Лесная ботаника и дендрология — Основы геоботаники. География растений
Основы геоботаники. География растений
Геоботаника — учение о растительном покрове Земли. Геоботаника включает фитоценологию — учение о фитоценозах, или растительных сообществах, и ботаническую географию — географию растений и растительности.
География растений — важнейшая составляющая геоботаники. Предметом географии растений является изучение распределения растений по земной поверхности и акваториям, а предметом изучения географии растительности — изучение географического распределения растительных сообществ.
География растений тесно связана с систематикой растений: вид как объект изучения и как структурная единица имеет для географии растений такое же значение, как для систематики растений.
Учение об ареалах. Учение об ареалах, или фитохорология, а также флористическая география растений — составные части географии растений.
Ареал — это часть земной поверхности, в пределах которой встречается данный конкретный вид растения или другой таксой. Ареал различают по величине и конфигурации. Растения, широко распространенные на всех континентах, называют космополитами. Наибольшее число космополитов обитает в водной среде, что объясняется большой однородностью условий водной среды и более легкими способами расселения. К космополитам можно отнести тростник, виды рдеста, а также многие сорные растения, такие, как одуванчик лекарственный, звездчатка средняя, или мокрица, крапива и др. Широко распространенные виды иногда называют эврихорными (от греч. «эврис» — широкий и «хорос» — пространство), а виды, ограниченные в своем распространении, — стенохорными (от греч. «стенос» — узкий и «хорос» — пространство).
Если растение встречается только в одной точке земной поверхности, то такие виды относят к числу эндемиков. К эндемикам относят: эльдарскую сосну, сосну Станкевича, произрастающую в Крыму, пихту камчатскую и многие другие.
Для изучения характера распространения вида необходим сбор данных о наличии вида в конкретных точках земного шара. Такими данными могут быть сообщения ученых, личные наблюдения во время экспедиций, однако наиболее надежны тщательно документированные и определенные гербарные коллекции (В.Г.Петров и др., 1994).
Данные о распространении вида исследователи наносят на карту в виде точек. На одной карте возможно разместить ареалы нескольких видов. Для показа крупных ареалов используют контурно-штриховой метод. Карты ареалов отдельных видов или других таксонов имеют большое научное и практическое значение для флористики, ботанической географии и исторической географии растений. Карты ареалов применяют при изучении рационального использования растительных ресурсов, при заготовке лекарственного сырья, для получения данных о редких и исчезающих видах растений. Особый интерес представляют карты, в которых применяют точечный метод нанесения мест произрастания исчезающих видов растений. При составлении Красной книги без карт ареалов обойтись невозможно.
По характеру распределения местонахождений видов и по конфигурации ареалы могут быть сплошными (замкнутыми) или разорванными (дизъюнктивными). Если распространение вида охватывает всю северную часть Евразии и Северной Америки, т.е. не один континент, то такие виды называют циркумполярными; если область распространения вида охватывает два континента в умеренном поясе, то такие виды называют циркумбореальными. Есть и другие типы ареалов.
Современное состояние ареала вида и его динамика определяются рядом причин: факторами окружающей среды; биологическими и экологическими особенностями вида; соответствием биологических и экологических особенностей вида; условиями его существования.
Понятие о флоре. Флора — исторически сложившаяся совокупность видов растений, обитающих на определенной территории. При этом территорией может быть какая-либо единица административного деления, например, флора Алматинской области или флора Северного Казахстана. Формирование флоры с территориально-административным делением никак не связано, правильнее говорить о флорах естественных физико-географических регионов: о флоре Валдайской возвышенности, флоре Западно-Сибирской низменности и др. На практике часто нужно знать флору какого-либо пункта, например, флору Тропаревского парка или флору окрестностей Чашниково. Такой список называют списком конкретной флоры. Если в данном районе нужно собрать сведения только о лишайниках, то говорят о лихенофлоре данного региона, если о флоре водорослей — то об альгофлоре и т.д.
