Введение в биогеографию. Лекция 1

1.

Киселева Людмила Леонидовна
Лекция 1.
Тема: Введение в биогеографию.

2. План:

1. Предмет и методы биогеографии.
2. Основные понятия и термины
биогеографии.
3. Жизненные формы растений.

3. Биогеография – наука о закономерностях географического распространения и размещения живых организмов и их сообществ на Земле.

Биогеография тесно связана с географическими и
биологическими науками и опирается на важнейшие
закономерности современной экологии.
Предмет изучения биогеографии включает:
- влияние среды на распространение организмов;
- зональное распределение основных сообществ;
- ареалы таксономических единиц;
- флористические и фаунистические области.

4. Методы биогеографии: – сравнительно-географический (сравнение особенностей флоры, фауны, растительного покрова, животного

населения
различных природно-территориальных комплексов);
- экологический (установление взаимодействия
органического мира с другими компонентами природнотерриториальных комплексов);
- количественный (установление закономерностей
распределения боимассы и биологической продукции);
- исторический;
- картографический.

5. Основные понятия биогеографии: Понятие биогеоценоза введено В.Н. Сукачевым в 1940 г. Биогеоценоз - однородный участок земной

поверхности с определенным составом живых
(биоценоз) и косных (биотоп) компонентов,
объединенных обменом вещества и энергии в
единый природный комплекс.

6. Совокупность биогеоценозов образует биогеоценотический покров Земли, т.е. всю биосферу, а отдельный биогеоценоз составляет ее

элементарную единицу.
Биосфера – оболочка Земли, состав,
структура и энергетика которой
определяются совокупной
деятельностью живых организмов.

7. Биоценоз – любое сообщество живых организмов, живущих на каком либо участке суши или водоема. Безразмерное понятие, например,

биоценоз
норы, болотной кочки.
Биотоп - относительно однородное по
абиотическим факторам среды пространство,
занятое биоценозом
(синоним местообитания вида или группы
видов).

8. За рубежом в аналогичном значении понятия биоценоз применяется термин экосистема: совокупность совместно обитающих организмов и

условий их существования, находящихся в
закономерной взаимосвязи друг с другом и
образующих систему взаимообусловленных
биотических и абиотических явлений и процессов.
Термин «экосистема» введен А. Тенсли в 1935 г.
Экосистема имеет произвольные границы – от
капли воды до биосферы (аквариум, космический
корабль, гниющий пень в лесу – это тоже
экосистемы).

9.

При выявлении границ биогеоценоза ведущее значение
придается растительности, поэтому границы
биогеоценоза совпадают с границами фитоценоза.
• Фитоценоз или растительное сообщество (по
определению В.Н.Сукачева) - всякая
совокупность высших и низших растений,
обитающих на данном однородном участке
земной поверхности, с только им свойственными
взаимоотношениями как между собой, так и с
условиями местообитания, и поэтому
создающими свою особую среду (фитосреду).

10. Растительность - совокупность растительных сообществ (фитоценозов), населяющих какую-либо территорию. Распределение

Растительность - совокупность
растительных сообществ
(фитоценозов), населяющих какуюлибо территорию.
Распределение растительности определяется в
основном общеклиматическими условиями и
подчиняется законам широтной зональности на
равнинах и высотной поясности в горах.

11.

Флора - исторически сложившаяся совокупность
видов растений, населяющих какую-либо
территорию или населявших ее в прошедшие
геологические эпохи.
Фауна – совокупность видов животных, обитающих
на определенной территории. Термин «фауна»
применим и к совокупности животных какой-либо
систематической категории (например, фауна
птиц – орнитофауна, фауна рыб – ихтиофауна и
т.д.).
Животный мир – совокупность особей различных
видов животных, характерных для данной
территории.

12.

