Сделай Сам Свою Работу на 5

Снежный покров. Его экологическая роль

Экологической роль снежного покрова разнообразна и многогранна и также может создавать как положительные, так и отрицательные экологические ситуации.

Снежный покров [1] — не просто сумма снежинок и других форм твердых атмосферных осадков, достигших земной поверхности. Это уже «горная порода», сложный агрегат из снега, льда, воздуха, минеральных включений и других примесей, образующая в холодное время года поверхностный слой земной коры. Этот слой обладает совершенно особыми физическими свойствами, которые не остаются постоянными, непрерывно меняясь под воздействием внешних факторов. В экологическом отношении наибольшее значение имеет само появление снежного покрова, резко меняющее теплофизическое состояние земной поверхности, так как его «белоснежная» поверхность обладает много большей отражательной способностью (альбедо [3]), чем свободная от снега почва и растительный покров. Альбедо снежно-ледовых поверхностей перестраивает радиационный баланс системы Земля — атмосфера.

Альбедо чистого свежевыпавшего снега 80—85%, к весне оно снижается до 45—50%, а альбедо почвы и растительного покрова редко превышает 20 %. Поверхность недополучает огромную массу энергии солнечной радиации, отражая ее обратно в космос. Отраженная в космос солнечная радиация увеличена над материковыми ледниковыми покровами в 3,5 раза. Чистый и сухой снежный покров отражает около 95% коротковолновой радиации. Поглощение солнечной радиации из-за высокого альбедо снежного покрова уменьшается в целом для всей планеты на 4% [6].

В механизме возникновения и деградации оледенений роль снежного покрова очень велика. Любое продолжительное глобальное похолодание приводит к росту площадей и продолжительности залегания снежного покрова и тем самым увеличивает глобальное альбедо и способствует дальнейшему похолоданию. И наоборот, если произойдет сокращение снежного покрова на Земле, глобальное альбедо уменьшится, вызывая еще большее потепление.

Важными характеристиками снежного покрова являются его мощность (толщина в сантиметрах) и плотность (отношение массы к объему в граммах на 1 см). Умножение мощности на плотность дает величину водозапаса в снежном покрове. Это очень важная характеристика для прогнозирования паводка при весеннем снеготаянии и для определения потенциальных возможностей увлажнения почв талыми водами. Как уже упоминалось, образование снежного покрова сопровождается метелями, и поэтому его толщина в зависимости от рельефа подстилающей поверхности и силы ветра может быть самой различной (от нескольких десятков сантиметров в приволжских степях до метра и более в сибирской тайге, а в оврагах и горных долинах и ущельях могут скапливаться многометровые толщи снега). Плотность снега также меняется очень сильно [1] — от 0,05 г/см3 в тихую погоду до 0,20 г/см3после сильной метели, а также до 40—45 г/см3 в период весеннего снеготаяния. При оттепелях в снежном покрове может удерживаться вода в жидкой фазе. При похолоданиях она превращается в прослойки монолитного льда, которые создают очень неблагоприятную экологическую ситуацию для зимовки сельскохозяйственных культур и оказываются гибельными для многих видов животных.. Зарегистрированы случаи гибели целых стад домашних и диких северных оленей, которые не могли добраться до подснежного корма из-за ледяных корок на почве и в снежном покрове. Вот несколько сокращенных выдержек из книги А.Н. Формозова: «Падеж оленей на о. Колгуеве в 1920 г. от гололедицы унес 35% поголовья», «В 1924 г. гололедица вызвала поголовную гибель диких оленей на Новосибирских островах (около 5000 голов)» [5]. Большие неприятности и массовую гибель животных приносят особо многоснежные зимы. Один пример: «В 1860 г. на юге России выпал небывалый в степях глубокий снег. Сначала началась низовая метель, а затем хватила верховая и намела такие вороха снега, что овраги сравнялись, а хутора оказались в ямах и едущие по улицам увидели крыши хат у своих ног, а в ворота стали въезжать, как через стены крепостных валов. Волки, потерявшие возможность охотиться, полезли в селения и стали особо назойливыми». Массовая гибель животных в многоснежные зимы неоднократно наблюдалась в Большеземской тундре, на Камчатке и на Таймыре, в Прибайкалье и Западной Сибири.



Однако снежный покров не только временами осложняет нашу жизнь. Это и огромное благо. Прежде всего это важнейший источник пресной воды, питающий влагой почвы, реки и озера и пополняющий подземные воды. Снежный покров, имеющий малую теплопроводность, представляет собой своего рода «одеяло», создающее более теплый подснежный почвенный климат, чем климат над снежной поверхностью (рис. 3).

