Лекции по "Өсімдіктер экологиясы"

    Тисс 2,41

    Самырсын 1,75

    Жарық сүйгіш өсімдіктер:

    Қарағай 1,13

    Балқарағай 1,15

    Ірі жапырақты – көлеңке сүйгіш өсімдіктер:  
 
 

    Орман жаңғақ 4,80

    Жөке 4,40

    Жарық сүйгіш өсімдіктер:

    Құмды бидайық 1,95

    Тартар  жапырақ 1,80

    Өсімдіктердің көлеңкелі немесе жарық сүйгіш деңгейі  сыртқы ортаның бірқатар факторларына (ауаның, топырақтың ылғалдылығына, жылулығына жəне т.б.) байланысты. Мысалы, солтүстіктің бірқатар өсімдіктері негізінде ашық, жарығы мол алаңқайларда өседі, ал осы өсімдік түрлері оңтүстікте ормандарда өседі. Соңғы жағдайда өсімдіктердің көлеңке сүйгіштігі өсу ортасының температурасына байланыстылығы анықтайды.

    Жеке  өсімдік маңындағы ашық жерге  түсетін күн сəулесінің қуаты – Q. Ал жеке өсімдік еңсесіне түсетін немесе ұсталатын жарық – A, бірақ өсімдікте тоқталмай, жер бетіне өтетін жарық - T. Онда Q=A+T болады. Демек, өсімдік еңсесінде қалатын жарық қуаты A=Q-T. Бір гектар (га) ормандағы ағаштар саны –N, мұнда бір ағаш діңінің алатын жарық мөлшері –a болса, онда, a=A/N=Q-T/N

  Ашық  жерге түсетін физиологиялық  радиация мөлшері шамамен 48-49 пайыз, қылқанжапырақтыларда-17, жалпақ жапырақтыларда-10 пайыз.  

ƏДЕБИЕТТЕР 

Негізгі

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

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

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

Қосымша

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

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

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

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

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

    ЛЕКЦИЯ 10-11-12.

    ЭДАФИКАЛЫҚ  ФАКТОР.

     Топырақтың  суды сақтау қабілеті жəне оны өсімдіктің пайдалануы.

     Əртүрлі себептерге, жағдайларға байланысты топырақтағы ылғал əртүрлі мөлшерде болады. Топырақтағы оның бөлшектерінің толық сумен қанығуы оның толық ылғалдануы (ылғалдың көлемі) деп аталады (Полный влагоемкостью. Роде, 1952, 1965). Ендігі судың түрі – ызалы (капиллярлы) ылғалдану көлемі топырақтағы ыза суының мөлшері бұл жерасты суының деңгейінен жоғары көтерілген сайын оның мөлшері азаяды. Капиллярлы (ыза) ылғал көрсеткіші ауыспалы, ызалы қабаттың биіктігіне, жерасты суының деңгейіне байланысты. Топырақтың ең басты қасиеттерінің бірі ол травитациялық, яғни су ағып кеткеннен соң бойындағы қалған ылғал мөлшерін бойына сақтау қабілеті. Жерге тартылу күшіне қарсы сақталатын ылғал мөлшерін далалық ылғалдың көлемі (полевой влагоемкостью) деп атайды. Оның мөлшері немесе сипаты топырақтың майда саңылауларына капиллярларға байланысты мынадай мөлшерде ауытқиды (3% (құмда) – 30% (ауыр топырақта)). Ылғалдың бұл түрі капиллярлы, сорбциялық күштермен ұсталады. Толық жəне ең төменгі ылғалдылықтың айырымы ылғалдылықтың өсімдікке тиімді максимумды мəнін анықтайды (максимум влагоемкости). Мəдени дақылдар өсіретін тапалтардың ылғалдылығы (суармалы) 70-100%.

     Егер  нағыз ылғалдылық топырақта 70-75% (далалық  ылғалдылықтан) өсімдік нашар дамып, аз өнім береді немесе өнім азаяды.

