А. С. Шарипханова

Қышқылдылыққа қатысты шымтезекті батпақ өсімдіктері – анық байқалатын ацидофилдер. Тәжірибе бойынша, сфагнум ізбесті тұздардың аз ерітіндісімен суарсаңда нашарлауды сезінеді. Әдебиеттерде батпақ өсімдіктері кейде оксилофиттер деп аталады, бұл терминмен ацидофилділіктің ерекше түрін көрсете: анаэробиз және жоғары қышқылдылық пен қатты ылғалдануға шыдамдылығы болуы керек.

Батпақта өмір сүретіндердің су ырғағы туралы мәселе өте күрделі. Ылғадың көп болуы кезінде оларда ксероморфты ерекшеліктері анық жапырақ құрылысы көзге түседі, мысалы: түктену, балауызды (воскті) жабын (көкжидек, аққайран), қатты кутинденген қалың эпидермис (қызамық, мүкжидек), жапырақтың эрикоидты құрылысы (көкбұта, сужидек), жіңішке жапырақ (қияқшөп, ұлпабас). Осы ерекшеліктерді бұрын шымтезектің физиологиялық құрғақтығымен түсіндірген (шынымен, ылғалдылықтың физикалық көптігі топырақ ортасының төмен температурасы, анаэробатық, токсинді заттар көптігі, осы ерекшеліктер жалпы өсімдіктерге ылғалдың жетіспеушілігін көрсетеді).

Қазіргі кезде физиологиялық құрғақшылықтың басты рөлі батпақ өсімдіктерінің ксероморфты пішінінің қалыптасуында күмәнді болып отыр. Әрине, ол батпақ өсімдіктері тіршілігінде белгілі орын алып отыр, бірақ басқа да ықпалдарды алып тастауға болмайды. Сонымен, физиологиялық құрғақтық өсімдіктер өмірінде сфагналық шымтезекті батбақта басты рөлді физикалық құрғақтық кезеңдері де алады, тамыр жүйесі орналасқан сфагнумның ең беткі қабаты кепкен кезде; шымтезекте ылғалдылық көп болғанымен көпшілігі оның колоидты – байланысқан түрде болатындығын ұмытпау керек.Ол өсімдік тамырларына жетпейді (солу коэффиценті құмда 1,3%, торфта 49%). Ксероморфты құрылым қалыптасуда басты рөлді (жапырақ бетінің жетілмеуі немесе редукциясы сияқты қасиеттері) азотқа субстраттың кедейлігі алады. Басқаша айтқанда, батпақты өсімдіктердің ксероморфозы – ол көпшілігінде пейноморфоз. Кейбір батпақ өсімдіктерінің құнарлылық жағдайында өсіру тәжірибесі көрсеткендей, азотты тыңайтқыш енгізгенде, ксероморфоз кішірейеді екен.

Батпақ флорасының күрделі тарихына байланысты құрылудың кейбір басқа жағдайда тіршілік еткен ата-тегінен қалған ерекшеліктерін сақтау мүмкіндігі бар: осылайша, кейбір мәңгі жасыл батпақ бұташалары бұрынғы геологиялық эпохасы флорасының жылу сүйгіш алыс ұрпақтары болып табылады.

2. 
   ӨСІМДІКТЕР МЕН ӨСІМДІКТЕР ЖАМЫЛҒЫСЫ БОЙЫНША ТОПЫРАҚ-ГРУНТТЫҚ ЖАҒДАЙЛАРДЫҢ ИНДИКАЦИЯСЫ
   

Өсімдіктердің тіршілік ету ортасымен тығыз байланысы тек орта ерекшелігіне сай өсімдіктердің қажеттілігін ғана емес, өсімдіктер сипатына қарай қоршаған орта қасиеттері жайлы, яғни өсімдіктерді индикатор ретінде қолдануға болатындығы белгілі. Өсімдіктер мен өсімдік жамылғысы бойынша орта қасиеттері мен ерекшеліктерін анықтауды ботаниканың ерекше саласы – фитоиндикация, немесе өсімдік индикаторлар туралы ғылым жүргізеді.

