Лекции по "Өсімдіктер экологиясы"

1. Ауа-райы (жылу, жарық, ылғал, жауын-шашын);

2. Топырақты  (эдафикалық) механикалық құрамы, жер  топырақтың химиялық жəне физикалық  қасиетері;  

Бұл топқа М.С. Двораковский (1953) бойынша топырақтың микрофлрасы қосылады.

Біздің  ойымызша жоғарғы сатыдағы өсімдіктер мен топырақ микроорганизмдерінің өзара қарым-қатынасын биотикалық факторларға қосып қарастырған жөн сияқты.

3. Биотикалық (жануарлар, өсімдіктер, саңырауқұлақтар жəне микроорганизмдер);

4. Жер  бедері топографиялық (жер бедері жəне тау баурайларының экспозициясы);

5. Аэрологиялық (ауа құрамы, оның қозғалысы жəне ылғалдығы);

6. Антропогендік; 

7. Тарихи;

8. Көптеген  зерттеушілер ионизациялық радиацияны  ерекше фактор ретінде бөліп  

қарастырады, сондықтанда бұл бағытқа көптеген экспериментальды жұмыстар арналған. Соңғысын мұндай бөліп қарастыру шартты екендігін ескерген жөн. Өсімдікке оның атмосферадағы жəне топырақтағы жағдайы мен мөлшері өте маңызды. Ал аэрологиялық факторды климаттық топқа қосқан дұрыс.

    Əр фактор сапа жағынан ерекше, сандық тұрғыдан анық, белгілі бір жиілік жəне көлемді сипатта əсер етеді. Жалпы мысалы ана немесе мына организмге жылулықтың, ылғалдылықтың, жарықтың əсерінің сипаты туралы айту мүмкін емес. Керісінше организмге əсер етуші оң немесе теріс температура, белгілі ылғалдылық жəне жарық бар.

    Экологиялық факторлар дегеніміз - организм үшін қажетті немесе теріс әсерін тигізетін ортаның элементтері. Табиғаттағы экологиялық факторлар жиынтық к‰йінде әсер етеді. Организмдер болса факторлардың әсеріне әр түрлі реакция (жауап) береді. Мәселен, ащы суда тіршілік ететін организмдер үшін тұз және минералды заттар шешуші роль атқарады, ал тұщы су организмдер үшін қажеті шамалы.

    Шөл-шөлейтті жерлердегі өсімдіктер үшін жоғары температура, ылғалдық аздығы қолайлы фактор болса, ал орман өсімдіктеріне бұл қолайсыз факторлар болып табылады. Міне, осы жағдайлар мен факторлар оларға организмдердің бейімделуі ұзақ жылдар бойы қалыптасқан тарихи дамудың жемісі деп білесіз. Нәтижесінде өсімдіктер мен жануарлардың түбегейлі қалыптасқан географиялық белдемелері айқындалады.

    Факторлар үш негізгі топқа жіктеледі: абиотикалық, биотикалық және антропогендік.

    Абиотикалық факторлар дегеніміз  - Организмдерге әсер ететін бейорганикалық ортаның жиынтығы. Олар- химиялық ( атмосфераның құрамы, теңіз және тұщы сулар, шөгінділер, т.б.) және физикалық (температура, қысым , ылғал, жел, радиация, т.б.) деп бөлінеді. Сол сияқты жердің рельфі, геологиялық және геоморфологиялық құрылымы, ортаның сілтілік немесе қышқылдығы , космостық сәулелер, т.б. факторлар организм үшін әр түрлі деңгейде әсер етеді.

    Биотикалық  факторлар дегеніміз  - тірі организмдердің бір -біріне және ортаға жағымды немесе жағымсыз әсер етуі. Бұл өте күрделі процестер жиынтығы. Өйткені тірі организмдер бір-бірімен қоректену, бәсеке, паразиттік, жыртқыштық, селбесіп тіршілік ету арқылы алуан түрлі қарым-қатынас болады. Аталған қарым-қатынастар өсімдік пен өсімдік, жануар мен өсімдік немесе жануар мен жануар арасында болуы мүмкін.

