Жизненные формы растений

Жизненные формы  растений

Понятие о «жизненной форме» как совокупности приспо-собителъных  признаков впервые ввел в 1884 г. один из основоположников экологии растений, датский ботаник Е. Варминг. По его  определению, это форма, в которой  вегетативное тело растения (индивида) находится в гармонии с внешней  средой в течение всей его жизни. Определение этого понятия, более  краткого и общего, находим у целого ряда современных ученых-исследователей. По А. П. Шенникову (1964), «виды растений, сходные по форме и приспособлению к среде, объединяют в одну жизненную  форму». В. В. Алехин (1944) считает, что  «жизненная форма — это результат  длительного приспособления растений к местным условиям существования, выраженный в его внешнем облике». 
Широкое применение в экологических и фитоценотических исследованиях находит классификация жизненных форм, разработанная датским ботаником К. Раункиером (1934). В основу ее положена -идея, что сходные типы приспособлений растений к среде — это прежде всего сходные способы перенесения наиболее трудных условий. Действительно, благоприятные условия в целом благоприятны для всех растений (за исключением случаев резкого сдвига экологических оптимумов в особых условиях) и не требуют особых приспособлений. Адаптивные же изменения связаны главным образом с преодолением условий, лежащих за пределами оптимальных. В областях с сезонной периодичностью климата такие трудные для растений условия наступают в основном в осенне-зимний сезон, а в аридных областях — еще и в период летних засух. Отсюда основное сходство приспособлений растений к среде должно заключаться в сходстве способов перенесения неблагоприятного периода года. К. Раункиер для классификации жизненных форм растений выбрал только один признак, но имеющий большое приспособительное значение: положение почек или верхушек побегов в течение неблагоприятного времени года по отношению к поверхности почвы и снегового покрова. Этот признак на первый взгляд является частным, имеет глубокий биологический смысл (защита меристем, предназначенных для продолжения роста, обеспечивает непрерывное существование особи в условиях резко переменной среды) и широкое экологическое содержание, вследствие того, что речь идет о приспособлении не к одному какому-либо фактору, а ко всему комплексу факторов среды. Выбранный К. Раункиером признак, таким образом, оказался коррелятивно связанным с целым рядом других, в том числе и с чисто физиономических, а классификация стала универсальной. 
Все растения К. Раункиер подразделил на пять типов жизненных форм

Жизненные формы растений (по К. Раункиеру, 1аз4): 
1 — фанерофиты (тополь); 2 — хамефиты (черника); 3 — гемикрип-тофиты (лютик, одуванчик, злаки): 4 — геофиты (ветреница, тюльпан); 5 — терофиты (семя фасоли) 
Зимующие почки выделены черным цветом 
 
I. Фанерофиты (Ph) — почки возобновления, открытые или закрытые, расположены высоко над поверхностью почвы (выше 30 см). По консистенции стебля, по высоте растения, по ритму развития листвы, по защищенности почек подразделяются на 15 подтипов. 
II. Хамефиты (Ch) — почки возобновления у поверхности почвы или не выше 20—30 см. Подразделяются на четыре подтипа. 
III. Гемикриптофиты (НК) — почки возобновления у поверхности почвы или в самом поверхностном слое ее, часто покрытом подстилкой. Включает три подтипа и более мелкие подразделения. 
IV. Криптофиты (К) — почки возобновления скрыты в почве (геофиты) или под водой (гелофиты и гидрофиты). Подразделяются на семь подтипов. 
V. Терофиты (Th) — возобновление после неблагоприятного времени года только семенами. 
Подразделение на подтипы основано на использовании морфологических признаков, таких, как характер и расположение побегов, защищенность почек и т. д. 
К. Раункиер считал, что жизненные формы складываются исторически как результат приспособления растений к климатическим условиям среды. Он назвал процентное распределение видов по жизненным формам в растительных сообществах на изучаемой территории биологическим спектром. Были составлены биологические спектры для разных зон и стран, которые могли служить индикаторами климата

Соотношение разных жизненных  форм растений по системе  
Раункиера в местностях, расположенных в разных областях земного шара 
 