гляциосфера снег покров осадки оледенение

 

 

Рисунок 3 - Подснежный климат и районы снежных мелиорации

Не будь снежного «одеяла», в средней полосе России земледелие было бы невозможно. В тайге Западной Сибири, где с декабря по начало марта держатся морозы с температурой воздуха -20...-30° С [1], под снежным покровом толщиной от 50 до 80 см температура поверхности почвы не опускается ниже -5...-7° С [1], а в местах с особенно толстым снежным и моховым покровом почва вообще не промерзает (рис. 4).

 

Рисунок 4 - Температурный режим снежной толщи в коренной темнохвойной фации зимой 1965/66 г. Центральная часть Западной Сибири

Снежный покров можно использовать в мелиоративных целях, что в степных и лесостепных районах России давно уже делается путем снегозадержания для предохранения озимых культур от вымерзания, а также для задержания влаги на полях и для предотвращения эрозии почв во время весеннего снеготаяния.

Снег можно использовать как строительный материал для сооружения жилищ (как делают это эскимосы). Снег и искусственно намораживаемый лед начинают использовать при создании причалов и буровых платформ в Арктике. В русских деревнях снег набивали в подвалы и погреба для летнего хранения продуктов. Огромна эстетическая и спортивно-оздоровительная роль снега, неповторима красота зимних пейзажей в сверкающем хрустальном убранстве. Какой россиянин не любит нашу снежную зиму? С ней мы сроднились с первых дней жизни: кто не играл в снежки, не лепил снежных баб, не строил снежных крепостей, не катался на лыжах и не бродил в утонувшем под снегом лесу, кто не катался в масленицу на санках, не прыгал вокруг новогодней елки?! А лыжные походы и гонки! А русская тройка — опять Пушкин — «Летит кибитка удалая, бразды пушистые взметая»! И он не одинок, создана обширная литература, написаны тысячи картин о нашей матушке-зиме, которая немыслима без снежного убранства. И эту красоту великий грех портить — ее нужно охранять и беречь как зеницу ока. Но далеко не все это понимают или не хотят понимать. Тысячи предприятий дымят своими трубами, миллионы автомобилей, полчища самолетов выбрасывают в атмосферу миллионы тонн отравляющих веществ, растут горы бытовых отходов.

Как уже говорилось выше, снегопады очищают атмосферу от загрязнителей, но вся это грязь накапливается в снежном покрове. Во время весеннего снеготаяния она попадает в почву и реки, отравляя их. Для определения размеров этого бедствия и борьбы с ним необходимо заранее знать количество и состав загрязнителей. Этой цели можно достичь, анализируя образцы снега, взятые из снежного покрова. По химическому составу и по территориальному разносу загрязнителей ветром можно установить также источники загрязнения. Поскольку основная масса загрязнителей попадает в снежный покров из атмосферы во время снегопадов, то загрязнение снежного покрова можно использовать как индикатор загрязнения приземных слоев воздуха, которым мы дышим.

Для определения степени загрязнения снежной поверхности можно использовать аэрофотоснимки и снимки из космоса. Так, по космическим снимкам в районе Воркуты оконтурен ареал разноса сажи и угольной пыли с предприятий и угольных шахт и определена оптическая плотность загрязнения снежной поверхности по радиальным профилям в пределах этого контура.

К сожалению, проблемой загрязнения снежного, покрова и его экологических свойств сейчас занимаются мало. А зря. Более того, в Москве и других больших городах для борьбы со снегозаносами транспортных магистралей и улиц используются далеко не безвредные химические реагенты (в основном калийные и другие соли). Этот метод считается более простым и дешевым, чем механическая уборка. Но в результате отравляются почвы и растительность в городе, отравляются жители (особенно дети), а весной с талыми водами вся этот яд сносится в реки, впитывается в почву и там продолжает свое разрушительное действие, отравляя все живое.

