Наиболее сложна структура лесного сообщества, в котором выделяют древесный, кустарниковый, травяно-кустарничковый и мохово-лишайниковый ярусы.

Древесный ярус объединяет все виды растений, жизненная форма которых дерево. Однако различают деревья 1, 2 и 3 - ей величины.

Можжевельник обыкновенный (Yuniperus communis) является деревом 3-й величины (при неблагоприятных условиях можжевельник снижает жизненность, принимая кустарниковую форму).

Рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia), черемуха обыкновенная (Prunus avium), ива козья (Salix caprea) - деревья 2-й величины, все остальные виды (ель европейская Picea abies, сосна обыкновенная Pinus sylvestris, береза повислая Betula pendula, береза пушистая B. pubescens, осина Populus tremula, липа сердцелистная Tilia cordata и др.) - деревья 1-й величины. При одинаково благоприятных условиях деревья 2-й и 3-й величины никогда не достигают высоты деревьев 1-й величины. Величина деревьев, как и других растений, - биологическое свойство, определяющее подразделение ярусов на подъярусы.

Биологический смысл подразделения ярусов на подъярусы удобнее проиллюстрировать на примере травянистого яруса лугового типа растительности. К 1-ому подъярусу относятся злаки 1-ой величины, или верховые злаки, и соответствующее им по величине разнотравье: тимофеевка луговая (Phleum pratense), лисохвост луговой (Аlopecurus pratensis), овсяница луговая (Festuca pratensis), ежа сборная (Dactylis glomerata), щучка дернистая (Deschampsia сaespitosa), купырь лесной (Anthtiscus sylvestris) и др.2-ой подъярус включает злаки 2-ой величины, или низовые злаки, и соответствующее им по величине разнотравье: мятлик луговой (Poa pratensis), душистый колосок (Anthoxanthum odoratum), клевер луговой (Trifolium pratense), чина луговая (Lathyrus pratensis) и др. К 3-ему подъярусу принадлежит подсед (ниже низовых злаков): белоус торчащий (Nardus stricta), черноголовка обыкновенная (Prunella vulgaris) и др.

Одновременно одна и та же древесная порода в зависимости от конкретной высоты образует полога - высотные структурные подразделения древесного яруса. Господствующие и исключительно господствующие деревья относятся к 1-му пологу, 2-й и 3-й полога включают деревья, высота которых соответственно составляет 3/4 и 1/2 от высоты 1-го полога. Для древостоя в целом и его пологов указывается сомкнутость крон, определяемая глазомерно по соотношению площадей неба, закрытого проекцией крон, и просветов. Выражается сомкнутость в десятых долях от единицы. Составляется также формула древостоя на основе количественного учета стволов всего древостоя и отдельно для каждого полога. Формула древостоя показывает долю участия каждого вида древесной породы в сложении древостоя или его конкретного полога. Например, на пробной площади лесного сообщества зафиксировано 56 стволов ели европейской,20 стволов сосны обыкновенной и 5 стволов березы повислой - всего 80 стволов, что составляет 100% или 10 единиц, как принято в лесоводстве. На долю ели, сосны, и березы соответственно приходится 68,8%; 25,0% и 6,2 %. Формула древостоя (округляя проценты) выглядит следующим образом: 7Е3С+Б (если доля какой-то древесной породы менее 10%, то указывается ее присутствие знаком (+). Аналогичным образом определяется формула древостоя для каждого полога. Формулы древостоя (и пологов) удобнее для сравнения особенностей структуры различных сообществ, чем сравнение по абсолютному количеству стволов каждой древесной породы.

Очень важна характеристика подроста, к которому условно относятся молодые экземпляры деревьев с высотой, составляющей 1/4 от преобладающей высоты (при высоте древостоя 24 м к подросту относятся экземпляры до 6 м). В свою очередь подрост также по высоте подразделяется на полога. Между подростом и материнским древостоем существуют сложные взаимоотношения, но подрост - это потенциальный материал для восполнения отпада в материнском древостое и обеспечения его возобновления.

