Эффект влияния горных условий и южных склонов – Эколого-почвенные предпосылки роста и развития

0

Эффект влияния горных условий и южных склонов – Эколого-почвенные предпосылки роста и развития

Mse-Online.Ru

Особенности факторов почвообразования в горах

Основным фактором формирования ландшафтов горных систем является высотная поясность, под которой понимается закономер­ная смена климата, растительности и почв с высотой местности. Определяющей чертой высотной поясности является изменение климатических условий.

С увеличением высоты происходит умень­шение средней температуры воздуха в среднем на 0,5°С на каждые 100 м. С высотой уменьшается влажность воздуха, однако коли­чество выпадающих осадков, распределение которых в пределах той или иной горной системы весьма сложно и разнообразно, в целом возрастает с увеличением высоты. Возрастает, по мере увеличения высоты, суммарная солнечная радиация, при этом доля прямой радиации возрастает, а рассеянной уменьшается. Поглощенная радиация и радиационный баланс закономерно уменьшаются с высотой.

Почвообразование в горах протекает в основном на плотных породах, что обусловливает относительно, в сравнении с почвами равнинных территорий, малую мощность почвенного профиля, высокую щебнистость и очень плохую сортированность материала, слагающего почвенную толщу.

В горах формируются коры выветривания в основном элюви­ального и реже транзитного типов; лишь в отдельных плохо дренированных бессточных межгорных впадинах и котловинах образуются коры аккумулятивного типа. В процессах выветрива­ния возрастает, по сравнению с равнинными областями, роль физического выветривания, являющегося в горах, особенно в высо­когорных районах, ведущим процессом формирования элювия.

В горных условиях, при преобладающем формировании почв на маломощных элювиальных и отчасти транзитных корах вы­ветривания, почвообразование и выветривание неотделимы друг от друга ни во времени, ни в пространстве, толщи почвообразова­ния и выветривания физически совпадают.

Роль рельефа в горном почвообразовании чрезвычайно велика. Ее прекрасно охарактеризовал В. В. Докучаев, образно назвав рельеф «вершителем почвенных судеб» в горах. Характер рельефа различных горных систем связан с их геологической историей и особенностями слагающих их пород, однако общими чертами горного рельефа являются чрезвычайно сильная его расчленен­ность, большие перепады высот, разнообразие форм рельефа.

Господствующими видами поверхности в горах являются склоны различной формы, крутизны и экспозиции. Такой характер релье­фа обусловливает сильное развитие процессов склоновой денуда­ции, а также формирование интенсивного бокового внутрипочвенного и подпочвенного геохимического оттока. Процессы денуда­ции, постоянно удаляющие верхние слои продуктов выветривания и почвообразования, определяют малую мощность почвенного профиля. Такое постоянное «омоложение», обусловливая сравни­тельно малый относительный возраст горных почв, вовлекает в процессы почвообразования и выветривания все новые слои почвообразующей породы. Таким образом, горные почвы, с одной стороны, постоянно обогащаются продуктами выветривания и почвообразования, в том числе элементами питания растений, с другой — постоянно обедняются ими в результате интенсивного геохимического оттока.

На процессы почвообразования в горах большое внимание оказывает экспозиция склонов. В северном полушарии склоны южной и близких к ней экспозиций получают больше тепла, они более сухие, снежный покров на них держится меньше, а снеготая­ние более бурное. На южных склонах в северном полушарии сильнее проявляются процессы денудации. Ниже приведена зави­симость интенсивности денудации от экспозиции склонов.

Основной чертой растительности горных стран, так же как и других природных факторов, является ее распределение по высоте в соответствии с системой высотной поясности. Для большинства горных систем наиболее общей закономерностью высотной пояс­ности является смена с высотой лесных поясов на пояса травя­нистых, чаще всего луговых растительных сообществ. Пояс лиственных лесов с высотой сменяется поясом темнохвойных лесов, выше которого располагается пояс среднетравных субаль­пийских лугов. Еще выше находится пояс низкотравных альпий­ских лугов и, наконец, субнивальный пояс, отличительной чертой которого является отсутствие сплошного растительного покрова; выше расположен нивальный пояс — пояс господства скал, осы­пей, ледников и снежников.

