Растения песчаных почв псаммофиты

Экология растений: Учеб. пособие стр.109

Засоленные почвы улучшают в основном специальной мелиорацией (промывкой и дренажем, химическим удалением поглощенного натрия). Возможно и применение растений, так называемая фитомелиорация, вследствие которой уровень засоленных грунтовых вод опускается, и почва рассоляется.

ПСАММОФИТЫ И ЛИТОФИТЫ

В морфологии и биологии псаммофитов и литофитов сказывается прежде всего своеобразие механического состава почв и обусловленная им экологическая обстановка.

Особенности песка как почвенного субстрата и растений сыпучих песков — псаммофитов. Хотя представление о песках связывается в основном с пустынями, песчаные массивы распространены не только в аридных, но и в более умеренных зонах. По происхождению пески могут быть приморскими, приозерными, приречными (и потому приурочены к берегам этих водоемов); связанными с деятельностью ледниковых потоков (современных или древних)—флювиогляциальными, или с деятельностью ветра— эоловыми. Различают сыпучие, или подвижные, пески, свободно перевеваемые ветром (например, подвижные пустынные барханы или подвижные дюны на морских побережьях) и пески, закрепленные растительностью.

Песок как субстрат имеет ряд особенностей, вызывающих необходимость адаптации со стороны растений. Во-первых, это тепловой режим: обладая малой теплоемкостью и высокой теплопроводностью, песок способен к сильному нагреванию и резким суточным колебаниям температуры (особенно на поверхности). В пустынях Средней Азии в жаркие дни температура поверхности песка доходит до 70^-78°С при температуре воздуха в тени 40—43°С (на высоте 2 м). Отсюда и сильное нагревание приземного слоя воздуха.

Водный режим растений на песках складывается не совсем благоприятно. Это объясняется тем, что осадки быстро и беспрепятственно просачиваются вниз, так как водоудерживающая сила песка очень низкая, а скважность и водопроницаемость очень высокие. В связи с ничтожной капиллярностью песка обратный восходящий ток от грунтовых вод чрезвычайно мал. Эти особенности песчаных почв приводят к тому, что в поверхностных горизонтах для корневых систем растений создаются условия весьма скудного водоснабжения.

В летние месяцы в среднеазиатских пустынях верхние слои песка иссушены почти полностью. К концу вегетационного сезона иссушение доходит до глубины 50—60 см. Вместе с тем на песчаных почвах создаются благоприятные условия для накопления влаги атмосферных осадков в глубоких горизонтах. Следует так-

же отметить, что пески имеют очень небольшую величину мертвого запаса влаги (коэффициент завядания): например, для подвижных, хорошо перевеянных песков она составляет всего около 1%. При небольшом количестве осадков, выпадающих в пустынных областях, верхние слои песка промачиваются дождями неглубоко (до 1 м), поэтому гравитационная вода не доходит до уровня грунтовых вод, а образует «подвешенный» влажный горизонт, за ч счет которого и существует большая часть растительности пустынь. Для кустарников с глубокой корневой системой существенным источником водного питания может служить капиллярная кайма над грунтовыми водами. Иногда (особенно в осенние месяцы) растения могут дополнительно использовать влагу, которая образуется в результате внутрипочвенной конденсации.

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Псаммофиты

Псаммофиты — растения, приспособленные для жизни на подвижных песках.[ . ]

Естественное зарастание песков начинается с поселения на них растений-пионеров (псаммофитов). Пески полупустынных районов (например, Астраханские, Терско-Кум-ские) заселяются вначале песчаным овсом или кияком, ку-марчиком и другими псаммофитами. Затем поселяются другие растения псаммофиты, так называемые пионеры второго порядка (Т. Ф. Якубов), которые еще более закрепляют пески и создают благоприятные условия для развития Других видов растений. Конкретная смена различных стадий зарастания песков (эволюция растительности) обусловлена зональными особенностями климата и изменениями в свойствах (в основном водных) песков под влиянием поселяющейся растительности (задернение, уплотнение верхних горизонтов и т. п.).[ . ]