Континентальный климат умеренного пояса был назван климатом гемикритофитов, а жаркий и влажный климат тропиков — климатом фанерофитов. 
Вместе с тем типы жизненных форм растений, по К. Раункиеру, слишком обширны и неоднородны. Так, хамефиты включают растения с разным отношением к климату. Их много, как в тундрах, так и пустынях. 
Для растительности умеренных областей в связи с конкретными задачами исследований растительного покрова были предложены различные системы жизненных форм применительно к отдельным группам растений и типам растительности. Г. Н. Высоцким в 1915 г. была разработана система жизненных форм для степных сообществ юга России. Впоследствии она была дополнена и развита Л. И. Казакевичем (1922) и до настоящего времени находит применение при анализе растительных сообществ, составленных травянистыми многолетниками. За основу выделения жизненных форм авторами были взяты способы вегетативного размножения и расселения растений, поэтому большое внимание уделено строению ну. подземных органов. 
На эколого-морфологическом принципе построена классификация жизненных форм И. Г. Серебрякова (1962, 1964), разработанная в основном для кустарниковых и древесных форм. Он определяет жизненную форму как своеобразный общий облик или габитус группы растений, включая их надземные и подземные органы (подземные побеги и корневые системы). Габитус возникает в онтогенезе в результате роста и развития растения в определенных условиях среды и выражает приспособленность к наиболее полному использованию всего комплекса условий местообитания, пространственному расселению и закреплению территории. И. Г. Серебряков особо подчеркивал, что жизненная форма — это своеобразная внешняя форма организмов, обусловленная биологией развития и внутренней структурой их органов, возникает в определенных почвенно-климатических условиях как приспособление к жизни в этих условиях, т. е. они представляют собой формы приспособившихся под длительным влиянием экологических факторов. Ввиду многообразия комплексов условий на Земле существует и большое количество жизненных форм организмов. У растений выделяются такие формы, как древесные, полудревесные, наземные травянистые и водные травянистые. Каждая из них, в свою очередь, представлена многими более мелкими группами жизненных форм .

К жизненной форме  деревьев относятся многолетние  растения с одним одревесневшим  стволом (береза, осина, сосна, ель и  др.), сохраняющимся на протяжении всей жизни растения. Они могут быть листопадными и вечнозелеными. Среди  них выделяются формы наземных кронообразующих, где имеются деревья: с прямостоячими  стволами, кустовидные (немногоствольные) и одноствольные с низкими  стволами. 
У всех у них при спиливании ствола могут вырасти из спящих почек новые один или несколько заменяющих (вторичных) стволов. Эта жизненная форма растений распространена очень широко и является показателем оптимальных условий местообитания. 

