ФАКТОРЫ, СПОСОБСТВУЮЩИЕ ВЫЖИВАНИЮ РАСТЕНИЙ НА ВОДНО-БОЛОТНОЙ МЕСТНОСТИ

FACTORS CONTRIBUTING TO PLANT SURVIVAL IN THE RAIN-FED AREA

Alesya Gavrilova

student, Department of Ecology and Nature Management, Orenburg state University,

Russian, Orenburg

АННОТАЦИЯ

В статье анализируются факторы, которые способствуют выживанию растительных сообществ в болотных условиях. Растения развили набор признаков, необходимых для выживания в анаэробных почвенных условиях водно-болотной местности. В данной статье были проанализированы три важных адаптивных признака растений, произрастающих на данных угодьях.

ABSTRACT

The paper analyses the factors that contribute to the survival of plant communities in the marsh. Plants developed a set of traits necessary for survival in anaerobic soil conditions of wetlands. This article analysed three important adaptive traits of plants growing on the land.

Ключевые слова: флора, анаэробные условия, растения, болота, почвенные условия, адаптивные признаки.

Keywords: flora, anaerobic conditions, plants, swamps, soil conditions, adaptive features.

Болота играют огромную роль в биосфере, участвуя в круговороте воды, углерода, азота и зольных элементов. Они накапливают органические вещества и влагу, являются хранителями генофонда многих редких видов. В связи с различными условиями формирования, увлажнения, процессов торфообразования, растительного покрова, а также возможности использования ресурсов болот в хозяйственной деятельности они привлекают внимание исследователей [1].

Развитие болот сопровождается накоплением торфяных отложений. Это, с одной стороны, перераспределяет все прямодействующие факторы среды, а с другой, обуславливает обеднение субстрата питательными веществами, доступными для растительности. Прогрессирующее обеднение торфяных отложений приводит к закономерным сменам растительного покрова [2].

Болотные экосистемы имеют глобальное значение для предоставления таких экосистемных услуг, как борьба с наводнениями, обеспечение среды обитания, очистка воды и связывание углерода в региональном и глобальном масштабах. Среди разнообразия глобальных водно‐болотных экосистем считается, что только торфообразующие водно-болотные угодья хранят более половины количества углерода, присутствующего в атмосфере. В то же время водно-болотные угодья являются доминирующим глобальным источником выбросов метана, на долю которого приходится около 20-40 % глобальных выбросов данного вещества.

Водно‐болотные экосистемы отличаются от других наземных экосистем своими уникальными гидрологическими и почвенными условиями, а также связанными с ними биогеохимическими процессами. Чтобы выжить в водно-болотных угодьях, растениям необходимо бороться с недостатком кислорода в корневом субстрате, чтобы избежать дефицита клеточной энергии и потенциального накопления фитотоксичных соединений. Истощение кислорода в тканях также может привести к накоплению активных форм кислорода при возвращении в аэробные условия после затопления, вызывая повреждение клеточных макромолекул и мембран. В ризосфере недостаток кислорода приводит к образованию токсичных химических веществ, таких как железо, сульфид и низкомолекулярные монокарбоновые кислоты, которые ухудшают функцию корней растений. Существуют также экологические стрессоры, характерные для определенного типа водно-болотной местности, например, соленость.

Чтобы справиться с этими неблагоприятными условиями, водно-болотные растения развили набор адаптивных признаков. К таким признакам относятся: повышенная пористость побегов и корней (для облегчения внутренней транспортной функции кислорода, для улучшения концентрации кислорода в корневой зоне), удлинение побегов (для обеспечения доступа листьев к атмосферному воздуху), снижение соотношения корней и побегов и т. д. Подводный фотосинтез является важным процессом роста и долгосрочной стойкости водно-болотных растений в условиях затопления, которые создают низкую интенсивность света. Адаптивные свойства, связанные с поддержанием оптимальной скорости фотосинтеза под водой, включают образование газовых пленок, изменение морфологической структуры листьев.

Проявление адаптивных свойств определяется как биоклиматическими переменными, так и гидрологическим режимом, типом среды обитания и жизненной формой растения. Биоклиматические переменные (например, осадки, температура) могут влиять на фундаментальные экофизиологические процессы растений, к которым относятся ферментативная активность и скорость транспирации, которые также имеют важное значения для данного типа местности.

Гидрологический режим является важным фактором, который оказывает прямое воздействие на состояние водно-болотных угодий и на характеристику растений. Однако его значение по сравнению другими факторами, такими как тип среды и климат малозначительно. Тип среды может вызвать адаптивные свойства, например, через специфическую почвенную биохимию, глубину затопления и т. д. Морфологическая форма растений в свою очередь отражает морфологические характеристики растений и стратегии жизненного цикла, и поэтому может ограничивать верхний и нижний диапазон адаптивных черт.

Механизмы, с помощью которых такие адаптивные черты помогают растениям адаптироваться к среде обитания водно-болотных угодий, особенно в условиях затопления, были тщательно изучены в ходе экофизиологических экспериментов. Однако анализ потенциально общих определяющих факторов этих свойств растений на водно-болотных угодьях в естественных экологических условиях не проводится. Несмотря на свою доминирующую экологическую роль в повышении выживаемости водно-болотных угодий, эти адаптивные черты водно-болотных угодий еще не включены в глобальные базы данных о функциональных признаках растений [3].

Очевидно, что всё большую важность и актуальность приобретают в настоящее время комплексные биогеохимические исследования природных компонентов болотных экосистем для оценки экологического состояния болот и предупреждения их деградации [4].

Список литературы:

1. Гришуткин, О. Г. Растительный покров болот Мордовии / О. Г. Гришуткин, Е. В. Варгот, Т. Б. Силаева // Вестник ТГПУ. – Саранск, 2013. – № 8 (136). – С. 28-33.
2. Кузнецов, О. Л. Динамика растительности верховых болот / О. Л. Кузнецов // Известия Самарского научного центра Российской Академии Наук. – Самара, 2012. – № 1-5. – С. 1288-1291.
3. Pan, Y. Drivers of plant traits that allow survival in wetlands / Y. Pan, E. Cieraad // Functional Ecology. – 2020. Vol. 34, № 5.
4. Борисенко, А. Д. Формирование химического состава болотных вод в условиях антропогенного преобразования на примере болота Свиного в Калининградской области / А. Д. Борисенко, Н. Н. Цветкова // Национальная научно-практическая конференция. – Калининград, 2019. – С. 115-119.