции поверхностная. От подсемядольного колена (гипокотиля) вниз отходит главный корень. Он постепенно ветвится, образуя целую систему боковых корней, (на глубине 5—6 см от поверхности почвы образуется корневая система до 7 м в длину).

4. Изучите особенности и различия в строении вегетативных органов растений одного вида, произрастающих в разных условиях обитания.

Например, в результате адаптации растения к пониженной освещенности несколько меняется его облик. Листья становятся темно-зелеными и немного увеличиваются в размерах (линейные листья удлиняются и становятся уже), начинается вытягивание междоузлий стебля, который при этом теряет свою прочность. Затем их рост постепенно уменьшается, т.к. резко снижается производство продуктов фотосинтеза, идущих на посторенние тела растения. При недостатке света многие растения перестают цвести.

При избытке света хлорофилл частично разрушается, и цвет листьев становится желто-зеленым. На сильном свету рост растений замедляется, они получаются более приземистыми с короткими междоузлиями и широкими короткими листьями.

5. Выясните влияние густоты посева на рост и развитие растений. Посейте семена моркови (свёклы, редиса) на двух одинаковых делянках (контрольной и опытной). После появления всходов на опытной делянке проредите их, через 10—15 дней повторите прореживание. Наблюдайте за развитием растений. Определите, на какой делянке урожай больше. Запишите результаты в дневник.

На контрольной делянке морковь вырастет крупная, ровная (при условии отсутствия негативных воздействий на растения). А на второй мелкая, кривая, урожай меньше. Т.о. при прореживании результат будет лучше - корнеплоды будут крупнее и ровнее.

6. У нескольких растений томатов удалите боковые побеги. Сравнивая эти растения с теми, у которых боковые побеги не были удалены, определите, какие из растений дали больший урожай.

Больший урожай будут давать растения, у которых были удалены боковые побеги. За счет этого больше питательных веществ будет поступать к плодам, и они будут крупнее.

7. Выберите несколько (2—3) деревьев и кустарников, растущих вблизи вашего дома, и проведите наблюдения за ними: отметьте размеры, форму кроны, ветвление, особенности коры, расположение почек и листьев на побеге, наблюдайте за развитием побегов, цветением и т. д. Все данные записывайте в дневник. Наблюдения продолжайте и осенью.

Берёза пови́слая

При благоприятных условиях достигает 25—30 м в высоту и до 80 см в диаметре.

Крона ветвистая, но не густая. Молодые ветви повисают вниз, что придаёт кроне берёзы очень характерный облик (название — берёза повислая).

Ветвление симподиальное.

Кора у молодых деревьев коричневая, а с 8—10 лет белеет. Молодые особи можно спутать с видами ольхи. Во взрослом состоянии хорошо отличается от других деревьев по белой коре. У более старых деревьев кора в нижней части ствола становится глубокотрещиноватой, чёрной.

Почки сидячие заострённые, клейкие, покрытые черепитчато расположенными чешуями. Листорасположение очередное. Листья от ромбически-яйцевидных до треугольно-яйцевидных, 3,5—7 см длины, 2—5 см ширины, заострённые на верхушке с ширококлиновым или почти усечённым основанием, гладкие, в молодом возрасте клейкие, с обеих сторон гладкие; края двоякозубчатые. Черешки голые 0,8—3 см.

Молодые побеги красновато-бурые, покрыты многочисленными смолистыми шершавыми бородавками — восковыми железками, у взрослых деревьев побеги с единичными железками, голые. Верхушечные и боковые почки закладываются на побегах текущего года летом и распускаются весной.

Цветки правильные, мелкие, невзрачные, однополые, собраны в серёжчатые, повисающие соцветия на концах веточек. Цветёт до распускания листьев (по некоторым источникам — одновременно с распусканием листьев) – в мае.

Плодоношение продолжается ежегодно. Плоды созревают к концу лета и начинают рассеивание. Рассеивание происходит постепенно в течение всей осени и зимы. Плод — мелкий крылатый орешек.

Шиповник

Шиповник представляет собой не высокий куст от 1,5-2,5 м в высоту.

Прямостоящий кустарник с дугоподобно свисающими ветвями, покрытыми крепкими серповидными шипами.

Побеги ветвистые, зелёные, коричневые, тёмно-красные, тёмно-буроватые, иногда фиолетово-бурые, бурые, чёрно-бурые, коричнево-красные или серые с войлочным опушением; как правило, с прямыми, изогнутыми или крючковидными шипами, часто с примесью многочисленных щетинок и волосков, со стебельчатыми желёзками.

Почки отстоящие, красноватые, реже иного цвета, голые или волосистые, мелкие, с тремя — шестью наружными почечными чешуями.

Листорасположение очередное. Листочки по форме от эллиптических до округлых, с клиновидным, округлым или слегка сердцевидным основанием, по краям пильчатые.

Кустовые формы шиповников имеют ветви двух видов: прямостоячие и дуговидные, изогнутые вниз. Они образуют многочисленные вегетативные побеги первого года, иногда достигающие 1—1,5 м высоты и 10—12 мм в диаметре, с мягкими и тонкими шипами различной величины, в последующие годы цветущие и плодоносящие. Молодые побеги имеют зеленоватокрасный оттенок с мелкими щетинками и шипами.

Цветки розовые или белорозовые, с пятью свободными лепестками, венчик в диаметре до 5 см. Цветёт шиповник в мае-июне.

Плод — особой формы многоорешек, называемый цинарродием, 1—1,5 см в диаметре, увенчан чашелистиками, при созревании красного, оранжевого, пурпурно-красного, иногда чёрного цвета, обычно мясистый, иногда суховатый, голый или покрытый щетинками или шипиками, внутри грубоволосистый, с многочисленными плодиками-орешками, созревают в сентябре-октябре.

8. Изучите строение цветков насекомоопыляемых растений. Определите, какова продолжительность цветения, какие насекомые их опыляют.

Липа сердцевиидная

Цветки правильные, обоеполые, с двойным пятираздельным околоцветником, до 1—1,5 см в диаметре, желтовато-белые, пахучие, собраны в повислые щитковидныесоцветия по 3—11 штук, при соцветиях имеется продолговатый желтовато-зелёный прилистник. Тычинок в цветке много. Цветёт с начала июля 10—15 дней. Опыляют пчелы и другие насекомые.

9. Примите участие в изготовлении наглядных учебных пособий, используя растения со школьного учебно-опытного или приусадебного участка. Изготовьте гербарии и тематические коллекции, используя только культурные, сорные или широко распространённые растения, например, «Листья простые и сложные», «Жилкование листьев», «Повреждение листьев вредителями», «Фазы развития пшеницы», «Лекарственные растения» и др.