Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Геоботаніка – система знань про рослинний покрив

1. Поняття про рослинний покрив.

2. Поняття про геоботаніку.

3. Структурні підрозділи геоботаніки. Предмет фітоценології.

4. Методи геоботанічних досліджень.

5. Історія геоботаніки. Вітчизняні видатні вчені-геоботаніки.

Поняття про рослинний покрив. Рослинний покрив - це закономірне поєднання рослин на певній природній території, складене у конкретних геокліматичних умовах, у процесі історичного розвитку флори і рослинності даної території Рослинний покрив є структурним елементом природно-територіальних комплексів - ландшафтів. Можна говорити про рослинний покрив урочища, височини, Карпат, Лісостепу, Євразії та Землі в цілому. Він є майже неперервним явищем, "плівкою", що зникає лише на окремих ділянках Землі, - вище нівального поясу гір, навколо полюсів, в океанських зниженнях і ще у деяких інших екотопах екстремального характеру. Особливості розподілу рослинного покриву певних територій пов'язані з історичними, природно-кліматичними і локально-екологічними умовами розвитку рослинного світу, зі взаємозв'язками між видами рослин, а також між рослинами та іншими живими організмами, з біологічними особливостями рослин і нерівномірністю їхнього розповсюдження. Всі ці чинники створюють неперервну і безконечно різноманітну мозаїку рослинних поєднань у ландшафтах. Рослинні угруповання не є випадковими явищами, хоча і виникають внаслідок багатьох випадковостей. Закономірні поєднання рослин рано чи пізно перетворюються в автротрофні блоки екосистем. Рослинний покрив - безрангова система рослинного світу, що включає в себе флору та рослинність певної території, тому є комплексним, багатогранним і поліфункціональним явищем. Отримання знань про його особливості здійснюється різними способами, із застосуванням різних підходів та методів різних наук. Флора - це сукупність видів рослин, закономірно складена в межах певної природної території. Рослинність - це поєднання усіх рослинних угруповань, що історично склалося та існує на даній території. Форма організації рослинного покриву у вигляді рослинних угруповань та їхніх перехідних форм називається ценотичною. Ценотична організація рослинного покриву виникає внаслідок взаємовідношень між рослинними організмами та популяціями, їхнього взаємопристосування, а також взаємовідношень між рослинами та середовищем існування.

Поняття про геоботаніку. Знання геоботаніки необхідно кожному біологу, особливо працюючому на рівні організмів, популяційному, видовому рівні і рівні угруповань, так як вона дозволяє пізнати структуру (відповідає на питання «як влаштовано рослинне угруповання?") і динаміку рослинних угруповань (відповідає на питання «чому тут зростає саме таке угруповання і що буде тут у майбутньому?"). Тому, як навчальна дисципліна «Геоботаніка» («фітоценологія», «фітосоціологієя») викладається у всіх Університетах світу на біологічних факультетах.

Геоботаніка - наука про рослинний покрив Землі як сукупності рослинних угруповань, або фітоценозів. Термін «Геоботаніка» був одночасно запропонований в 1866 російським ботаніком-грунтознавців Ф.І. Рупрехтом і німецьким ботаніком А. Грізенбахом. Геоботаніка складається з двох розділів (наук): фітоценології (фітосоціологія (в західноєвропейській літературі)) та географії рослинності. Фітоценологія - наука про фітоценозах. Термін «фітоценологія» запропонований австрійським фітоценології Х. Гамсом в 1918р.

Фітоценологія (від фітоценоз і ...логия), вчення про фітоценози (рослинних співтовариствах); розділ геоботаніки (часто Ф. ототожнюють з геоботанікою) і біогеоценологиі. В кінці 19 ст в низці країн в результаті вивчення їх рослинного покриву виникло уявлення про закономірні поєднання спільно виростаючих рослин – рослинні співтовариства, була обгрунтована необхідність їх дослідження як особливого об'єкту і сформульовані завдання наукової дисципліни, що вивчає рослинні співтовариства, назву фітотопографієй (І. П. Норлін), флорологией (польськ. ботанік Ю. Пачоський, 1891), пізніше фітосоціологією (Пачоський, 1896; сов.(радянський) ботанік П. Н. Крилов, 1898), а потім Ф. (йому. геоботаник Х. Гаморі, 1918; сов.(радянський) ботанік Л. Р. Раменський, 1924). Останню назву отримало поширення в СРСР і деяких країнах Європи; у ін. країнах використовуються терміни фітосоціологія і екологія рослин.