Жизненные формы  покрытосеменных растений  
  (по И. Г. Серебрякову, 1964) 
Среди наземных кронообразующих деревьев имеются жизненные формы с лежачими стволами — стланцы. Они формируются в районах, мало благоприятных для жизни древесных растений, — там, где длинная зима, прохладное лето, где часто дуют холодные ветры. 
К числу древесных растений относится большая группа жизненных форм — кустарники. Характерным признаком является наличие многих или нескольких равных по размеру стволов. Главный ствол, имеющийся в начале жизни, в дальнейшем практически не выделяется по длине среди боковых. Высота стволов кустарников обычно составляет от 0,5—0,8 до 5—6 м. 
Кустарнички — третий тип жизненных форм древесных растений. К ним относятся брусника, черника, багульник и др. Для всех их характерен низкий рост стеблей (от 5—7 до 50—60 см). Главный стебель существует не более трех — семи лет. На смену ему развиваются укореняющиеся боковые подземные одревесневающие стебли, как правило, из спящих почек. 
Среди жизненных форм следует выделить полудревесные растения, к которым относятся полукустарники (степные полыни, прутняк, астрагал прутняковый и другие). Характерный признак для полукустарников — регулярное отмирание верхних частей надземных побегов. Оставшиеся, неопавшие части стеблей одревесневают и сохраняются в таком виде на протяжении нескольких лет. На этих одревесневших надземных частях стебля имеются почки возобновления, из которых на следующий год развиваются многочисленные новые травянистые стебли. Этим полукустарники и отличаются от настоящих травянистых растений. 
Большая и разнообразная группа жизненных форм — наземные травянистые растения. Они разделены И. Г. Серебряковым на две части: травянистые поликарпики, плодоносящие много раз в своей жизни и травянистые монокарпики, плодоносящие лишь однажды. В свою очередь, травянистые поликарпики подразделяются на ряд жизненных форм: стержнекорневые растения (многолетние мятликовые травы и др.), длинностержневые растения (люцерна, кермек, шалфей и др.), короткостержневые расте-ния (сон-трава, крестовник Якова и др.), кистекорневые (лютики, калужница болотная и др.), короткокорневищные (купена, ветреница и др.), дерновинные травянистые поликарпики (плотнокус-товые, рыхлокустовые, длиннокорневищные растения), столоно-образующие растения (майник двулистный, земляника, клубника и др.), ползучие травянистые поликарпики (вероника лекарственная, луговой чай и др.), клубнеобразующие поликарпики (любка двулистная, картофель, стрелолист и др.), луковичные поликарпики (гусиные луки, луки, тюльпаны, подснежник снежный и др.). 
Травянистые монокарпики широко распространены в засушливых областях умеренной зоны северного полушария. Среди таких монокарпиков есть двулетние и многолетние растения (ряд видов из сем. зонтичных, крестоцветных: борщевик, капуста, тмин и др.). Большинство из них имеет утолщение и содержит запасные питательные вещества. Однолетние травянистые монокарпики подразделяют на длительно вегетирующие (василек синий, дымянка лекарственная, пикульник, пастушья сумка и др.), эфемеры (вероника весенняя, крупка весенняя и др.), листовидные (горец вьюнковый), полупаразитные (очанка, погремок и др.), паразитные (поливика). 
Среди всех типов жизненных форм нередко встречаются по-душковидные формы. Это большей частью многолетние травянистые, реже — древесные растения, иногда вечнозеленые. Для них характерны малый прирост главной оси и сильное ветвление боковых побегов, которые, располагаясь радиально или этажами, создают компактную форму «подушки» (акантолимон алатавс-кий, дриадоцвет, камнеломки и др.)

Круговорот воды

Круговорот воды в природе  — процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденсации и осадков.

Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше  — положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.

Три четверти поверхности  земного шара покрыты водой. Водную оболочку Земли называют гидросферой. Большую ее часть составляет соленая вода морей и океанов, а меньшую — пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые воды и водяной пар.

На земле вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Без воды невозможно существование живых  организмов. В любом организме  вода является средой, в которой  происходят химические реакции, без которых не могут жить живые организмы. Вода является самым ценным и самым необходимым веществом для жизнедеятельности живых организмов.

Понятие

Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и  земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации  в атмосфере, выпадения осадков  и стока, получил название круговорота  воды в природе. Атмосферные осадки частично испаряются, частично образуют временные и постоянные водостоки  и водоемы, частично — просачиваются в землю и образуют подземные воды.

Виды

Различают несколько видов  круговоротов воды в природе:

1. Большой, или мировой, круговорот — водяной пар, образовавшийся над поверхностью океанов, переносится ветрами на материки, выпадает там в виде атмосферных осадков и возвращается в океан в виде стока. В этом процессе изменяется качество воды: при испарении соленая морская вода превращается в пресную, а загрязненная — очищается.
2. Малый, или океанический, круговорот — водяной пар, образовавшийся над поверхностью океана, сконденсируется и выпадает в виде осадков снова в океан.
3. Внутриконтинентальный круговорот — вода, которая испарилась над поверхностью суши, опять выпадают на сушу в виде атмосферных осадков.

В конце концов, осадки в  процессе движения опять достигают Мирового океана.