56. Семейство КИПАРИСОВЫЕ (Cupressaceae) Это самое большое по числу родов и третье по числу видов семейство хвойных. Сюда входит 19 родов и около 130 видов, широко распространенных как в южном, так и в северном полушарии. Из 19 родов кипарисовых только три заключают в себе по многу видов (от 15 до 55) — кипарис, каллитрис и можжевельник. Общее число видов в этих трех родах — около 90 (почти 70% всех кипарисовых). Остальные 16 родов являются либо монотипными (содержат по одному виду), либо олиготипными (содержат немногие виды). Кипарисовые — вечнозеленые кустарники и деревья. Деревья чаще средних размеров и низкорослые, но некоторые очень высокие, до 40, даже до 70 м высотой, со стволом, достигающим иногда у старых могучих экземпляров 6 м в диаметре. Среди кустарниковых кипарисовых встречаются и стелющиеся, прижатые к земле, например дальневосточная микробиота. Трахеиды кипарисовых в большинстве случаев имеют однорядную поровость. Древесинная паренхима у многих видов обильная, но у некоторых она отсутствует совершенно. Лучи большей частью однорядные, а лучевые трахеиды в большинстве случаев имеются, но обычно трудно различимы. Смоляные каналы отсутствуют, но имеются многочисленные смоляные клетки — идиобласты. В целом по анатомическому строению древесины кипарисовые во многом сходны с таксодиевыми. Листья чешуевидные или игловидные, мелкие, расположены супротивно, перекрестно-парно или в мутовках по три, редко по четыре. У многих кипарисовых листья диморфные: ювенильные — линейные или игловидные, нередко мягкие, более крупные, чем взрослые, и лучше развитые; листья, образующиеся позднее (у взрослых растений), часто мелкие, чешуевидные, налегающие друг на друга, низбегающие. В листе имеется один проводящий пучок, под которым обычно проходит смоляной канал. Семейство кипарисовых делят на 2 подсемейства и 6 триб. Подсемейство каллитрисовых (Callitroideae) содержит 12 родов, которые распространены, за исключением тетраклиниса и калоцодруса, в южном полушарии. Подсемейство кипарисовых (Cupressoideae) состоит из 7 родов, обитающих в северном полушарии.

В подсемейство каллитрисовых входят 3 трибы. Триба каллитрисовые (Callitieae) характеризуется округлыми или гранеными побегами и шишками, состоящими из 6—8 (редко 9) чешуи, собранных в мутовки по 4 или 3. Она объединяет роды каллитрис (Callitris, 16—20 видов), неокаллитропсис (Neocallitropsis, 1 вид), акти-ностробус (Actinostrobus, 3 вида) и фииройю (Fitzroya, 1 вид). Триба либоцедрусовые (Libocedreae) состоит из 7 родов: виддрингтония (Widdringtonia, 5 видов), дизельма (Diselma, 1 вид), пилъгеродендрон (Pilgerodendron, 1 вид), либоцедрус (Libocedrus, 5 видов), австроцедрус (Austrocedrus, 1 вид), калоцедрус (Calocedrus, 3 вида), папуацедрус (Papuacedrus, 3 вида). Они характеризуются нечленистыми, плоскими (реже гранеными) побегами и шишками, состоящими из 4 (реже 6) чешуи, расположенных попарно-супротивно. Триба тетраклинисовые (Tetraclineae) состоит из одного рода тетраклинис (Tetraclinis, 1 вид), у которого побеги членистые и плоские, а шишки — из 4 чешуи.

Подсемейство кипарисовые (Cupressoideae) включает в себя 3 трибы. Триба собственно кипарисовые (Cupresseae) объединяет 3 рода: кипарис (Cupressus, 15—20 видов), кипарисовик (Chamaecyparis, 7 видов), фокиения (Fokienia, 1 — 2 вида), отличающиеся от наиболее им близких можжевелышков деревянистыми свободными чешуями. Триба туевиковые (Thujopsideae) также состоит из трех родов: туи (Thuja, 6 видов), туевика (Thujopsis, 1 вид), микробиоты Microbiota, 1 вид), обладающих плоскими побегами и шишками с плоскими чере-питчато налегающими друг на друга чешуями. Триба можжевелъниковые (Junipereae) состоит из одного рода можжевельник (Juniperus, около о видов), у представителей которого зрелые шишки мглистые. Можжевельник — самый большой род семейства. Триба каллитрисовые (Callitreae) К ним относятся субтропические и тропические деревья или кустарники. В аридных областях Австралии, где обитает большая часть видов этого рода, они произрастают на плоскогорьях и равнинах, на прибрежных холмах и по берегам рек, поднимаясь в горы до 1500 м над уровнем моря. Одни виды каллитриса образуют чистые насаждения, другие растут совместно с ксерофильными эвкалиптами и акациями. Несколько видов встречаются в дождевых лесах. Ряд каллитрисов культивируют как декоративные растения. На Черноморском побережье Кавказа в ботанических садах встречается каллитрис продолговатый (С. oblonga), родом из Тасмании. Это невысокое дерево здесь растет хорошо, но в холодные зимы повреждается морозом. В Юго-Западной Австралии, на прибрежных засоленных песчаных равнинах обитают 3 (по другим сведениям — 2) вида рода актиностробус (Actinostrobus). Актиностробусы — неприхотливые, сильно ветвистые кустарники с мелкими жесткими чешуевидными листьями. Они легко выносят и многомесячную иссушающую жару, и жестокие пыльные бури, и внезапные бурные ливни, сопровождающиеся наводнениями. Мощные корни актиностробусов закрепляют песчаную почву побережий, сохраняя ее от размывов и выдувания.

