Геоботаника как наука. Основные понятия

1.

Лекция 1. ТЕМА:
ГЕОБОТАНИКА – КАК НАУКА.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

2.

Основная литература
• Суворов В.В. Ботаника с основами
геоботаники: учебник для бакалавров/ В.В.
Суворов, И.И. Воронова. – М.: АРИС, 2012. –
520 с.
• Шенников А.П. Введение в геоботанику –
М.: Агропромиздат, 1964.
• Воронов А.Г. Геоботаника. – М.: Высшая
школа, 1979.

3.

План лекции
1. Предмет изучения, задачи геоботаники. Место
геоботаники в системе биологических
дисциплин.
2. Практическое применение науки геоботаники.
3. Разделы геоботаники. Объекты изучения
геоботаники
4. Понятие об ареале и флоре. Типы ареалов.
Растения – космополиты, эндемики, реликты.
5. Фитоценоз. Биоценоз. Экотоп. Биогеоценоз.
Экосистема.

4.

• Геоботаника – наука о растительных
сообществах, или фитоценозах, их строении
и внутренних взаимосвязях,
взаимодействии с внешней средой,
развитии и путях использования.
• Геоботаника в переводе означает земельная
(гео) ботаника.
Растительные
сообщества
по-другому
называют
фитоценозами,
поэтому
геоботанику называют фитоценологией.

5.

• Как наука геоботаника зародилась недавно
в конце 19 столетия. Хотя представления о
растительных сообществах ,
произрастющих на отдельных участках
земли, были известны очень давно. Об
этом свидетельствуют народные названия
групп растений, произрастющих совместно:
луг, степь, лес, болото и др. Эти народные
названия отражают сущность растительных
группировок.

6.

• Геоботаника (фитоценология)
• Термин «геоботаника» предложен в 1866 году
русским ботаником Ф.И. Рупрехтом и немецким
ботаником А. Гризебахом
Рупрехт Франц Иванович (1814-1870 гг.) – российский
ботаник австрийского происхождения (в 1839 г иммигрировал в
Россию). Академик, с 1855 г директор Ботанического музея
Петербургской академии наук. Основные труды посвящены флоре
высших растений различных районов России, а также систематике
злаков, зонтичных, первоцветных, колокольчиковых. Обосновал
связь образования чернозема со степной растительностью.
Август Гризенбах (1814-1879 гг).
Сравнил растительность
земного шара согласно
климатическому
районированию.

7.

• Геоботаника возникла при изучении естественных
природных растительных сообществ –
фитоценозов. Однако, в настоящее время, в связи
с бурным развитием сельского хозяйства, в задачу
геоботаники входит изучение и культурных,
созданных человеком, фитоценозов –
агрофитоценозов. Даже посевы монокультур
(пшеницы, ржи и др.) являются фитоценозами, так
как вместе с ними растут и их спутники- сорняки,
образующие вместе с культурными растениями
определенные сообщества.

8.

Задачи геоботаники
1) Изучение флористического или видового состава и
строения фитоценозов.
2) Изучение формирования, изменяемости и смены
фитоценозов во времени в зависимости от внешних
и внутренних факторов (динамика фитоценозов.)
3) Изучение влияний и взаимовлияний между
растениями в фитоценозах.
4) Изучение закономерностей распределения
фитоценозов под влиянием экологических факторов
и в связи с деятельностью человека.
5) Изучение классификации фитоценозов.
6) Хозяйственная характеристика форм
растительности и выяснение путей их улучшения,
более рационального размещения и
использования.

9.

Связь геоботаники с другими науками
• В связи с широким кругом исследований
геоботаники по характеристике растительных
сообществ, растительности всего земного шара,
они проводятся в тесном контакте с почвоведами,
ботаниками и тесно связаны с другими
естественными науками- геологией, геохимией,
геофизикой, которые изучают историю нашей
планеты, ее развитие, влияние на животный и
растительный мир. Но особенно тесная связь
геоботаники существует с экологией растений.
(см. схему)

10.

Геоботаника
Науки о земле (метерология, физическая
география, гидрология, климатология,
почвоведение)
Ботанические дисциплины (морфология растений,
систематика растений, экология и география
растений)
Агрономические дисциплины (луговедение,
лесоведение, болотоведение, тундроведение)
Зоологические дисциплины (география и
экология животных)

11.