Фитоиндикация өткен ғасырдың аяғында В. В. Докучаев пен Е. Варминг және басқа да ғалымдардың теориялық болжамдарының негізінде дамығандығын, жалпы және табиғаттағы элементтердің өзара байланыстары мен бір элементтің өзгеруі арқылы басқаларының өзгеріске ұшырайтындығы жайлы айтуға болатындығын айтқан. Өсімдіктер жамылғысының индикациялық маңызы өте зор болып табылады. Себебі, ол табиғаттағы басқа элементтердің арасынан ол бақылау жасауға өте жеңіл, сезімтал және ыңғайлы. Ф. Клементестің өсімдік индикаторлар жайлы айтуы бойынша, өсімдік және өсімдік қауымдастығы өзі өсіп тұрған ортаның жағдайларының ең жақсы көрсеткіші, бұл орта ерекшелігін көрсететін ерекше бір «құрал». Өсімдіктер жамылғысы сипаты бойынша, ауылшаруашылығында және де басқадай жағдайларда жерді пайдалануда, топырақтың маңызды қасиеттерін анықтап (құнарлылық, тұздылық, ылғалдылық және т.б.) тез баға беру үшін керек болған фитоиндикацияның практикалық қажеттілігі, оның дамуына ықпал етті. Сонымен қатар соңғы кезде өсімдіктерді зерттеудің дистанционды әдісінің (аэрофотосуретке түсіру және т.б.) пайда болуымен фитоиндикацияның практикалық мүмкіншілігі кеңейе түсті.

Фитоиндикация – ортаның өзгергіштігі мен ерекшеліктерін танып білумен байланысты құбылыстардың кең шеңберін қамтиды. Мысалы, су қоймасының тұздылығын ондағы өсіп тұрған су өсімдіктері арқылы, қала ауасының ластану дәрежесін өсімдіктің құрамы мен жағдайы бойынша және т.б. анықтауға болатын мүмкіншіліктерді береді. Дегенмен, фитоиндикация кең көлемде топырақ-грунттық жағдайларды анықтауда қолданылады.

Фитоиндикация нысаны болып, өсімдік және өсімдік қауымдастығы қандай белгілерді көрсете алады? Бұл: 1) топырақтың қасиеті (химиялық құрамы, құнарлылығы, тұздалу дәрежесі, қышқылдылығы, ылғалдану ырғағы); 2) тау жыныстары мен грунттың құрамы және қасиеттері (геологиялық индикация), сонымен бірге келесідей ерекшеліктер, жаңа тектоникалық үрдістер; 3) топырақ ортасындағы антропогендік өзгерістер (барлық ластану түрлері) және өткеннің ізі (мәденилеу және түрлі бұзылыстар).

Индикатор ретінде әсіресе, белгілі жағдайларға үйлескен және экологиялық амплитудасы аз өсімдіктер түрі алынады.

Мысалы, қара қандағаш - кәдімгі қарағайға қарағанда топырақ жағдайының сенімді индикаторы, себебі оның таралуы эутрофты ылғалдылығы басым тіршілік ету ортасымен шектелген, ал кәдімгі қарағай құрғақ құмда да, суланған батпақ массивінде де борды тақыр жерлерде де кездесе береді.

Индикаторларды жағымды және жағымсыз деп бөледі. Біріншісі орта ерекшелігінің сол не ол емес екеніне көрсетеді (мысалы, гигрофиттердің басым болуы топырақтың ылғалының молшылығын) көрсетеді. Екіншісі белгілі жағдайларды қоспағанда тіршілік ортасын көтере алмауы немесе одан қашуы (топырақ ерітіндесіндегі тұз концентрациясының жоғары екендігін гликофит өсімдігі жоққа шығарады).

Соның ішінде азот қорының молдылығына жапырақтардың жайқалып өсуі және олардың қою жасыл түсті болуы көрсетеді (тек нитрофильді өсімдіктерде ғана емес). Кейде алыстан қарағанда-ақ қандай да бір жағдаймен (жиі зоогенді) топыраққа нитраттар мен амоний тұздары жиналған жерлерде шалғын шөптесіннің үстінен қою дақты байқауға болады.