Триба кипарисовые (Cupresseae) Наиболее крупный род трибы — кипарис (Cupressus). Представители его — однодомные, вечнозеленые деревья с пирамидальной или раскидистой кроной, реже кустарники. Ветви многократно разветвленные, листья мелкие, у молодых растений игловидные, у взрослых -чешуевидные, накрест расположенные, плотно прижатые к побегу. Микростробилы на концах побегов одиночные, мелкие, с 2—6 микроспорангиями на нижней стороне чешуи. В шишках на концах коротких побегов многочисленные семяпочки расположены у основания накрест супротивных чешуи. Зрелые шишки деревянистые, почти шаровидные, с многочисленными плоскими, более или менее крылатыми семенами. Род кипарис объединяет 15—20 видов, распространенных в Средиземноморье, в Сахаре, Гималаях, на юге Китая и в Америке от Гватемалы до Орегона. Именно в Орегоне, северо-восточнее Медфорда, на высоте 1200 м обнаружен самый северный (42°42\' с. ш.) естественный форпост кипариса, почти чистый изолированный лесок из кипариса Вейкера (С. Bakeri). В этих условиях деревья вырастают в высоту до 22 м при диаметре ствола около полуметра. В России на побережье Черного моря и в некоторых парках степной Украины можно встретить высокие деревья с конусовидной кроной и поникающими плоскими побегами, принадлежащие к роду кипарисовик (Chamaecyparis). Это вечнозеленые однодомные растения с мелкими шаровидными шишками из 6—12 щитковидных чешуи и крылатыми семенами. К роду относится семь видов, распространенных вдоль Тихоокеанского и Атлантического побережий Северной Америки, в Японии, Китае и на острове Тайвань. К этому виду близки «кедр Аляски» — кипарисовик нутканский (С. rmotkatensis), произрастающий от Аляски до Орегона, и «белый кедр» — кипарисовик туевидный (С. thyoides), обитающий на Атлантическом побережье Северной Америки. В Восточной Азии распространены 4 вида кипарисовика. В горных районах Центрального Китая встречается кипарисовик траурный (С. funebris). Он вырастает до 20 м, имеет конечные плоские, поникающие побеги, придающие кроне плакучий характер. Этот вид разводят на его родине и в Восточных Гималаях, главным образом возле храмов и монастырей. В горах острова Тайвань кипарисовик фор-мозский (С. formosensis), отдельные деревья которого достигают высоты 65 м и диаметра ствола 6,5 м. Есть сведения, что они доживают до 3000 лет.

