Роль растений в биосфере

Отдел растений,

кол-во видов,

рисунок

Значение в природе.

Водоросли

33 700

Обеспечивают обитателей водоемов кислородом

Являются кормом для многих водных обитателей (фитопланктон).

В роли продуцентов участвуют в круговороте веществ в водных  экосистемах.

 Вызывают цветение водоемов и гибель рыб.

Псилофиты

12

   Первые  наземные растения.

  Считаются предками других высших растений: моховидных, плауновидных, хвощевидных.

   Выход псилофитов на сушу – одно из важнейших событий в эволюции биосферы.

Моховидные

35 тыс.

Пища для  некоторых животных.

Часто выступают  в роли пионерной растительности, играя большую роль в почвообразовательных процессах.

Приводят  к заболачиванию и закисанию почвы (особенно сфагновые мхи).

 Отложения мхов образуют торф.

 Играют большую роль в регулировании водного баланса ландшафтов, так как способны впитывать и удерживать большое количество воды.

 Моховой покров способен накапливать и удерживать радиоактивные вещества.

Плауновидные

970

Велико значение вымерших форм плаунов каменноугольного периода в формировании первичных почв, насыщения атмосферным кислородом и отложении каменного угля.

Некоторые виды плауна содержат сильный парализующий яд, позвоночные травоядные животные не употребляют в пищу[7].

После  гниения образуют перегной.

Хвощевидные

35

В цепях питания прошлых геологических эпох высшие споровые растения занимали ведущее место: они служили пищей для травоядных земноводных, пресмыкающихся. В настоящее время их роль как кормовых растений заметно уменьшилась, некоторые виды содержат яд.

 Они удерживают воду в почве, создают условия для сохранения и прорастания семян голосеменных и покрытосеменных растений.

Являются  средой обитания для животных.

Входят  в состав пионерных растительных группировок и захватывают территории с нарушенным естественным покровом.  После  гниения образуют перегной.

Папоротниковидные

10 тыс

Из древних  древовидных форм образовались залежи каменного угля.

Являются  важным компонентом многих растительных сообществ. После  гниения образуют перегной.

Некоторые  микроорганизмы и беспозвоночные животные практически не могут существовать без папоротников, ведь последние являются не только их средой обитания, но и пищей. Дают убежище лесной мелюзге

Принимают  участие в образовании кислорода.

Папоротник  сальвиния, который быстро размножается вегетативным способом и может стать настоящей угрозой жизни водоемов, в частности их растительному и животному миру [8].

Голосеменные

600

Являются прародителями всеми любимых покрытосеменных растений. Сосна успешно заселяет пожарища.

На огромных пространствах образуют хвойные леса, называемые тайгой,  а лес - это легкие планеты.

 Приют  для многих животных.

Семена, шишки и хвоя – корм для животных.

Они  образуют органические вещества, усваивают углекислый газ из воздуха и выделяют кислород.

Хвойный опад – органическое удобрение в лесу.

Закрепляет сосна своими корнями сыпучий песок.

Задерживают  таяние снега, что обогащает почву влагой.

Ослабляет шумы и силу ветров. Защитные полосы, в состав которых включены хвойные деревья, уменьшают силу и скорость ветровых потоков и в зимнее время.

•    Почти все хвойные эффективнее снижают уровень шума, чем лиственные тех же размеров. К тому же их шумозащитные свойства не зависят от времени года (см. п.10  таблица 2).

Выделяют  фитонциды, на 50–60% обеззараживающие воздух от болезнетворных бактерий (см. п.6 таблица 2) [9].

Цветковые

250 тыс.

Рассмотрим значение цветковых растений на примерах (см. таблица №2).

№ п/п

Роль растений в биосфере

Примеры.

1

Участвуют в образовании органических веществ, накапливают в продуктах фотосинтеза большое количество химической энергии.

Первичное трофическое звено в цепях питания.