Флорографію Й.К. Пачоський визначав як науку про генезис, життя, розвиток та поширення асоціацій (формацій). Він виділив фітоценотипи, компоненти та інгредієнти. Є відкривачем фіто соціологічного закону, або фіто ценогенезу, під яким розуміється багатовіковий розвиток фітоценозів від простих давніх до сучасних складних.

Географія рослинності - наука про закономірності географічного розподілу синтаксонів (рослинних угруповань різного рангу) по поверхні Землі. Геоботаніка включає в себе і екологію (демекологію і сінекологію), тому що вивчає питання взаємовідносин популяцій видів і рослинних угруповань з довкіллям, і в той же час саме за цими розділами геоботаніка входить в екологію. Геоботаніка поділяється також на загальну (розглядає загальні закономірності складу, структури, динаміки та географії рослинних угруповань) і спеціальну (вивчає особливості тих же властивостей фітоценозів стосовно окремих типів рослинності: лісову рослинність вивчає лісове господарство, рослинність тундри - тундрознавство, луків - лукознавство, боліт - болотознавство, визначенням умов середовища по рослинності займається індикаційна геоботаніка). Геоботаніка входить в міждисциплінарний науковий комплекс «Наука про рослинність» «vegetations Science», який досліджує закономірності відносини рослин до умов середовища в просторі і в часі починаючи від рівня індивідуума і популяції і закінчуючи інфраценотичним рівнем (флора, комплекси рослинності). В даний комплекс наук також входять: екологічна фізіологія рослин, популяційна біологія та екологія рослин (демекологія), синекологія (екологія угруповань), ботанічна географія (включаючи географію рослин (флористика, флорогенетика (історія флор), хорологія (наука про ареали таксонів)) і географію рослинності).

Мета геоботаніки - пізнання причин і закономірностей формування взаємовідносин рослинних угруповань до умов місцеперебування.

Основні завдання геоботаніки:

· Вивчення складу і структури фітоценозів.

· Вивчення закономірностей розподілу фітоценозів за еколого-ценотичних градиентам та їх динаміки фітоценозів.

· З'ясування залежності фітоценотичного складу рослинного покриву, флористичного складу фітоценозів та їх структури від біотичних і абіотичних факторів, впливу людини.

· Аналіз фітоценотичних відносин між популяціями рослин і взаємовідносин рослинних угруповань до умов місцеперебування.

· Класифікація, географія та картографування рослинності.

· Господарська характеристика різних форм рослинності і виявлення шляхів їх раціонального розміщення та сталого використання.

Геоботаніка - це комплексна наука про рослинний покрив природних та антропогеннотрансформованих територій, ландшафтів, екосистем, а саме, закономірності його складу, структури динаміки, розвитку, географії та взаємозв’язків з умовами довкілля. Геоботаніка спрямована на пізнання над організмових рівнів організації живого. Приділяючи увагу природним умовам середовища і типам місцезростань, геоботаніка тісно пов’язана з фізичною географією, ґрунтознавством, біогеографією.

Основи геоботанічних знань почали накопичуватись досить давно, тоді як фітоценологія - відносно молодша ботанічна наука. Вона сформувалась наприкінці XIX ст. Надмірна інтенсифікація сільскогосподарського та лісогосподарського виробництва у XX ст. спричинила знищення лісів, степів, боліт та лук на великих територіях. З одного боку, це зумовило розширення орних земель, з іншого, - знищення природної рослинності, розвитку процесів ерозії ґрунтів, утворення яружних систем, скорочення площ землекористування. Так, у післявоєнні роки (1945-1960) внаслідок суцільних рубок лісу в Українських Карпатах на тисячах гектарів були майже повністю змиті фунти, оголилися скелі, які й нині повністю не заліснені. У 60-80 рр. XX ст. на Поліссі були осушені сотні тисяч гектарів боліт, задля збільшення орних земель, підвищення продуктивності лісових деревостанів, створення сіяних лук і пасовищ тощо. Але нерегульоване і надмірне осушення призвело до того, що частина площ, раніше зайнятих болотами, виявилась непридатною для господарського освоєння, при цьому істотно обміліли малі й середні річки басейнів рік Прип'ять, Десна, Дніпро.