Триба можжевельниковые (Junipereae) Род можжевельник (Juniperus), как правило,, представлен небольшими вечнозелеными деревьями (высотой до 10—12 м, реже до 20— 30 м) или кустарниками, иногда стелющимися. Для рода характерно, что листья у всех молодых растении игловидные, а у взрослых особей разных видов могут быть или игловидными, или чешуйчатыми. Игловидные листья колючие, линейно-ланцетные, с низбе-гающнм основанием, отстоящие. Чешуйчатые листья мелкие, прижатые к побегам, попарно супротивные или, реже, в трехчленных мутовках. Род можжевельник разделяют на три подрода. Подроды кариоцедрус (Caryocedrus, 1 вид) и собственно можжевельник (Juniperus, более 14 видов) обладают игловидными отстоящими листьями, мясистыми шишками, содержащими по три семени. Семена у видов второго лодрода не сросшиеся. У видов третьего под-рода — сабина (Sabina, около 40 видов), иногда выделяемого в особый род, листья все или частично чешуевидные, прижатые к побегу, мясистые, шишки с 1—6 (до 12) семенами. Единственный вид подрода кариоцедрус — можжевельник косточковый. В подрод можжевельник входят можжевельники обыкновенный (J. comrnunis), красный (J. oxycedrus), прибрежный (J. conferta), твердый (J. rigida) и др. К подроду сабина относятся, в частности, можжевелъники высокий (J. excelsa), казацкий (J. sabina), ложноказацкий (J. pseudosabina), Валлиха (J. wallichiana) и вирджинский (J. virginiana). Все виды внутри каждого из подродов довольно близки между собой как по морфологическим признакам, так и по их биологии и экологии. Можжевельники — двудомные, реже однодомные растения. Их микроспорофиллы собраны в мелкие овальные микростробилы, которые закладываются в предыдущий перед опылением год в пазухах листьев на прошлогодних побегах или на концах боковых веточек. На своей верхней части микроспорофиллы несут по 2—6 продолговатых микроспорангиев. В таком состоянии микростробилы зимуют. С наступлением весны микроспорангии созревают и в один из теплых солнечных дней открываются, рассеивая по ветру облачка легчайшей пыльцы. Мегастробилы закладываются осенью на пазушных укороченных побегах. В это время они так малы, что почти неотличимы от вегетативных почек. Следующей весной мегастро-билы развиваются очень быстро. Они состоят из 3—8 перекрестно или в мутовках по три расположенных чешуи, над которыми возвышаются 1—3 бутылковидных семяпочки с микроскопическим отверстием наверху. В период опыления из этого отверстия выступает капелька клейкой жидкости, которая не только удерживает пыльцу на семяпочке, но и увлажняет ее, что способствует развитию пыльцевой трубки. После оплодотворения семязачатков чешуи мегаспорофиллов быстро разрастаются, становятся мясистыми, затем срастаются между собой, образуя сочную шишку (главный отличительный признак можжевельников). Шишка имеет шаровидную или несколько удлиненную форму и в зрелом состоянии выглядит как ягодоподобное образование, которое в обиходе называют шишкоягодой или даже можжевеловой ягодой. Шишки можжевельников созревают либо в первый год, либо на второй или даже на третий год после опыления. Уже к концу первого года шишки достигают своих окончательных размеров, но все еще остаются зелеными. К концу лета второго года они становятся мягкими, сине-черными или темно-бордовыми с сизоватым восковым налетом. Обычно на одной и той же особи можжевельника зеленые шишки первого года соседствуют со зрелыми двулетними. В зависимости от вида можжевельника в шишке может быть от 1 до 12 семян. Созревание семян заканчивается к осени второго года. Зрелые семена коричневые, твердые, легко отделяющиеся от смолистой мякоти шишки. Осыпание созревших шишек начинается с конца лета и продолжается до глубокой осени. Пока семена не освободятся от мякоти шишек, они не прорастают, но длительное время остаются жизнеспособными. Наилучший урожай шишек с большим процентом доброкачественных семян получается со средневозрастных деревьев. Массовое образование шишек устанавливается примерно к столетнему возрасту. Основными агентами расселения можжевельников являются различные виды животных. За их сладкими сочными питательными шишками охотятся и пернатые, и четвероногие обитатели можжевеловых редколесий. Это постоянный и любимый корм многих птиц, особенно в голодное зимнее время. Семена можжевельников покрыты прочной и крепкой оболочкой, надежно защищающей зародыш внутри семени. Проглоченное птицей или зверем семя беспрепятственно проходит сквозь их пищеварительный тракт, оставаясь неповрежденным, способным к прорастанию. Молодые игловидные листья можжевельников сохраняются на растении до 8—10 лет. Позже они сменяются более короткими, но такими же игловидными листьями. У взрослых особей можжевельников из подрода можжевельник листья на всю жизнь так и остаются игловидными.

Древовидные можжевельники (высотой до 10—15 м), большинство которых относится к подроду сабина, образуют светлые леса, являющиеся характерным типом растительности в Средиземноморье, Передней и Центральной Азии и в засушливых областях юга Северной Америки и Мексики. На территории бывшего СССР можжевельники широко распространены в равнинных частях лесной зоны и лесотундры нашей страны, в особенности в горных районах Крыма, Кавказа, Средней Азии и Дальнего Востока. Из них многие виды являются хотя и низкорослыми, но настоящими деревьями, высотой от 4 до 12 м. Можжевельники светолюбивы, засухоустойчивы, морозостойки и нетребовательны к почвенным условиям. Их мощные корни, внедряясь глубоко в грунт и распластываясь под землей во все стороны на десятки метров, способны добывать воду и питательные вещества из самых бедных почв. Поэтому можжевельники произрастают на засоленных песках морских побережий (можжевельники прибрежный и твердый) и горных пустынь (можжевельник китайский — J. chinensis), на мшистых болотах среди хвойных лесов Севера (можжевельник обыкновенный) и на известковых почвах в горах. Одни виды можжевельников занимают горные склоны от их подножия до самых вершин, взбираясь на высоту до 4000 м над уровнем моря; другие легко переносят суровые зимы среди полярных снегов в арктической зоне. Многие можжевельники являются характерными обитателями каменистых склонов и скал. Некоторые теплолюбивые можжевельники, например можжевельник высокий, можжевельник тиссолистный (J. taxifolia), произрастают у верхней границы листопадных или вечнозеленых лесов. Можжевельник высокий широко распространен от восточной части Средиземноморья, Закавказья и Средней Азии до Пакистана. К наиболее заметным биологическим особенностям всех можжевельников, кроме их ярко выраженного светолюбия и поверхностного залегания боковых корней, относится также крайне медленный рост даже в оптимальных условиях существования. Можжевельники вообще отличаются долголетием. Очень часто в горах можно встретить «почтенных старцев» с толстыми перекрученными стволами и уродливо изогнутыми ветвями — деревья в возрасте 800 и даже 1000 лет, которые до сих пор дают прирост и множество шишек с доброкачественными семенами. В зоне широколиственных лесов можжевельники занимают свободные от конкурентов участки и образуют самостоятельные насаждения там, где эти конкуренты произрастать не могут. Такими участками оказываются скалистые или крутые склоны с бедными почвами, малопригодные для широколиственных деревьев. Мощные разветвленные корни можжевельников внедряются в расщелины скал, удерживая растения даже на отвесных скалах. Поскольку надземная часть любого можжевельника растет значительно медленнее, чем корневая система, такая особь может расти в полувисячем состоянии столетиями, накрепко привязанная ушедшими в глубь скалы корнями.

