Rostliny-ukazatele půdních a půdních podmínek

Organismy, které lze použít k určení typu fyzického prostředí, ve kterém rostly a vyvíjely se, jsou environmentální indikátory. Takovými mohou být například halofyty. Přizpůsobením se slanosti získávají určité morfologické vlastnosti, pomocí kterých lze určit, že daná půda je slaná, a dokonce i přibližný stupeň slanosti.

Týká se to nejen halofytů, ale i životních forem rostlin ve vztahu k vlhkosti (hygrofyta, xerofyta atd.), pomocí kterých je možné posoudit vliv těchto podmínek na pastevní potenciál.

Zdá se to být docela významné indikační funkce rostlin. Pozorováním rostlin si lidé v dávných dobách osvojili orientační body v prostoru a čase. Když nebylo slunce ani hvězdy, nejspolehlivější ukazatele směru, rostliny mu věrně sloužily jako kompas. Některé rostliny docela přesně „ukazovaly“ lidem denní dobu.

Jiné rostliny sloužily jako barometry a vlhkoměry. Umožňovaly dozvědět se o blížící se nevlídném počasí několik hodin a někdy i dní předem. Při přípravě na kopání studny si člověk hledal potřebné rostliny, které by mu řekly, jak hluboká je voda a zda je slaná nebo čerstvá.

Indikátorové rostliny neztratily svůj význam ani dnes. Geobotanická metoda zjišťování sladké vody v pouštích a polopouštích je stále rozšířenější. Indikátorové rostliny se stále více používají při hledání cenných minerálů, k charakterizaci zemědělských půd, hornin, tvarů terénu, geomorfologických procesů a kulturní krajiny.

Některé rostliny hrají důležitou roli indikátoru při určování znečištění atmosféry a hydrosféry určitými nečistotami.

Například mizení lišejníků na kmenech stromů svědčí o zvýšení obsahu oxidu siřičitého v ovzduší; kvalitativní a kvantitativní složení fytoplanktonu udává míru znečištění vodního prostředí atp.

Fytoindikátory Jsou to rostliny a jejich společenstva, která naznačují některé specifické rysy jejich stanoviště. Rozlišuje se mezi:

– indikátory konkrétních rysů stanoviště (kalcifyty, psamofyty, indikátorové rostliny permafrostu, hydrofyty);

– ukazatele obecného nebo základního komplexu podmínek existence (trofita, vlhkost a provzdušnění půdy).

Teoretickým základem metody je postoj k vzájemné závislosti mezi rostlinami a stanovištními podmínkami.

V současné době indikátorové rostliny využívají ve své výzkumné a praktické činnosti geologové, půdologové, pozemkoví hospodáři, lesníci, hydrogeologové, klimatologové a archeologové.

Úzký vztah mezi rostlinami a jejich životními podmínkami nám umožňuje nejen posuzovat potřeby rostlin na základě charakteristik prostředí, ale také vyvozovat závěry o vlastnostech prostředí na základě povahy vegetace, jinými slovy používat vegetaci jako indikátor podmínek. Určování vlastností prostředí na základě rostlin a vegetace je náplní speciálního oboru botaniky – fytoindikace neboli studia rostlinných ukazatelů.

Fytoindikace vyvinuli na základě teoretických myšlenek vyjádřených na konci minulého století V. V. Dokučajevem, E. Warmingem a dalšími vědci o univerzálním propojení a vzájemné závislosti přírodních prvků a v důsledku toho o možnosti posuzovat změny některých prvků změnami jiných.

Orientační hodnota vegetace je obzvláště velká, protože mezi přírodními prvky je snadno přístupná pozorování, citlivější a pružnější. Podle autora prvního souhrnu rostlinných ukazatelů Clementse F. představuje rostlina nebo rostlinné společenstvo nejlepší měřítko podmínek, ve kterých roste; Je to jakési „zařízení“, které odráží vlastnosti prostředí.

Fytoindikace pokrývá široké spektrum jevů spojených s rozpoznáváním určitých znaků prostředí nebo jeho změn. Může například zahrnovat stanovení slanosti vodních útvarů na základě povahy vodní vegetace; stanovení znečištění ovzduší ve městech na základě složení a stavu rostlin atd. Fytoindikace je však zvláště široce používána pro stanovení půdních a půdních podmínek.