Жеке аймақтарға және өсімдіктер типіне арнайы индикациялық шкалалар, кестелер мен сұрақ кітапшалар жасалынған, олар өсімдікке қарап топырақ жемістілігінің деңгейін бағалауға мүмкіндік береді.

Топырақ қышқылдылығы индикациясы өсімдіктер жамылғысында ацидофильдер, базифилдер, нейтрофилдер болуы мен қалыптасуында жүргізіледі.

Топырақ тұздылығының индикациясы өсімдіктер жамылғысында галофит-өсімдіктер пайда болуымен және олардың басымдылығы, әр түрлі галофит түрлерінің басым және сандық қатынаста мүмкін болатыны анық. Кейбір жағдайларда өсімдіктер жамылғысының сипаты тұздылық деңгейімен қоса, топырақ ерітіндісінде тұз құрамын анықтауға да мүмкіндік береді.

12 – Сурет. Өсімдіктер: А - фреатофиттер, Б – трихогидрофиттер, В – обмроиттер (сызба) І – топырақ беті, ІІ – грунттық су астындағы капиллярлы жолақ; ІІІ – грунттық сулар

Гидроиндикацияның басқа жағы – топырақтың жоғарғы тамыры орналасатын жерінің ылғалдылық жағдайын анықтайтын өсімдіктер. Бұл жағдайда үлкен индикаторлық рөлді өсімдіктердің жамылғысында әртүрлі экологиялық типтегі суға қатысты өсімдіктердің басымдылығы: гигрофиттер, мезофиттер, ксерофиттер және де олардың арасындағы өтпелілер жатады. Индикатор өсімдіктердің топырақ ылғалдылығын анықтауға арналған әртүрлі шкалалар бар. Мысалы, У.М. Ахмедсафин бойынша (1959) Оңтүстік Қазақстанның шөлінің грунттық суларының өсімдік-индикаторлары; Л. Г. Раменский және т.б. бойынша (1956); Кейбір өсімдіктер тек деңгейді ғана емес, сонымен қатар ылғалдылық мерзімді ырғағын көрсетеді. Мысалы, Волго-Ахтубинск қоймасында жатаған бидайық ұзақ емес үзілісті ылғалдылығы бар тіршілік ету ортасын дәлелдейді, ал кәдімгі күреңше керісінше ұзақ және тұрақты су басуды көрсетеді.

Торфтардың кейбір қасиеттерінің индикациясын – мықтылық, химиялық құрамы, жасы, ылғалдану ырғағы т.б. өсімдік қасиеттерін қолдану арқылы жүргізуге болады.

Кейбір өсімдік-индикаторлар топырақтың бір ғана ерекшелігімен байланыспай, топырақ факторларының белгілі үйлесуіне байланысты топырақ индикациясын бір мезгілде екі немесе бірнеше белгілеріне мүмкіндік жасайды. Осы принципте кейбір индикациялық деңгейлер құрылады, мысалы, Раменский Л. Г. (1938) бойынша, шалғындық өсімдіктердің құрамына қарай топырақ құнарлығын және ылғалдануын анықтауға мүкіндік береді. Кейде мұндай деңгейліктерді тор тәрізді көрсетеді. Ұзыннан бір фактор қойып, тігінен басқаны қояды немесе координата түрінде ортадан кеткен сызықтар бірнеше факторлар өзгерісін көрсетеді. Ескеру қажет, мұндай сызбалар қатаң мөлшерлік және геометриялық ойды ұстанбайды, бірақ сол не басқа өсімдікпен өсімдік ассоциациясына индикациялық мағыналығын береді.

