Растения ксерофиты. Растения засушливых мест обитания.

Содержание

Хотя он похож на кактус, он принадлежит к другому семейству, семейству асфоделовых. Он растет в сухих и теплых регионах Африки и Аравийского полуострова. Алоэ может накапливать большое количество влаги в своих листьях, что делает их визуально больше. Во время длительной засухи он сбрасывает нижние листья, чтобы выжить.

Растения ксерофиты

В природе существует несколько групп растений, приспособленных к суровым условиям произрастания. Они в основном засухоустойчивы и поэтому могут расти в районах с сухим климатом.

Одна из этих групп — растения засушливых районов, которые могут выдерживать длительные засушливые периоды и высокие температуры. Они встречаются в сухих субтропических районах, пустынях, дюнах, сухих степях и т.д.

Они способны лучше других растений регулировать водный обмен, что позволяет им сохранять активность во время длительной засухи. Эта группа растений неоднородна с точки зрения того, как они могут выживать в экстремальных условиях выращивания. Например, некоторые засушливые растения сбрасывают листья и прекращают рост, другие выживают в засуху благодаря короткому вегетационному периоду и т.д.

П. Л. Генкель разработал классификацию растений, способных выдерживать длительную засуху. Давайте рассмотрим это более подробно.

Суккуленты

К этой группе относятся растения, способные накапливать достаточное количество влаги в органах и тканях. Поверхность их тела сокращена до минимума и покрыта восковым слоем, эпидермисом или опушением. Их рост и метаболизм значительно замедляются.

К суккулентам относятся кактусы и чертополох. Влага хранится в листьях (агавы, алоэ) и в мясистых стеблях (кактус, эвкалипт).

Суккуленты характеризуются следующими особенностями:

корневая система неглубокая, но она широко распространена;
низкий уровень содержания клеточного сока;
листья редуцированы;
поверхность покрыта толстой кутикулой, которая ограничивает транспирацию;
испаряющаяся поверхность сокращена.

Суккуленты нельзя назвать засухоустойчивыми, так как они лучше переносят экстремальную жару. Они растут в районах, где за периодом обильных осадков следует длительный период засухи. Таким образом, они накапливают достаточно влаги в сезон дождей, чтобы пережить засуху.

Эвксерофиты

К истинно засушливым растениям относятся такие представители, как эухерофиты, то есть растения, способные резко сокращать транспирацию в условиях сильного дефицита влаги.

Они обладают следующими характеристиками:

повышенная способность удержания влаги;
сниженная оводненность;
повышенная эластичность цитоплазмы.

Эти растения могут поглощать влагу из почти сухой почвы. Листья покрыты слоем эпидермиса. В эту категорию попадают различные виды полыни, акации и других растений.

Биом пустыни

Рудиментарным примером пустынной флоры является кактус. При одном только упоминании о пустынной среде обитания мы часто представляем себе несколько колючих кактусов. Некоторые виды кактусов даже представляют собой самое большое количество видов среди растений пустыни. Среди других растений пустыни — энцелия мучнистая, хмель чолла, дерево Джошуа, юкка, аризонское железное дерево и креозотовый куст. Эти растения относятся к засушливым растениям и обладают адаптивными способностями, которые позволяют им выживать в сухой среде, где другие растения выжить не могут.

Приспособленность растений пустыни

Нет четких доказательств эволюции адаптаций пустынных растений. На самом деле, ископаемых останков кактусов не существует, хотя они широко распространены. Поэтому пока неизвестно, когда эти растения выработали свою адаптацию к условиям пустыни. Ученые предполагают, что они приобрели определенные адаптивные функции миллионы лет назад в ответ на изменение условий окружающей среды. Другими словами, они должны были выработать адаптацию, чтобы расти в самых суровых условиях. Как только начинается дождь, растения в засушливых районах мира прорастают, растут, цветут и плодоносят очень быстро, завершая свой жизненный цикл за очень короткое время. Далее рассмотрим некоторые приспособления, которые позволяют растительному миру процветать в пустыне.