Практическое применение науки
геоботаники.
1) Зеленый растительный покров способен
переводить энергию солнечного света в
органическое вещество, без которого не может
существовать живое население Земли (охрана).
2) Растительные сообщества служат индикаторами,
показателями особенностей среды, пригодности
почв для практического использования (распашки),
глубины залегания грунтовых вод.
3) На естественных пастбищах геоботаники
помогают установить наиболее рациональный
режим их использования и предельные нагрузки
скота.

12.

4) Велика роль геоботаники в разработке мер
охраны природы, в частности, в выявлении
участков, подлежащих превращению в
заповедники.
5) Землеустроители применяют
геоботанические методы при выборе земель
под распашку, орошение.
6) Геоботанические знания необходимы при
создании искусственных фитоценозов.

13.

Геоботаника и землеустройство
• В наши дни под термином «землеустройство»
принято понимать систему мероприятий по
регулированию земельных отношений,
организации использования, а также охране
земельных участков того или иного назначения.
Главную задачу землеустроителя можно
сформулировать так: организация эффективного
использования земель. В сельском хозяйстве он
занимается отводом земельных участков под
сельскохозяйственные и другие нужды,
организацией и планированием рационального
использования земель и их охраны; оценкой
качества земель; осуществлением контроля

14.

• за использованием и охраной земельных
ресурсов и окружающей среды; подготовкой
материалов почвенных, геоботанических,
гидрологических и других изысканий для
землеустроительного проектирования и
кадастровой оценки земель; разработкой
проектов образования новых и упорядочения
существующих землевладений и
землепользований. И конечно такие работы
должны проводиться, опираясь на знание
геоботанических методов исследований
естественной природной среды.

15.

Разделы геоботаники
Фитогеография
Фитоценология
Историческая геоботаника
География растений
География
растительности
Экологическая
геоботаника
Основные понятия фитогеографии – это ареал и флора

16.

Объекты изучения геоботаники
-
Растительные сообщества, или фитоценозы
Флора
Растительный покров, или растительность
Биоценоз
Биогеоценоз
Экотоп
Экосистема

17.

Понятие о флоре и растительности
• Флора – исторически сложившаяся совокупность
видов растений, населяющих какую-либо
территорию. (Например, флора Алтая, Дальнего
востока, РФ и др.). Объем флоры определяется
богатством видового состава и величиной
занимаемой территории.
• Различают флору Земли, отдельных материков,
островов, флору стран, отдельных городов,
регионов и т.д.
• Флора Земли – 375 тыс. видов (250 тыс. цветущих)
• Флора Алтайского края – 2000 видов.
• Флора г. Барнаула – 800 видов.

18.

Растительность, или растительный покров –
совокупность растительных сообществ
(фитоценозов), произрастающих на
определенной территории (например,
растительность болот, степей, леса и др. )
• Говоря о растительности часто употребляют
однозначные термины – ландшафт (немецкое) и
пейзаж (французское).
• Ландшафт и пейзаж - означают общий вид
местности, которая характеризуется набором
типичных признаков – растительности, рельефа,
почвы и др.
• Например, лесной ландшафт, болотный
ландшафт, горный и др.

19.

• В природе растительные сообщества тесно связаны с
сообществами животных и микроорганизмов, образуя
комплексное сообщество – биоценоз.
• Биоценоз – совокупность растений (фитоценоз), животных
(зооценоз) и микроорганизмов (микробоценоз),
населяющих территорию с однородными условиями
существования, характеризующаяся определенными
взаимоотношениями организмов между собой и средой
обитания.
• Биоценоз существует в тесном взаимодействии с неживой
природой и в совокупности с ней образует биогеоценоз.
• Биогеоценоз – однородный участок земной поверхности с
определенным составом живых (биоценоз) и косных
(атмосфера, солнечная энергия, почва) компонентов,
объединенных обменом веществ и энергии в единый
природный комплекс.

20.

Ареал. Типы ареалов
• Ареал – это географическая область, в пределах
которой распространен какой-либо вид растений или
животных.
Границы ареала обусловлены рядом факторов (историческими, климатическими, почвенными).
Распространение вида внутри ареала приурочено к
определенным экотопам (местообитаниям), поэтому
встречается неравномерно, пятнами, прерывисто.
Например, какой –либо вид растений из группы
известколюбов будет расти в пределах своего ареала
пятнами, только на определенных почвенных разностях,
богатых известью.
Типы ареалов: сплошной, разорванный, реликтовый.