Растения всасывает из почвы воду и минеральные вещества, используя  при этом солнечную энергию,  образования органических веществ в клетках.

Установлено, что растения Земли в процессе фотосинтеза ежегодно образуют более 177 млрд. тонн органического вещества.

2

Поддерживают необходимый для существования большинства организмов уровень кислорода в атмосфере.

Одно дерево в среднем вырабатывает в день 2,5 килограмма кислорода, в год – 912,5 килограммов кислорода.

Растения  усваивают из атмосферы до 170 млрд т углекислого газа и разлагают до 130 млрд т воды, выделяя до 115 млрд т свободного кислорода .

Больше всего кислорода вырабатывают те растения, у которых крупная листовая пластина и яркий зеленый цвет. Это свидетельствует о большом количестве хлорофилла, который, собственно, и вырабатывает кислород.

Когда образуется 1 грамм глюкозы, освобождается более 1 грамма, или около 900 кубических сантиметров, чистого кислорода (выделяют  около 510" тонн свободного кислорода в год).

.3

Предотвращают накопление в атмосфере избытка углекислого газа.

Известно, что 50 м2 зеленого леса поглощает за 1 час углекислого газа столько же, сколько его выделяет при дыхании за 1 час один человек, т.е. 40 г

4

Выделяемый растениями кислород защищает биосферу от коротких ультрафиолетовых лучей, которые губительны для всего живого на Земле.

Растение перерабатывают углекислый газ в кислород, а когда выделяет его, то попадая в биосферу, кислород уничтожает ультрафиолетовые лучи.

5

Существенно влияет на климат, формирует температурный режим планеты: за счет значительного поглощения СО2 произошло уменьшение парникового эффекта, снижение температуры до современного уровня.

В глобальном масштабе это влияние на климат отвечает на 16% от общей величины потепления климата над сушей, тогда как остальные 84% - сугубо парниковый эффект. В то же самое время для некоторых регионов Земли, например, восточной части Азии и Северной Америки, эта цифра может составлять до 25%.

6

Выделяют в атмосферу вещества (фитонциды), которые губительно влияют на болезнетворные бактерии.

В сравнении с хвойными растениями*.

  Сосновый лес за сутки выделяет 5 кг фитонцидов с 1га, лиственный – около 2 кг, можжевеловый  до 3кг.

   Исследованиями было установлено время гибели простейших после бесконтактного воздействия фитонцидных растений. Дуб – 5мин., тис – 6мин., можжевельник – 7мин., сосна – 10-15мин., береза – 20мин., тополь – 9мин., черемуха – 4-5мин., пихта – 5 мин., ель – 10-15мин., кедр – 15мин.

 Фитонциды дубовой листвы уничтожают возбудителя дизентерии, а фитонциды можжевельника — возбудителей брюшных заболеваний. Сосна крымская, кипарис вечнозеленый, кипарис гималайский задерживают рост туберкулезной палочки.

7

В создании и поддержании климата: ослабление скорости ветра, зимней стужи, снижение жары.

Когда дует ветер, он налетает на растения, тем самым ослабляет свою скорость. При жаре растения выделяют много влаги, тем самым снижая жару.

1 кв.м травы в час испаряют до 200 граммов воды, что увлажняет воздух в жаркие дни, делая его на 2,5°С ниже, чем на асфальте.  

За сутки береза испаряет – 75л воды, а липа – 200л.

8

Очищают воздух от пыли.

  Листья деревьев улавливают на свои кроны в 50-60 раз больше пыли, чем она оседает на оконном стекле. На гектаре соснового леса на хвою оседает 36 тонн пепла, пыли.

 За неделю 10 граммов листьев акации и липы улавливают из атмосферы воздуха около 2 граммов пыли, а листья вяза - 3 грамма [ 12 ].

 Шершавые листья (вяз) и листья, покрытые тончайшими ворсинками (сирень, черемуха, бузина), лучше удерживают пыль, чем гладкие (клен, ясень).