По мере увеличения сухости и континентальности климата умень­шается протяженность по высоте лесных поясов и в конце концов они могут исчезать вообще, как это происходит, например, в неко­торых частях гор Средней и Центральной Азии, где на горных склонах преобладают сухостепные и полупустынные растительные формации.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАСТЕНИЯ

Экологические факторы принято разделять на пять групп: 1) климатические; 2) почвенно-грунтовые (эдафические); 3) топографические (орографические, факторы рельефа); 4) биотические; 5) антропогенные.

Климатические, почвенно-грунтовые и топографические — относятся к факторам абиотической среды, биотические и антропогенные — к факторам биотической среды.

В природных условиях все факторы взаимосвязаны и оказывают на растение совокупное воздействие. Например, фотосинтез (свет) происходит только при определенной температуре и влажности.

Ограничивающий (лимитирующий) фактор среды — минимальное или максимальное значение какого-либо фактора, ограничивающее действие остальных факторов.

Климатические экологические факторы. Климат — среднестатистический многолетний режим атмосферных условий, характерный для определенных географических районов земли. К климатическим экологическим факторам относятся: свет, температура, вода, воздух.

Свет. Фотосинтетически активная радиация охватывает диапазон от 380 до 710 нм. Реакция растений на свет зависит от двух факторов:

1) интенсивности освещенности растения; 2) длины светового дня.

Статья по теме:   Ангур сиёх гиссарский - сорт винограда

По реакции на освещенность выделяют три группы растений:

  • 1) светолюбивые, или гелиофиты, — растения открытых местообитаний, максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается при 25—50% от полной освещенности, световой минимум составляет 10—15% от полной освещенности, при освещенности ниже этого уровня растения отмирают. К этой группе относится большинство травянистых и древесных растений;
  • 2) теневыносливые, или сциофиты, — хорошо растут при полной освещенности, но могут приспосабливаться к слабому свету, максимальная интенсивность фотосинтеза происходит при 11—24% от полной освещенности, световой минимум составляет 1—3% от полной освещенности. К этой группе относится значительное число травянистых и древесных растений;
  • 3) тенелюбивые — максимальная интенсивность фотосинтеза происходит при 10% от полной освещенности, световой минимум около 0—1%. К этой группе относится небольшое число травянистых растений.

По реакции на продолжительность дня (фотопериодической реакции) выделяют также три группы растений:

  • 1) растения короткого дня требуют в течение периода вегетации для нормального развития продолжительности светового дня — 12—14 часов. К этой группе относятся теплолюбивые растения южных широт;
  • 2) растения длинного дня требуют в течение периода вегетации для нормального развития продолжительности светового дня — 15—18 часов. К этой группе относятся холодостойкие растения северных широт;
  • 3) растения, нейтральные к длине дня, не реагируют на продолжительность светового дня в течение периода вегетации.

Температура. Интервал температур для активной жизни растений включает диапазон от 1 до 45 °С (ниже 1 °С замерзает вода, выше 45 °С денатурируется белок). Оптимальной для жизни растений считается температура 15—30 °С.

Возрастание теплообеспеченности происходит закономерно от полюсов к экватору (в Северном полушарии на каждый градус широты приходится 0,51 °С), в результате чего на земле существует температурная зональность.

Различают четыре основных температурных пояса: 1) тропический; 2) субтропический; 3) умеренный; 4) холодный. В тропическом и субтропическом поясах большинство произрастающих растений относятся к группе вечнозеленых. В умеренном и холодном поясах большинство растений — листопадные.

Кроме того, наблюдается и вертикальная термическая зональность (в горных районах) в зависимости от высоты над уровнем моря.

Следует различать две разные характеристики растений по отношению к температуре:

1) теплолюбивость — потребность растения в тепловой энергии за период вегетации (обычно речь идет о суммарной потребности в биологически активных температурах, т.е. температурах выше 5°С);

2) устойчивость к экстремальным температурам (к высокой — жаростойкость, или к низкой — морозостойкость, холодостойкость, заморозкоустойчивость, зимостойкость).

Морозостойкость — способность переносить отрицательные температуры в состоянии покоя. Холодостойкость — способность переносить низкие положительные температуры в состоянии вегетации. Заморозкоустойчивость — способность переносить кратковременные отрицательные температуры в состоянии вегетации. Зимостойкость — способность переносить весь комплекс стрессовых температур в состоянии покоя, начиная с осени и до начала вегетации.

Для древесных растений морозостойкость и зимостойкость являются основными лимитирующими факторами, от которых зависит выживаемость растения в тех или иных климатических условиях.

На земном шаре существуют 11 температурных зон, ранжированных по средним многолетним минимальным температурам (табл. I) [1] .