21.

• Сплошные ареалы занимают непрерывную территорию.
• Разорванные ареалы имеют территорию, разделенную на
2 или несколько частей. Расстояние между частями
достаточно велико, поэтому естественное расселение
растений в настоящее время между ними невозможно.
• Ареал может изменяться по площади и границам. В
благоприятных условиях среды он расширяется, в
неблагоприятных – сокращается или вымирает.
• Человек оказывает существенное влияние на
распространение отдельных видов растений и его ареала.
Создавая условия для роста одних растений и
неблагоприятные для других ареал или увеличивается или
уменьшается.

22.

Типы ареалов

23.

• Распространение растений по территории
земного шара неодинаковое. Те растения,
которые широко распространены на всех
континентах, называются космополитами
(клевер луговой).
• Эндемичные растения произрастают только в
определенных небольших географических
областях и имеют узкий ареал. Например,
секвойя встречается только в Северной Америке,
жень-шень на Дальнем Востоке и др. Больше
всего эндемов встречается в горных районах и на
островах, где экологические условия отличны от
других регионов.

24.

Растения - космополиты
Космополиты имеют широкое происхождение, то есть встречаются на всех
континентах земного шара ( рогоз, клевер луговой, подорожник, одуванчик).

25.

Растения эндемики произрастают на небольшой географической
площади, то есть имеют узкий ареал.
Эвкалипт – в диком виде растет
в Австралии.
Тау-сагыз – по горной
территории Каратау
Секвойя – в Северной Америке.

26.

Растения – эндемики
Радиола розовая – в горах
Алтая, Восточной Сибири,
Урала, Карпатах на Дальнем
Востоке.
Пион уклоняющийся
(Марьин-корень) – в
Сибири, на Дальнем
Востоке, в горных степях
Казахстана
Левзея сафлоровидная
(маралий корень) – на
Алтае

27.

-
Современные представления о
фитоценозе
«Фитоценоз или растительное сообщество – это
совокупность растений, занимающих однородный
участок земной поверхности, характеризующаяся
определенным составом, структурой, сложением и
взаимоотношениями растений между собой и
условиями окружающей среды. Характер этих
взаимоотношений определяется экологическими
свойствами самих растений и свойствами
местообитания (климатом, типом и свойствами почвы,
влиянием животных и человека.)»
В.Н. Сукачев

28.

Структура фитоценоза
• Фитоценоз представляет собой конкретное (не
случайное) сочетание исторически сложившегося
сообщества растений, в состав которого входят
высшие и низшие растения, отличающиеся
различным отношением к экологическим факторам.
• Примеры фитоценозов – лес, луг, степь, болото.
• Растения тесно связаны с животными, образующими
зооценозы. Вместе они образуют биоценозы,
сообщества живых организмов.
• В состав биоценоза входят также и микроорганизмы.
• Живые организмы тесно связаны с неживой
природой (почва), вместе с которой они образуют
сложный комплекс - биогеоценоз

29.

Структура фитоценоза
Цветковые
растения
Грибы
Голосеменные
Фитоценоз
Бактерии
Папоротники
Водоросли

30.

Характеристикой фитоценоза является:
1) видовой состав
2) количественное соотношение видов
3) пространственная структура

31.

Биоценоз – это совокупность растений
(фитоценоз), животных (зооценоз) и
микроорганизмов (микробоценоз),
населяющих территорию с однородными
условиями существования,
характеризующаяся определенными
взаимоотношениями организмов между
собой и средой обитания.
Совокупность условий среды данного участка,
где живут организмы называют ЭКОТОПОМ.

32.

• Биогеоценоз – это любое сообщество живых
существ (биоценоз) вместе с его средой обитания
(экотопом), функционирующее как единое целое
Биогеоценоз
Биоценоз
(совокупность
живых существ)
Экотоп (среда
их обитания)

33.

• Экосистема – это совокупность совместно
обитающих разных видов организмов и
условий их существования, объединенных
между собой обменом веществ и энергии
Экосистема
• Микросистема (кочка
среди болота, аквариум)
• Мезосистема (отдельный
участок леса)
• Макросистема (океан,
суша)
Совокупность всех биогеоценозов Земли создают
гигантскую экосистему – биосферу.