Корневая система растений пустыни

Типичное пустынное растение имеет глубокую корневую систему, которая является особым природным механизмом. По мере роста корней вглубь почвы они поглощают грунтовые воды, которые затем насыщают влагой верхние части растения. Виды растений, которые приспособились к экстремальным условиям окружающей среды и имеют очень длинные корни, называются фреатофитами (например, мескитовое дерево с корнями длиной более 20 метров). В отличие от фреатофитов, некоторые растения, включая кактусы, имеют небольшие корни, которые распространяются радиально, чтобы поглотить как можно больше влаги во время сезонных дождей. Некоторые растения засушливых районов имеют как радиальную, так и глубокую корневую систему, которая поглощает влагу.

Какие растения произрастают

У многих людей пустыня ассоциируется с безжизненным, мертвым местом. На самом деле, большинство организмов не могут выжить в течение длительного времени в условиях продолжительной засухи и больших суточных колебаний температуры.

Однако есть некоторые виды животных и растений, которые сумели приспособиться к экстремальным условиям. По этой причине флора и фауна пустыни уникальна, а местные животные и птицы могут жить только в сухих и теплых местах.

Флора замерзших районов Антарктиды требует особого внимания. Здесь, как и в тропических пустынях, есть оазисы, образованные небольшими массами воды. Температура воды в антарктических озерах превышает температуру воздуха на несколько десятков градусов, поэтому дно озер и прудов покрыто нитями сине-зеленых водорослей, мхов и лишайников, а также разнообразными бактериями.

Древесные

Деревья также живут среди горячего песка. Их главная особенность — хорошо развитая корневая система, которая позволяет им впитывать влагу из более глубоких слоев почвы.

Баобаб

Один из самых известных представителей африканской флоры. Величественное дерево баобаб со стволом толщиной до 8 м и средней высотой 20 м произрастает в саваннах и полупустынях Африки. По некоторым данным, баобаб может жить до трех тысяч лет. На зиму, которая в Африке является сухим сезоном, баобаб сбрасывает листья. Осенью дерево снова цветет, хотя цветы распускаются только на одну ночь и опадают утром.

Аргания

Это дерево встречается только на юге Марокко. Аргановое дерево может жить до 200 лет. Растение играет важную роль в экономике Марокко: аргановое масло добывается с древних времен и обладает кулинарными и косметическими свойствами.

Жожоба

Вечнозеленый кустарник родом из пустынь и субтропических регионов Северной Америки. Культурные посадки жожоба существуют в США, Мексике, Южной Америке, Австралии и Египте. Эта необходимость обусловлена тем, что масло жожоба является одним из самых полезных средств по уходу за кожей и волосами.

Аризонское железное дерево

Согласно своему названию, это растение родом из пустыни Аризона. Древесина невероятно прочная (1 т/м3) и тяжелая, поэтому она легко тонет в воде. Материалы из железного дерева широко используются для изготовления мебели, строительных материалов, автомобильных деталей, декоративных элементов, в медицине и косметике.

Саксаул

Он обитает в пустынных или полупустынных районах на юге Евразии — в Казахстане, Туркменистане и Узбекистане. Наиболее распространенными видами являются черный и белый саксаул. Его длинные ветви защищают большую часть коры от жаркого солнца. В период цветения саксаул покрывается красивыми цветами от белого до темно-пунцового.

Особенности приспособления к условиям

Флоре пустыни приходится выживать в течение длительных периодов времени, иногда нескольких лет, без влаги — и это в условиях сильной жары и резких перепадов температур.

Таким образом, все части растения, включая стебли, листья и корни, участвуют в выживании в экстремальных условиях:

Корневая система. Большинство пустынных растений имеют хорошо развитые и длинные корни, позволяющие поглощать подземные грунтовые воды. У некоторых представителей флоры корневая система развивается не в глубь земли, а радиально, простираясь далеко по сторонам от растения. Это позволяет поглотить достаточное количество влаги во время короткого дождя.
Стебли. Имеют небольшую толщину, в них накапливается жизненно необходимая влага.
Листья. Также выполняют функцию водохранилища. При этом поверхность листьев покрыта тонким восковым налетом, препятствующим испарению влаги через поры. Сами листья довольно толстые — чтобы удержать как можно большего количества воды. Некоторыми особенностями обладают устьица (поры на листьях, ограниченные двумя замыкающими клетками, отвечающие за испарение воды): их немного и открыты только днем и вечером.
Цветки. Период цветения в пустыне очень короткий. У многих растений цветки распускаются только на одну ночь. За это время их успевают опылять сотни насекомых.

