Изучение внешних адаптационных изменений берёзы кустарниковой к условиям климата

В настоящее время накоплен достаточно большой научный материал по изучению зависимости растительных организмов от экологических факторов условий обитания и произрастания. Каждый вид в процессе эволюции приспособляется к определённой интенсивности экологических факторов и амплитуде их колебаний и, в свою очередь, сам воздействует на окружающую среду. Приспособление к изменяющимся условиям среды происходит в результате естественного отбора: у организмов вырабатываются те или иные особенности, позволяющие существовать именно в этих и ни в каких других условиях среды. Прежде всего, это климатические условия места произрастания – температура, влажность, свет, которые формируют специфические изменения, повышающие устойчивость и приспособляемость к данным условиям обитания. Температура, свет и влажность являются наиболее важными факторами внешней среды. Эти факторы закономерно изменяются как в течение года и суток, так и в связи с географической зональностью.

В растениях, обитающих на протяжении многих поколений в условиях постоянного и сильного действия определённых климатических условий среды обитания, формируются особенные перестройки, которые выражаются в повышении устойчивости организмов и адаптации к действию неблагоприятных факторов. Эту картину можно пронаблюдать на растительности Севера, в частности в нашем районе. В нашем районе в естественных условиях берёза представлена в основном кустарниковыми видами. Древесные виды берез высажены жителями города в аллеях, парке.

Ареал. Берёза кустарниковая – вид, распространённый почти по всей таёжной Якутии

Внешнее строение, рост и развитие

Берёза кустарниковая образует кусты высотой от 1,0 – 1,5 м. на сырых и заболоченных местах водоразделов до 2,0 – 2,5 м в долинах рек. Кустится на самой поверхности почвы, а также разрастается подземно корневыми отпрысками. Кора многолетних побегов серая или бурая. Она гладкая и блестящая, а у однолетних - серовато-коричневая, со светлыми смолистыми желёзками. Листовые почвы голые. Листья эллиптические или яйцевидные с мелко-пильчатым краем, с острой верхушкой и округлым основанием на коротких и голых черешках. Длина листа от 1,2 – 2,5 см, ширина – от 8 -15 мм. Лист сверху матовый или слабо лоснящийся, снизу по жилкам волосистый, более или менее железистый. Осенью листья жёлто-бурые или бурые. Плодущие серёжки одиночные, вверх торчащие, цилиндрические, от 7-20мм в длину и 5-8 мм в толщину. Прицветные чешуи 2-3 мм длины, с вверх направленными боковыми лопастями. Опыление цветков с помощью ветра. Плод – орешки эллиптической или яйцевидной формы, распространяются ветром. Вес семян – 0,12 – 0,26 г.

Экология

Берёза кустарниковая светолюбива, растёт на открытых местах и под пологом светло- хвойных и мелколиственных лесов, приурочена к «окнам» и лесным полянам. Предпочитает влажные и умеренно плодородные почвы. На территории Якутии широко распространены ерники из берёзы кустарниковой, возникшие в долинах высохших рек и речек, а также на гарях и вырубках сырых хвойных лесов.

Роль в природе и значение в жизни человека

Кустарниковые берёзы образуют ерники – своеобразную формацию кустарниковой рас-тительности, распространённую в подзоне субарктических тундр, на заболоченных местах и в горах таёжной зоны евразиатского континента и Аляски. Ерники небольшими участками встречаются по всей территории Якутии, вносят существенное разнообразие в её лесной покров. Они занимают 8,83 млн га с запасом древесины 40, 3 млн м², что составляет соответственно 50,6 % всей площади и 20,9 % запаса древесины кустарниковой растительности. Первичные ерники возникают на местах луговой растительности в условиях отсутствия хозяйственного освоения, а вторичные – на лесных гарях, реже на вырубках. В ерниках обитают и размножаются мелкие птицы и млекопитающие, которые находят здесь обильный корм и надёжную защиту от неблагоприятных условий в течение круглого года. Сами кустарниковые берёзы также являются кормовыми растениями, ими охотно питаются лось, заяц-беляк и другие животные.

