❄️❄️❄️Zima ❄️❄️❄️ je pro rostliny těžké, nepříznivé roční období. Hlavním nebezpečím, které rostliny v zimě čeká, je vysychání. To je hlavní hrozba, protože voda v půdě zamrzá. Pokud některá část rostliny začne v zimě vysychat, nevyhnutelně zemře. Koneckonců, během chladného počasí nedochází k žádnému pohybu vody rostlinou a není možné doplnit ztrátu vlhkosti. A voda se v zimě odpařuje docela dobře (vzpomeňte si, jak rychle schne prádlo v mrazu).
Proto jsou všechny adaptace rostlin na zimu zaměřeny na snížení ztráty vlhkosti. U stromů a keřů je hlavním způsobem, jak bojovat proti zimnímu vysychání, shazovat listy. Takové rostliny se nazývají opadavé, to znamená, že jejich listy na podzim opadávají a žijí jednu sezónu. Rostliny dostávají během jara a léta potřebné množství světla a vody a jejich velké listy fungují dostatečně efektivně, aby rostlině dodaly živiny pro začátek další sezóny. Během zimy takové rostliny hibernují, nepoužívají prakticky žádnou vodu a neprovádějí fotosyntézu.
Jehličnaté rostliny se vydaly jinou cestou – jejich listy obsahují velmi málo skutečné vody, převládají nemrznoucí silice, alkaloidy a cukry. Všechny fyziologické procesy u jehličnatých rostlin včetně fotosyntézy probíhají velmi pomalu, ale mohou k nim docházet při nízkých teplotách, a to i v zimě. Pro ještě menší ztrátu vlhkosti jsou listy jehličnatých rostlin jehličnaté, tvrdé a chráněné vrstvou vosku. Každý list (jehlice) žije 2-5 let a listy neopadávají všechny dohromady, ale jeden po druhém po celý rok. Další prostředky ochrany kmenů a větví – kůra (korková vrstva) a pupeny – šupiny pupenů – ještě více snižují zimní ztrátu vlhkosti a poskytují těmto rostlinám dodatečné zimování.
Jiná věc jsou něžné bylinky. Jejich hlavním způsobem přežití zimy je úplné odumření nadzemní části (většina), nebo celé rostliny (u letniček), nebo speciální „mazané“ úpravy (u stálezelených a oziminových).
Hlavní podmínkou pro existenci bylinných zelených rostlin v mírném klimatu je přítomnost sněhové pokrývky.
Jeho hlavní funkcí je v tomto případě tepelná izolace. Je známo, že sněhová pokrývka má díky tvaru sněhových vloček volnou strukturu. V dutinách mezi sněhovými vločkami je vzduch, který má špatnou tepelnou vodivost, a právě jemu vděčíme za tak pozoruhodnou vlastnost sněhu. Kvůli slabé tepelné vodivosti sněhu pronikají denní výkyvy teplot do jeho mocnosti v průměru jen o 24 centimetrů. Právě díky sněhové pokrývce existují v zimě v mírném podnebí zelené rostliny.
Většina bylinných rostlin během zimy odumírá, a to buď celá (letničky), nebo pouze jejich nadzemní části (trvalky). Jsou ale i takové, které se zimují pod sněhem zelené – jejich stonky a listy nemění svůj letní vzhled. Stonky těchto rostlin jsou obvykle nízké, sotva vystupují nad povrch půdy a listy jsou také umístěny blízko země.
V zeleném stavu přezimují pod sněhem dvě skupiny rostlin – stálezelené (jejichž listy žijí 2-3 roky) a oziminy (jejichž listy žijí jeden rok).
Stálezelené jsou všechny druhy mechů, brusinky, Veronica officinalis, linnae severní, brusinky. Všechny tyto rostliny mají soubor adaptací typických pro všechny stálezelené rostliny – malé rozměry, korkovitou vrstvu na stoncích a voskovou kutikulu či pubescence na listech, vysoký obsah nemrznoucích látek v pletivech atd.
Mechy se nebojí silných mrazů, protože nejsou vůbec nebezpečné vysycháním. Prostřednictvím listů a stonků absorbují vodu z atmosféry. Mechy nemají pravé, dobře vyvinuté kořeny a rostliny nasávají vlhkost celou svou nadzemní částí jako houba. Pokud delší dobu neprší, mech zcela ztrácí vlhkost a vysychá do suchého stavu na vzduchu. Neumře však, ale přechází do stavu klidu. Tento jev se vysvětluje vlastnostmi protoplastu – živého obsahu buněk mechu. Mechový protoplast neodumře ani po silném vysušení. Nehrozí jim ztráta vláhy ani v létě, ani v zimě. Mechy přežívají zimu za jakýchkoli podmínek, jak pod ochranou sněhové pokrývky, tak bez ní.