Геологиялық индикация өсімдік жамылғысы бойынша тау жыныстарының (мысалы, оның құрамын), мәңгілік мұздықтың жату тереңдігі мен ырғағын және т.б. сипатын көрсетеді. Әсіресе, аса маңызды сала геологиялық индикация дамуының нәтижесінде өсімдік индикаторын пайдалы қазбаларды табуда қолдану болып табылады. Тау жыныстарының минералды құрамы белгілі бір дәрежеде топырақ қабаттарына әсерін тигізеді: топырақтың арнайы минералдану шегі пайда болады. Олар өсімдік жамылғысынан не өсімдік жағдайынан көрінеді. Индикаторлы белгілердің бірі – флора құрамы. Тау жыныстарымен минералданған топыраққа бейім индикаторлы түрлері белгілі. Мұндай индикаторлар басқа жағдайда кездеспейді және белгілі элементтерге мықтылығымен ерекшеленеді (кейде талаптана). Сәйкес «флоралар» белгілі: «галмейлі» (Viola calaminaria және т.б.) - топырақтық цинкқа бай екенін көрсетеді; «Серпентинитті» (немесе серпентинді) серпентинатта магний көп; «даломитті», «мыстылы» (соның ішінде «мысты» мүктер); кобальт, селеннің және т.б. индикатор - өсімдіктері. Тек метанды жерлерге бейімделген өсімдіктер түрлері металлофиттер атауына ие болды.

Геологиялық фитоиндикацияда индикаторлы белгі болып, өсімдіктің сырт пішінің өзгеруі де жатады (мысалы, тау жебіршөбі Балкан серпениттеріне бейім, жерге жақын бойы, жапырақтарының суккулентілігі) және әсіресе гүлдерінің түр түсі. Мысалы, ақ бадам магний әсерінен қызғылт түсті, қызылсары эшольция мыс болғанда – көкшіл, жебіршөптің ақ гүлдері серпениттарда – ашық күлгін түсті болады. Серпениттарда кейбір түрлер формалары морфологиялық расса ретінде сипатталатыны тек емес.

Геологиялық фитоиндикация өсімдіктердің химиялық құрамының өзгеруіне де негізделеді (пайдалы қазбаларды биохимиялық әдіспен анықтау). Көптеген өсімдіктер белгілі бір элементтерді жинақтауға қабілетті екені белгілі. Кейде мұндай жинақтау қасиеті кез-келген жағдайда, қоршаған ортаның элементтері аз болғанда да жүреді де, мұндайда индикатор қасиеттері болмайды. Мысалы, қайың тіршілік ету ортасына қарамай темір мен марганецті жинақтайды, теңіз балдырлары – йод, сушырмауық плауны –алюминийді, су жаңғағы - марганец т.б. жинақтайды. Осындай «өтірік индикаторлар» тізімі геологияда жақсы танымал. Басқа жағдайларда сол не басқа элемент концентрациясы өсімдік бойында тіршілік ету ортасында оның асқан құрамында ғана көтеріліп (геохимиялық жазықта), мықты индикациялық белгі ретінде болады. Егер өсімдіктердің құрамында элементтің осы аймаққа әдеттегіден гөрі 5 немесе оданда көп есе жоғары болса, ізену перспективті болады («биогеохимиялық аномалия»). Мысалы, кейбір аудандарда никельді іздеуде әдеттегі дала селеуі, қой бетегесі, шөлдала сұлыбасы сияқты түрлердегі концентрациясы арқылы табуға болады; вольфрамды оның селеуде, суық жусанда және т.б. түрлерінде жинақталған концентрациясы бойынша іздеудеуге болатыны анық.

