Соотношение надземной и подземной массы растительности у альпийских ковров

В последние десятилетия выходит много работ, касающихся вопроса определения надземной и подземной биомассы растительности в различных фитоценозах, размещенных в разных широтных зонах. Учитывая хозяйственные потребности, исследователи долгое время интересовались надземной массой трав (урожайностью и продуктивностью лугов и пастбищ), а в настоящее время внимание уделяется и подземной биомассе.

Доказано, что в метаболизме органических веществ в растительном организме роль корней заключается не только во всасывании и подъеме растворов и воды из почвы, но они в равной мере участвуют также в ассимиляции и образовании органических соединений из простых химических элементов. Синтез углеводных соединений из углекислого газа считался до настоящего времени монополией зеленого листа, но в этом важном процессе существенную роль играет также корень.

Это доказано в работах многочисленных ботаников-физиологов. В сложных взаимоотношениях находится корневая система растений с микроорганизмами, антибиотиками и фитонцидами. С другой стороны, форма корней, как один из основных признаков жизненных форм растений, определяет их экологические условия, место в фитоценозе и распределение по климатическим областям земного шара.

Установление соотношения надземной и подземной массы в географическом плане дает очень интересные данные для выявления закономерностей распределения жизненных форм по климатическим областям. На основании изучения жизненных форм доминирующих видов в фитоценозах в комплексе с изучением почв можно выяснить ряд вопросов, связанных с историей растительного покрова и сукцесси в определенные геологические периоды; в особенности это важно для травяного покрова, который не оставляет следов в геологических слоях нашей земли.

Если изучение соотношений подземной и надземной биомассы более или менее изучено в разных широтных зонах, то это нельзя сказать в отношении растительности высотных поясов высокогорных районов нашего Союза, особенно южных высокогорий. Работая ряд лет по изучению экологии альпийских ковров, мы выявили ряд особенностей в соотношении надземной и подземной биомассы. Большой интерес представляет вопрос динамики накопления-зеленой массы в условиях альпийского пояса, т. е. в крайних условиях, жизни растений.

Попытка хотя бы в грубой форме отразить динамику продуктивности альпийских ковров с учетом некоторых экологических, факторов была нашей задачей. Необходимым условием прогрессивного развития растительных организмов является наибольшее продуцирование ими растительной массы и увеличение числа особей в определенных условиях среды. Под воздействием растительных организмов среда приобретает новые свойства.

В условиях равнин, где аккумулируются аллювиальные и делювиальные отложения, и заселяющие эти субстраты растения произрастают на богатой и питательной мощной почве, основная функция корней заключается в поисках воды и питательных веществ и в других физиологически прямых функциях, как отложение пластических веществ. Функция корней высокогорных растений более сложна.

В условиях альпийского пояса субстрат находится в весьма лабильном состоянии крутые склоны, шлаковые конуса (чем так богат высокогорный ландшафт), каменные моря, осыпи и россыпи, морозные вспучивания почвы заставляют растения развивать корни таким образом, чтобы удерживать лабильный субстрат. Корень также является органом, запасающим вещества, необходимые для поддержания жизни растений под снежной толщей.

В течение эволюции альпийские растения приобрели весьма разнообразные корневые системы. В крайних суровых условиях, высокогорий краткий вегетационный период, низкая температура и высокая амплитуда-ночных и дневных температур летом, а также засуха во второй половине лета в альпийском поясе южных высокогорий ограничивают возможность вегетативного развития надземных органов у основных доминантов ковровых растений.

В сравнительно небольших надземных органах за короткий вегетационный период происходят интенсивные физиологические процессы: дыхание, фотосинтез, транспирация; растение успевает приготовить только органические полуфабрикаты в виде углеводов, моносахаридов; вырабатываемые вещества альпийские растения вынуждены, сохранять почти исключительно в корневых системах. Поэтому при геоботанических и экологических исследованиях в альпийских условиях большое значение имеет учет биомассы корневых систем.