Адаптации растений

Как и в других экосистемах, в горах растения тоже составляют основу всех цепей питания. Растения альпийской зоны обычно невысоки, компактны, практически лишены стебля или дают несколько дополнительных побегов. Такое строение помогает им противостоять холоду и сильным ветрам. Высокогорные растения имеют, как правило, обширную корневую систему, обеспечивающую им надежное закрепление и лучшее усвоение воды на сухих склонах. Большинство обычных альпийских растений поднимается над грунтом всего на несколько сантиметров, тогда как их корни могут уходить в почву на глубину до 1 м. Экономия влаги у них осуществляется благодаря восковому налету на листьях, а у альпийского эдельвейса (Leontopodium alpinum) листья опушены, что тоже способствует сохранению тепла и снижает потери воды. Для борьбы с промерзанием некоторые растения, например лютик (Ranunculus glacialis), используют обильную внутриклеточную влагу, которая действует как антифриз. А альпийская солданелла (Soldanella alpina) может даже растопить окружающий ее снег благодаря теплу, выделяемому при внутриклеточном расщеплении углеводов.

В альпийской зоне сезон летней вегетации составляет всего несколько недель. Поэтому большинство альпийских растений – многолетники. Смолевка бесстебельная (Silene acaulis) развивается 10 лет, прежде чем зацветет, но зато у нее появляется сразу несколько сотен цветков. Этот растянутый, но массированный тип размножения, вероятно, объясняется тем, что растению приходится долгое время копить резервы питательных веществ, необходимых для образования цветков. Многие растения высокогорий самоопыляются, поскольку это единственный надежный способ оплодотворения при малочисленности насекомых-опылителей. По этой же причине число растений, опыляемых ветром, здесь гораздо больше числа растений, опыляемых насекомыми.

Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов по отношению к солнцу, ветрам, накоплению снега, создающим контрастные условия для их существования. Дифференциацию условий для растительного покрова и животных в горах дополняют также такие важные факторы, как характер горных пород, щебнистость и каменистость субстрата, мощность почвенного профиля, наличие осыпей, курумов, эрозионных ложбин, скорость протекающих эрозионных процессов и многие другие особенности горной территории. На относительно пологих склонах с развитым почвенным покровом формируется, как правило, сомкнутый растительный покров, определяющий специфику пояса. Оползни, обвалы, лавины и другие типы нарушений вызывают сукцессионные процессы в растительном покрове, увеличивая его ценотическое разнообразие [3].

Еще А. Гумбольдт обратил внимание на адаптации растений к жизни в горах. В горах умеренной зоны северного полушария в верхних поясах доминируют многолетние растения – низкорослые с узкими годовыми кольцами у древесных растений, с уменьшенной длиной междоузлий у травянистых растений. Часто преобладают стелющиеся формы с увеличенной длиной корней, листья защищены от излучения и других факторов многочисленными приспособлениями. Хорошим примером могут служить высокогорные кустарники и кустарнички, высота которых соответствует мощности снежного покрова. Это так называемые нивелированные кустарники, к которым относятся рододендроны, ерниковые березки, многие виды ив.

В альпийском поясе преобладают стелющиеся, розеточные и подушковидные формы, приспособленные к резким сменам температуры воздуха в течение суток. В альпийском поясе африканских гор или поясе "парамос" в Андах преобладают крупные злаки, у которых дернины создают своеобразную защиту для внутренних растущих побегов от суточных изменений температуры и влажности. Виды крупных древовидных форм типа "травянистых деревьев" в горах Африки и Южной Америки имеют крупные розетки листьев, открывающиеся днем и закрывающиеся вечером. У многих видов в этих розетках листьев накапливается вода, гумус, сюда проникают придаточные корни, получающие дополнительное питание и влагу. На рисунке 2 изображены жизненные формы высокогорных травянистых растений, где а – розеточные формы в сообществах гор Кении (4200 м); б – крупные розеточные формы Анд, Южной Америки, и Африки.

Скалистые и всевозможные каменистые местообитания распространены во всех высотных поясах, от предгорий до верхних пределов произрастания растений в горах и местами занимают значительные площади, особенно в высокогорьях. С этими биотопами связано развитие своеобразных жизненных форм растений – подушек, розеточных, многостебельных растений с тонкими свисающими со скал стеблями, растений с длинными и гибкими, а иногда и весьма массивными, подземными побегами, уходящими далеко в глубь расщелин скал или ветвящимися между камнями осыпей.

Подушковидные растения широко распространены в высокогорьях. Ветви этих растений имеют укороченные междоузлия и заканчиваются розетками листьев. Между ветвями накапливаются мелкозем и опавшие листья и части растений, создавая прочную поверхность подушки, которая удерживается главным корнем и разветвленной системой вторичных корней. Подушечники характерны для многих горных систем. Например, в Монгольском Алтае развиты эндемичные криофитно-аридные подушечники из звездчатки (Stellaria pulvinatd) на высотах, превышающих 3000 м; в Новой Зеландии хаастию (Haastia pulvinaris) называют "растением-овцой" из-за ее крупных пушистых подушек, листья которых защищены волосками и занимают соответствующее положение под углом к солнечным лучам. Это своеобразная защита от высокого уровня ультрафиолетового излучения на больших высотах.

  Рисунок 2 – Жизненные формы высокогорных травянистых растений [8]

Верхний предел распространения сосудистых растений в горах Тибета, Гималаев достигает самых больших на земном шаре высот 6200 – 6250 м, где отдельные растения приурочены к проталинам среди снежников, встречаются вдоль русел ручьев, в защищенных от ветра местах.

Рисунок 3 – Схематический долготный профиль [9]

На рисунке 3 изображен схематический долготный профиль высочайших горных вершин мира (7) и верхнего предела распространения сосудистых растений (2); высота верхней границы леса отражена в континентальных секторах (3).

Мохообразные и лишайники играют существенную роль в первичных сукцессиях на скальных обнажениях в горных районах, являясь пионерами зарастания каменистых субстратов. Особенно велика их роль в биосферных процессах верхних поясов гор, где они участвуют в выветривании и почвообразовании. Лишайники являются уникальными организмами по своим биоиндикационным возможностям и выбор таких индикаторов на определение экологического состояния территории очень важен для проведения мониторинга за состоянием горных экосистем, особенно за их воздушным загрязнением, в том числе на больших высотах.

Дата добавления: 2015-10-16