Фитоиндикацияның археологияда қолданылуы. Территорияны мәдениттендіруде адам әрекетінің топырақ ортасында өзгерістер енгізуі (елді мекен, жол, гидротехникалық құрылыс салу), осы құрылыстардың және осы құрылыстар бұзылғаннан кейін де іздері көпке дейін сақталады, ол дегеніміз олар соншалықты топырақ ерекшелігінен өзгеретін өсімдіктерде де кездесуі тиіс. Өсімдіктердің индикаторлы қасиеттері осы себепті көмілген және қалып қалған құрылыстар, тау жұмыстары, жолдар, қорғалған және ирригационды жүйелерді іздеуде қолданылады. Әсіресе осындайда аэрофотосуретке түсіру, өсімдік жамылғысының ерекше қасиеттерін биік «құс ұшы биіктігінен» түсіруде көмектеседі. Әдетте, өткен кездегі құрылыс орындарында өсімдіктер бөліктері түр-түсі арқылы ерекшеленеді. Осы түс аномалиясы азды-көпті геометриялық сызбалар түрінде, квадрат, дөңгелек т.б. ие болады. осылайша, Оңтүстік Англияда көне кельттік зираттар, Италияда этруссктік қамалдар бұзылған құрылыстары табылып, Сирияда көне римдіктердің шекаралық құрылысы – троялық вал табылған, ол көптеген километрлер бойында эфемерлер бірлестігінің қалың жолында өтіп, әсіресе шөлдала ксерофильді өсімдіктерінің негізінде ерекшеленеді. Орта Азияда өсімдіктер арқылы ежелгі құбырлар мен арықтар жүйесі анықталған. Тундрада да адамға серік - астық тұқымдастар жинақталуымен ежелгі маралды тұрақтарды ашуға болады.

Фитоиндикацияны қолданудың әртүрлілігінің бәрін алғанда да оның мүмкіндіктері шексіз. Маңызды шектеулердің бірі әртүрлі географиялық аудандарда бір түрдің индикаторлы маңыздылығының байланысы ерекше экологиялық талаптарымен жергілікті формалар негіздері нәтижесі бірдей емес және экологиялық факторлар өзара ауыспалы күшінде болуы мүмкін. Мысалы, өсімдіктер орталықта таралғаннан көрі ареалдар маңында топырақты және басқа жағдайларға талаптылығы белгілі. Сондықтан белгілі бір ауданға құрылған индикациялық кестелер әмбебапты (универсальды) емес: басқа аудандарда осы түрлер мүлдем басқа жағдайларды индикациялай алады. Оптимальді (оңтайлы) жағдайларда индикаторларды нашарлатуға әкелетін табиғи байланысын тежейтін өсімдіктердің антропогенді бұзылуы фитоиндикация мүмкіндіктерін шектейді. Өсімдіктердің орта факторларына қатысы жөнінде толық мәлімет әрқашан жеткіліксіз, сондықтан фитоиндикациялық зерттеулерде далалық бақылау жұмыстарын экологиялық оптимумды анықтау үшін эксперименттермен толықтыру қажет.

1. Топырақтың механикалық құрамы, оның экологиялық маңызын сипаттау.

2. Топырақтың химиялық-физикалық құрамы, оның экологиялық маңызымен танысу.

3. Қышқыл, бейтарап, сілтілі топырақтармен танысу.

4. Топырақтағы кальцийдің маңызын анықтау.

5. Минералды коректік элементтер мен танысу.

6. Тұзды топырақтағы өсімдіктердің экологиясымен танысу.

7. Галофиттер. П.А.Генкель (1950) бойынша галофиттердің бөлектенуі.

8. Эугалофиттер, криногалофиттер, гликофиттер (гликогалофиттер).

9. Топырақтағы органикалық заттар, олардың экологиялық маңызын білу.

10. Өсімдіктердің индикаторлық көрсеткіштерінің маңызы, биоиндикаторлардың рөлін ашып көрсету.

8 ТАРАУ БИОТИКАЛЫҚ ФАКТОРЛАР

Сонымен, биоценоз немесе экологиялық топтар дегеніміз тірі ағзалардың (жануарлар, өсімдіктер, саңырауқұлақтар, микроорганизмдер) бір жерде бір-бірімен өзара байланыста тіршілік ету жағдайын айтады. Бұлардың мекендейтін жері орман, көл, теңіз, тоғай, дала, шөл дала, тау т. б. жерлер болуы мүмкін.

