Характеристика основних груп рослин по відношенню до води

Вступ

Вода відіграє дуже важливу роль у житті рослин. Недостатнє водопостачання рослин завжди веде до зменшення нагромадження органічних речовин у рослинах, а в культурних – до зменшення врожаю. Вивчення водного режиму рослин має надзвичайно важливе значення.

У рослин водообмін складається з:

ü поглинання води рослиною,

ü пересування води по рослині,

ü виділення води рослиною.

Водний режим рослини складається з таких основних фізіологічних процесів: поглинання води, руху води по рослині і виділення води рослинним організмом. Поглинання і випаровування води є найбільш напруженими процесами водного режиму рослин. Водний баланс рослини визначають співвідношенням між кількістю поглинутої і кількістю виділеної води. Для нормального росту й розвитку рослин треба, щоб в неї надходило приблизно стільки води, скільки витрачається. В рослинах у процесі природного добору виробилися пристосування до поглинання води (добре розвинена коренева система), до руху води (спеціальна провідна система), до зменшення випаровування (система покривних тканин і система продихів).

Характеристика основних груп рослин по відношенню до води

За пристосованістю до середовищ існування з різними умовами зволоження та вироблення відповідних пристосувань серед наземних рослин розрізняють три основних екологічних типу: гігрофіти, мезофіти і ксерофіти.

Гігрофіти. Це рослини надлишково зволожених місцезростань з високою вологістю повітря і грунту. При досить великій різноманітності місцеперебувань, особливостей водного режиму та анатомо-морфологічних рис всіх гігрофіти об'єднує відсутність пристосувань, що обмежують витрата води, і нездатність виносити навіть незначну її втрату. Яскраво виражені гігрофіти - трав'янисті рослини і епіфіти вологих тропічних лісів, що не виносять скільки-небудь помітного зниження вологості повітря. Навіть у розпал сезону дощів дрібні епіфітні папороті на стовбурах дерев втрачають тургор і засихають, якщо на них протягом 2-3 годин падають сонячні промені. До гігрофітів можна віднести види, що ростуть на відкритих і добре освітлених місцях проживання, але в умовах надлишку грунтової вологи - поблизу водойм, у дельтах річок, в місцях виходу грунтових вод. У наших широтах прикладом можуть служити прибережні види: калюжниця - Caltha palustris, плакун-трава - Lythrum salikaria, а в країнах жаркого клімату - папірус, болотні пальми. З культурних рослин сюди можна віднести рис, культивований на полях, залитих водою.

Ксерофіти. Це рослини сухих середовищ, здатні переносити значний недолік вологи - грунтову й атмосферну посуху. Вони поширені, в областях з жарким і сухим кліматом. До цієї групи належать види пустель, сухих степів, саван, колючих рідколісь, сухих субтропіків. У більш гумідних районах ксерофіти беруть участь в рослинному покриві лише в найбільш прогрітих і найменш зволожених місцях проживання (наприклад, на схилах південної експозиції).
Несприятливий водний режим рослин в сухих місцях проживання зумовлений, по-перше, обмеженим надходженням води при її недоліку в грунті і, по-друге, збільшенням витрати вологи на транспірацію при великій сухості повітря і високих температурах. Отже, для подолання нестачі вологи можливі різні шляхи: збільшення її поглинання і скорочення витрати, крім того, здатність переносити великі втрати води. Все це використовується ксерофітамі при адаптації до сухості, але у різних рослин не однаковою мірою, у зв'язку з чим деякі автори розрізняють два основних способи подолання ксерофітамі посухи: можливість протистояти висушуванню тканин, або активне регулювання водного балансу, і здатність виносити сильне висушування.
У залежності від структурних рис і способів регулювання водного режиму розрізняють кілька різновидів ксерофітів (за Генкель П.А.): еуксерофіти, геміксерофіти, пойкілоксерофіти.
До групи ксерофітів відносять і сукуленти - рослини з соковитими листям або стеблами. Розрізняють листові сукуленти (агави, алое) і стеблові, у яких листя скорочені, а наземні частини представлені м'ясистими стеблами (кактуси, деякі молочаї).
Ксерофіти з найбільш яскраво вираженими рисами ксероморфної будови листків мають своєрідний зовнішній вигляд, за що отримали назву склерофітов. Вигляд типового склерофіта легко уявити на прикладі будяків - Carduus crispus і пустельних ополонок, ковили, саксаул.