Климатические условия также сформировали образ жизни растительного мира. Например, травы, кустарники и деревья покрывают землю не сплошным слоем, а мозаикой. Таким образом, каждое растение получает достаточное количество влаги. За исключением баобабов и гигантских кактусов, флора пустыни недостаточно высока, чтобы обеспечить водой все части растения.

Роль пустынных растений

Как и в любой экосистеме, жизнь в пустыне была бы невозможна без растений. Семена и побеги растений служат основой для питания грызунов, птиц и травоядных животных. Хищники, такие как лисы, кассауары, пустынные волки и гепарды, питаются добычей травоядной фауны.

С древних времен человек выращивал и культивировал различные растения в районах оазисов. На берегах рек и водоемов выращивают сахарный тростник, оливки, хлопок, пшеницу и ячмень. Финиковая пальма произрастает в Северной Африке и на Аравийском полуострове. Местные жители едят не только плоды, то есть финики, но и почки, побеги, цветы и косточки молодых деревьев.

Значение и роль пустынной флоры огромны: без нее эта природная зона имела бы совсем другой вид, и вряд ли здесь могла бы развиваться жизнь.

Список, описание и фото 10-ти растений пустыни

Растения в следующей таблице — одни из немногих представителей пустынной флоры, которые нашли дом в вечном царстве песка.

Период цветения — с конца апреля/мая по июнь. Цветы могут быть пурпурными, фиолетово-красными, бледно-розовыми или белыми. Пустынное железное дерево очень твердое и тяжелое. Его плотность больше, чем у воды, и поэтому он тонет. Его древесина используется для изготовления рукояток ножей, поскольку она очень твердая, волокнистая и имеет подходящий цвет.

Пустынное железное дерево

Растение родом из Северной Америки и может достигать 10 метров в высоту. Ствол имеет средний диаметр около 60 см, но в некоторых местах может быть шире или уже. Это может быть как кустарник, так и дерево. Его кора со временем меняет цвет. Молодое дерево имеет гладкую, блестящую серую кору, которая позже становится волокнистой.

Хотя это растение считается вечнозеленым, оно теряет листья при низких температурах (холоднее 2 °C). Листья также опадают, если долгое время не было дождя. Период цветения начинается в конце апреля — мае и заканчивается в июне. В это время появляются бледно-розовые, пурпурные, фиолетово-красные или белые цветы. Плотность пустынного дерева очень высока и превышает плотность воды, что заставляет растение тонуть. Он твердый и тяжелый. Поскольку древесина прочная и волокнистая, ее используют для изготовления рукояток ножей.

Молочай тучный

Из-за своей необычной формы это растение часто называют бейсбольным. Встречается в Южной Африке, особенно в пустыне Кару.

Молотчай имеет небольшие размеры. Его диаметр составляет от 6 до 15 см, в зависимости от возраста. Форма этого типичного пустынного растения шаровидная. Однако со временем она становится цилиндрической. В большинстве случаев чертополох имеет восемь сторон. Шишки не очень большие и лежат одна над другой. Цветы этого представителя флоры обычно называют циатией. Растение может хранить воду в течение длительного времени.

Пахучая защита

Еще одно приспособление изобретательных ксерофитов — ароматические масла, которые вырабатываются в специальных железах в листьях и стеблях. Сухие растения выделяют эфирные масла, которые препятствуют испарению воды с их поверхности. По этой причине многие засухоустойчивые растения являются кладезем ароматических масел, которые мы используем в парфюмерии, кулинарии и медицине. А те, которые достигли в этом предела совершенства — так называемые неопалимые купины, которые буквально окутаны существенным облаком, похожим на белый пепел (Dictamnus albus). Если зажечь огонь в парах масла, они сгорают так быстро, что растение не успевает пострадать от огня.

Многие травы, кустарники и кустарнички способны длительное время выживать без влаги на крутых скалистых склонах и голых горных стенах благодаря целому комплексу вышеперечисленных характеристик. Одно из самых известных сухих растений — тимьян с его мелкими серебристыми листьями и эфирными маслами.