Основные источники  загрязнения поверхностных и  подземных вод  
Наибольший вред водоемам и водотокам причиняет выпуск в них неочищенных сточных вод — промышленных, коммунально-бытовых, коллекторно-дренажных и др. Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами в зависимости от специфики отраслей промышленности. Следует заметить, что в настоящее время объем сброса промышленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшается, но и продолжает расти. Так, например, в оз. Байкал, вместо планируемого прекращения сброса сточных вод из ЦБК (целлюлозно-бумажного комбината) и перевода их на замкнутый цикл водопотребления, сбрасывается огромное количество сточных вод.  
Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц и т.д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.  
Такие опасные загрязняющие вещества, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческими комплексами. По большей части они попадают в водоемы и в водотоки без какой-либо очистки, а поэтому имеют высокую концентрацию органического вещества, биогенных элементов и других загрязнителей.  
Значительную опасность представляют газодымовые соединения (аэрозоли, пыль и т.д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и непосредственно на водные поверхности. Плотность выпадения, например, аммонийного азота на Европейской территории России оценивается в среднем 0,3 т/км², а серы от 0,25 до 2,0 т/км². Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод и т.д.  
Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и подземные воды, в первую очередь в районах крупных промышленных центров. Источники загрязнения подземных вод весьма разнообразны.  
Загрязняющие вещества могут проникать к подземным водам различными путями: при просачивании промышленных и хозяйственно-бытовых стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойником и др., по затрубному пространству неисправных скважин, через поглощающие скважины, карстовые воронки и т. д.  
К естественным источникам загрязнения относят сильно минерализованные (соленые и рассолы) подземные воды или морские воды, которые могут внедряться в пресные незагрязненные воды при эксплуатации водозаборных сооружений и откачке воды из скважин.  
Важно подчеркнуть, что загрязнения подземных вод не ограничиваются площадью промпредприятий, хранилищ отходов и т.д., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20—30 км и более от источника загрязнения. Это создает реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих районах.  
Следует также иметь в виду, что загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв, других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их. Как подчеркивает В.М. Гольдберг (1988), круговорот загрязняющих веществ в системе поверхностных и подземных вод предопределяет единство природоохранных и водоохранных мер и их нельзя разрывать. В противном случае меры по охране подземных вод вне связи с мерами по защите других компонентов природной среды будут неэффективными.