Кроме вертикальной структуры многим растительным сообществам характерна также горизонтальная и временнaя (сезонная) структура. Горизонтальная структура фитоценоза проявляется в мозаичности ценоэлементов, т.е. в наличии мелких групп растений, различающихся по составу, обилию видов, их жизненности. Ценоэлементы горизонтальной структуры называются микрогруппировками. Горизонтальная структура обусловлена 3-мя группами факторов:

1. мелкими неоднородностями условий среды в пределах одного экотопа (экотопическая мозаичность);

2. прямым и косвенным влиянием хозяйственной деятельности человека (антропогенная мозаичность);

3. особенностями биологии самих растений, например, разрастание отдельных видов (фитогенная мозаичность), а также ценобиотическая мозаичность, возникающая как результат взаимодействия растений в сообществе (распределение растений под пологом леса при его неравномерной сомкнутости).

Временнaя структура фитоценоза выражается в том, что на одной территории в разные сроки вегетационного периода развиваются сезонные группы растений, называемые синузиями, которые объединяют виды растений со сходным ритмом развития. Ярким примером временнoй синузии являются синузия эфемеров и эфемероидов в пустынях, степях, широколиственных лесах. В наших лесах на дерново-карбонатных почвах с близким залеганием известняков ранней весной такую синузию образуют обильно цветущие первоцветы: ветренница лютичная (Anemone ranunculoides), медуница неясная, (Pulmonaria obscura), перелеска благородная (Hepatica nobilis) и др.

Разнообразные формы структуры растительного сообщества имеют большое значение не только для функционирования конкретного фитоценоза, но и для биогеоценоза (экосистемы) в целом. Благодаря сложности структуры фитоценоза более полно используется разнообразие условий среды, что обеспечивает полночленность фитоценоза и увеличивает его устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды и к конкурентным взаимоотношениям с соседними сообществами.

Условия существования в пределах разных ярусов различны. Верхний ярус находится под наибольшим воздействием климатических условий. Условия существования растений нижних ярусов (кустарникового, травяно-кустарничкового, или травянистого, мохово-лишайникового) существенно трансформируются фитосредой, особенности которой определяются верхним ярусом. Таким образом, верхний ярус играет средообразующую роль в формировании расположенных под ним других структурных элементов сообщества (ценоэлементов), т.е. является эдификаторным. В эдификаторном ярусе выделяется основная древесная порода, образующая конкретное сообщество, - эдификатор (строитель сообщества). По средообразующей роли эдификаторы отличаются различной фитоценотической мощью. Наиболее сильным эдификатором в наших климатических условиях является ель европейская, формирующая коренные бореальные (таежные) еловые леса. Сосновые леса, за исключением сосняков лишайниковых на боровых террасах, камах и озах, сложенных песчаными отложениями, березняки, сероольшанники являются вторичными лесами, возникшими на месте ельников. Их существование в природе поддерживается хозяйственной деятельностью человека. В противном случае еловые леса восстановились бы на прежних местообитаниях.

Глава 3. Методические разработки

Характеристика основных экологических групп растений

Урок 1. Характеристика основных экологических групп растений.

Цель: выяснить приспособленность растений во внешнем строении к местам обитания.

Задачи:

1. Вспомнить особенности основных экологических факторов.

2. Выяснить особенности мест обитания от экологических факторов.

3. Познакомить учащихся с основными экологическими группами растений.

4. Выявить особенности строения растений разных экологических групп.

“Наш мир - не случайность, не хаос, - есть система во всем. ”

Ход урока.

1. Актуализация знаний (10 минут)

• Какие группы экологических факторов вы знает?

• Какова роль растений в природных сообществах?

• Каким образом растения приспосабливаются к внешним условиям.