    Антропогендік факторлар дегеніміз  - қоршаған ортаға тигізетін адам баласы іс-әрекетінің тікелей немесе жанама әсері. Адам баласы өзінің материалдық игілігі үшін табиғат байлықтарын игеруге мәжбүр болады. Нәтижесінде ірі кешендер, өнеркәсіп, зауыт, кен байыту, авто көліктер, ауыл шаруашылығы салалары дами түседі. Ал олардан зиянды әртүрлі газдар, қалдықтар, лас сулар, химиялық зиянды

    қосынды заттар айнала қоршаған ортаға тарайды. Зиянды заттардың көпшілігі табиғатта айналымға түспей, жинақталып бүкіл тіршілікке кері әсерін тигізе бастайды. Яғни, атмосфера ауасының ластануы, су айналасының бұзылуы, жердің құнарсыздануы, қуаңшылық, өзен-көлдердің тартылуы, өсімдіктер мен жануарлардың сиреп немесе құрып кетуі, адам баласының денсаулығының бұзылуы және жалпы биосфера шегіндегі бұрын - соңғы болмаған климаттық өзгеру құбылыстары үдей түседі. Соңғы жылдары антропогендік факторлардың табиғи ортаға және жалпы биосфераға айқын біліне бастады. Осыған орай , адам баласының іс-әрекеті бақылауға алынып табиғат тепе-теңдігінің бұзылмауына жол бермеу жолдары ғаламдық проблемалар деңгейінде қарастырылуда.

    Экологиялық факторлардың әсер ету  заңдылықтары.

    Экологиялық факторлардың организмге əсер етуі мен  оған организмнің реакциясы бірдей болмайды. Сондықтан организм үшін факторлардың бұрыннан қалыптасқан жиынтығы ғана қажет. Ал, басқа факторлар оның қалыпты тіршілігіне кері əсерін тигізеді. Яғни, əрбір организмге əсер ететін факторлардың төменгі жəне жоғарғы шегі болады жəне бір фактор шешуші роль атқарады. Бұл заңдылықты неміс химігі Ю.Либих (1948ж) ашқан. Оны “Минимум заңы” дейді. Бұл заңның өмірде практикалық маңызы зор. Өйткені, организмдердің ең қажетті шектеуші факторларын біле отырып мол өнім алуға немесе табиғат ресурстарын тиімді пайдалануға жол ашады.

    Шешуші  факторлармен қатар организмнің  факторлар жиынтығына деген ең жоғарғы  төзімділік қасиеті болады. Төзімділік (толерантность) заңы В. Шелфордтың есімімен аталады. Заңның негізгі организмдердің факторларға деген талғамының шектелуі. Кез-келген организмнің төзімділік шегі болады. Егер төзімділік шегінен шығып кетсе организм тіршілігін жояды. Мəселен, қатты қуаңшылық жылдары өсімдіктердің құрып кетуі. Организмдердің төзімділік шегін білудің практикалық маңызы бар. Əсіресе, өсімдіктерді жерсіндіру жұмыстарында төзімділік заңының негізгі тəртіптері ескерілді.

    Табиғатта организмдердің көптеген түрлері экологиялық  факторлар жиынтығына, оның шекті  мөлшері мен төзімділік шегіне бағына бермейді. Керісінше қолайсыз экологиялық  орталарда қалыпты тіршілігін жалғастыра береді. Организмдердің бұл тобын  эврибиянтты түрлер дейді.

    Кейбір организмдер орта мен факторларға талғамы жоғары болады. Оларды біз стенобионтты организмдер дейміз. Стенобионтты организмдер дің таралу аймағы шектеулі болады. Шектеулі фактор абиотикалық немесе биотикалық болуы мүмкін.

