11206 (Анатомические особенности строения психрофитных растений семейства вересковых), страница 2

1.2 Климат

Располагаясь на севере материка Евразия вблизи Северного Ледовитого океана и испытывая периодические воздействия воздушных масс, приходящих с Атлантического океана и Восточной Сибири, территория Красноселькупского района имеет континентальный климат. Это проявляется, в первую очередь, в большой разнице (амплитуде) температур самого теплого и холодного времени года. Она нарастает с юго-запада на северо-восток, где смягчающее влияние Атлантики уменьшается.

Между севером (Сидоровск) и югом (Толька) наблюдаются ощутимые погодные различия, обусловленные неодинаковым режимом солнечной радиации, неоднородностью подстилающей поверхности в холодное и теплое время года и характером циркуляции атмосферы. На температурный режим самое непосредственное влияние оказывает продолжительность солнечного сияния, связанная с углом наклона солнечных лучей и зависящая от географической широты.

Поступление солнечной радиации на территорию района неравномерно, что в первую очередь обусловлено наличием полярного дня и полярной ночи. В декабре-январе севернее Полярного круга длится полярная ночь, а с июня по июль – полярный1 день

Благодаря продолжительному освещению весной и летом длительность солнечного сияния по району колеблется незначительно: в апреле от 205 на севере района до 210 часов на юге, в июле, соответственно, от 295 до 330 часов. В среднем за год продолжительность солнечного сияния изменяется от 1500 часов на севере района до 1650 часов на юге. Уменьшение продолжительности солнечного сияния в лесотундре обусловлено частой облачностью (около 50 % облачных дней в году) и туманами. Наименьшая продолжительность солнечного сияния здесь отмечается зимой.

В течение семи-восьми месяцев температура воздуха отрицательная, поэтому среднегодовая температура воздуха на всей территории района также имеет отрицательные значения: от- 8,5˚С на юге, до – 6,1˚С на севере. Причем суровость зимы нарастает не с юга на север, а с юго-запада на северо-восток. Меридиональный ход изотерм выражен с ноября по март, что свидетельствует о преобладании в это время западного переноса воздушных масс сопровождающего циклонами, приходящими с северной Атлантики. В холодное время года западная часть района примерно на 1-2 градуса теплее по сравнению с восточной. Средние температуры самого холодного месяца – января – составляют – 27˚С на севере и –24˚С на юге, а в отдельные дни температура опускается ночью до – 60˚С и ниже. Абсолютный минимум, зарегистрированный на территории района, составил – 63˚С.

Изотермы летних месяцев идут почти широтно, что связано с преобладанием северных воздушных потоков. Такой ход изотерм наблюдается с июля по сентябрь. Летом в пределах района в отдельные периоды возможны жаркие дни. Абсолютный максимум температуры воздуха и на севере и на юге зарегистрирован на отметке +37˚С.

Продолжительная и холодная зима на территории Красноселькупского района благоприятствует накоплению снега и образованию устойчивого снежного покрова, что происходит почти одновременно на всей территории в первой половине октября, а разрушение снежного покрова на юге района начинается примерно на 12-15 дней раньше, чем на севере. Число дней со снежным покровом колеблется от 205 на юге до 225 на севере.

1.3 Почвенный покров

Почвенный покров Красноселькупского района не отличается большим разнообразием. Он сложился в условиях недостатка тепла, избыточного увлажнения и близкого залегания мерзлоты. При движении с севера на юг наблюдается его мозаичность, вызванная различием минералогического и механического состава почвообразующих пород и увеличением термических ресурсов.

По происхождению и экологическим свойствам почвенный покров делится на две большие группы:

1. Почвы водоразделов, или зональные.

К зональным типам относятся – подзолистые и болотно-подзолистые песчаные, таежно-поверхностно-глеевые, таежные заболоченные и болотные почвы.

Почвы подзолистого типа представлены маломощными лесотундровыми глеевато-слабоподзолистыми и слабоподзолистыми иллювиально-железистыми.

Лесотундрово-глеевато-слабоподзолистые почвы развиты в области ледниковых увалов и в центральных частях надпойменных террас. Они формируются под ерником и тундровым редколесьем, имеют серовато-лиловый цвет, малое содержание гумуса. Эти почвы имеют кислую реакцию почвенной среды, бедны подвешенными формами фосфора и калия.

Слабоподзолистые иллювиально-железистые почвы приурочены к массивам песчаных отложений и лиственничных редколесий с глубоко оттаивающей мерзлотой.