Мезофіти. Ця група включає рослини, які ростуть у середніх умовах зволоження. Сюди відносяться рослини луків, трав'яного покриву лісів, листяні деревні і чагарникові породи з областей помірно вологого клімату, а також більшість культурних рослин.
Мезофіти - група дуже різноманітна не тільки за видовим складом, але і по різних екологічних відтінкам, обумовленим різним поєднанням чинників у природних середовищ існування. Вони пов'язані переходами з іншими екологічними типами рослин по відношенню до води, так що чітку межу між ними провести дуже важко. Так, серед лугових мезофітов виділяються види з підвищеною вологолюбністю, які віддають перевагу постійно сирим ділянкам (лисохвіст луговий - Alopecurus pratensis, Бекманом звичайна – Beckmannia eruciformis).
Їх об'єднують у перехідну групу гігромезофітов поряд з деякими вологолюбними лісовими травами, котрі надають перевагу найбільш сирим лісас, лісовим ярам (недоторка - Impatiens nolitangere).

Група перехідна між мезофітами ксерофітами, - ксеромезофіти. Прикладом можуть служити багато видів північних степів, сухих соснових борів, піщаних місцеперебувань: конюшина-белоголовка - Trifolium montanum, підмаренник жовтий - Galium verum та інші.
Особливе місце серед мезофітов займають степові і пустельні весняні ефемери і ефемероїди. До цієї групи належать рослини, ранньою весною покривають степи і пустелірізнобарвним квітучим килимом (багаторічні - тюльпани, гусячі луки; однорічники - маки, вероніки). Це види з надзвичайно короткою вегетацією і тривалим періодом спокою, як і однорічні ефемери переживають у вигляді насіння, а багаторічні ефемероїди - у вигляді цибулин, бульб, кореневищ. Крім весняних існують й осінні ефемероїди, які ростуть у районах з кліматичним ритмом середземноморського типу. Сюди відносяться види родів Crocus, Scilla та інші.
За багатьма особливостями структури і фізіології близькі до ксерофітів рослини, які з тих чи інших причин відчувають нестачу вологи, пов'язані з дією низьких температур. Іноді такі види як особливого підрозділу включають до групи ксерофітів, іноді виділяють в самостійні екологічні типи - псіхрофіти і кріофіти.
Псіхрофіти - рослини вологих і холодних грунтів в холодних місцепроживаннях високогір'я і північних широт. Незважаючи на достатнє зволоження грунту, вони часто відчувають нестачу вологи (або з-за фізіологічної сухості, викликаної низькими температурами, або в зв'язку з перевагою в грунті недоступністю вологи, як, наприклад, на торф'янистих грунтах). Серед псіхрофітов є трав'янисті рослини (наприклад злаки північних лугів: Білоус - Nardus strikta; високогірні кавказькі злаки: вівсяниця строката-Festuka varia), високогірні, болотні та тундрові чагарники та чагарники, як вічнозелені (верес - Calluna vulgaris), так і з опадаючим листям (карликові верби - Salix polaris, S. herbacea). До псіхрофітам відносяться і хвойні деревні породи помірних і північних широт.
Кріофіти в екологічному відношенні дуже близькі до псіхрофітів і пов'язані з ними перехідними формами. Це рослини сухих і холодних місць існування - сухих ділянок тундр, скель, осипів. Зазвичай вони розглядаються і характеризуються разом з псіхрофітамі, оскільки у них багато схожих морфологічних і фізіологічних рис. Але серед кріофітов є і дуже своєрідні форми - це рослини-подушки високогірних холодних пустель.

Гігрофіти Це водні рослини. По способу життя і будовою серед них можна виділити занурені рослини і рослини з плаваючим листям. З вищих рослин до перших належать телорез - Stratiotes aloides, Шильников водяний - Subularia aquatika. У цю ж групу входять водорості, прикріплені до грунту. З рослин, зважених у товщі води, можна назвати кушир занурений-Ceratophyllum demersum, пухирчатка звичайну - Utrikularia vulgaris, а також численні види планктонних водоростей.
Рослини з плаваючими листками використовують частково водну, частково повітряне середовище. З них вкорінюються в грунті латаття з роду Nymphaea, кубушки з роду Nuphar, рдести, горіх водяний - Trapa natans.
Багато видів поряд з плаваючими на поверхні води листками мають і підводні. Плавають на поверхні води.

До даних водних рослин дуже близько стоїть і зазвичай разом з ними розглядається група гелофітов або амфібій - земноводних рослин. Це види берегових і прибережних середовищ існування з надмірною або змінним зволоженням. Вони можуть рости як в повітряному середовищі, так і частково зануреними у воду, можуть виносити і повне тимчасове заливання. Як у природі немає різкої межі між водними і наземними місцезнаходження для рослин, так і група гелофітов пов'язана непомітними переходами, з одного боку, зі справжніми гігрофітами, з іншого - з наземними гігрофіти і гігромезофітамі. Приклади гелофітов - рослин прибережної смуги прісноводних водоймищ і річок: стрілолист - Sagittaria sagittifolia, ежеголовка - Sparganium ramosum.