   Пихтовый лес* на площади 1 га в состоянии задержать 32 т пылевых частиц, буковый лес — 68 т пыли. 

   Очень хорошим пылеуловителем является вяз. Он задерживает пыль в 6 раз интенсивнее, чем гладколистный тополь[2]. 

9

Очищают воздух от газов.

    Наиболее устойчивы к загрязнению атмосферного воздуха: акация желтая, тополь, береза, ива, боярышник, сирень, лиственница, снежноягодник.

   Листья конского каштана, липы, тополя вдоль дороги поглощают свинец, попадающий в воздух с  выхлопными газами [ 12 ].

    Белая акация, берест перистоветвистый, бузина красная, тополь канадский, шелковица улавливают соединения серы, а активными поглотителями фенолов оказались белая акация, берест перистоветвистый, аморфа кустарниковая.

   Ива, белая акация устойчивы по отношению к фтору, поэтому их используют при озеленении предприятий, связанных с алюминием [2].  За трехъярусными зелеными кулисами в 5–8 раз снижается в воздухе концентрация выхлопных газов.

10

Снижают уровень шума.

Лиственные породы способны поглощать до 25 % звуковой энергии, а 75 % ее отражать и рассеивать.

•   Лучший эффект снижения шума достигается при многоярусной посадке деревьев с густыми кронами, смыкающимися между собой, и опушечными рядами кустарника.  Деревья и кустарники, расположенные в шахматном порядке, снижают шум лучше, чем высаженные в ряд.
•    По степени шумозащитной эффективности различные насаждения располагаются в следующем порядке: сосновые*, еловые*, кустарниковые (лиственные разных видов) и лиственные древесные.
•   Шумозащитная способность деревьев проявляется и зимой за счет снега на ветвях.
•   Деревья с высокими кронами звук не поглощают, так как под ними образуется звуковой коридор.

11

Способствуют задержанию снега.

   Когда  растения задерживают слой снега толщиной 1 см на площади 1 га , то при таянии снега  образуется 20—35 т. воды для всего живого.

  Глубина промерзания почв в лесу в 2—5 раз меньше, чем в парке, сквере и тем более на улице, где нет лесной подстилки, где убираются листья и скашиваются травы, где почвы обеднены и переуплотнены, где нет подлеска.

12

Предотвращают эрозию почв, закрепляют овраги и горные склоны.

Растения покрывают почву, тем самым защищают её.

13

Участие в формировании почв.

 Биомасса растений в виде корневых остатков и наземного опада возвращается в почву. Характер участия зеленых растений в почвообразовании различен и зависит от типа растительности и интенсивности биологического круговорота

  Растения участвуют в образовании гумуса, который является самой существенной частью почвы, обеспечивает ее высокое плодородие.

14

Обуславливают накопление воды на поверхности Земли, способствуют образованию болот, поддерживают полноводие рек.

Накопление воды на поверхности Земли, образование болот, поддерживание полноводие рек обуславливается путём их зарастания растениями.

15

Играют ведущую роль в круговороте минеральных и органических веществ – обеспечивают непрерывное существование жизни на Земле.

 Содержание углекислого газа в атмосфере минимально, и если бы не происходил постоянный возврат углекислого газа в атмосферу, этот газ был бы израсходован в процессе фотосинтеза за какие-нибудь 7—40 лет. Дальнейшая жизнь оказалась бы невозможна. Однако этого не происходит. В результате разложения органических соединений различными группами микроорганизмов в атмосферу возвращается 90% углекислого газа, остальные 10% газа пополняются в атмосфере за счёт дыхания эукариот, а также за счет хозяйственной деятельности человека.

  Минеральные соли не вымываются из поверхностных слоев почвы, так как растительность постоянно всасывает часть минеральных веществ из почвы и передает их животным на корм. Животные, так же, как растения, после отмирания передают минеральные вещества обратно в почву, откуда они вновь всасываются растениями

16

Залежи полезных ископаемых – каменный и бурый уголь, сланцы, торф, которые образовались в результате фотосинтетической деятельности растений, служат топливом человеку.