Co může v této oblasti sloužit jako objekt fytoindikace, jaké znaky mohou indikovat rostliny a rostlinná společenstva? Tento:

1) vlastnosti půdy (chemické složení, úrodnost, stupeň slanosti, kyselost, vláhový režim);

2) složení a vlastnosti půd a hornin (geologické údaje), včetně takových prvků, jako jsou nedávné tektonické procesy;

3) antropogenní změny půdního prostředí, moderní (všechny druhy znečištění) i minulé (stopy kultivace a různé disturbance).

Jako indikátory jsou zvláště vhodné druhy s úzkou ekologickou amplitudou, omezenou na specifickou kombinaci podmínek. Olše černá je tedy spolehlivějším indikátorem půdních podmínek než borovice lesní, protože rozšíření prvního druhu je omezeno na eutrofická stanoviště s nadměrnou (nikoli však stagnující) vlhkostí, zatímco borovice se vyskytuje na suchých píscích a na silně podmáčených bažinách a na křídových výchozech.

Rozlišovat pozitivní a negativní ukazatele. První indikují zvláštní rys prostředí (například množství hygrofytů znamená nadměrnou vlhkost půdy), zatímco ty druhé vylučují určité podmínky v daném stanovišti, protože je nesnášejí nebo se jim vyhýbají (například růst rostlin glykofytů vylučuje vysokou koncentraci solí v půdním roztoku).

Indikátorovými znaky indikujícími určité podmínky mohou být různé znaky celých rostlinných společenstev (floristické složení, přítomnost či nepřítomnost indikátorových druhů nebo ekologických skupin, jejich početnost) i jednotlivých rostlin (vzhled, morfologické a anatomické znaky – forma růstu, větvení, neobvyklá barva nebo tvar květů, listů atd.; chemické složení, intenzita jednotlivých fyziologických procesů, například úroveň transpirace při různých vodních režimech půdy).

Níže jsou uvedeny příklady fytoindikace nejdůležitějších vlastností půdy a půdních podmínek.

Indikace úrodnosti půdy (půdní bohatost) je v praxi jednou z nejpoužívanějších sekcí fytoindikace. Převaha druhů – eutrofů nebo oligotrofů, kvantitativní poměr skupin různých „trofických“ úrovní, přítomnost nitrofilů nebo rostlin, které indikují bohatost půdy fosforem – všechny tyto údaje pomáhají poměrně přesně posoudit stupeň bohatosti půdy pomocí rostlin.

Zejména o dostatku dostupného dusíku svědčí bujný vývoj listů a jejich tmavě zelená barva (a to nejen u nitrofilních druhů). Někdy je i z dálky patrná tmavá skvrna lučního trávy, kde se z nějakého důvodu (obvykle zoogenního) hromadí v půdě dusičnany nebo amonné soli.

Pro jednotlivé regiony a typy vegetace byly vyvinuty speciální indikační stupnice, tabulky a referenční knihy, které umožňují posoudit stupeň úrodnosti půdy na základě vegetace.

Indikace kyselosti půdy se provádí na základě přítomnosti a poměru acidofilů, bazifilů a neutrofilů v rostlinném krytu.

Indikace salinity půdy možné výskytem halofyt ve vegetačním krytu a stupněm jejich početnosti, prevalencí a kvantitativním poměrem druhů patřících k různým typům halofytů. V řadě případů povaha vegetace umožňuje stanovit nejen stupeň slanosti, ale také složení solí v půdním roztoku.

Hydroindikace zvláště důležité pro suché oblasti. Zahrnuje stanovení vlastností podzemní vody na základě vegetačního krytu: hloubku a charakter výskytu, stupeň mineralizace a její sezónní režim atd. Tamarix se tedy rozvětvil Tamarix rasissima V polopouštích a pouštích roste v hloubce podzemní vody 1 až 7 m, optimální vývoj má v hloubce 1,8 až 2,4 m.

Některé keře slouží jako indikátory čerstvé podzemní vody v deltách pouštních řek: Salsola fruticosa Salsola arbuscula, slaninka Halostachys caspica atd. Existuje také zvláštní skupina indikátorů, které ukazují na čočky posazené vody, které nejsou spojeny s podzemní vodou (voda z povrchového odtoku v prohlubních, která prosákla až k nepropustnému horizontu).

V lesních stepích a stepích severního Kazachstánu jsou indikátory takových sladkovodních čoček březové lesy s travnatým porostem, ve kterém převládají hygromezofyty a mezofyty (ostružina). Rubus saxatilis, luční Ulmar Filipendula, rákosová tráva atd.)