    Факторлардың  организмдерге әсерінің біртекті болмауы биологиялық көп түрлілігіне әсер етумен бірге олардың географиялық белдеулер және табиғат белдеулері бойынша таралуына да әсер етеді. Нәтижесінде, табиғаттың әр түрлі ландшафтарында микроорганизмдер, жануарлармен өсімдіктердің белгілі бір бірегей жиынтығы ортақ жағдайда тіршілік етеді.

    Экологиялық факторлардың организмдерге тікелей  немесе жанама әсер етуі олардың белгілі  бір биотопқа бейімделген тіршілік формаларын қалыптастырады. Организмдерді экологиялық тұрғыдан жіктеу негізінен толық бір жүйеге келтірілмеген. Сондықтан, біз организмдердің тіршілік формаларын жіктеуде олардың тіршілік ортасын негізге аламыз.

    Тіршілік  формасы дегеніміз - организмдердің тіршілік ортасының ерекшелігіне қарай морфологиялық жағынан бейімделуі.

    Ғалымдар  өсімдіктер әлемін зерттей келіп олардың тіршілік формасын жіктеуге ұмтылған. Соның ішінде біз ботаник С.Раункиер (1905-1907) жүйесін негізге аламыз.

    • Эпифиптер –топырақта тамыры болмайтын ағаштарға асылып, шырмалып өсетін өсімдіктер (қыналар, мүктер).

    • Фанерофиттер – жер бетінде өсетін барлық ағаштар, бұталар мен шөптесін өсімдіктер.

    • Хамефиттер - өркендері жер бетінен өсетін шөптесін көп жылдық өсімдіктер. Қыста өркендері үсімейтін өсімдіктер.

    • Гемикриптофиттер – жер бетіндегі өркендері қыста үсіп қалатын, ал пиязшықтары сақталатын өсімдіктер.

    • Криптофиттер немесе геофиттер – топырақтың терең қабатында тамыр т‰йнектері сақталып қалатын көп жылдық өсімдіктер (сәбіз, ашкөк, андыз, т.б.).

    • Терофиттер –жер асты, жер үсті мүшелері тегіс үсіп немесе қурап қалатын бір жылдық өсімдіктер (астық тұқымдастар, т.б,).  

ƏДЕБИЕТТЕР 

    Негізгі

4. И.М.Культиасов. Экология растений. Изд-во Московского  университета 1982.384с.

5. Т.К.Горышина. Экология растений. Москва. Высшая  школа. 1979 год 

6. А.П.Шенников  Экология растений. Государственное  изд-во. Советская наука Москва. 1950 год  

Қосымша

6. Г.И.Поплавская. Экология растений. Изд-во АН СССР. 1948 год 

7. И.Г.Серебряков. Экологическая морфология растений. М. Высшая школа.1962 год. 

8. Э.Пианка. Эволюционная экология. М.1981 год. 

9. И.Н.Пономарева. Экология растений с основами  биогеоценологии. М.1978 год. 

10. Н.С.Михайловская. Строение растений в связи  с условиями их жизни. М.1977 год.  

    ЛЕКЦИЯ 3.

    ЖЫЛУ  ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ФАКТОР РЕТІНДЕ.

    Жылудың күннен жерге таралуы. Өсімдіктердің  температурасы қоршаған орта температурасына  тəуелді. Өсімдіктердің жеке қызметтеріне жылудың əсері. Жылулық режимімен  өсімдіктердің байланысы. Өсімдіктердің  төменгі жəне жоғарғы температурасына  əсері. Температуралардың таралуына  жер бедері мен экспозицияның  əсері. Вегетациялық периодтың ұзақтығымен  вегетациялық ритмиканың температурамен байланысы. Жылулық факторын ботанико-географиялық тұрғыдан қарау. Өсімдіктердің температураны қажет етуінің жалпы климаттық жағдаймен байланысы.