Температурные зоны земного шара

Средняя многолетняя минимальная температура, °С

При характеристике родов декоративных растений (см. гл. 2) будет указываться оптимальная температурная зона, в которой может выращиваться данное растение.

Вода. Вода необходима для растения в качестве растворителя (минеральные соли) и метаболита (процесс фотосинтеза). Протоплазма клеток содержит до 90% воды. Наиболее богаты водой сочные плоды, молодые листья и корни (до 90—95%). Наименее богаты водой — зрелые семена (до 5—10%).

Естественными источниками воды являются: атмосферные осадки (дождь, снег, туман, изморозь) и грунтовые воды.

На распределение атмосферных осадков оказывают влияние близость океанов и морей, циркуляция атмосферы и рельеф. Зональность в распределении воды на земной поверхности отсутствует.

Максимальное количество осадков в год составляет около нескольких тысяч миллиметров (экваториальный и муссонно-тропический климат), минимальное — менее 100 мм в год (тропические пустыни).

Характеристику водообеспеченности определяет соотношение годового количества осадков к суммарному годовому испарению воды, при этом различают три типа областей:

  • 1) аридные — годовое количество осадков существенно меньше суммарного годового испарения воды, растения испытывают постоянный дефицит влаги;
  • 2) полуаридные — годовое количество осадков примерно равно суммарному годовому испарению воды;
  • 3) гумидные — годовое количество осадков существенно больше суммарного годового испарения воды, растения достаточно обеспечены влагой (лесостепи, леса).

Наряду с годовым количеством осадков чрезвычайно важно их распределение по времени, прежде всего в течение вегетационного периода.

Существует пять основных экологических групп растений по отношению к воде:

  • 1) гидрофиты(водные растения) — растения, обитающие в воде;
  • 2) гигрофиты (влаголюбивые) — растения влажных местообитаний, отличаются невысоким осмотическим давлением, интенсивной транспирацией, крупными листьями, поверхностной корневой системой;
  • 3) мезофиты(относительно влаголюбивые) — растения среднеув-лажненных местообитаний (большинство растений);
  • 4) ксерофиты (засухоустойчивые) — растения, способные расти в условиях постоянного или сезонного дефицита влаги, отличаются высоким осмотическим давлением, сильно развитой корневой системой, малыми размерами листьев, толстым эпидермисом листьев, густым опушением, особым строением устьиц, высокой водоудерживающей способностью листьев, особым сезонным ритмом развития (вегетируют во влажное время года);
  • 5) ультраксерофиты (засухолюбивые) — растения, способные расти в условиях почти полного отсутствия влаги.
Статья по теме:   Размножение прививками - Способы размножения винограда

Также имеется классификация по допустимой продолжительности затопления деревьев и кустарников.

Воздух. Газовый состав воздуха и его циркуляция (ветер) являются важными экологическими факторами. Растения играют важную роль в циркуляции углекислого газа: в связи с интенсивным сжиганием топлива количество углекислого газа в атмосфере увеличивается, что приводит к повышению температуры воздуха (парниковый эффект). Количество кислорода в воздухе вполне достаточно для дыхания растений, однако в почве его содержание резко снижается.

Поскольку в промышленных центрах воздух содержит большое количество сажи, сернистого ангидрида, аммиака и других вредных веществ, древесные растения могут накапливать вредные вещества в течение всей жизни. Поэтому у древесных растений различают степень дымо- и газостойкости.

Ветер обеспечивает перемешивание воздуха и воздействует на транспирацию растений. Сильные ветра, действующие в одном направлении (берег моря, горы), способствуют образованию приземистых и стелющихся форм растений.

У анемофильных растений ветер переносит пыльцу, у анемо-хорных — распространяет зрелые плоды и семена.

Эдафические экологические факторы. К ним относятся почва, материнская порода и грунтовые воды. Почва — поверхностный слой земной коры, изменившийся под воздействием тепла, воды, воздуха и живых организмов. Почва необходима для закрепления растений и питания. В состав почвы входят: минералы, органические соединения, вода, воздух, живые организмы. Из почвы растения поглощают: азот, калий, фосфор, кальций, серу, железо, магний, а также микроэлементы — бор, цинк, марганец, медь.

Гумус — продукт распада органического вещества животного или растительного происхождения в почве. Принята следующая классификация растений по отношению к почвенному плодородию:

  • 1) олиготрофы — способны расти на бедных почвах;
  • 2) эутрофы — хорошо растут только на богатых почвах;
  • 3) мезотрофы — растут на почвах среднего плодородия.