Особую группу представляют растения, адаптированные к сыпучим подвижным пескам, — псаммофиты. Растения сыпучих песков во всех климатических зонах имеют общие особенности морфологии и биологии, у них исторически выработались своеобразные приспособления. Так, древесные и кустарниковые псаммофиты при засыпании их песком образуют придаточные корни. На корнях развиваются придаточные почки и побеги, если растения обнажаются при выдувании песка (белый саксаул, кандым, песчаная акация и другие типичные пустынные растения). Некоторые псаммофиты спасаются от заноса песком быстрым ростом побегов, редукцией листьев, нередко увеличена летучесть и пружинистость плодов. Плоды передвигаются вместе с движущимся песком и не засыпаются им. Псаммофиты легко переносят засуху благодаря различным приспособлениям: чехлы на корнях, опробковение корней, сильное развитие боковых корней. Большинство псаммофитов безлистные или имеют четко выраженную ксероморфную листву. Это значительно сокращает транспирационную поверхность.[ . ]

ПСАММОФИЛ [от гр. psammos — песок и phileo — люблю] — организмы, приспособившиеся к обитанию на песке или в его толще. ПСАММОФИТЫ [от гр. psammos — песок и phyton растение] — растения подвижных песков (гл. обр. пустынь).[ . ]

Вид, характерный для мхов и лишайников, но часто встречается и в почвах (особенно в примитивных). Относительно часто обнаруживается в ризосфере псаммофитов.[ . ]

Чрезвычайно широко распространен во всех типах почв, но преобладает в хорошо аэрируемых почвах или их слоях (например, весьма обилен в ризосфере псаммофитов).[ . ]

По другим признакам среди растений выделяют такие группы как галофиты (растения засоленных почв), нитрофилы (растения, предпочитающие почвы, богатые азотом), литофиты, или петрофиты (растения каменистых почв), псаммофиты (растения песков).[ . ]

При дозе 3—4 т/га он образует корку толщиной 3—15 мм, не препятствующую аккумуляции зимне-осенних осадков, но снижающую физическое испарение. Благодаря накоплению влаги в песках создаются лучшие условия для их зарастания травами-псаммофитами. Применение нэро-зина обеспечивает и более благоприятные условия для посевов и посадок деревьев и кустарников. При этом приживаемость посевов саксаула на песках достигает 50, а кандыма при посадке черенками — 70 %. Обработанные нэрозином площади временно (до 3 лет) исключают из пастбищеоборота и не используют для заготовки кормов. Обработку песков проводят авиационным методом.[ . ]

Адаптация растений к таким экстремальным условиям в процессе длительной эволюции сформировала самые разные экологические приспособления. Это, прежде всего, господство ксерофитов, могущих экономно расходовать влагу при активной сосущей способности корней, проникающих на значительную глубину (верблюжья колючка, джузгун, черный саксаул и др.). В песчаных пустынях доминируют псаммофиты, имеющие приспособления против засыпания их песком. В пустынях широко развиты засоленные типы почв, на которых могут существовать лишь галофиты (солянки, сарсазан, солерос, лебеда, тамариск, белый саксаул и др.). Так, некоторые виды галофитов (тамариск) в Сахаре на фотосинтезирующих органах имеют специальные железы, выводящие избыток солей, у других — происходит сбрасывание соленасыщенных органов. Во всех пустынях земного шара преобладающими видами растений являются представители таких семейств, как маревые, сложноцветные, крестоцветные, бобовые, гречишные, парнолистниковые и др. Так, флора Сахары насчитывает примерно 1200 видов, песчаных пустынь Турана — 536, Кызылкумов — 533, Южного Устюрта — 259 видов и т. д.[ . ]

Наиболее широко мульчирующие вещества применяют для целей закрепления песчаных почв, которые в результате антропогенного воздействия (при строительстве дорог, трубопроводов, линий электропередачи, а также в результате нерегулируемого вьшаса скота) нередко превращаются в подвижные пески. Особенно часто это происходит в зонах сухих степей, полупустынь и пустынь. Мульчирующие вещества здесь — единственное средство для первоначального закрепления песков, позволяющее применить затем фитомелиоративньге мероприятия — посадку и посев псаммофитов (песколюбивых растений).[ . ]