    Экологиялық фактор жылудың сипаты. Температура  дегеніміз белгілі бір жүйедегі молекула мен атомдардың кинетикалық жылдамдығын білдіреді (анықтайды). Физика заңдылығы бойынша жылу кинетикалық энергия (қуат) түрі, демек бұл энергияның басқа түрлеріне айналады да, шартты түрде қызған денеден біршама суық денеге беріледі.

    Мұндай  айналудың 3 тəсілі бар: радияциялық  жылу алмасу, конвекция (лат. convection –  жеткізу, температура мен тығыздық айырманың əсерінен ұсақ бөлшектердің тік бағытта орын алмастыруы).

    Радияция  – күн сəулесінің əртүрлі ұзындықтағы толқындарының немесе күннің жылуының шағылысуы (инсоляция). Күн сəулесінің біршама бөлігі атмосфераның жоғарғы деңгейінде сіңіріледі де, ал қалған бөлігі жер бетін қыздырады (жылытады). Топырақ қабаты өзінің қызу деңгейінің біршама атмосфераға кері ағыспен қайырады. Бұл жерде атмосфера қабаты қорғаушы қалқан (экран – азон өабаты), яғни екі жақты қызмет атқарады.

    Атмосфераның  төменгі қабаты қызғанда, ол өз тығыздығын азайтады да, жоғары көтеріледі (жеңілденеді), ал орнына суық ауа келеді. Осылай жылу ауаның суық ауамен жазық бағытта  алмасуын конвекция деп атайды (мыс. қаланың жылы ауасы кешкісін таудың суық ауасымен алмасады).

    Өсімдік ағзасындағы зат алмасуға қатысты  барлық физиологиялық, биохимиялық  процестер белгілі температура  деңгейінде іске асады (немесе жүреді). Бұл деңгейдің max-ды жəне min-ді деңгейінің аралығы əртүрлі, ал кейде мүлдем тар шамада болады.

    Жылу  факторы өсімдіктер түрінің туыстығының тұқымдастығының, қатар, бөлім өкілдерінің географиялық таралуында аса үлкен маңыз атқарады. Сыртқы ортаның жылулығынан немесе суықтығынан сол тірі жүйенің, болмаса жекелеген ағзадағы жүретін биохимиялық реакциялардың, яғни зат алмасудың жылдамдығы артады немесе кемиді, болмаса бірқалыпты жүреді. Сондықтан тіршіліктің шекарасы болып оны құраушы белоктардың құрылымы мен қызметі бірқалыпты жүретін деңгейі болуы тиіс. Мыс.: ол орташа 0-ден +50 ⁰C аралығында болады.

Əйтседе қайсыбір балдырлардың (ыстық қайнарларда) арнайы маманданған ферменттік жүйесі олардың t 70⁰-80⁰С-та тіршілік етуін қамтамасыз етеді. Өте салқын (немесе суық) аймаққа бейімделген ағзалар

тобын криофильдер (грек. криос-суық, филео-сүйемін; психрофильді ағзалар) деп атайды. Бұл топтағы ағзалар өз тіршілігін -8 – 10 ⁰С деңгейінде тоқтатпайды.

    Крифильдерге: бактериялар, саңырауқұлақтар, қыналар, мүктердің тіршілікті ортасы – арктик, антрактидада, Памирдің биік таулы шөлдерінде, биік таулы альпі белдеуінде жəне суы теңіздер. Керісінше оң мəнді жоғарғы температураға бейімделген ағзалар тобын термофильдер (грек. термос-жылы, филео-сүйемін, ұнатамын) – жылулықты ұнататын ағзалар тобы. Мыс.: құмды шөлді аймақтардағы, ыстық қайнарлардағы микроорганизмдер мен балдырлар. Біраз организмдердің латентті кезеңіндегі төзімділігі олардың тіршіліктік қабілетінің шекарсын біршама жылжытады. Мыс.: кейбір бактериялардың споралары аса жоғары температурада (+180⁰С) қақтауға төзеді. Қайсыбір өсімдіктер тұқымы, тозаң дəні жəне споралары -271 ⁰С деңгейде суыққа төзген.