Вид – основная структурная единица в системе живых
организмов, качественный этап их эволюции, т.е. вид –
основная таксономическая категория в биологической
систематике.
морфологическое определение вида:
Вид - совокупность особей, которая по тем или иным
морфологическим, физиологическим или биохимическим
характеристикам отличается от других групп.
биологическое определение вида:
Вид – это совокупность особей, между которыми происходит
свободное скрещивание, но при этом отсутствует
скрещивание с особями других групп.

13. Жизненные формы растений. Жизненная форма, или биоморфа (греч. биос – жизнь, морфе - форма) – своеобразный внешний облик

растения,
отражающий его приспособления к
определенным условиям окружающей
среды.

14. Эколого-морфологическая классификация жизненных форм И.Г.Серебрякова основана на форме роста и длительности жизни вегетативных

органов.

15. Эколого-морфологическая классификация жизненных форм И.Г.Серебрякова

16.

А. ДРЕВЕСНЫЕ РАСТЕНИЯ
характеризуются многолетней
надземной системой побегов
I.
Деревья
II.
Кустарники
III.
Кустарнички

17.

I. Дерево
характеризуется наличием ствола, который
отличается большей длиной и толщиной
по сравнению с другими осями – ветвями
и сучьями, составляющими крону.
Ствол живет столько лет, сколько и все
дерево, т.е. от нескольких десятков до
нескольких сотен и даже тысяч лет
(например, секвойя более 5000 лет).

18.

Дерево – сосна лесная

19.

II. Кустарники
отличаются от деревьев наличием
нескольких лидерных осей, которые
называют стволиками. Длительность
жизни каждого стволика в среднем 10-50
лет (но у малины – всего 2 года, у лещины
обыкновенной – до 20 лет, а у сирени – до
60 лет), однако эти стволики сменяют друг
друга и кустарник в целом живет долго,
несколько десятков или сотен лет, иногда
дольше деревьев.
Высота кустарников лежит в пределах 1-7 м.

20. Кустарники - лещина обыкновенная (орешник)

Кустарники лещина обыкновенная
(орешник)
Высота – до 7 м.
Стволики живут до 20 лет

21. Кустарники

Малина
Сирень обыкновенная

22.

III. Кустарнички –
отличаются от кустарников высотой
(не более 50 см, в среднем 10-30 см).
Отдельные стволики соединены
длинными подземными корневищами и
живут 5-15 лет при общей длительности
жизни растения до многих десятков и
сотен лет.

23. Кустарнички

Черника
Брусника

24. Кустарнички

Клюква болотная

25.

Кустарнички
Голубика
Vaccinium uliginosum
Мирт болотный
Chamaedaphne calyculata

26.

Б. ПОЛУДРЕВЕСНЫЕ РАСТЕНИЯ
характеризуются тем, что нижняя часть их надземных
побегов многолетняя, деревянистая и несет почки
возобновления, а верхняя часть побегов травянистая и
ежегодно отмирает.
ПОЛУКУСТАРНИКИ
ПОЛУКУСТАРНИЧКИ

27.

Полукустарники
имеют высоту от 50 см
до 2 м, а их
многолетние части –
20-50 см.
Паслен сладко-горький

28.

Полукустарнички
имеют общую высоту 20-50 см,
а их многолетние части – 7-10 см.
Чабрец ползучий

29. ТРАВЯНИСТЫЕ РАСТЕНИЯ отличаются однолетними (точнее односезонными) надземными побегами, в то время как подземные и приземные

части –
многолетние.

30.

ТРАВЯНИСТЫЕ
РАСТЕНИЯ
ПО ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЖИЗНИ
ОДНОЛЕТНИЕ
ДВУЛЕТНИЕ
МНОГОЛЕТНИЕ

31. Однолетние травы не имеют почек возобновления и после цветения и плодоношения целиком отмирают, оставляя только семена.

32. Однолетние - Эфемеры, которые проходят весь свой жизненный цикл от семени до семени за считанные недели (от 2-3 недель до 1-3

месяцев), например, многие
крестоцветные в пустынях.