Еще шире, чем карстовые, распространены псаммитовые ландшафты (от греч. psammos — песок). Это уникальнейший тип лито-генного ландшафта, минеральный субстрат которого обладает высокой эоловой подвижностью. Барханы и гряды, параболические дюны, бугры и котловины выдувания запечатлели направление современных и прошлых потоков воздуха, закрепленность или разбитость песков в разные исторические эпохи. Растения, произрастающие на песках, нетребовательны к плодородию почвы и выработали ряд приспособлений, чтобы не погибнуть при выдувании или навевании грунтов. У геоботаников они получили наименование псаммофитов. При сухости верхних горизонтов пески начиная с лесостепи и южнее выступают в роли накопителей влаги — они легко поглощают влагу и экономно расходуют ее на испарение. Вот почему на песках степной зоны могут встречаться сосновые боры, а песчаные пустыни выделяются на фоне глинистых более богатой и разнообразной биотой, включая оригинальные редколесья из белого саксаула (Haloxylon persicum).[ . ]

Источник

ПСАММОФИ́ТЫ

В книжной версии

Том 27. Москва, 2015, стр. 676

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

ПСАММОФИ́ТЫ (от греч. ψ άμμος – пе­сок и φυτ όν – рас­те­ние), рас­те­ния пес­ков в степ­ных и пус­тын­ных зо­нах, а так­же на мор­ских по­бе­режь­ях. Име­ют ряд при­спо­соб­ле­ний для су­ще­ст­во­ва­ния на пе­ре­ве­вае­мых вет­ром пес­ках, ко­то­рые или ого­ля­ют кор­не­вую сис­те­му, или за­сы­па­ют рас­те­ния, за­труд­ня­ют про­рас­та­ние се­мян. Рас­те­ния-П. при­над­ле­жат к раз­ным жиз­нен­ным фор­мам – от де­ревь­ев до од­но­лет­них трав, мно­го­лет­них лу­ко­вич­ных и кор­не­вых па­ра­зи­тов (ви­ды ро­да Cistanche ). У дре­вес­ных и кус­тар­ни­ко­вых П. фор­ми­ру­ют­ся мощ­ные при­да­точ­ные кор­ни на по­гру­жен­ных в пе­сок ство­лах (кан­дым, сак­са­ул) и по­бе­ги из при­да­точ­ных по­чек на ого­лён­ных кор­нях (напр., пес­ча­ная ака­ция). У тра­вя­ни­стых П. об­ра­зу­ют­ся под­зем­ные, про­рас­таю­щие сквозь тол­щу пес­ка по­бе­ги, ино­гда в ви­де длин­ных, бы­ст­ро рас­ту­щих кор­не­вищ (в т. ч. осо­ка взду­тая, Carex physodes ). Мно­го­лет­ние П. име­ют мел­кие, силь­но ре­ду­ци­ро­ван­ные ли­стья или со­всем ли­ше­ны ли­сть­ев. Пло­ды П. бла­го­да­ря на­ли­чию разл. при­дат­ков ле­ту­чи и не по­гру­жа­ют­ся в пе­сок.

Источник

Зернистость почв

Одревесневшие корни и побеги подушковидного псаммофита

Б ольшинство из нас способны на глаз отличить песок от глины, а опытные садоводы знают особенности этих грунтов. Растения также чутко реагируют на зернистость почв, и мы можем наблюдать целые сообщества видов, приуроченных к тем или иным субстратам.

Механический состав почвы

Механический состав почвы определяется процентным соотношением минеральных частиц разного размера. От него во многом зависит структура почвы, регулирующая ее богатство, водно-воздушный и тепловой режим, активность микроорганизмов. Преобладание мелких частиц формирует плотные и часто тяжелые почвы, а крупных – способствует созданию рыхлой и пористой структуры. Поглотительная способность почвы напрямую связана с ее плодородием и зависит от количества мелких частиц.