Почвенный раствор может иметь кислую (pH 7) или нейтральную (pH = 7) реакции. Избыток ионов водорода приводит к кислой реакции среды, избыток гидроксильной группы ОН — к щелочной реакции. Существует следующая классификация растений по отношению к кислотности почвы:

  • 1) кальцефиты — предпочитают известковые почвы;
  • 2) кальцефобы — не способны расти на известковых почвах.

Топографические экологические факторы (рельеф). Рельефом называют совокупность неровностей земной поверхности. Рельеф оценивается следующими показателями: 1) высотой над уровнем моря; 2) крутизной склона; 3) экспозицией склона.

Рельеф оказывает сильное влияние на климатические (температуру, влажность, освещенность и циркуляцию воздуха) и эдафи-ческие факторы. По мере поднятия над уровнем моря происходит снижение температуры (на каждые 100 м подъема температура падает на 0,5—0,7 °С), возрастает количество осадков, изменяется освещенность и спектральный состав света.

Крутизна склона оказывает влияние на развитие корневой системы и кроны, экспозиция склона — на освещенность, тепловой и водный режимы.

Микроповышения почвы приводят к иссушению, сдуванию снега, микропонижения — к вымоканию, повреждению заморозками.

Биотические экологические факторы. К биотическим факторам относят факторы, обусловленные взаимодействием между живыми организмами в биоценозах. Различают две группы биотических факторов: 1) фитогенные — взаимовлияние растений; 2) зоогенные — взаимовлияние растений и животных.

Формы проявления фитогенных факторов: 1) конкуренция в биоценозах за свет, воду, питание, пространство; 2) симбиоз с грибами (ель, сосна, пихта, лиственница, дуб, бук, граб); аллелопатия — воздействие растений друг на друга, а также на микроорганизмы путем выделения биологически активных веществ.

Проявления аллелопатии: 1) высшие растения влияют на высшие путем выделения тормозящих веществ — колинов; 2) высшие растения влияют на микроорганизмы путем выделения фитонцидов;

3) микроорганизмы влияют на высшие растения путем выделения веществ завядания — маразминов; 4) микроорганизмы влияют на микроорганизмы путем выделения антибиотиков.

Аллелопатические воздействия бывают трех типов: 1) стимулирующие; 2) угнетающие; 3) индифферентные.

Проявление зоогенных факторов, например животные: 1) переносят пыльцу, плоды и семена; 2) оказывают сильное влияние на растения (травоядные животные); 3) изменяют среду обитания растений.

Антропогенные экологические факторы. К ним относят факторы, связанные с деятельностью человека. Формы проявления:

  • 1) преобразование растительного покрова (развитие земледелия, интродукция);
  • 2) изменение среды обитания для растений (осушение болот, мелиорация земель);
  • 3) защита растений от неблагоприятных факторов внешней среды (защита от вредителей, болезней, сорняков);
  • 4) сохранение растительности и видового состава флоры (Красная книга, проблема сохранения биоразнообразия).
  • 1. Какие экологические факторы относятся к абиотической среде, а какие — к биотической?
  • 2. На какие группы делятся растения в зависимости от реакции на интенсивность освещенности места произрастания?
  • 3. Какие характеристики оценивают отношение растений к температуре?
  • 4. В чем отличие морозостойкости от зимостойкости?
  • 5. Сколько температурных зон выделяют на нашей планете и что берется за основу такого выделения?
  • 6. Какие территориальные области выделяют при характеристике водообес-печенности?
  • 7. Какие группы растений выделяют по отношению к воде?
  • 8. Каково влияние газового состава воздуха и его циркуляции на растения?
  • 9. На какие группы делятся растения по отношению к почвенному плодородию?
  • 10. В чем отличие топографических факторов от всех остальных экологических факторов?
  • 11. В каких формах проявляются фитогенные и зоогенные факторы?
  • 12. Как влияют антропогенные факторы на растения?
  • [1]Griffiths М. Index of Garden Plants. London, 1997.
Статья по теме:   Сорт винограда Хихви

Эколого-почвенные предпосылки роста и развития – Географический конвейер

Содержание материала

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ (ПРИРОДНЫЙ) КОНВЕЙЕР
Современная география сельскохозяйственных растений, в том числе винограда, определилась в процессе длительного исторического развития. Растение сопутствовало всюду расселяющемуся человеку максимально эксплуатировать природу за теплую часть года, от начала весны до конца осени.