Опасные отходы

Загрязнение окружающей природной среды — один из факторов, наиболее существенно влияющих на продолжительность  жизни и здоровье людей. Среди  объектов техногенного воздействия  на компоненты природной среды ведущее  место занимает топливно-энергетический комплекс (ТЭК). Загрязнение окружающей природной среды и ее техногенное  преобразование приобретают глобальный характер, поэтому поиск оптимальных  путей выхода из сложившейся ситуации становится все более актуальным. 
В настоящее время на территории Российской Федерации в отвалах и хранилищах накопилось около 80 млрд. т твердых отходов. Количество ежегодно образующихся токсичных отходов на предприятиях топливной промышленности составляет около 16% от всех отраслей промышленности РФ. Основная их доля образуется на предприятиях горнодобывающей, металлургической, химической, нефтегазовой промышленности. 
Практически каждый технологический процесс предприятий ТЭК сопровождается образованием отходов. На этапе разведки месторождения основными образующимися отходами являются отработанные буровые растворы, сточные воды (БСВ) и выбуренный шлам. 
С целью защиты окружающей природной среды на объектах нефтегазового комплекса осуществляется замена традиционных технологий бурения и материалов на экологически безопасные,: применение низкотоксичных буровых растворов, переход к горизонтальному способу бурения, бурение скважин по замкнутой циркуляционной системе, использование технических средств буровых установок в технологическом процессе очистки буровых сточных вод. 
Актуален вопрос утилизации БСВ. Основными мероприятиями по утилизации буровых сточных вод являются: приготовление тампонажных растворов и буферных жидкостей при цементировании скважин, опрессовка обсадных труб на территории буровой, очистка и повторное использование отработанных буровых растворов. С учетом повышенных требований к охране окружающей среды все чаще находит применение система безамбарного метода бурения. 
На этапе обустройства месторождения важным моментом при загрязнении окружающей природной среды становится этап строительства. Согласно статьи № 4 Федерального закона «Об отходах производства и потребления» собственником отходов является подрядная строительная организация, которая несет полную ответственность за экологическую безопасность при обращении с отходами. 
Основное количество образующихся отходов в период строительства представлено отходами V класса опасности (практически неопасные). Из общего количества образующихся отходов 24% передаются на переработку и обезвреживаются; 76% (отходы синтетической пленки, демонтируемые железобетонные конструкции, отходы теплоизоляции, бой кирпича) подлежат захоронению на свалках, хотя могли бы быть использованы для производства дешевого строительного материала. Проблема утилизации строительных отходов весьма актуальна. В связи с отсутствием технологий по переработке и использованию отходов строительных материалов, производится их вывоз и захоронение, в то время как они являются ценными вторичными материальными ресурсами. 
Производство строительных материалов является наиболее перспективной отраслью по использованию строительных отходов. Однако отсутствие нормативной базы, обязывающей организации вывозить строительные отходы на предприятия по переработке, препятствует расширению и внедрению современных перерабатывающих комплексов. 
Для проведения строительных работ привлекаются подрядные организации, оснащенные грузовой и дорожно-строительной техникой. При ее использовании образуется порядка 6 наименований отходов. Для подрядных организаций, осуществляющих деятельность в области обращения с отходами, разрабатываются в установленном порядке проекты нормативов образования отходов и лимитов на их размещение. Так есть ли необходимость в проведении расчетов данного вида отходов на этапе проектирования объектов ТЭК, если отходы от автотранспорта как таковые на участке строительства не накапливаются, а образующиеся отходы им не принадлежат? Проектная документация при прохождении экологической экспертизы неоднократно возвращалась на доработку из-за отсутствия расчетов отходов от строительной и дорожной техники. 
По мере эксплуатации автотранспортных средств образуются различные виды отходов. Проблема переработки изношенных шин автотранспорта имеет важное экологическое и экономическое значение. Изношенные отработанные шины в огромных количествах накапливаются на территориях предприятий, также повсеместно наблюдается картина захламления ими открытой местности, придорожных канав, лесных полос. Одной из причин такого положения является отсутствие установок по переработке данного вида отходов. Еще больший вред окружающей природной среде наносится при несанкционированном сжигании отработанных шин, когда в атмосферный воздух поступает значительное количество таких вредных веществ, как сажа и бенз(а)пирен. 
Для предприятий ТЭК актуален вопрос в области обращения с таким отходом, как нефтешламы. Большое количество сильнозагрязненных нефтепродуктами почв и грунтов образуется при несанкционированных накоплениях нефтесодержащих отходов, технических авариях и разливах нефтепродуктов. Значительное содержание нефтепродуктов в различных видах нефтешламов позволяет отнести и использовать данный вид отходов в качестве вторичных материальных ресурсов. 
Значительная доля в образовании отходов, как при строительстве, так и при эксплуатации предприятий ТЭК, принадлежит твердым бытовым отходам. Отсутствие предприятий по переработке бытовых отходов приводит к их захоронению на свалках. Такие объекты, как правило, расположены вблизи от населенных мест и являются мощным источником загрязнения окружающей среды и биогенного влияния на здоровье людей. Наиболее перспективным по экологическим и экономическим показателям является рециклинг. Технологический этап переработки начинается с наиболее трудоемкого процесса – сортировки отходов. Важным этапом в подготовке к переработке является раздельный по видам сбор отходов самим населением. Для селективного сбора отходов необходимо проведение большой работы, и в первую очередь, в сфере изменения психологии людей. 
На сегодняшний день созданы технологии, позволяющие переработать практически все материалы. Сбор и переработка отходов позволяет создать новые рабочие места и частично решить проблему безработицы. 
Перерабатывающие предприятия выполняют не только экологическую и экономическую задачи государственного значения, но также являются высокорентабельными предприятиями. Так, например, прибыль при производстве облицовочной стеклянной плитки составляет порядка 300 %. 
В соответствии с Федеральными законами «Об отходах производства и потребления» и «О лицензировании отдельных видов деятельности» деятельность по обращению с опасными отходами подлежит лицензированию. 
Улучшить экологическую обстановку на предприятиях ТЭК при обращении с опасными отходами позволит выполнение следующих мероприятий: