Растения являются первоисточником существования, процветания и развития жизни на Земле и в первую очередь благодаря их свойству осуществлять фотосинтез. Фотосинтез протекает практически повсеместно на нашей планете, в связи с чем суммарный эффект его колоссален. В процессе фотосинтеза зеленые растения из углекислого газа и воды создают органические вещества (рис. 16.1), служат источником ценных продуктов питания (зерна, овощей, плодов и т. д.), сырья для промышленности и строительства.
Рис. 16.1. Структура первичных связей между растениями
и животными (Balogh, 1958).
Формирование газового состава атмосферного воздуха, как известно, также находится в прямой зависимости от растений. Зеленые растения в процессе фотосинтеза выделяют около 5×10 11 т свободного кислорода в год. Один гектар кукурузы выделяет за год 15 т кислорода, что достаточно для дыхания 30 человек. Весь кислород атмосферы проходит через зеленое вещество примерно за 2000 лет. За 300 лет растения усваивают столько углерода, сколько его содержится в атмосфере и водах. Годовая химическая энергия продуктов фотосинтеза в 1000 раз превышала выработку энергии в конце XX в. всеми электростанциями мира. Установлено, что растения Земли в процессе фотосинтеза ежегодно образуют более 177 млрд т органического вещества.
Растения участвуют в образовании гумуса, который является самой существенной частью почвы, обеспечивает ее высокое плодородие. Помимо углерода, водорода и кислорода в состав молекул многих органических веществ входят атомы азота, фосфора, серы, а нередко и других элементов (железа, кобальта, магния, меди). Все они добываются растениями из почвы или водной среды в виде ионов солей, главным образом, в окисленном виде. Минеральные соли не вымываются из поверхностных слоев почвы, так как растительность постоянно всасывает часть минеральных веществ из почвы и передает их животным на корм. Животные, так же как растения, после отмирания передают минеральные вещества обратно в почву, откуда они вновь всасываются растениями". Растения в процессе вымывания как бы изымают минеральные соли и постоянно поддерживают содержание их в почве, что является важным для ее плодородия.
Растительность оказывает большое влияние на климат, водоемы, животный мир и другие элементы биосферы, с которыми она тесно взаимосвязана. От характера растительности во многом зависит и характер биоценоза, экосистемы, их морфологическая и функциональная структура, биогеоценотическая деятельность компонентов. Велико значение растительности в жизни человека. Прежде всего растительность представляет необходимую среду жизни людей. Дикорастущая флора является неоценимым генетическим фондом в селекционной работе при создании новых сортов сельскохозяйственных культур. По Н.М. Черновой и др. (1995) большая часть растений, которые обеспечивают сегодня около 90% продовольствия в мире, появились путем окультирования диких растений (рис. 16.2).
Рис. 16.2. Центры происхождения культурных растений
(по Н. М. Черновой и др., 1995)
Сотрудниками Всероссийского института растениеводства (ВИР) установлено наличие в России около 600 диких видов, являющихся сородичами культурных растений. Многие из них послужили базой для выведения более 1500 новых сортов.
На протяжении многих веков человек добывает из растений многообразные лекарственные вещества, которые так необходимы в медицинской и ветеринарной практике. На современном мировом рынке находятся в обращении продукты свыше 1000 видов лекарственных растений. Среди них препараты из корня жизни - женьшеня, элеутерококка, ландыша майского, горицвета весеннего (рис. 16.3).
Рис. 16.3. Лекарственные растения (по В. К. Терлецкому, 1991):
1 - арника горная; 2 - калина обыкновенная; 3 - лимонник китайский; 4 - женьшень настоящий
Так, около 80% людей в развивающихся странах, заботясь о своем здоровье, полагаются преимущественно на дикие лекарственные травы и другие растения. Около половины предписанных и непредписанных лекарств, потребляемых в мире, содержат натуральные ингридиенты, получаемые из диких организмов. Четвертую часть этих ингридиентов получают из растений, встречающихся только в тропических лесах. Растения являются важнейшим пищевым ресурсом для человека, многие из них используются в разнообразных технологических процессах (пивоварение, хлебопечение, очистка сточных вод и т. д.). Растения служат основной кормовой базой для домашних и многих диких животных. Они участвуют в образовании полезных ископаемых, защищают от разрушения потоками воды и ветром поверхность Земли, от засыпания песками плодородной земли.
Заслуживает внимания индикаторная роль растений. Наблюдая за растениями, человек еще в глубокой древности усваивал ориентиры в пространстве и времени - растения верно служили ему вместо компаса. Некоторые растения довольно точно показывали человеку время суток. Другие растения выполняли функцию барометра и гигрометра, являлись индикаторами пресных и соленых вод. В настоящее время растения-индикаторы используют в своих исследованиях и практической деятельности геологи, гидрологи, землеустроители, почвоведы, климатологи, лесоводы, археологи и др. Например, с помощью растений удается обнаружить кимберлитовые трубки, скрывающие алмазы. Растения могут служить индикаторами плодородия почв. Ю. М. Колумелла был глубоким знатоком агрономической науки древнеримского государства. Он писал: «Рачительному хозяину подобает по листве деревьев, по травам или уже поспевшим плодам иметь возможность здраво судить о свойствах почвы и знать, что может на ней расти хорошо». Подобной точки зрения придерживался и его современник Плиний: «Бузина, ежевика, полевой лук, клевер, дикая яблоня и груша являются признаками хлебной почвы». Растения резко реагируют на изменения внешних условий. В зависимости от характера почвенного покрова наибольшее распространение получают те или иные растения.
Отрицательное воздействие выхлопных газов автомобилей проявляется на некоторых растениях настолько отчетливо, что их с успехом можно использовать для обнаружения опасной для людей концентрации этих газов. Особенно это важно в местах скопления выхлопных газов, например в туннелях, на автострадах с интенсивным движением. Засыхание концов листьев, изменение окраски, появление белых пятен на растениях указывает на присутствие в окружающей среде опаснейших загрязнителей.
Растения разными способами осуществляют детоксикацию вредных веществ. Некоторые из вредных веществ связываются цитоплазмой растительных клеток и становятся не активными, другие подвергаются превращениям в растениях до нетоксических продуктов и участвуют в обмене веществ.
Для борьбы с вредными микроорганизмами растения выработали ряд веществ, способных подавлять их деятельность. К ним относятся антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и др.) и фитонциды. Сильными бактерицидными свойствами обладают лук и чеснок. В связи с этим они с давних пор применяются в качестве лечебных средств. Одно растение можжевельника выделяет за сутки 30 г летучих веществ, а один гектар - такое количество фитонцидов, которое достаточно для очистки от микробов всех улиц большого города. Растительность для человека это и источник эстетического наслаждения, оказывающая на него психологическое воздействие. Многие растения стали объектами тщательных исследований биоников с целью использования имеющихся принципов и механизмов в технике и т. д.
Отрицательное же значение растительности по сравнению с приносимой ею пользой незначительно. Так, некоторые виды диких растений растут в качестве сорняков на обрабатываемых землях и пастбищах. В отдельных местах приходится бороться с зарастанием водоемов, каналов. Иногда массовое развитие водной растительности вызывает появление летних заморов рыбы в озерах. Известны и некоторые другие случаи вредного воздействия растений на человека (отравления, грибковые заболевания) и хозяйство (обрастание днищ судов, зарастание дорог и т. п.).
Здесь уместно привести еще один аргумент в пользу нежелательности истребления хотя бы одного-единственного вида растений, каким бы ненужным или даже вредным данный вид ни казался сегодня. Должен учитываться принцип потенциальной полезности. Мы не в состоянии предвидеть, какое значение для человека может иметь тот или иной вид в будущем. Виды, считавшиеся совершенно бесполезными или вредными, нередко затем приобретали огромную важность. Так, оказавшиеся вредными плесневые грибы дали человечеству антибиотики, а многочисленные бактерии, также казавшиеся бесполезными, работают на человечество, включенные в технологию добычи ряда видов полезных ископаемых и т. д. Генофонд ныне существующих организмов - это бесценный эволюционный дар, от правильного использования которого во многом зависит направление научно-технического прогресса в самых различных областях деятельности человека.
| Предыдущая |
>>Значение зеленых растений в природе и жизни человека
Большую роль в природе выполняют леса. Экологические функции их следующие:
1. Углеродная функция заключается в использовании углекислого газа растениями для фотосинтеза. 1 га среднепродуктивного леса связывает за год 6-7 т углекислого газа и выделяет 5-6 т кислорода. 3 га леса поставляют в атмосферу 400 кг кислорода – это годичная норма для дыхания человека. Концентрация больших масс углерода в лесах связана с большой биомассой древостоя. Значительная масса углерода законсервирована в мертвом органическом веществе (детрите), в гумусе почв и торфяных отложениях лесных болот.
2. Воздухоочистительная функция лесов заключается в очищении воздуха от загрязняющих веществ в результате их поглощения растениями и посредством физического осаждения. Лесная растительность и другие типы задерживают от 21 до 86% пыли и на 19-44% снижают уровень загрязнения воздуха микробами. В воздухе городских парков в 40-50 раз меньше выбросов, чем вблизи промышленных предприятий.
Лесные насаждения существенно уменьшают шумовой эффект, сокращают дальность распространения звуков.
3. Климатические и метеорологические функции лесов. Леса оказывают существенное влияние на метеорологические элементы, образуется микроклимат леса. Лес влияет на температуру воздуха. Летом в лесу прохладнее в среднем на 1-2о С, зимой несколько теплее, чем на безлесных территориях. Лесу свойственна более высокая влажность воздуха и верхних горизонтов почв.
4. Водоохранные функции лесов. Лес увеличивает продолжительность и уменьшает паводок, регулирует поступление воды в русло рек и предотвращает наводнения, обеспечивает полноводность рек в течение всего года. Лес уменьшает поверхностный сток и увеличивает подземный сток в результате хорошей водопроницаемости лесных почв и более равномерному поступлению влаги на поверхность почв. Леса оказывают влияние на качество вод. Лесные воды всегда несут меньше взвешенных частиц и растворенных химических веществ, чем воды, поступающие с сельскохозяйственных, урбанизированных территорий.
5. Растения участвуют в образовании гумуса почвы, влияют на содержание химических элементов в почве. Лес способствует накоплению влаги в почве и зимой предохраняет почву от вымерзания. Растения уменьшают эрозионные процессы. Растения предупреждают заболачивание территорий и вторичное засоление. 6. Лес является средой обитания многих живых организмов. Многие животные приспособлены к обитанию только в лесных условиях.
Значение леса для человека многообразно.
1. Лес – источник древесины. Суммарный запас древесины в лесах мира – 337-370 млрд м3, ежегодный текущий прирост – 5,5 млрд м3(в освоенных лесах – 1,8 млрд м3). Ежегодно заготавливается 1,2 – 1,8 млрд.м3. Половина всей добываемой в мире древесины используется как источник топлива, в основном в развивающихся странах тропических и экваториальных поясов (на первом месте по заготовке дров и древесного угля – Азия, затем Африка и Южная Америка).
Древесина – главный строительный материал и наиболее дешевый. По данным профессора Лизе (ФРГ), расход энергии на производство кирпичей в 4 раза больше, чем на эквивалентное по объему количество древесины, на производство цемента – в 5 раз больше, пластмассы - в 6 раз, стали – в 23, Сu – в 40, Al – в 120 раз.
Из древесины получают около 20 тысяч различных продуктов и изделий: глюкозу, кормовой сахар, дубильные вещества, спирт, бумагу, вискозу, синтетический каучук, пластмассы, канифоль, ацетон и др. При соответствующей химической обработке древесина по прочности не уступает металлу, к тому же, она после срока службы легко разлагается и не загрязняет окружающую среду.
2. Лес – источник живицы. Живицу используют для получения канифоля, скипидара, флотационного масла. Доход от подсочки березы примерно в 20 раз выше, чем от реализации березовой древесины.
3. Лес – источник лекарственных растений, грибов, ягод, плодов, веточного корма и т.д. Это все продукты побочного пользования леса. Эти продукты часто дают больший доход государству, чем древесина. Например, стоимость урожая орехов с 1 га плодоносящих кедровых насаждений в 3 раза превышает стоимость заготовленной древесины. В лесах Карелии урожайность черники на вырубках достигает 500 кг/га.
Из ягодных лесных растений в Беларуси основными заготавливаемыми видами являются клюква, черника, брусника, голубика, а из плодовых - рябина, шиповник. Наиболее широко в лесах распространена черника, которая по занимаемой площади в 5 и более раз, а по биологическим запасам в 10-15 раз превосходит остальные виды. Площади грибных угодий составляют 30-35 % от площади древостоев. Размеры эксплуатационных ресурсов дикорастущих грибов и ягод в целом близки. В связи с катастрофой на ЧАЭС две трети территории лесного фонда в той или иной мере загрязнены радионуклидами, эксплуатационные ресурсы грибов, ягод и плодов значительно уменьшились.
Растения вносят неоценимый вклад в развитие жизни на Земле. Рассмотрим, каково их значение в природе и в жизни людей.
Значение растений в природе
Основным достоинством растений как биологических видов является то, что они могут выделять кислород, который необходим для поддержания жизни на планете. Если бы не процесс фотосинтеза, который происходит в листьях, ни одно живое существо просто не смогло бы дышать и Земля осталась бы пустой и необитаемой. Помимо этого растения являются кормом для огромного количества травоядных животных и служат незаменимым звеном глобальной пищевой цепи. Ведь если бы не они, то травоядные вымерли от голода, а вслед за ними погибли бы и хищники, т.е. живых организмов на Земле практически не осталось бы.
Большое значение растения имеют и для формирования климата. Так, они способны корнями удерживать большие массы земли, поэтому препятствуют выветриванию почвы и появлению засух. Еще растения способствуют смягчению климата, поскольку сдерживают ветры и влагу, не давая случаться многим природным катаклизмам.