Je zřejmé, že indikátory podzemní vody mohou být pouze druhy s dostatečně hlubokým kořenovým systémem ze skupiny freatofytů – rostliny, jejichž kořeny zasahují do spodní vody, a částečně trichohydrofyty využívající vláhu kapilárního lemu. Jako indikátory jsou v tomto případě nevhodné rostliny ombrofytů s mělkým kořenovým systémem, žijící pouze z atmosférických srážek.

Další oblastí hydroindikace je stanovení vlhkostních poměrů ve svrchních kořenově osídlených vrstvách půdy na základě vegetace.

V tomto případě hraje hlavní indikační roli přítomnost a míra abundance ve vegetačním krytu druhů různých ekologických typů ve vztahu k vodě: hygrofytů, mezofytů, xerofytů i přechodných skupin mezi nimi. Jsou zde podrobné stupnice rostlin indikátorů půdní vlhkosti. Některé druhy mohou udávat nejen stupeň, ale i sezónní vláhový režim.

Je třeba poznamenat, že některé rostlinné ukazatele nejsou spojeny s jedním půdním znakem, ale se specifickou kombinací půdních faktorů, což umožňuje indikovat půdní podmínky současně na základě dvou nebo více znaků.

Geologická indikace podle vegetačního krytu zahrnuje charakteristiky hornin (např. jejich složení), hloubku výskytu a režim permafrostu atd. Tak důležité odvětví geologické fytoindikace, jako je využití rostlinných indikátorů při hledání minerálů, doznalo zvláštního rozvoje. Mineralogické složení hornin do jisté míry ovlivňuje i půdní vrstvu: vznikají tzv. pole specifické půdní mineralizace, která se promítají do složení vegetačního krytu a stavu rostlin.

Jedním z indikačních znaků je složení flóry. Existují indikátorové druhy, které jsou vázány na horniny a půdy s určitou mineralizací. Takové indikátory se v jiných podmínkách nevyskytují a vyznačují se stabilitou (a někdy i náročností) vůči určitým prvkům.

Odpovídající „flory“ jsou známé: „galmeynaya“ (Viola calaminaria atd.), což naznačuje obohacení půdy zinkem; „serpentinit“ (nebo serpentin) na serpentinitech obsahujících hodně hořčíku; „dolomit“, „měď“ (včetně „měděných“ mechů); rostliny, které jsou indikátory selenu, kobaltu atd. Druhy, které jsou omezeny výhradně na kovonosné oblasti, se obecně nazývají metalofyty.

V geologické fytoindikaci může být indikačním znakem i změna vnějšího vzhledu rostlin (například u tymiánu horského Saturejka Montana, omezený na serpentinity Balkánu, podsaditý růst, šťavnaté listy) a především barva květů. Bílé mandle se tak vlivem hořčíku zbarví do růžova a oranžový kalifornský mák v přítomnosti mědi zmodrá; Bílé květy tymiánu na hadcích jsou jasně fialové. Ne nadarmo jsou formy některých druhů na serpentinitech někdy popisovány jako zvláštní morfologické rasy.

Geologická fytoindikace může být konečně založena i na změnách chemického složení rostlin (biogeochemická metoda vyhledávání minerálů). Je známo, že mnoho rostlin je schopno koncentrovat určité prvky. Někdy se taková koncentrace vyskytuje za jakýchkoli podmínek, dokonce i při nevýznamném obsahu prvků v prostředí, a pak nemá žádnou indikační hodnotu. Například bříza hromadí železo a mangan bez ohledu na stanoviště, mořské řasy hromadí jód a kyjový mech Lycopodium complanatum – hliník, vodní matice past natany – mangan.

Seznam takových „falešných indikátorů“ je v geologii dobře znám. V ostatních případech se koncentrace určitého prvku v rostlinném těle zvyšuje pouze v rámci stanovišť (geochemických polí) s jeho vysokým obsahem, který slouží jako spolehlivý indikátor.

Vyhledávání je považováno za slibné, pokud je obsah prvku v rostlinách 5krát nebo vícekrát vyšší než normální hodnoty pro danou oblast („biogeochemická anomálie“). Například v některých oblastech lze nikl nalézt ve své koncentraci v tak běžných druzích, jako je stepní tráva a kostřava ovčí. Festuca ovina, pouštní oves Helictotrichon desertorum; Hledání wolframu se provádí jeho hromaděním v peřínku, studeném pelyňku Artemisia frigida a další typy.