Многие можжевельники являются типичными горными растениями. На территории бывшего СССР максимальное число видов этого рода произрастает в Средней Азии. Здесь можжевельники имеют местное название «арча», а их насаждения называют арчовниками. В Казахстане, на юге Сибири, на Украине и в Ростовской области употребляются варианты тюркского слова «арча»: артыш, арша, арца (от перс, arsa — можжевельник). Для среднеазиатских можжевельников основным фактором, ограничивающим их распространение, является не низкая температура воздуха и почвы высокогорий, которую они выдерживают без вреда для себя, а отсутствие достаточного количества влаги в почве. Наиболее широким диапазоном устойчивости к неблагоприятным условиям существования обладают можжевелъники туркестанский (J. turkestanica), полушаровидный (J. semiglobosa), зеравшанский (J. seravschanica) и туркменский (,Т. turcomanica). Все они широко распространены в Средней Азии и могут нормально расти при температурах как +40, так и —30°С; таким образом, амплитуда колебания температур может достигать 70°. Хищническое уничтожение можжевельников, плохая охрана их насаждений и неограниченный выпас скота в них привели не только к сильному сокращению площадей можжевеловых лесов, но и к ухудшению состояния сохранившихся массивов. Поскольку в большинстве случаев естественное возобновление можжевельников не может полностью обеспечить восстановления и расширения площадей можжевеловых лесов, необходимы решительные и действенные меры по их охране. В горах Крыма можжевельники высокий и красный вместе с сосной образуют светлохвойные вечнозеленые леса. Здесь же, на сухих каменистых склонах, одиночно или редкими группами встречается можжевельник вонючий (J. foetidissima), обладающий чрезвычайно прочной гнилостойкой древесиной с неприятным запахом. Семенное возобновление всех трех видов, считающихся реликтовыми, весьма низкое. Поэтому крымские можжевеловые леса заслуживают не только строжайшей охраны (эти можжевельники внесены в «Красную книгу»), но и незамедлительных мер по их возобновлению, тем более, что водоохранная роль можжевельников в засушливых районах весьма значительна.