В сельскохозяйственном (земледельческом) отношении почвы лесотундры малоперспективны, особенно иллювиально-железистые, отличающиеся наиболее низким потенциальным плодородием из-за адсорбции фосфора железом и быстрой потери элементов питания в результате высокой водопроницаемости почвенной толщи. Их окультуривание связано с большими затратами на удобрение.

В северной и средней тайге выделяются три типа наиболее распространенных почв: таежно-поверхностно-глеевые, подзолистые и болотные. Все они развиваются на водоразделах при глубоко залегающих грунтовых водах: первые – на глинистом и суглинистом, вторые – на супесчаном субстрате. Таежно-поверхностные глееватые почвы приурочены к плоским элементам рельефа и лиственнично-еловым редколесьем с кустарничковым покровом.

На пониженных элементах рельефа – в западинах, по периферии болотных массивов с близким (до 1метра) уровнем залегания грунтовых вод расположены иллювиально-гумусовые подзолы. Эти почвы имеют контрастную окраску – под светлым подзолистым горизонтом располагается кофейно-коричневый горизонт, обогащенный гумусом (до 2%) и окислами алюминия (до 4%). Они используются при очаговом земледелии (овощной тип), но для получения стабильных урожаев нуждаются в улучшении водно-теплового режима, требуют внесения извести и органо-минеральных удобрений.

Особую группу образуют остаточно-торфянистые почвы бугров пучения и плоскобугристых торфяников. Образованию данного типа почв благоприятствует высокая переувлажненность территории с низкими скоростями разложения органических остатков болотной растительности и неглубокое залегание многолетнемерзлых пород. В сельскохозяйственном отношении эти почвы интереса пока не представляют.

1. Почвы речных долин, или интразональные.

К интрозанальным типам относятся аллювиальные

В Тазовской долинной провинции почвенный покров образован исключительно интразональными почвами – луговыми и подзолисто-иллювиально-гумусовыми. Благодаря тому, что река Таз и ее многочисленные притоки берут свое начало в относительно "богатых"

минеральными веществами районах, северные отрезки речных долин вместе с весенним половодьем получают дополнительное количество органо-минеральных веществ. Это обстоятельство делает почвы речных долин наиболее продуктивными и наиболее перспективными для сельскохозяйственного освоения.

1.4 Растительность

Суровые климатические условия, специфика почвогрунтов (бедность питательными веществами, нередко мерзлый характер грунтов, острый дефицит кальция, калия, фосфора в корнеобитаемом слое) определили сравнительную бедность флористического комплекса Красноселькупского района.

Растительный покров района формируют леса, болота и луга различных типов. Лиственничные редколесья на северных пределах района приурочены к речным долинам, наиболее хорошо дренируемым участкам склонов, надпойменным террасам. Почти везде в редколесьях встречаются вкрапления березы и ели.

В понижениях на водоразделах и в долинах развиты верховые и низинные болота, пушицевые кочкарники с моховым или мохово-лишайниковым покровом. Широко распространены растительные комплексы спущенных озер – хасыреев. Такие участки являются лучшими оленьими пастбищами летне-осеннего сезона. Русла рек окаймлены злаково-разнотравными ивняками.

На хорошо дренированных песчаных террасах развиты сосновые лишайниковые леса. Древостой их несколько разреженный, образован сосной с незначительной примесью березы бородавчатой и ели сибирской.

В речных долинах растительность более разнообразна и резко изменяется в зависимости от местоположения. В прирусловой части, на песках встречаются пойменные разнотравно-злаковые луга. Наиболее повышенные участки центральной поймы занимают еловые зеленомощные леса. Среди смешанных долинных лесов в прирусловой части поймы попадаются единичные крупные плодоносящие деревья кедра сибирского.

В долинах малых рек развиты кедровые и сосновые леса, в местах с обильным увлажнением и хорошим дренажем – березовые леса с участием ели сибирской, осины обыкновенной и пихты сибирской. Характерны пойменные ивняки, вытянутые узкой полосой вдоль речного русла. Они сменяются пойменными березовыми лесами с богатым кустарничковым подлеском и разнотравно-злаковым травяным покровом.

Грядово-мочажинные болота занимают почти половину всей заболоченной площади водоразделов. В надпочвенном покрове часто господствуют зеленые мхи, а в травяно-кустарничковом ярусе нередко обильна брусника, местами – черника.