     Өсімдіктің  таралуына оның қауымының құрылысына топырақ бетін жабу қабілетіне, топырақтың су өткізгіштік қасиетіне тікелей байланысты, яғни топырақ өзінің бөлшектері арқылы суды өткізу қабілеті. Топырақтың ылғалды өткізу қасиеті – оның кеуектігіне жəне топырақ бөлшектерінің ауданына тікелей пропарциональды. Мысалы, бұл көрсеткіш «ауыр» топырақтарда аз болады.

     Топырақ су реттегіштігіне ең маңызды сипаттамасының бірі – ол өсімдік солуының тұрақты ылғалдылығы немесе солудың коэффициенті (Л.Бригге жəне Г.Шанц, 1912). Бұл көрсеткіш топырақтағы өсімдікке пайдалы су қорымен сипатталады. Бұл көрсеткіштер: топырақтың механикалық құрамына тығыздығына, тұздылығына, кеуектігіне жəне т.б. факторларға байланысты. Өсімдіктегі солудың ең төмен ылғалдылығы құмды, құнарлы топырақтарға сипатты, ол енді жоғарғы сазды топырақ. Демек, топырақ құрамы неғұрлым ауыр болса, соғұрлым ондағы су өсімдіктен игерілмейді. Солу белгілі бір топырақ жағдайында өсімдік түріне байланысты емес, демек барлық өсімдіктер белгілі бір ылғалдылық дəрежесінде солады (Роде, 1965). Бірақ соңғы ғылыми жетістіктер мəліметі бойынша бұл пікір дұрыс болмай отыр. Əр өсімдік түрінің солу ылғалдылығы əртүрлі сипатты. Бұған көптеген факторлар əсер етеді (Слейуер, 1970).  
 
 

     Топырақ жүйесіндегі су қозғалысы (топырақ өсімдік атмосфера).

     Бос энергияның немесе химиялық потенциальдың  энергия мөлшері заттардың өлшем бірлігі Дж/моль өлшенеді.

     Өсімдік клеткасындағы бос кеңістік, цитоплазма, вакуоль – оның клеткасындағы судың қозғалысын реттейді. Судың тамырдағы қозғалысы тамыр клеткаларынан басқа: апопластарда жəне симпластарда өтеді.

     Апопласт  – тамыр клеткасындағы, клетка қабықшаларындағы жəне түтіктердегі (ксилема) бос кеңістік.

     Симпласт  – жартылай өткізгіш мембраналармен бөлінген барлық протопластардағы жиынтықты байланысы. Симпласт плазмодесмамен біртұтас жүйе құрайды. Ал апопласт бірнеше бөлімнен: бірінші – тамыр қабығының паренхимасы жəне эндодерма, екіншісі – эндодермадан ксилема түтіктерімен аяқталады. Су патенциалы дегеніміз белгілі бір жүйеден (клеткадан), екінші бір клеткаға (жүйеге) судың өту күші. Бұл күш таза суда мол, сондықтан клеткаға тез өтеді (сіңеді).  

ƏДЕБИЕТТЕР 

Негізгі

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

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

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

Қосымша

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

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

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

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

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

    ЛЕКЦИЯ 13-14-15.

    АУАНЫҢ  ЭКОЛОГИЯЛЫҚ МАҢЫЗЫ.

     Ауа- экологиялық фактор ретінде тұрақты газдардың құрамы арқылы сипатталады. Ауаның газдың құрамы: оттегі шамамен 21%, көмірқышқыл газы 0,03 %, азот 78%, ал қалған газдаржиынтығы 0,97% көлем алады. Ауаның газдың құрамы тұрақты сақталуы тиіс. Ауаның құрамындағы аздаған өзгерістер мен ауытқулар тіршілік үшін қауіпті. Ауа көптеген организмдердің тіршілігіне тікелей немесе жанама әсер етіп отырады. Әсіресе, ауаның горизантальды немесе вериткальды ағысы организмдердің таралу, бағыт-бағдарына, қозғалысына көп ықпалын тигізеді. Сондықтан да ұшуға қабілетті организмдер өте аз. Ауаның сол сияқты организмдерге тигізетін механикалық әсері де бар. Мәселен, күшті жел, боран мен дауылдар өсімдіктер мен жануарларды ұшырып, зақымдап кейде жойып жібереді.  