33. Эфемеры

Веснянка весенняя
Проломник нитевидный

34.

Двулетние
- в первый год образуют только
вегетативные органы, на второй год
цветут, образуют плоды и семена, после
чего отмирают.
Многолетние
травянистые растения живут более 2х лет

35.

ТРАВЯНИСТЫЕ РАСТЕНИЯ
По количеству цветений и плодоношений в
течение жизни
МОНОКАРПИЧЕСКИЕ
ПОЛИКАРПИЧЕСКИЕ

36. Монокарпические травы (греч. монос – один, карпос -плод) – растения, отмирающие целиком после первого плодоношения (однолетние,

двулетние и
некоторые многолетние растения).

37. Монокарпические многолетние растения, например, из семейства сложноцветные (некоторые виды бодяков и чертополохов) и зонтичные

(дягиль, дудник, тмин).
Эти растения в виде розетки живут
от 5 до 12 лет, после чего зацветают,
плодоносят и отмирают.

38. Монокарпические многолетние травы

Семейство
Сложноцветные
Чертополох поникший
Бодяк польский

39. Монокарпические многолетние травы

Семейство
Зонтичные
Дудник лекарственный
Тмин обыкновенный

40. По характеру вегетативных органов многолетние травы делят на 8 групп: 1. Стержнекорневые. Во взрослом состоянии имеют хорошо

развитый, часто
запасающий главный корень.

41.

1. Стержнекорневые
Клевер луговой
Фасоль обыкновенная

42. 2. Кистекорневые. Во взрослом состоянии имеют мочковатую корневую систему: главного корня нет или он не заметен; придаточные

корни в
большом числе скучены в виде
кисти и отходят от укороченной
подземной стеблевой оси
(вертикального корневища).

43.

2. Кистекорневые.
Ковыль перистый
Купальница европейская

44. 3. Короткокорневищные. Имеют хорошо выраженную подземную многолетнюю стеблевую ось (корневище) с короткими междоузлиями, длина

которых обычно не
превышает их диаметра.
Корневая система из
придаточных корней.

45. 3. Короткокорневищные

Венерин башмачок настоящий

46.

3. Короткокорневищные
Касатик безлистный

47.

3. Короткокорневищные
Кувшинка чисто-белая
Кубышка желтая

48. 4. Длиннокорневищные. Имеют корневище с длинными (более 3 см) междоузлиями. Корневая система представлена придаточными корнями,

быстро
сменяющимися.

49. 4. Длиннокорневищные.

ландыш майский
(Convallaria majalis)
пырей ползучий (Elytrigia repens),

50. 4. Длиннокорневищные.

Фиалка топяная

51. 5. Дерновинные или кустовые. Сильно кустящиеся травянистые растения с мочковатой корневой системой - преимущественно злаки и

5. Дерновинные или кустовые.
Сильно кустящиеся травянистые
растения с мочковатой
корневой системой преимущественно злаки и
осоки, которые делят на
рыхло- и плотнодерновинные
(рыхло- и плотнокустовые).

52. Ветвление побегов злаков происходит в зоне кущения, которая располагается в основании надземного побега и состоит из сближенных

узлов с
почками
возобновления.

53. Если, отходящие от зоны кущения, боковые побеги развиваются наклонно верх по отношению к материнским образуется рыхлый «куст»,

или дерновина.
Рыхлокустовые злаки –
ежа сборная, мятлик
дубравный, тимофеевка
луговая.
тимофеевка луговая

54. У плотнодерновинных растений боковые побеги растут параллельно материнским, плотно прижаты к ним, в результате чего формируется

компактный,
плотный «куст», или дерновина:
щучка дернистая, типчак,
ковыли

55. Плотнодерновинные растения

Ковыль красивейший

56. 6. Клубнеобразующие. Сборная группа растений с клубнями различного происхождения: побегового (картофель, седмичник

европейский),
стеблевого (цикламен),
корневого (мытник Кауфмана, таволга
обыкновенная, пальчатокоренники).