Рыхлый песок, например, обладает хорошей аэрацией, но плохо удерживает воду, лучше прогревается и дренируется, однако беден питательными веществами, в то время как тяжелые и холодные глины богаты питательными веществами. Отражаются механические свойства почвы на закономерностях распространения корней – поверхностном их расположении на глинистых и лессовых субстратах и глубоких корневых системах на песке.

Преобладание мелких частиц формирует плотные и часто тяжелые почвы, а крупных – способствует созданию рыхлой и пористой структуры.

Климат и почвы

Указанные механические свойства почвы далеко не однозначны в разных климатических условиях. Растения в основном реагируют не только на механический состав грунта, но и на целый комплекс условий, которые складываются на различных видах почвы в конкретном климате. Комбинации режимов тепла и влажности, их недостаток или избыток трансформируются еще и на разных типах почвы. В результате действия комплекса климатических и почвенных факторов развиваются особые растительные сообщества.

В зоне умеренного климата на глубоких песках, например, формируются высокоствольные одноярусные сосняки с сопутствующими им олиготрофами: вересками, лишайниками или пятнами зеленого мха. Подлеска почти нет, а из деревьев на таких аскетичных, бедных питанием почвах выживает только сосна. Рядом в понижениях, на суглинках, могут расти ельники и смешанные елово-мелколиственные леса, часто двухярусные, с густым подлеском и богатым напочвенным покровом из трав, папоротников и мощным ковром из зеленого мха.

В различных климатических условиях проявляется своеобразие физических свойств разных грунтов. Так, легкие песчаные почвы в гумидном (влажном) климате хорошо проницаемы для воды и воздуха, глубже прогреваются и способствуют распространению на север более засухоустойчивых и теплолюбивых видов. Типичные псаммофиты нашей флоры – кошачья лапка двудомная (Antennaria dioica) и цмин песчаный (Helichrysum arenarium) массово встречаются и в Южной Европе.

На глинах и камнях

В аридных областях высокая пористость песчаных почв и ее малая капиллярность способствуют сохранению влаги в глубоких слоях. В результате происходит инверсия: распространение северных видов на юг и формирование более богатой растительности, чем на глинистых почвах.

На глинах в сухом и жарком климате незначительными осадками промачивается только верхний слой грунта, вода быстро высыхает с поверхности, образуя множественные мелкие трещины, способствующие еще большему испарению.

На каменистых почвах вода уходит между камнями, вымывая почвенные частицы. В глубоких трещинах плохое испарение, что благоприятно для сохранения влаги и, следовательно, для развития растений. В результате на лессовых и глинистых грунтах растения чаще отсутствуют, а на песчаных развиваются сносно, формируя сообщества псаммофитов.

На щебнистых и каменистых грунтах растут даже деревья. В условиях аридного климата, где один из главных экологических факторов – вода – оказывается лимитирующим для жизни, особенно важен микроклимат, зависящий от рельефа и гранулометрического состава почвы, поэтому растительный покров никогда не бывает сомкнутым. В аридных районах почвообразовательные процессы практически отсутствуют, так как сильная ветровая эрозия, разреженный растительный покров и отсутствие почвенных микроорганизмов этому не способствуют. Геологические породы и продукты их физического выветривания целиком определяют тип пустынь (галечниковая, лессовая, каменистая, глинистая, песчаная) и растительность на них.

Комбинации режимов тепла и влажности, их недостаток или избыток трансформируются на разных типах почвы.

Избирательное заселение

Различия в грунтах играют роль и при избирательном заселении участков с нарушенным или исходно бедным растительным покровом. Так, на морских и пресноводных побережьях на илистых грунтах отмелей видовой состав растений разнообразнее, чем на песчаных пляжах. На гарях восстановление растительности после пожаров также зависит от исходной почвы. В этом случае в нашем климате песчаные гряды заселяются такими пионерными видами, как луговик извилистый (Deschampsia flexuosa), вереск обыкновенный (Саlluna vulgaris), зеленые мхи из рода Политрихум (Polytrichum), а на глинистых почвах понижений преобладают заросли иван-чая (Chamerion) и печеночные мхи.