Ауаның  организмдер үшін пайдалы жақтары да көп. Ауа қозғалысының өсімдіктерді тозаңдандыруда, тұқымдарының таралуына көп себебін тигізеді. Кейбір аймақтарда жел үнемі болып тұрады. Осыған орай, кейбір организмдерде морфологиялық, физологиялық бейімделу байқалады.

Ауа ағыстарының  маңызды функцияларының бірі-өсімдіктер мен жануарлардың кең таралуына себебін тигізеді. Оның үстіне өсімдік тұқымы да ұшуға бейімделіп, шар формалы, айдаршалар, қанатшалар пайда болатыны белгілі.

     Атақты  ғалым Вернадский «атмосфера құрамындағы  газдар əлемдегі тіршіліктің нəтижесі, олар əртүрлі организмдердегі заталмасудың садарынан көрініс береді»,-дейді. Бұл айтылған атмосфера құрамындағы негізгі газдар: оттегіне, азотқа жəне көмірқышқылына қатысты.

     І. Оттегі (O₂). Биосферадағы оттегі молекулярлы O₂, атомды – O жəне O₃- озон түрінде болады. Соңғысы т.д. 30-40 км озондық экран немесе «қалқан» түзеді де, ультракүлгін (УК) сəулелердің ағысынан қорғайды. Егерде УК сəулесінің ұзындығы 295 нм артық болса, онда ол тіршіліктік белгіні жойып жібереді. Сондықтан озондық қабат биосферадағы тіршілікті қорғайды жəне оның табиғи жоғарғы шекарасы болып саналады. Молекулярлы оттегі (O₂) атмосферада газ күйінде жəне судың ерітіндісінде болады, сондықтан да ол əлемдегі барлық тіршіліктің негізі, биохимиялық, химиялық реакцияларға міндетті түрде қатысуымен сипатталады. Табиғаттағы O₂ қайнар көзі ол жасыл өсімдіктерде жүретін фотосинтез процесіне тікелей тəуелді. Олардағы ғаламдық деңгейдегі биохимиялық процестердің негізі. Бұл аса маңызды процестің орындаушысы хлоропласт органоиды – хлорофилл пигменті. Фотосинтез алғашқыда сулы ортада (бплдырларда), содан соң құрлықтағы жасыл өсімдіктерге көшті. Атмосфера құрамында ең төменгі деңгейі (min) – 1,2x10¹⁵, max 2,1x10¹⁵ бос оттегі бар. Мұнан басқа бос оттегі құрлықтағы тұщы суда еріген күйінде, қарда, мұзда, теңіз жəне мұхит тұзды суларында болады.

     Оттегі  органикалық əлемнің тіршілігіне  қажет, барлық био-, химиялық реакцияларды қамтиды, оттегі қалыпты мөлшері азайса, онда озонда «қалқан» бұзылады.

     Анық  төнген қауіп оттегінің жетіспегендігіне емес, олардың табиғи жағдайда жасыл өсімдік арқылы бөлінуінің азаюы, демек өсімдіктер қауымдастығының адамның зиянды əрекетінен азаюы. Мысалы, он мың жылда орман алқабы екі рет азайды немесе жойылды, əсіресе соңғы 350 жылда əр жылда 15 млн га орман кесіледі. Орман алқабына зиянды құрамдар 150 млн га, яғни 50 млн га толық бұл Францияға тең. Үлкен өзендерді алдын бөген гидро электр станциясын салғанда да көптеген жер су астында қалады, демек өсімдік жойылады (мысалы, Шардара, Қапшағай, Бартоғай жəне т.б.). Қазіргі таңда жоғарғы деңгейде дамитын АҚШ-та оттегімен өсімдік бөліп шығарғанша көп жұмсайтындығы айқындалған.

     Оттегінің жеткілікті болуы тіршілік «кілті»  болса, оның жетіспеуі шаруашылықты көк балаусаның баздануын, бидайдың қызуын, ұнның ашуын жəне т.б. процестерді туындатады.