Изучение внешних экологических особенностей березы кустарниковой

Заметила, что кустарниковая берёза растёт как куст; имеет несколько многолетних побегов, которые отходят с одного места на поверхности почвы. Подсчитала, сколько в среднем побегов отходят с одного куста. Взяла на выбор 3 куста и у каждого подсчитала количество отходящих побегов. Ветки у неё очень гибкие, что является своего рода приспособлением против ветров, чтобы не быть сломанной. Береза растёт на небогатых почвах, поэтому корневая система поверхностная. Она растёт кустами для того, чтобы выдержать при такой корневой системе постоянные, холодные и сильные ветра лесотундры, равномерно распределяя свой собственный вес и не быть вырванной.

Определение высоты кустов

Оборудование: металлическая рулетка.

Измерила рулеткой высоту каждого куста. Высота у всех оказалась разной. Затем высчитала среднее арифметическое значение высоты кустов.

Данный вид берёзы невысок, что тоже является экологическим приспособлением для того, чтобы от корней быстрее получить питательные вещества в короткие сроки весны. По этим многочисленным невысоким побегам береза в короткие сроки получает максимальное количество питательных веществ, что тоже приурочено к нашему короткому, холодному лету.

Измерение глубины снега

Оборудование: металлическая рулетка.

Измерила глубину снега возле кустов и глубину снега в лесу под соснами и лиственницами.

Глубина снега в лесу меньше, чем возле кустов берёзы, потому что снег деревья задерживают своей кроной. Кустарниковая берёза растёт на открытых местах, приурочивая свой рост к «окнам» и лесным полянам, поэтому глубина снега возле кустарниковых берёз на 17см больше, чем в лесу. Очевидно, что береза предпочитают расти на открытых местностях, под глубоким слоем снега. Под высоким слоем снега данному виду березы тепло и легко переносить зиму.

Эксперимент «Моделирование условий вегетационного периода»

Взяла несколько веток для определения сроков набухания почек, появления листьев, серё- жек.

31. 01. 07г. – взяты ветки с точки наблюдения и поставлены в воду.

5. 02. 07г. – набухли первые почки.

7. 02. 07г. – появились первые листочки.

12. 02. 07г. – серёжки распустились до половины.

14. 02. 07г. – вся отдельная ветка распустилась, хотя все в различных фазах – какие-то листья в фазе полного расцвета, а другие – только распускаются, но вся ветка уже вся зелёная.

Убедилась в том, что сроки набухания почек и распускания листьев очень короткие - буквально, две недели. Чтобы исключить погрешность, эксперимент повторила три раза: в ноябре, декабре, январе - феврале. При этом сроки были одинаково короткие. Лето в нашем регионе прохладное и короткое, поэтому березе надо за этот короткий промежуток времени успеть распустить листья и серёжки и дать семена. Обратила внимание на строение почки: она имеет плотно закрытые чешуйки - это надежное приспособление к резким колебаниям температуры.

Все живые организмы вынуждены приспосабливаться к условиям окружающей среды. Адаптируясь, организмы изменяют своё внешнее строение. Береза кустарниковая, стремясь выжить в наших неблагоприятных климатических условиях, приняла облик низкорослого кустарника.

В ходе проведённой исследовательской работы, используя методы - наблюдение, измерение и эксперимент, обобщив результаты, я пришла к следующему заключению:

► Данный вид березы растёт как куст. Таким образом это растение адаптировалось для того, чтобы выдержать при поверхностной корневой системе постоянные, холодные и сильные ветра; равномерно распределить свой собственный вес и не быть вырванной с корнем. Кроме того, ветки у неё очень гибкие, что тоже является своего рода приспособлением против ветра.

► Данный вид берёзы невысок. Это приспособление необходимо для того, чтобы от корней быстрее получить питательные вещества в короткие сроки весной. По этим многочисленным и невысоким побегам береза кустарниковая получает максимальное количество питательных веществ, что очень важно в условиях нашего короткого и прохладного лета.

► Береза предпочитает расти на открытых местностях и под пологом светлохвойных лесов. Данная экологическая особенность важна для того, чтобы быть закрытой более глубоким слоем снега, где тепло и легко переносить суровую зиму.

► Береза кустарниковая имеет очень короткий вегетационный период. Это особенное свойство березы связано с нашими климатическими условиями: нужно успеть расцвести и дать семена за короткое и прохладное лето.

Кустарниковая берёза – это результат адаптации к нашим суровым климатическим условиям: постоянным, холодным и сильным ветрам, морозным зимам, затяжным веснам и короткому, прохладному лету.