Объем данной флоры определяется богатством ее видового состава и площадью региона, на котором она существует. Флоры разных естественных физико-географических регионов неравноценны по видовому составу и богатству. Кроме того, своеобразие данной флоры объясняется историческим развитием данной территории, историей расселения и происхождения компонентов данной флоры (миграция, вымирание). Так исключительное своеобразие флор Австралии и Мадагаскара объясняется очень древней изоляцией их от других материков. Историческое происхождение флор и современный характер растительного мира лежат в основе деления поверхности Земли на шесть основных флористических царств: Голарктическое, Палеотропическое, Неотропическое, Капское, Австралийское и Антарктическое. Царства подразделяются на флористические области, области — на флористические провинции, провинции — на флористические округа, округа — на флористические районы, которые состоят из элементарных флор. Во флористическом районировании используются и промежуточные иерархические категории: полцарства, подобласти и т.д. Границы флористических царств и областей часто не совпадают с современным распределением суши и моря в связи с геологической историей Земли.
На территории суши виды растений распределены неравномерно. Наиболее богаты видами тропические регионы. Видовое богатство флор уменьшается от экватора к полюсам. Так, если на островах Индонезии насчитывается 45 тыс. видов, то на Земле Франца-Иосифа — 45, а в Антарктиде — всего лишь 2 вида покрытосеменных растений. Флоры равнинных территорий менее богаты видами, чем флоры горных местностей, это связано с более разнообразными климатическими и экологическими условиями в горах. Степень выявления видового состава разных флор неодинакова: одни территории суши изучены очень полно, другие слабо. Причин на то много, одна из них — недоступность изучения. Ботаники мира ежегодно описывают более 2 тыс. новых видов растений.
Инвентаризация флоры осуществляется на основе гербарных материалов и полевых наблюдений. Первичное флористическое обследование больших территорий проводится методом конкретных флор, разработанным отечественным ботанико-географом А. И. Толмачевым (1974). Конкретная флора — это совокупность видов растений, встречающихся в пределах достаточно однородного в ландшафтном отношении участка земной поверхности, где на сходных элементах рельефа развиваются сходные растительные сообщества и схожие экологические комплексы видов. Площади конкретных флор зависят от ландшафтной расчлененности территории.
Современные геоботаники считают, что любая флора состоит из видов, относящихся к трем основным категориям: 1) виды, возникшие и сформировавшиеся на данной территории, — автохтонные виды; 2) виды, сформировавшиеся на других территориях и проникшие на данную в процессе расселения, — аллохтонные виды; 3) реликтовые виды — остатки флор минувших геологических эпох. Как правило, реликты вымирают и составляют основной список исчезающих растений в Красных книгах разного ранга.
Итак, любая флора — это исторически сложившийся комплекс видов, включающий элементы разного происхождения и разного возраста и отличающийся от других флор своим богатством, таксономическим составом и таксономическим спектром, набором и соотношением географических элементов. Флора — динамическое образование, изменяющееся во времени и пространстве. Отдельные элементы флоры расселяются или, наоборот, сокращают свой ареал. В пределы флоры могут вторгаться элементы соседних или даже далеко отстоящих флор. Знания о флоре необходимы для поиска диких сородичей культурных растений; без них невозможны ресурсоведческие исследования, а также работы, связанные с рациональным использованием и охраной растительного мира.
В результате тщательного изучения флор земного шара и своих собственных экспедиционных исследований выдающийся советский ботаник-селекционер, академик Н. И. Вавилов установил центры происхождения культурных растений.
Для тропических районов Старого и Нового Света, наиболее богатых видовым разнообразием, характерно преобладание мест, откуда произошли важнейшие культурные растения. Это районы наиболее древнего поселения человечества, где растениеводство известно еще за 7-8 тыс. лет до н.э. Наибольшее число культурных растений дали страны Южной и Юго-Восточной Азии. Это рис, просо, соя, шелковица, бананы, сахарный тростник, грецкий орех, виноград, горох, морковь, лук, пшеница, рожь, ячмень и многие другие. В Австралии было найдено 9 дикорастущих видов хлопчатника, более 650 видов эвкалиптов, 21 вид табака и др.