Изреженность можжевеловых насаждений для многих районов СССР объясняется не только влиянием человека, но и естественными причинами. Эрозия почв, интенсивный поверхностный сток вод весной, длительная почвенная сухость летом и осенью, снежные лавины, горные обвалы — все эти факторы способствуют тому, что на крутых горных склонах выживают лишь редкие, наиболее сильные особи. Но даже в этих крайне неблагоприятных условиях на каменистых склонах с маломощными почвами, на осыпях и скалах развиваются можжевеловые редколесья и редины. Корневые системы особей, недалеко отстоящих друг от друга, как правило, смыкаются. У экземпляров, произрастающих в суровых условиях, высоко в горах или на бедных щебнистых почвах, главный стебель год от года все больше наклоняется, пока не полегает на землю, раскинув во все стороны разросшиеся боковые ветви. Образуется типичный стланик. К 30—40 годам жизни стланика его главный стебель совершенно теряется среди лежачих и приподнимающихся мощных боковых ветвей, длина которых намного превышает длину главного стебля. К 50—60 годам жизни различия между древовидными и стланиковыми формами можжевельников (например, можжевельника туркестанского) становятся еще более очевидными. У типичных стланиковых особей к этому времени соединение укоренившихся ветвей с главным стволом и местом укоренения нарушается (из-за омертвения отдельных участков), и ветви превращаются в самостоятельные особи. Сгнивает и главный ствол. Таким образом, на месте одного экземпляра образуется целая группа особей, называемая куртиной. Каждая такая особь живет до 90—100 лет, а иногда и более, поэтому возраст куртины измеряется несколькими столетиями. В нижней части лесного пояса гор древовидные и стланиковые формы можжевельников нередко произрастают рядом. Выше, на высоте 2300—2700 м, преобладают стланики, особенно по долинам рек или на крутых склонах. Лишь изредка встречаются здесь можжевеловые деревья, обычно с приподнимающимися, причудливо изогнутыми и перекрученными стволами, достигающими четырехметровой высоты. Такие деревья часто встречаются и близ верхней границы ельников, на высоте до 3000 м. Но с подъемом в горы выше елового леса на скалистых голых кручах могут ютиться лишь лепешковидные куртины стлаников, прижимающих свои ползучие ветви к бедной щебнистой почве и проникающих корнями в трещины и щели скалистого субстрата. Многие можжевельники, произрастающие на территории России, могут существовать только в форме стлаников. К ним относятся, в частности, подвиды или разновидности можжевельника обыкновенного. Его формы многократно описывались ботаниками и как отдельные виды. Стланики становятся господствующими там, где климатические и, вероятно, почвенные условия не позволяют развиваться высоким деревьям. Это не просто подавленные в росте растения, а весьма своеобразная жизненная форма, образовавшаяся в суровых условиях высокогорий. Вследствие широкого распространения в горах можжевеловые леса имеют большое водоохранное, водорегулирующее и почвозащитное значение. Подсчитано, что на крутых склонах гор, в тех местах, где можжевельники встречаются лишь одиночно или мелкими группами, с 1 га ежегодно смывается 5000 м3 почвы, а в густых можжевеловых зарослях почвенной эрозии почти не наблюдается. Можжевеловые леса и редколесья непрерывно выделяют огромное количество эфирных масел, испаряющихся из листьев. Воздух над такими лесами полностью очищается от микробов. Особенно интенсивно испарение в жаркую погоду, причем эфирных масел испаряется столько, что 1 га можжевелового леса хватило бы для очистки воздуха большого города. Однако сами можжевельники сильно страдают от дыма и копоти, и это ограничивает их применение в зеленом строительстве промышленных центров. Наиболее стоек в этом отношении можжевельник обыкновенный.

Древесина можжевельников с давних времен использовалась для строительства домов и кораблей, в автомобильной и мебельной промышленности. Крепкая, мелкослойная, смолистая, эта древесина устойчива против насекомых, хорошо сопротивляется гниению. Однако в настоящее время уже нельзя говорить о серьезном значении древесины можжевельников в хозяйстве планеты. Можжевеловых лесов на земном шаре осталось так мало, что вырубать их — преступление. Сладковато-пряные ароматные шишки можжевельников находят применение в фармацевтической и пищевой промышленности. Они содержат смолы, а также до 40% Сахаров, из которых преобладают фруктоза и глюкоза. Кроме того, в шишках найдены жирные масла, органические кислоты — яблочная, муравьиная и уксусная, а также растительный воск. В семенах содержится горький глюкозид юниперин, затрудняющий использование шишек как пищевого продукта в кулинарии. Зато настои и экстракты можжевеловых шишек применяют в медицине в качестве отхаркивающего, мочегонного, дезинфицирующего, противомикробного средства. Действие этих препаратов обусловлено в основном наличием эфирных масел. Крупным потребителем можжевеловых шишек в качестве пряности является пищевая промышленность. Наибольшее количество этого пряного сырья используется в рыбной, ликеро-водочной, консервной, мясо-молочной и кондитерской отраслях. Так, для придания консервированной рыбе особого аромата и пряного вкуса на ряде наших перерабатывающих предприятий ныне используются отечественные пряности, в том числе и шишки можжевельника обыкновенного, ускоряющие созревание и размягчение засоленной сельди. Шишки можно упаривать до получения сгущенного сиропа, содержащего 60% сахара, но обладающего специфическим вкусом. Благодаря высокой сахаристости шишки некоторых можжевельников употребляются также для варки домашнего пива. Эфирные масла содержатся не только в шишках можжевельников, но также в их хвое и молодых побегах. Они обладают сильным антисептическим действием и нашли широкое применение в ветеринарии. В медицине можжевеловое эфирное масло используется главным образом при лечении ран и как болеутоляющее средство для втираний при ревматизме. На основе этого эфирного масла изготовлено замечательное ранозаживляющее средство — арчовый бальзам. Некоторые компоненты эфирных масел можжевельников обладают ценными парфюмерными свойствами. Так, из эфирного масла можжевельника туркестанского получают вещество с тонким запахом, напоминающим аромат роз. Из коры ствола и ветвей некоторых можжевельников добывают смолу, известную под названием «немецкого сандарака», используемого для получения белого лака. Хвоя, молодые побеги и шишки можжевельников, а в особенности кора содержат дубильные вещества, пригодные для дубления кож.