Значение растений в жизни людей
Помимо того, что люди тоже дышат кислородом, который вырабатывается растениями, они используют их и в других целях. Так, наиболее полезная пища - овощи и фрукты - имеют полностью растительное происхождение. Человек специально обрабатывает землю, чтобы сажать пригодные для еды сорта деревьев, травянистых растений и т.д. Именно сельское хозяйство отчасти помогает решить глобальную проблему голода, который мог бы постигнуть человечество.
Люди сажают цветы и прочие виды с эстетической целью: озеленяют города, строят скверы и парки, оборудуют придомовые участки. Это смотрится красиво и приносит большую пользу: множество растений дает куда больше кислорода и позволяет воздуху очищаться от вредных примесей.
Также из растений изготавливают многие полезные вещи, которыми пользуются люди:
- Лекарственные средства;
- Одежда (например, изо льна);
- Мебель и предметы интерьера;
- Бумага;
- Доски и прочие материалы для постройки жилищ
Роль растений на нашей планете невозможно переоценить. Они основа всей жизни на планете, поскольку именно растения вырабатывают кислород, который нужен всем живым организмам для дыхания. Помимо это, благодаря растительности снижается процент углекислого газа в воздухе, который в больших количествах вреден для всего живого. Также растения являются основанием пищевой цепи, кормовой базой для животных. Ведь травоядные питаются частями растений, а хищники съедают травоядных. Люди употребляют в пищу как разные виды растений, так и травоядных.
Значение растений в природе
Б О Т А Н И К А
ПРЕДМЕТ И РАЗДЕЛЫ БОТАНИКИ
Ботаника - это раздел биологии, занимающийся изучением растений, их формы, строения, развития, жизнедеятельности, распространения, свойств и пр.
В настоящее время ботаника представляет совокупность целого ряда взаимосвязанных разделов.
Морфология растений - изучает внешнее строение растений, исследует закономерности и обусловленность внешней формы растений.
Анатомия растений - исследует особенности закономерностей внутреннего строения растений.
Цитология растений - изучает строение клеток растений.
Гистохимия растений - с помощью микрохимических реакций выявляет и исследует вещества, находящиеся в растительной клетке.
Эмбриология растений - раздел ботаники, исследующий закономерности зарождения организма в первые этапы его развития.
Физиология растений - изучает жизнедеятельность растений: обмен веществ, рост, развитие и т.п.
Биохимия растений - исследует процессы химических превращений как химических соединений, входящих в состав самого организма, так и веществ, поступающих в него из окружающей среды.
Экология растений - изучает взаимоотношения растений и среды.
География растений - выявляет закономерности распределения растений в пространстве.
Геоботаника - изучает растительный покров Земли.
Систематика растений - занимается классификацией растений и их эволюционным развитием.
В качестве прикладных ботанических дисциплин выступают фармакогнозия, объектом исследования которой являются лекарственные растения, фитопатология, изучающая заболевания растений, агробиология, изучающая культурные растения и пр.
Растения снабжают все остальные организмы, включая человека, энергией, кислородом и многими другими жизненно необходимыми веществами.
Значение растений в жизни человека связано с областью их применения.
Пищевые растения. Особенно здесь важны хлебные злаки: пшеница, рис и др.; овощные культуры: картофель, капуста, свекла, морковь и др.
Плодовые растения. К этой группе растений относятся ягодники (смородина, крыжовник, малина и др.); плодовые деревья и кустарники (яблони, груши, сливы, вишни, виноград и др.); цитрусовые (апельсины, лимоны, мандарины). Все эти группы растений, прежде всего, являются витаминоносными растениями и содержат многие другие биологически активные вещества. Зернобобовые растения, такие как горох, фасоль, соя играют значительную роль в пищевом рационе народов мира. Довольно широко используются человеком масличные растения: подсолнечник, оливки, лен. Особое место принадлежит сахароносам: сахарному тростнику и свёкле. Из других групп растений следует назвать прядильные или волокнистые, дубильные, красильные, эфирномасличные, каучуконосные растения, растения, дающие древесину.
С самых древних времен человеком используются лекарственные растения. У разных народов в разных странах в качестве целебных используются около 20000 видов растений. Значительно меньше видов лекарственных растений являются официнальными. На территории РФ произрастает 139 видов лекарственных растений, включенных в Государственный реестр лекарственных средств и изделий медицинского назначения (1994). Фармакогностические характеристики этих видов лекарственных растений изучаются в курсе фармакогнозии.
Следует упомянуть и о декоративных растениях, многие из которых введены в культуры и украшают сады и парки. Именно эти растения определяют эстетическое восприятие мира человеком.