• Можно ли по особенностям внешнего строения комнатных растений предсказать родину данных растений, и особенности ухода за ними.

На доске таблица и рядом некоторые комнатные растения.

Необходимо выяснить особенности полива комнатных растений, в зависимости от особенностей внешнего строения и происхождения этих растений.

(Заполнение у доски фронтально - 5 человек):

Сделайте вывод об особенностях внешнего строения и условиях полива в зависимости от места их происхождения.

2. Изучение нового материала (25 минут)

Итак, мы выяснили, что условия обитания влияют на особенности внешнего строения, на примере с комнатными растениями. В природе на растения влияет не только такой фактор как влажность, но и количества света, движение воздушных масс, состав и строение почв и т.д. В определенных условиях произрастают растения с определенными внешними и внутренними признаками.

Сегодня на уроке мы познакомимся с экологическими группами растений. Перед нами стоит задача выяснить, учитывая особенности внешнего строения растений, в какие экологические группы они входят. Мы рассмотрим, пять основных экологических групп и для этого нам необходимо разделится на пять групп.

До этого учитель разрезает пять открыток с яркими цветами на пять частей различной формы, дети вытаскивают их, не выбирая, и затем ищут своих партнеров по открытке, лучше взять известные комнатные или другие цветы, чтобы дети могли быстрей найти своих партнеров.

Ученики рассаживаются по группам и получают задания, конверт с растения из разных экологических групп (6 карточек растений с небольшим описанием, три карточки этой группы и три из других групп) и карту биологического тренажера.

Группа 1: Растения открытых мест.

Биологический тренажер

“Не видать ни души. Тонет в золоте день, пробежать по траве ветру сонному лень.

Вот и речка…. не верь. То под жгучим лучом Отливается тонкий ковыль серебром”

Прекрасен вид цветущего луга. Наверное, нигде нельзя встретить такое разнообразие трав как на лугу. Здесь много красивых растений. Среди них немало лекарственных трав, встречаются съедобные растения, многие цветы - прекрасные медоносы. Травяной состав лугов является незаменимым кормом для скота. Луговые растения развиваются особенно быстро, поэтому за лето их скашивают два, а то и три раза.

Группа 2: Растения, живущие в условиях недостаточного освещения (теневыносливые).

Биологический тренажер

“Смолой и солнцем пахнет хвоя, Замолкнув, сосны дремлют стоя, Сверкают на затылках иней Серебряные капли зноя, Березы, полные покоя, Чуть дышат зеленью своей, И слышно, как, жилище строя, Шуршит былинкой муравей. ”

Лес ли это? Мы видим только листья, листья без просвета, большие и малые, узкие и широкие, отливающие светлым серебром и темно-зеленые. По земле хаотично вьются ползучие травы, чуть повыше над ними молодые деревца и кустарники в своем неудержимом порыве вверх оттеняют в сторону своих более слабых соседей. Лес поделен на ярусы - это структурная часть фитоценоза, вертикальное расслоение для лучшего усвоения солнечного света. Многие из этих растений используются в народной медицине.

Группа 3: Растения водных и избыточно увлажненных мест обитания.

Биологический тренажер

“По зеркальной воде, по кудрям лозняка От зари алый свет разливается.

Дремлет чуткий камыш. Тишь - безлюдье вокруг.

Чуть приметна тропинка росистая, Куст заденешь плечом - на лицо тебе вдруг С листьев брызнет роса серебристая”.

По берегам озер, речных заводей и других водоемов существует особенный, ни на что не похожий растительный мир. Жизнь этих растений тесно связанна с водой и этим объясняется особенность их строения. Велика роль этих растений в жизни водоемов: они препятствуют перемещению ила, хорошо очищают воду. Заросли растений служат местом жизни и кормления многих птиц, рыб и зверей. Многие из этих трав используются в народной медицине

Группа 4: Растения сухих мест обитания.