Глава II. Экология и биология психрофитных растений семейства вересковые

Приспособление северных растений к относительно низким температурам носит как физиологический, так и морфологический характер. Многие виды образуют специфические жизненные формы – подушковидные, простратностелющиеся, розеточные и некоторые другие. Другим важным приспособлением является опушение различной степени и характера, препятствующее тепловому излучению и, следовательно, повышающее температуру опушенных органов, особенно в солнечные дни.

Успешное существование растений в суровых климатических условиях невозможно без ряда приспособлений к довольно короткому вегетационному периоду. Одно из них – быстрое начало роста побегов весной, несмотря на низкую температуру воздуха и почвы. Интенсивный рост в весеннее время возможен благодаря быстрой мобилизации и перемещению запасных углеводов из подземных частей растений в развивающие побеги и листья.

Другой особенностью является сформированность побегов будущего года в побегах возобновления уже к наступлению зимнего периода.

Из выше сказанного следует еще одна важная черта биоморфологической структуры психрофитных растений, а точнее спектра их жизненных форм – практически полное отсутствие однолетников (Алексеев Ю.Е., 2003).

2.1 Особенности биологии психрофитных растений

К группе психрофитных относят растения, произрастающие в тайге, тундре, на высокогорьях. Сюда же могут относиться виды, живущие в условиях холодного, плохо прогревающего даже летом сфагнового болота, их иногда выделяют в отдельную группу оксилофитов.

Формы растений психрофитов многообразны и зависят как от природы организмов, их наследственности, так и от разностороннего воздействия окружающей среды.

Психрофиты можно разделить на 4 группы:

● вечнозеленые деревья и кустарники северных лесов;

● вечнозеленые кустарники тундры и сфагновых болот;

● листопадные кустарнички тундры;

● высокогорные растения и растения каменистых тундр и степей.

К вечнозеленым растениям северных лесов относятся все наши хвойные деревья и кустарники: ель (Picea), сосна (Pinus), сибирский кедр (Pinus sibirica), пихта (Abies), кедровый стланик (Pinus pumila), можжевельник (Juniperus). Все они имеют сильно уменьшенную листовую поверхность. Листья их превращены в иглы (хвою). Структура игольчатого листа типично ксероморфная: это можно объяснить тем, что, сохраняя зимой зеленые листья, хвойные деревья продолжают испарять воду, но лишены возможности быстро насасывать ее из холодной почвы и не могут быстро проводить по древесине, лишенной сосудов. Игольчатые листья являются, таким образом, приспособлением к уменьшению транспирации хвойных растений зимой и ранней весной.

Развитие ксероморфных структур наших хвойных растений, вероятно, определяется произрастанием их или на сухой почве, или на влажных, но холодных субстратах. Всасывание воды здесь ограничивается не только низкой температурой почвы, но и не достаточной ее аэрацией, что ограничивает деятельность корней. В критические периоды временного, но регулярно повторяющегося недостатка воды, растениям полезен ряд выработавшихся у них приспособлений ксероморфного строения.

Вечнозеленые кустарники – обитатели тундр и сфагновых болот. Растения тундры растут в очень суровых условиях. Наличие в почве "вечной" мерзлоты, т.е. слоя, не оттаивающего даже летом, постоянные сильные иссушающие ветры, очень короткий вегетационный период накладывают особый отпечаток на облик растений тундры. Большей частью это приземистые или стелющиеся кустарники с мелкими, обычно вечнозелеными, кожистыми листьями. Мелкие листья, низкорослость – все это результат слабого минерального питания и низких температур, которые задерживают рост растений. Среди многолетних кустарничковых растений тундры встречаются так называемые подушковидные жизненные формы, прижатые к субстрату. Они характеризуются очень слабым годичным приростом своих побегов; в связи с этим старые одревесневшие части побегов прижаты к земле и сильно разветвлены. Поверхность такой низкой подушки сплошь покрываются листьями, которые возникают на многочисленных молодых укороченных побегов. Слабый, медленный рост растений связан и со слабой аэрацией почвы (Богданова Г.А.,1978).

Вечнозеленость многих кустарничков тундры следует рассматривать как полезное свойство, позволяющее растению использовать весной при первых благоприятных условиях перезимовавшие листья для процесса фотосинтеза до появления новых. Ведь вегетационный период очень короток и каждый день важен для накопления необходимых запасов. Таким образом, вечнозеленость здесь приспособление к удлинению вегетации.