Рис. 7. Сроки созревания различных сортов винограда на территории СССР
Сорта: а—очень ранние; б — ранние; в — средние; г — поздние; д — очень поздние; 1 — южные районы Туркменской ССР, Узбекской ССР и Таджикской ССР; 2 — Самарканд- Ташкент; 3 — Кировобадский район Азербайджанской ССР; 4 — Западная Грузия; 5 — Южный берег Крыма; 6 — средняя часть Молдавской ССР

На юге и в сравнительно низко расположенных над уровнем моря местах размещались поздно созревающие культуры и их сорта. На крайнем севере и в высокогорных районах культивировались ультраскороспелые растения. Между ними располагалась вся гамма культур и сортов, использующих весь вегетационный период. В таком же направлении шла селекция сельскохозяйственных растений — и народная, и научная. Это имело важные преимущества: чем полнее используется вегетационный период, тем больше продукции можно собрать с единицы площади. Более поздние культуры и сорта, как правило, более урожайны. Ввиду слабо развитых межрайонных связей и отсутствия транспортных средств каждый район производил продукцию как бы для себя. Такое стихийно создававшееся районирование привело к тому, что в масштабе всей страны большинство культур и сортов созревает одновременно — в сентябре и октябре. В это время года образуется избыток свежих продуктов сельского хозяйства. Осень на всех языках народов внетропического пояса именуется “бархатным сезоном” или эквивалентными терминами. Зато в другие времена года свежих продуктов нет или мало. Их можно выращивать в теплицах и оранжереях. Однако это дорого и не всегда рентабельно. Оранжерейная культура возможна лишь там, где имеются дешевые источники тепловой энергии. Кроме того, площадь закрытого грунта измеряется обычно гектарами, в лучшем случае, сотнями гектаров.

Свежий виноград в массе поступает на рынок почти всюду также осенью в течение только одного месяца, большей частью сентября. В остальное время он отсутствует даже в больницах и детских учреждениях.

Рис. 8. Сроки созревания различных сортов винограда на территории Грузии
а — очень ранние; б — ранние; в — средние; г — поздние; д — очень поздние;

  1. — низовья рек Иори и Алзани в Кахетии; южные склоны Средней Имеретин;
  2. — районы Телави-Напареули; 3 — районы Батуми и Гагры

Для рационального решения проблемы в 1952 г. было предложено определенную часть земледельческих территорий СССР отводить на жарком юге и в низко расположенных (по отношению к уровню моря) местах под ультра- скороспелые сорта, требующие сумм температур около 2100° (Давитая, 1952). Здесь они будут созревать к середине июня. В остальных районах сорта должны быть подобраны таким образом, чтобы созревание, заканчиваясь в одном районе, начиналось в другом, и так непрерывно до декабря.
На рис. 7 показана возможность сбора винограда на территории Советского Союза по принципу географического конвейера. Можно подумать, что осуществление указанного метода возможно лишь в такой обширной стране, как СССР, при огромных разнообразиях его природных условий. Это, однако, не так. На рис. 8 приведена аналогичная схема для столь малой (76 тыс. кm2). но горной страны, как Грузия.
Таким образом, свежий виноград, снятый с плантаций, вместо одного месяца, можно иметь в течение 5—7 месяцев. При современной технике виноград можно хранить в свежем виде, без потери его вкусовых качеств в течение 2—3 месяцев (по некоторым данным и больше). Учитывая это, можно говорить о принципиальной возможности почти круглогодового обеспечения свежим виноградом массового потребителя.
Изложенный способ вошел в научную и учебную литературу как метод географического (природного) конвейера. Нередко называют его и методом зеленого конвейера, хотя этот термин не точен. Речь идет не о зеленых, а о свежих продуктах сельского хозяйства, достигших потребительской спелости. Он может быть применен в общей сумме на десятках и сотнях тысяч гектаров.

Источники:

http://mse-online.ru/pochvovedenie/osobennosti-faktorov-pochvoobrazovaniya-v-gorax.html
http://studref.com/323594/agropromyshlennost/ekologicheskie_faktory_vliyayuschie_rasteniya
http://vinograd.info/knigi/fiziologiya-vinograda-stoev/ekologo-pochvennye-predposylki-rosta-i-razvitiya-7.html

Добавить комментарий