   Постепенно огромные количества восстановленного углерода в органических остатках оказались захороненными в недрах Земли, образовав громадные залежи горючих ископаемых.

17

Служат жилищем, местом укрытия для многих животных.

 Многие животные впадают в спячку в засушливое и холодное время года, тем самым не умирают от холода или жары. Также животные могут в растениях или  в норке спрятаться от хищников, чтобы их не съели.

18

Отдельные  виды растений оказывают свойственное только им влияние на химический состав почвы и обладают определенной избирательной способностью поглощения загрязнителей.

  Теплолюбивое растение эйхорния (вид водного гиацинта), в обычных условиях быстро размножающийся сорняк в водоемах, поглощает из воды фенолы, соединения тяжелых металлов — ртути, свинца, кадмия, никеля.

   Рогоз благодаря корневищам обладает способностью очищать от загрязнения и воду, и дно.

  Камыш, тростник активно поглощают из воды органические вещества — фенол, индол, ксилол, пиридин. За 8 дней тростник удаляет из 1 л воды до 10 мг фенола. Тростник, рогоз узколистный хорошо очищают водоемы от нефти. Тростник обыкновенный поглощает из воды ДДТ.

   Очищают водоемы от гербицидов водяной гиацинт, рдест, зеленые водоросли.

   Тростник, рогоз, камыш, аир, ежеголовник извлекают из воды азот, фосфор, калий, кальций, серу.

   Камыш, водяной орех, рдест извлекают из воды марганец, а ряска — медь, бор.

  Наиболее высокое содержание минеральных элементов в условиях загрязнения наблюдается у дуба черешчатого и липы мелколистной, в условиях слабого загрязнения — у акации белой.

   Наибольшее количество железа аккумулируют каштан конский, липа мелколистная, тополь Болле; меди — клен остролистный, акация белая; свинца— тополь Болле, клен остролистный.

Дата

Открытое пространство

 Группа растений

полуажурная

плотная

t. В°С

t. п°С

t. В°С

t. п°С

t. В°С

t. п°С

Название дерева, кустарника

Кол-во на территории, шт.

Кол-во пыли, осажденной на листе за лето, кг (справоч.)

Кол-во пыли, осажденной на листьях деревьев за лето, кг

№ п/п

Название растения

Количество, шт.

Деревья

1

Береза бородавчатая

45

2

Вишня кустарниковая

5

3

Ель европейская

2

4

Клен остролистный

1

5

Клен американский

27

6

Липа мелколистная

15

7

Осина = тополь дрожащий

7

8

Рябина обыкновенная

5

9

Сосна обыкновенная

3

Кустарники

1

Боярышник кровавокрасный

22

2

Жасмин садовый

1

3

Ива остролистная = верба

2

4

Калина обыкновенная = красная

1

5

Дерен белый

61

6

Кизильник черноплодный

57

7

Пузыреплодник амурский

1

8

Снежноягодник

1

9

Шиповник коричный

3

10

Туя восточная

4

11

Сирень гибридная

1

Дата

Открытое пространство

 Группа растений

полуажурная

плотная

t. В°С

t. п°С

t. В°С

t. п°С

t. В°С

t. п°С

16.01.14

-8

-5

-5

-3

-5

-5

17.01.14

-8

-8

-5

-3

-8

-7

18.01.14

-15

-14

-14

-14

-13

-12

Название дерева, кустарника

Кол-во на территории, шт.

Кол-во пыли, осажденной на листе 1 дерева за лето, кг (справоч.)

Кол-во пыли, осажденной на листьях деревьев за лето, кг

Ива

2

38

76

Клен

28

34

952

Сирень

1

1,6

1,6

Тополь

15 (вдоль автодороги, напротив школы)

34

510