Из общеизвестных деревьев сосна, пожалуй, можно назвать героем покорения неосвоенных земель. Представители этого рода являются первопроходцами на еще обожженной земле вокруг вулкана Тейде и на сыпучих грунтах американских каньонов. Выносливость и неприхотливость видов сосны часто дает им высокие шансы на успех и одновременно создает живые картины ни с чем не сравнимых природных драм, которые мы оцениваем со своей, человеческой точки зрения.

Нелегкая жизнь литофитов

Вообще же заселение скал, осыпей и каменистых грунтов происходит немногочисленной группой пионерных видов, получивших название литофитов. В разных географических и климатических условиях видовой состав их может различаться, однако все они в процессе отбора выработали целый ряд морфологических приспособлений для такой нелегкой жизни.

Первичное освоение этих местообитаний начинается с развития литофитной растительности, основу которой составляют низшие представители (в эволюционном понимании) флоры: микроорганизмы, водоросли, лишайники. В процессе их жизнедеятельности происходит накопление мелкозема и органического вещества в расщелинах скал и между камнями, а также в промежутках между гравием, и это дает возможность заселяться высшим растениям (начиная от мхов и до цветковых). У «приверженцев» подобных субстратов наблюдаются такие адаптивные особенности морфологии, как глубокие и с защитным покрытием корни для заякоривания и для добывания воды.

Особенно это актуально в засушливых условиях, в которых литофиты часто имеют ксероморфный облик: опушенные и фотосинтезирующие побеги, редукция листвы или ее мелкие размеры, летний листопад и сезонная гетерофилия. Однако некоторые скальные виды в затененных ущельях довольствуются сбегающей по поверхности скал водой, например водосбор канадский (Aquilegia canadensis), в данном случае оправдывающий свое родовое название. Такой папоротник, как известное комнатное растение венерин волос (Adiantum venustum), способен улавливать конденсирующуюся на камнях и на листьях влагу. Неудивительно, что эти литофитные виды имеют мезофитный облик и строение.

Аридный климат — сухой климат с высокими температурами воздуха, испытывающими большие суточные колебания, и малым количеством атмосферных осадков или полным их отсутствием.

Обитатели песков

В особую группу псаммофитов выделяют растительных обитателей песков, в частности песчаных дюн. При внешней рыхлости этого субстрата он далеко не легок для роста в нем корней. Частицы песка крупные и неподатливые для мелких корней, в нем мало ходов червей и других почвенных обитателей. Глина в данном случае более пластична и податлива. Песчаный субстрат сыпуч и бесструктурен, подвижен под действием ветра и потому слабо закреплен растениями, которым приходится преодолевать весь комплекс неудобств этого грунта.

В результате адаптации к жизни на песках шел отбор растений с глубокой и разветвленной корневой системой, способной достигать подвешенной влаги на глубине. Встречаются среди них подушковидные полукустарники и полукустарнички с одревесневающей и покрытой корой многолетней частью, от которой ежегодно отрастают однолетние побеги. Интересны виды, образующие боковые и придаточные побеги на новом уровне засыпанной слоем песка почвы и способные буквально возрождаться из песчаного плена, как, например, фаллуджия удивительная (Fallugia paradoxa), прозванная за свои плоды «пером апачей».

Осваивающие морские побережья растения имеют густо разветвленную корневую систему – осока песчаная (Carex arenaria) – и побеговую – ипомея двулопастная (Ipomoea biloba). Это позволяет им выдерживать неглубокое засыпание песком и вновь отрастать. Отдельные виды имеют покрытия в виде чехлов, что препятствует пересушиванию корней при выдувании грунта. Интересный факт: среди псаммофитов нет растений с сочными плодами и большинство их – анемохоры.

Взаимовлияние грунтов и растений, в частности, проявляется в том, что на подвижных осыпях и песчаных дюнах растения способствуют закреплению субстрата. На этом основана рекультивация и освоение этих земель с помощью длиннокорневищных и корнеотпрысковых видов.

Литофиты – растения, произрастающие на камнях.

Хасмофиты – растения, осваивающие щебнистые грунты и трещины в скалах.

Гетерофилия – развитие листьев разной формы на одном растении.

Анемохоры – растения, у которых плоды распространяются ветром.

Источник