Wintergreeny jsou opadavé rostliny, jejichž listy se objevují na jaře (jako všechny opadavé rostliny) a odumírají společně, ale ne na podzim, jako všechny „normální“ rostliny, ale na jaře. To znamená, že listy žijí jeden rok, ale období jejich opadu nastává na jaře. Rostlina si tak prodlužuje dobu svého fotosyntetického období – od časného jara, kdy právě roztál sníh, až do pozdního podzimu, kdy se vrstva sněhu stává výraznou. Je známo, že listnaté rostliny musí mít velkou zásobu živin, zatímco se rozvinou nové listy. Tyto látky se předchozí „letní“ generací ukládají do kořenů a stonků a u běžných listnatých rostlin se mnoho času stráví vývojem nových výhonků z těchto látek. V přírodě je už dlouho světlo a teplo a rostliny ještě nezačaly fotosyntetizovat. To je nevýhoda. Zimní zelené rostliny začnou fotosyntetizovat a vyrábět energii, jakmile roztaje sníh, tzn. objeví se světlo – kvůli přezimovaným „starým“ listům. A teprve poté, co se objeví nové listy, ty staré, které přezimovaly, odumřou.
Běžnými zimními zelenými rostlinami v našich lesích jsou kopytník obecný, ostřice chlupatá, jehlice, žlutozelená tráva a šťovík obecný.
V lesích středního pásma jsou stálezelené a ozimé rostliny nejhojnější ve smrkových lesích. Hlavním důvodem je světelný režim v nižších patrech lesa. Ze všech našich lesních typů je smrkový les tmavý, a to ve všech ročních obdobích. Proto je u rostlin nižších vrstev velmi důležité prodloužit možnost fotosyntézy na co nejdelší dobu. Půdy smrkových lesů navíc často nejsou rostlinám příliš příznivé – jsou málo bohaté, obvykle podmáčené a silně kyselé. V takových podmínkách se rostliny vyvíjejí pomalu, listy kvetou pozdě na jaře, loňské listy jsou v tuto dobu velmi důležité.
Počet ozimých zelených rostlin v listnatých lesích je velký (ale menší než ve smrkových lesích). Zde je důvod jiný. V listnatých lesích, zejména v listnatých lesích, se po odkvětu listů zápoj pod zápojem ztmavne natolik, že se mnoho rostlin nemůže normálně vyvíjet. Mnoho bylin se během tohoto krátkého období mezi táním sněhu a olistěním stromů přizpůsobilo velmi rychlému růstu. Přizpůsobily se různým způsobem: některé – efemeroidy – uchovávají živiny v hlízách a cibulkách a kvetou ihned po tání sněhu, jiné přezimují zeleně, aby se fotosyntetizovaly a vytvořily nové výhonky z přezimovaných listů.
Účelem této práce je studovat rostliny, které zimují pod sněhem v zeleném stavu.
V souladu s účelem výzkumu byly stanoveny následující úkoly:
1. Vyberte několik velmi odlišných biotopů.
2. Stanovte místa v každém z těchto biotopů.
3. V zimě po vyhrabání sněhu spočítejte a určete všechny zelené rostliny.
4. Sestavte seznamy druhů a počtů zelených rostlin v různých biotopech.
5. Analyzujte druhové složení zelených rostlin zimujících pod sněhem v různých biotopech.
Hypotéza. Hlavní podmínkou pro existenci bylinných zelených rostlin v mírném klimatu je přítomnost dostatečné sněhové pokrývky. Jeho hlavní funkcí je v tomto případě bezpečnost, neboli tepelná izolace. Je známo, že sněhová pokrývka má díky tvaru sněhových vloček volnou strukturu. V dutinách mezi sněhovými vločkami je vzduch, který má špatnou tepelnou vodivost, a právě jemu vděčíme za tak pozoruhodnou vlastnost sněhu. Jak často (ale nesprávně) říkáme, „dobře topí“.
Relevantnost. Jemné bylinné rostliny. Jejich hlavním způsobem přežití zimy je úplné odumření nadzemní části (většina), nebo celé rostliny (u letniček), nebo speciální „mazané“ úpravy (u stálezelených a ozimých zelených). Právě o nich bude v této práci pojednáno.
Jako předmět studia byly vybrány bylinné rostliny dvou biotypů: borovice a smíšený les. Předmětem studia jsou podmínky zimování rostlin.
Při studiu zelených rostlin pod sněhem byly použity obecně uznávané metody N.S. Lazareva a A.S. Bogoljubová.
Část 1. Popis posuzovaných skutečností
Zima je pro rostliny obtížným a nepříznivým obdobím roku. Hlavním nebezpečím, které rostliny v zimě čeká, je vysychání. To je hlavní hrozba, protože voda v půdě zamrzá. Pokud některá část rostliny začne v zimě vysychat, nevyhnutelně zemře. Koneckonců, během chladného počasí nedochází k žádnému pohybu vody rostlinou a není možné doplnit ztrátu vlhkosti. A voda se v zimě odpařuje docela dobře (vzpomeňte si, jak rychle schne prádlo v mrazu).