Топырақ қабатындағы оттегі оның тек жоғарғы  қабаттарында ғана жеткілікті немесе оңтайлы мөлшерде болады. Ал тереңдеген сайын оның мөлшері күрт өзгереді, яғни азаяды. Өйткені оттегі топырақ  қабатындағы əртүрлі ағзалармен жəне күрделі қосындылардың тотығуына қатысады. Вернадский мəліметі бойынша төрт м топырақ тереңдігінде оттегі мөлшері 17,3 пайыз, ал 6 м 15 пайызға дейін төмендейді. Аса ылғалы мол топырақта оттегі тез азаяды. Биосферадағы оттегі айналымы П.Клауда жəне А. Джибора (1972) мəліметтері бойынша бос оттегі судың фотолизіне хлоропласта жүретін кезде бөлінеді. Мысалы, 2 млн жылда 1,5млрд км³ су хлоропласта фотолизге ұшырайды. Сонан кейін шамамен 2000 жылда атмосферадағы оттегі биосферадағы тірі ағзалардағы тыныс алуы арқылы айналымнан өтеді.

     Ауаның  физикалық қасиеттерінің  экологиялық мəні.

Əртүрлі газдардың атмосферадағы жиынтығы күн сəулесінің əрекетімен фотохимиялық реакция нəтижесінде «теплицалық смог» қалыптастырады. Радиоактивті – радиобелсенді қалдықтар: газ, түтін, ұсақ қалдықты бөлшектерді ұстап жинақтайтын фильтрлер, ғылыми жетістіктердің жаңалықтарын, көгалдандыру шараларын дер кезінде орындау қажет. Мысалы, 1 га шыршалы орман – 30 т, 1 га шəмшатты орман – 68 т шаң-тозаңды тазартады (Келлер, 1971). Ауадағы немесе хлоридтерге төзімсіз – картоп, ал біршама төзімді – сұлы өсімдігі. Ауадағы қышқыл газдардың иісі 5-7, ал кейде 30 шақырымға дейін таралады. Өсімдіктерге ең зиянды – қауіптісі, ол күкірттің қос тотығы (SO₂), хлор, күкірттің үштік тотығы, көміртегі жəне азоттардың оксидтері өсімдік ұлпаларында еріп, қышқылға айналады да, хлорофилдерді ыдыратады. Ауадағы газдардың жағымсыз иістеріне қарсы хош иісті (эфир майлы) өсімдіктерді (қылқанжапырақты, ерінгүлділер, шатыршагүлділер, цитрусты тұқымдастарының өкілдері) пайдалануға болады.

Ауаның  шамамен алғандағы массасы 5,157x10¹⁵ т тең. Тропосфера, озон, стратосфера, мезосфера, ермосфера жəне экзосферадан тұрады. Əр қабаттың өзіне тəн атқаратын қызметі, газдық құрамы, тіршілік нышаны болады. Əсіресе, тропосфера мен озон тіршілік үшін маңызы өте зор. Атмосфера бүкіл əлемді таза ауамен қамтамасыз ете отырып, тіршілікке қажетті газ əлемімен (O₂, N, CO₂, аргон жəне т.б.) байытады жəне жерді метероид əсерлерінен, күн жəне ғарыштан келетін түрлі зиянды сəулелерден қорғайды. Зат жəне энергия алмасуларды, ауа-райының қызметін реттеп, жалпы жер шарындағы тұрақтылықты үйлестіреді. Атмосфера ауасының сапалық көрсеткіштері сапалылық немесе ластану деңгейін көрсетеді. Ластаушылар: өнеркəсіп, автокөлік, заводтар, қуат көздері, қару сынау, космос карабльдері, ұшақтың, зымыранның апатқа ұшырауы, т.б. Бұл объектілерден атмосфераға түскен зиянды заттар ауа құрамымен тотығу арқылы химиялық немесе фотохимиялық өзгерістерге ұшырайды (қышқыл жаңбырлар, əртүрлі қардың жаууы жəне т.б.). Мұның барлығын қоршаған орта жəне мониторингісі мен казгидромет мекемесі бақылайды.