57. 6. Клубнеобразующие

Побегового происхождения
Седмичник европейский
Картофель

58. 6. Клубнеобразующие

Стеблевого происхождения
Цикламен персидский

59. 6. Клубнеобразующие

Корневого происхождения
Пальчатокоренник балтийский

60. 7. Луковичные. Растения с многолетними органами – луковицами, которые представляют собой укороченные под- или надземные побеги

с очень коротким стеблем («донцем»), на
верхней поверхности которого
расположены мясистые запасающие
чешуи (видоизмененные листья), в
пазухах которых находятся почки. От
нижней части донца отходят
многочисленные придаточные корни
(лук, тюльпан, пролеска).

61. 7. Луковичные.

Луковица лилии
Луковица лука репчатого

62. 7. Луковичные.

Пролеска сибирская

63. 7. Луковичные.

Рябчик шахматный

64. 8. Наземно-ползучие и наземно-столонные. Это травы с относительно долго живущими (2-4 года) горизонтальными ползучими

8. Наземно-ползучие и наземностолонные.
Это травы с относительно долго
живущими (2-4 года)
горизонтальными ползучими
олиственными побегами
(живучка ползучая, луговой чай
монетчатый) или быстро
отмирающими столонамиусами (земляника, костяника).

65. 8. Наземно-ползучие

Живучка ползучая

66. 8. Наземно-ползучие

Луговой чай
монетчатый

67. 8. Наземно-столонные.

Земляника лесная

68. 8. Наземно- столонные.

8. Наземностолонные.
Костяника

69.

К. Раункиер взял за основу признак, чрезвычайно
важный с приспособительной точки зрения:
положение и способ защиты почек возобновления у
растений в течение неблагоприятного периода —
холодного или сухого.
По этому признаку он выделил пять
крупных категорий жизненных форм:
1. Фанерофиты
2. Хамефиты
3. Гемикриптофиты
4. Криптофиты
5. Терофиты

70.

1. Фанерофиты
(греч. фанерос — открытый, явный) –
растения, у которых почки зимуют или
переносят засушливый период открыто,
достаточно высоко над землей
(деревья, кустарники, деревянистые лианы,
эпифиты или полупаразиты типа омелы).

71. Жизненные формы растений

72.

2. Хамефиты
(хаме — низкий) растения, у которых почки располагаются чуть
выше уровня почвы — на высоте 20—30 см
(кустарнички, полукустарники и
полукустарнички, многие стелющиеся
растения, растения-подушки).

73.

3. Гемикриптофиты
(геми — полу-, криптос—скрытый) —
обычно травянистые многолетние
растения; их почки возобновления
находятся на уровне почвы или погружены
очень неглубоко, главным образом в
подстилку, образуемую мертвым
растительным опадом, — это еще один
дополнительный покров для зимующих
почек.

74.

Гемикриптофиты

75.

4. Криптофиты
- почки возобновления находятся
в
почве
глубже
1
см
(корневищные,
клубневые,
луковичные
растения),
или
зимуют под водой.

76. Криптофиты

Пролеска сибирская

77.

Криптофиты
Кувшинка чисто-белая
Кубышка желтая

78.

5. Терофиты
(греч. терос — лето) это
однолетники,
у
которых все вегетативные
части отмирают к концу
сезона и зимующих почек не
остается.
Растения возобновляются
на следующий год из семян.

79. Биоспектры – показывают распределение видов по биоморфам (в % отношении)

Влажные тропики – выше 70 % фанерофиты
Пустыни – 42-82 % терофиты
Умеренный климат Европы – велика доля
гемикриптофитов и криптофитов
Арктика – велика доля гемикриптофитов и
хамефитов.