Proto jsou všechny adaptace rostlin na zimu zaměřeny na snížení ztráty vlhkosti. U stromů a keřů je hlavním způsobem, jak bojovat proti zimnímu vysychání, shazovat listy. Takové rostliny se nazývají opadavé, to znamená, že jejich listy na podzim opadávají a žijí jednu sezónu. Rostliny dostávají během jara a léta potřebné množství světla a vody a jejich velké listy fungují dostatečně efektivně, aby rostlině dodaly živiny pro začátek další sezóny. Během zimy takové rostliny hibernují, nepoužívají prakticky žádnou vodu a neprovádějí fotosyntézu. [4] Jehličnaté rostliny se vydaly jinou cestou – jejich listy obsahují velmi málo skutečné vody, převládají nemrznoucí silice, alkaloidy a cukry. Všechny fyziologické procesy u jehličnatých rostlin včetně fotosyntézy probíhají velmi pomalu, ale mohou k nim docházet při nízkých teplotách, a to i v zimě. Pro ještě menší ztrátu vlhkosti jsou listy jehličnatých rostlin jehličnaté, tvrdé a chráněné vrstvou vosku. Každý list (jehlice) žije 2-5 let a listy neopadávají všechny dohromady, ale jeden po druhém po celý rok. Další prostředky ochrany kmenů a větví – kůra (korková vrstva) a pupeny – šupiny pupenů – ještě více snižují zimní ztrátu vlhkosti a poskytují těmto rostlinám dodatečné zimování.
Jiná věc jsou něžné bylinky. Většina bylinných rostlin během zimy odumírá, a to buď celá (letničky), nebo pouze jejich nadzemní části (trvalky). Jsou ale i takové, které se zimují pod sněhem zelené – jejich stonky a listy nemění svůj letní vzhled. Stonky těchto rostlin jsou obvykle nízké, sotva vystupují nad povrch půdy a listy jsou také umístěny blízko země.
V zeleném stavu přezimují pod sněhem dvě skupiny rostlin – stálezelené (jejichž listy žijí 2-3 roky) a oziminy (jejichž listy žijí jeden rok).
Část 2. Metodologie výzkumu
V každém biotopu je na typickém místě položena plošina 1x1m. Pomocí lopat je z místa odklízen sníh. Blíže k povrchu půdy byste měli pracovat s lopatou opatrněji, abyste nepoškodili rostliny, a poslední, tenkou vrstvu sněhu je vhodné odstranit kartáčem nebo smetákem.
Je popsána oblast zbavená sněhu, tzn. určit druhové složení všech zelených rostlin a jejich projektivní pokryv.
Projektivní pokrytí se určuje pomocí standardních metod. Celá plocha místa je brána jako 100% a je určeno okem, jaké procento této plochy je pokryto listy konkrétní rostliny. Projektivní pokryv je vyjádřen v procentech pro každý z dostupných druhů rostlin zvlášť. V zimní sezóně je projektivní pokrytí velmi nízké – od 0,1 % do 10 %.
Spolu s popisy lokality v jejím okolí je proveden standardní geobotanický popis biotopu.
Jako obvykle se zjišťuje druhová skladba stromů a keřů, jejich příbuznost v lese (porostní vzorec), hustota koruny, výška a průměr rostlin v každém lesním patře, údaje se zapisují do formuláře Popis plochy vegetačního pokryvu. [2]
Část 3. Výsledky výzkumu
Byly vybrány a vyšetřeny 2 biotypy:
Během studie bylo identifikováno 7 druhů rostlin a nalezeny 3 druhy mechů.
Mezi rostlinami, které se nacházejí pod sněhem, existují 2 velké skupiny: stálezelené a ozimé.
Nejvíce zelených rostlin bylo nalezeno v biotopu 2 (borový les).
Nejmenší počet rostlin v 1 biotypu (smíšený les). Nejsou mezi nimi žádné zimní zelené rostliny.
Vytrvalé byliny: jahodník obecný, tráva chlupatá. Podle literárních údajů nadzemní část těchto rostlin v zimě odumírá. Náš výzkum ale prokázal přítomnost těchto rostlin pod sněhem v zeleném stavu. Předpokládáme, že je to způsobeno teplou zimou 2010-2011. Spolehlivější obrázek lze získat prováděním dlouhodobého výzkumu.