90. Отдел цветковые растения , или двудольные , подразделяются на два класса: магнолиопсиды , или двудольные (Magnoliopsida , или Dikotyledones ) ,и лилиопсиды , или однодольные (Lilapsidf , или Monocotyledones ). Эти классы различаются , в сущности , только комбинацией признаков . Классы двудольных и однодольных , в свою очередь подразделяются на подклассы , которые делятся на порядки (иногда обедняемые в надпорядки ), семейства , роды и виды со всеми промежуточными категориями .Семейство магнолиевых входят в подкласс Магнолиидов (Magnoliidae ) ,куда в том числе входят бадьяновые , лавровые и нимфейные .

Магнолиевые (Magnoliales ) , большей частью деревья и кустарники . Листья с прилистниками и без них . Сосуды имеются или отсутствуют .Цветки спиральные , спироциклические или циклические , часто опыляемые жуками .Тычинки обычно многочисленные , часто лентовидные и нередко примитивного строения .Пыльцевые зерна однообразные или произввводные от однообразного типа . Гинецей большей частью апокарпный , редко парокарпный или синкарпный Эндосперм целлюлярный или нуклеарный (мускатниковые ). В порядок магнолиевых , кроме семейства магнолиевых , входят семейства : винтеровые , дегенериевые , эвпоматиевые , гимантандровые , анноновые , канелловые и мускатниковые .

Семейство магнолиевых систематически подразделяют на две неравные группы . В первую группу включают 11 родов , во вторую - только один род -тюльпановое дерево .Большинство систематиков считают эти две группы трибами (Magnolieae и Liriodendroideae ), но , вероятно больше прав американский ботаник Роберт Торн (1976 ) , который возводит их в ранг подсемейств . Различие между ними сводятся к следуюшему , у подсемейства магнолиевых пылинки интрозные или латрозные , плодики раскрываются или образуют ценокарпный гинецей , семенная кожура свободна от околоплодника и имеет саркотесту , листья цельные или иногда 2-лопостные на верхушке ; у подсемейства лириодендроновых пылинки экстрорзные ,плодики нераскрывающиеся (орешки ) , опадающие , семенная кожура приросшая к околоплоднику и лишена саркотесты , листья 2-10 (обычно 4-6 ) - лопастные .

. Магнолиевые - деревья, часто довольно крупные, реже кустарники. Некоторые виды магнолии и манглиетии достигают в высоту 35 - 40 м, а американское тюльпанное дерево (Liriodendron tulipifera) - до 75 м. Ни одно из деревьев в восточных районах США не превосходит тюльпанное дерево в величии и грандиозности прямых колоннообразных стволов, достигающих в окружности 10 м.

Листья у магнолиевых очередные, простые, перистонервные, вечнозеленые или опадающие. Листовая пластинка у большинства видов цельная, иногда выемчатая на верхушке или лопастная, как у тюльпанного дерева. Некоторые виды магнолии и талаумы (магнолия трехлепестная - Magnolia tripetala, магнолия обратноовальная, талаума двенадцатилепестная - Talauma dodecapetala) отличаются очень крупными листьями - длиной до 40 см и шириной до 20 см. У магнолии крупнолистной (Magnolia macrophylla) листья достигают в длину 1 м.

Для магнолиевых, в отличие от предыдущих семейств, характерно наличие прилистников. Прилистники обычно крупные, окружающие стебель и защищающие почки. Они рано опадают и оставляют кольцеобразный рубец вокруг узла. Прилистники могут более или менее прирастать к черешку или быть полностью свободными. Сросшиеся с черешком прилисткики после опадения оставляют рубец на верхней поверхности черешка. Сходные кольцеобразные рубцы оставляют один или несколько покрывалообразных прицветничков, расположенных на цветоножке и опадающих по мере раскрывания цветка. Прицветнички состоят из черешка и пары сросшихся видоизмененных прилистников. Расположенные спирально прицветнички окружают молодые бутоны.

Устьица у магнолиевых с 2 побочными клетками, а древесина довольно примитивная и членики сосудов большей частью с лестничной перфорацией.



©2015- 2017 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.