Ці приклади продемонстрували гостру необхідність у науково обґрунтованих заходах господарського освоєння природи, а також створення й відновлення стійких і продуктивних рослинних угруповань - лісів на еродованих ґрунтах, осушених та занедбаних після видобування торфу болотах, інших, близьких до природних угруповань на меліорованих землях, нових ландшафтів з відновленим рослинним покривом. Виникла потреба і в нормуванні антропогенного навантаження на рослинний покрив окремих природних територій та використання природних рослинних ресурсів України. Геоботанічний підхід до технологій оптимізації рослинного покриву може допомогти розв'язати такі важливі проблеми, як: господарське освоєння або відновлення природного рослинного покриву на занедбаних землях; створення агрофітоценозів, що забезпечують отримання екологічно чистої рослинницької продукції; проведення агролісомеліорації, природоохоронних заходів зі збереження гено- та генофонду; введення в культуру нових перспективних видів природної флори України; оптимізація екології міст і сіл; раціональне використання і підтримання природних кормових угідь; раціональне застосування агрохімічних засобів тощо. Саме через те, що в кожному окремому випадку постає завдання перетворення або відновлення рослинного покриву, ці проблеми можна раціонально вирішити лише використовуючи геоботанічні знання та методи, поряд зі знаннями та методами споріднених природничих наук - ландшафтознавства, ґрунтознавства, гідрології, екології тощо.

Структурні підрозділи геоботаніки. Предмет фітоценології. Деякі вчені ототожнюють геоботаніку та фітоценологію, проте, ми притримуємось того розуміння, що фітоценологія - більш спеціалізована, галузева наука, з вужчим об'ємом об'єктів досліджень.

На сучасному етапі розвитку геоботаніка - багатогранна фундаментальна система знань, що включає в себе цілий ряд наук і володіє численними спеціальними напрямками і виходами прикладного характеру. На думку одних дослідників, вона включає фітоценологію, або вчення про фітоценози, фітоценохорологію, або географію фітоценозів, та історичну геоботаніку, в інших - фітоценологію, фітодемологію (вчення про популяції рослин), фітосинекологію (вчення про екологію рослинних угруповань), фітогеосферологію (вчення про фітогеосферу), а також функціональні, хронологічні, типологічні та топологічні аспекти закономірно повторюваних сукупностей рослин.

Геоботаніку поділяють на загальну, що вивчає загальні аспекти структури, динаміки і географії рослинного покриву, та спеціальну (табл. 1.1). Спеціальні розділи присвячені дослідженню окремих ділянок рослинного покриву або типів рослинності, встановленню різноманітність фітоценозів і картині їх поширення, спеціальним класифікаціям фітоценозів тощо.

Таблиця 1.1.

Класиками ботаніки встановлено, що закономірні поєднання рослин, тобто, рослинні угруповання, є об'єктивно існуючим, очевидним компонентом рослинного покриву будь-якої території. Тому після оформлення геоботаніки як науки у її структурі виділився важливий напрямок - вчення про структурні одиниці ценотичної організації рослинного покриву - рослинні угруповання, або фітоценози. Об'єктом фітоценології, у вузькому розумінні, є ценотична форма організації рослинного покриву, тобто, його організація у вигляді рослинних угруповань, з усіма їхніми структурними одиницями, а предметом - склад, структура, формування та зміни, зв'язки з навколишнім середовищем, різноманітність, систематизація і класифікація рослинних угруповань, оцінка їхнього стану, моделювання і прогнозування.

Методи геоботанічних досліджень

Методи геоботанічних досліджень можна поділити на кілька загальних груп: 1) методи встановлення ознак фітоценозів; 2) аналізу розподілу і картографування рослинності на місцевості; 3) експериментальні методи; 4) біогеоценотичні; 5) стаціонарно-екологічні; 6) спеціальні методи лісової таксації.

Більшість окремих методів використовуються для геоботанічних досліджень різного типу і з різними цілями. Нижче перераховані основні з них.

Геоботанічний опис - один з основних і найбільш універсальних ме­тодів для геоботаніків. Геоботанічний опис - це наукові відомості про усі ос­новні параметри одного рослинного угруповання.

Метод пробних ділянок - використовується для детального опису будь-яких угруповань.