Byly vybrány dva velmi odlišné biotopy: smíšený les a borový les. Bylo odhaleno druhové složení rostlin v těchto biotopech: dřeviny a bylinné rostliny pod sněhem. Byl stanoven projektivní pokryv každého rostlinného druhu. Dicranum mech má maximální výběžkovou pokryvnost – 2 % (biotop č. 50). Minimální projektivní pokryvnost (2 %) mají: Veronica officinalis, jahodník obecný v biotypu č. 0,1, mech lnu kukaččího v biotypu č. 2. Byly nalezeny i vytrvalé rostliny: jahodník obecný a chlupatý.
Mechy se nebojí silných mrazů, protože nejsou vůbec nebezpečné vysycháním. Prostřednictvím listů a stonků absorbují vodu z atmosféry. Mechy nemají pravé, dobře vyvinuté kořeny a rostliny nasávají vlhkost celou svou nadzemní částí jako houba. [1] Pokud delší dobu neprší, mech zcela ztrácí vlhkost a vysychá do suchého stavu na vzduchu. Neumře však, ale přechází do stavu klidu. Tento jev se vysvětluje vlastnostmi protoplastu – živého obsahu buněk mechu. Mechový protoplast neodumře ani po silném vysušení. Nehrozí jim ztráta vláhy ani v létě, ani v zimě. Mechy přežívají zimu za jakýchkoli podmínek, jak pod ochranou sněhové pokrývky, tak bez ní.
Wintergreeny jsou opadavé rostliny, jejichž listy se objevují na jaře (jako všechny opadavé rostliny) a odumírají společně, ale ne na podzim, jako všechny „normální“ rostliny, ale na jaře. To znamená, že listy žijí jeden rok, ale období jejich opadu nastává na jaře. [5] Rostlina si tak prodlužuje dobu svého fotosyntetického období – od časného jara, kdy právě roztál sníh, až do pozdního podzimu, kdy se vrstva sněhu stává výraznou. Je známo, že listnaté rostliny musí mít velkou zásobu živin, zatímco se rozvinou nové listy. Tyto látky se předchozí „letní“ generací ukládají do kořenů a stonků a u běžných listnatých rostlin se mnoho času stráví vývojem nových výhonků z těchto látek. V přírodě je už dlouho světlo a teplo a rostliny ještě nezačaly fotosyntetizovat. To je nevýhoda. Zimní zelené rostliny začnou fotosyntetizovat a vyrábět energii, jakmile roztaje sníh, tzn. objeví se světlo – kvůli přezimovaným „starým“ listům. A teprve poté, co se objeví nové listy, ty staré, které přezimovaly, odumřou.
Běžnými zimními zelenými rostlinami v našich lesích jsou kopytník obecný, ostřice chlupatá, jehlice, žlutozelená tráva a šťovík obecný.
V lesích středního pásma jsou stálezelené a ozimé rostliny nejhojnější ve smrkových lesích. Hlavním důvodem je světelný režim v nižších patrech lesa. Ze všech našich lesních typů je smrkový les tmavý, a to ve všech ročních obdobích. Proto je u rostlin nižších vrstev velmi důležité prodloužit možnost fotosyntézy na co nejdelší dobu. Půdy smrkových lesů navíc často nejsou rostlinám příliš příznivé – jsou málo bohaté, obvykle podmáčené a silně kyselé. V takových podmínkách se rostliny vyvíjejí pomalu, listy kvetou pozdě na jaře, loňské listy jsou v tuto dobu velmi důležité.
Počet ozimých zelených rostlin v listnatých lesích je velký (ale menší než ve smrkových lesích). Zde je důvod jiný. V listnatých lesích, zejména v listnatých lesích, se po odkvětu listů zápoj pod zápojem ztmavne natolik, že se mnoho rostlin nemůže normálně vyvíjet. Mnoho bylin se během tohoto krátkého období mezi táním sněhu a olistěním stromů přizpůsobilo velmi rychlému růstu. Přizpůsobily se různým způsobem: některé – efemeroidy – uchovávají živiny v hlízách a cibulkách a kvetou ihned po tání sněhu, jiné přezimují zeleně, aby se fotosyntetizovaly a vytvořily nové výhonky z přezimovaných listů.
SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ A REFERENCÍ
- Kudanová, Z.M. Klíč k vyšším rostlinám. – Moskva: Vzdělávání, 2006.
- Lazareva, N.S. Zelené rostliny pod sněhem / N.S. Lazareva, A.S. Bogolyubov – M.: Ekosystém, 2001. – 47 s.
- Mayevsky, P.F. Flóra centrální zóny evropské části Ruska. Moskva, 2007.
- Neronov, V.V. Terénní praxe v geobotanice ve středoevropském Rusku. – Moskva: Centrum pro ochranu přírody, 2004.
- Stupachkina, O.G. Typologie lesa. –Moskva: Ekosystém, 1999.
- Tataeva, L.P. Klíč ke kapradinám, přesličkám, mechům. Moskva, 1997.