Дубовая пробка — кора

Затаиться и переждать

Изменение ритма прорастания приводит к тому, что многие растения саванны сбрасывают листья в теплое время года, когда они находятся в состоянии покоя, что в некоторой степени схоже с процессами, происходящими в растениях умеренного климата в зимний период. Важным отличием является то, что эта спячка не абсолютная, а вынужденная, вызванная недостатком влаги. Кстати, монокарпические однолетние майники (Papaver, Alyssum, Arenaria, Erodium) и многолетние майники (тюльпаны, луки, семейство амариллисовых) характерны для засушливых районов. И те, и другие процветают ранней весной, стимулируемые проникающей в почву влагой, а в летнюю жару находятся в состоянии покоя (в виде семян или подземных органов хранения — клубней, луковиц). Засухоустойчивые травы (Stipa, Festuca и Andropogon) имеют узкие, колючие листья. Они высыхают в теплое время года и весной прорастают из почек возобновления у поверхности почвы.

Засухоустойчивые растения — это растения в сухих местах обитания, которые могут переносить длительную засуху (засухоустойчивые).

Суккуленты — это засухоустойчивые растения, которые накапливают воду в своих суккулентных органах — листьях или стеблях.

Лиственные деревья — это засухоустойчивые растения с жесткими листьями, покрытыми толстой кожицей, которая препятствует испарению.

Характеристика зоны пустынь и полупустынь

Дюны и песчаные дюны не так однообразны, как кажется на первый взгляд. Есть песчаные пустыни, а также солончаковые, каменные и глиняные пустыни. Поскольку рельеф большинства пустынных районов плоский, ветер является наиболее важным фактором в формировании этой природной зоны. Благодаря беспрепятственному движению воздуха на поверхности рельефа образуются знаменитые дюны.

Настоящей жемчужиной пустыни являются оазисы. Их расположение не случайно, а зависит от наличия грунтовых вод вблизи поверхности. В отличие от окружающих бесплодных пустынь, здесь кипит жизнь: берега водоемов заросли травой и камышом, птицы гнездятся, животные и люди отдыхают в тени финиковых и персиковых деревьев.

Температура и влажность

Большая часть пустыни расположена в трех климатических зонах: тропической, субтропической и умеренной. В то же время в зону пустынь входят и заснеженные районы Арктики и Антарктики, которые относятся к арктическому климату.

Климатические условия в пустынной зоне можно назвать самыми экстремальными на Земле: Днем температура составляет около +50 °C, а ночью может опускаться до +2 °C. Эти колебания обусловлены почти полным отсутствием облаков, которые могут перехватывать тепло, излучаемое поверхностью. Самая высокая температура в мире была измерена в самой большой пустыне мира — Сахаре: в 1922 году столбик термометра достиг отметки +58 °C.

Пустынные и полупустынные районы являются самыми сухими регионами на Земле. Максимальное годовое количество осадков составляет 200 мм, но среднегодовое количество осадков обычно не превышает 100 мм. Пустыня Атакама — самое сухое место на Земле: дождей здесь не было уже 400 лет.

Характерной особенностью климата являются сильные ветры со скоростью до 20 м/с. Это объясняется чрезвычайно теплым воздухом и равнинной местностью. Такие ветры, сдувающие с поверхности значительное количество песка и других пород, могут превратиться в сильную песчаную бурю.

Географическое положение

Пустынный пояс встречается на всех континентах и занимает около четверти площади суши, включая ледяные пустыни Антарктиды.

Ниже приведен список континентов с самыми крупными и известными пустынными регионами и связанными с ними странами:

Евразия. Пустыни Аравийского полуострова (Иордания, Ирак, ОАЭ), Гоби (Монголия, Китай), Сирийская пустыня (Сирия, Ирак), Рын-пески (Казахстан, Россия).
Африка. Сахара (северная Африка), Намиб (Намибия), Калахари (ЮАР), Карра (ЮАР).
Северная Америка. Сонора (США, Мексика), Нижнекалифорнийская пустыня (Мексика), Овайхи (штаты Невада, Айдахо и Орегон).
Южная Америка. Атакама (Чили), Сечура (Перу), Монте (Аргентина), Патагонская (Аргентина).
Австралия. Большая пустыня Виктория (южная Австралия), Большая Песчаная пустыня (северо-западная Австралия), Симпсон (центральная Австралия).
Антарктида. Антарктическая пустыня охватывает весь материк и близлежащие острова.

Все пустынные регионы образовались на самых древних участках земли. Многие пустыни окружены высокими горами, которые препятствуют проникновению циклонов и осадков в низины.