Метод облікових площадок - використовується для встановлення кількісних ознак та ознак структури угруповань (деталі див. у розділі 3.5).

Метод трансект. Трансекта - прямокутна смуга певної ширини і довжини, закладена в напрямку поперечного перетину морфологічно та / або екологічно неоднорідних ділянок рослинного покриву. Вона може перетинати неоднорідні плями в межах одного рослинного угруповання або кілька рослинних угруповань в межах одного контуру. Напрямок трансекта звичайно орієнтують за екологічним градієнтом - найбільш відчутною, але поступовою зміною одного чи кількох провідних факторів середовища, наприклад, в напрямку до узлісся, до дренуючого русла, від берега озера до його центрального масиву, від джерела засолення ґрунту до місцезростань з низькою засоленістю тощо. Вздовж трансекти систематичним - рівномірним - способом закладають дрібні пробні ділянки або облікові площадки. Ширина трансекти звичайно відповідає ширині цих облікових площадок, частіше дорівнює 1 м, рідше - кілька метрів. Звичайно трансекти використовують у стаціонарних чи напівстаціонарних типах геоботанічних досліджень: один раз заклавши їх у полі, на них здійснюють тривалі спостереження і багаторазові вимірювання.

Метод бісекти. Бісекта - це рамка визначеної площі, яку можна орієнтувати вертикально чи горизонтально.

Метод укісних снопів, або ваговий метод. Застосовується для бо­танічного та агрономічного аналізу травостою - його складу, загальної про­дуктивності та продуктивності окремих компонентів.

Етапи становлення та розвитку геоботаніки як науки

1. Передісторія (допарадигмальний період). У цей період геоботаніка була частиною ботанічної географії, не мала свого понятійного апарату, чітко поставлених завдань. Цей період сягає своїм корінням в 16 століття і тривав аж до 1910р., Коли відбувся 3 Міжнародний ботанічний конгрес у м. Брюссель, де вперше було сформульовано визначення основного синтаксону (одиниці класифікації) рослинності - асоціації.

2. Історія (період парадигми дискретності рослинності, організмізма) (1910 - 1960-е). Дана парадигма була названа так тому, що в її основі лежала ідея подібності між фітоценозом і організмом (фітоценоз як аналог організму). Рослинні угруповання розглядалися як результат коеволюції, тобто еволюції за допомогою взаємного пристосування видів, уподібнюючи види взаємопов'язаним частинам організму. Фітоценози представлялися з чіткими природними межами, і вважалося, що всі фітоценози можна об'єктивно перерахувати, тобто створити природну класифікацію фітоценозів.

3. Сучасні етап (період парадигми континууму) (з 1970-х до наших днів). Критику концепції дискретності рослинності ми знаходимо в зробленому ще в 1910 р. російським геоботаніком-лулукознавцем Леонтієм Григоровичем Раменским в доповіді «Про засади безперервності рослинного покриву» і в працях американського геоботаніка Г. Глінзона. Л.Г. Раменський вважав, що, кожен вид індивідуально розподілений у просторі і по-своєму приходить і йде з угруповання при його зміні (види рослин це «не рота солдатів, крокуючих в ногу»). Т.ч., природна рослинність - це безперервне явище, багатовимірний безперервний об'єкт, тобто рослинність, розглядається як безперервна мозаїка популяцій видів рослин, пов'язаних умовами середовища - в цьому і полягає парадигма континууму. Основна відмінність двох концепцій в тому, що концепція дискретності постулювала можливість створення об'єктивної природної класифікації фітоценозів, тобто кількість фітоценозів обмежена, тому що є чіткі межі між ними, а континуалісти вважають, що можливо створити тільки штучну, суб'єктивну класифікацію рослинності, яка необхідна для зручності роботи з рослинними угрупованнями, так як фітоценози поступово (континуально) переходять один в одного (змінюють один одного у часі і просторі) і тому кордону між ними умовні і залежать від того, в якому масштабі ми розіб'ємо континуум фітоценозів на умовно однорідні частини (синтаксони).

Відомі українські геоботаніки: Й. К. Пачоський, В. Г. Висоцький, Погребняк, Лавренко, Бельгард, Афанасьєв, Косець, Білик, Ю. Р. Шеляг-Сосонко, В. С. Ткаченко, Д. В. Дубина.