Биоценоз деген атауды немістің ғалымы Карл Мебиус 1877 жылы Солтүстік теңіз устрицаларын зерттегенде ең бірінші рет ғылымға енгізген еді. Осы атауды тек тірі ағзалардың топталып тіршілік ететін түрлеріне, белгілі бір ортаға бейімделуіне, осы ортада көптеген жылдар бойы өмір сүретін осы ортаның абиотикалық факторларына бейімделген түрлердің топтарына қолдануды ұсынған. «Биоценоз» деген атау қазіргі экологиялық әдебиеттерде бір территорияның бөлігіндегі мекендейтін ағзаларға жиі қолданылып келеді. Мысалы, шырша биоценозы, шөлді жердегі шөптесін биоценозы, бетегелі дала биоценозы немесе егістік биоценозы деп құрлықта бірыңғай орналасқан өсімдіктердің атауына да қолдануға болады. Сонымен бірге біз тек, өскен өсімдіктерді ғана атап отырған жоқпыз, соған қоса осы мекенде тіршілік ететін басқа да тірі ағзаларды (жан-жануарларды, микроағзаларды) айтамыз. Осындай атау тіршіліктің мекені су ортасы да аталады, мысалы су жағасындағы құмды немесе батпақты топырақтар биоценозы, абиссать тереңдігі, пелаги биоценозы деп атауға болады.

Өсімдіктер бірлестігі. Тірі ағзалардың табиғи бірігуінің өзінің заңдылықтары бар; даму, өсу, көбею сияқты өзінше бір табиғи жүйе (система) деп қарауға болады. Сондықтан да осындай күрделі ағзалардың бірігуінің ерекшеліктерінің бірі немістің экологы В. Тишлердің классификациясы бойынша келесідей деп атауға болады:

1. Биоценоз табиғат ортасында әртүрлі ағзалардың жиынтығынан тұрады.

2. Биоценоздың немесе топтардың кейбір бөліктері өзгеріп отырады. Бір түр (немесе түр комплексі) екінші түрдің орнын осы жүйеге зиянын келтірмей басуы мүмкін.

3. Биоценоздағы ағза түрлерінің, ықпал ынталары бір-біріне қарама-қарсы болуы да мүмкін, мысалы, жыртқыштық-тіршілік жолында бір-біріне жау болғанмен, олар тек осы биоценоздың көлемінде ғана тіршілік етеді.

4. Топтарда бір түрдің сандық мөлшерін екінші бір түр заңды түрде реттеп отырады.

5. Ағза ұрпақ қуалау заңы бойынша өздерінің мөлшерлеріне шек қояды.

Топтардың шекарасы көмескі, тұрақсыз сондықтан бір топпен екінші топтың шекарасын анықтау өте қиын болады. Оған қарамастан биоценоз, табиғаттағы тіршілік, объективті шындық деп қараймыз.

Сондықтанда топтардың құрылуы заңдылығын және олардың ішіндегі бірігіп тіршілік ету үрдістерін зерттейтін экология ғылымының бір бөлігін синэкология немесе биоценология деп атаймыз.

Тірі ағзалардың тіршілік ортасы басты экологиялық топтарға жіктелетіні белгілі: құрлықта, тұщы суларда, теңіздерде.

Биомдар немесе кейбір авторлар формация немесе комплекс деп атайды. Биом дегеніміз өсімдіктердің құрамына тәуелсіз біртектес ағзалардың тобы. Оның алатын орны өте кең, үлкен, макроклиматтар арқылы реттеліп отырады. Мысалы, америкадағы көгалды шалғын аймақ (прерия), ол жерде ағаштар жоқ, тек бизондардың табына ғана тіршілік етеді: Африкадағы саванна қарағандар мен баобабтардан тұрады, ірі-ірі шөп қоректі жануарлары (жираф, жолақ жылқы- зебра, антилоп) мен арыстандар тіршілік ететін жер.

Бір биотопты мекендеген ағзалардың бір-бірімен ара қатынасы биоценоздың, пайда болуына және оның әрі қарай дамуына ең негіз болып есептеледі. Осындай аралық байланыстар түрлердің тіршілігінің биоценоздағы негіздік, қоректік затын табуын, кеңістікті мекендеу мүмкіншіліктерін анықтайды.

Түрлердің биоценоздағы ара қатынастары және белгілі бір экологиялық сатыда орналасуына қарап, В. Н. Беклемишев төрт типке бөледі: 1) трофикалық (қоректік зат арқылы) байланыс; 2) топикалық (мекендік) байланыс; 3) форитикалық (бір түрдің екінші түрдің таралуына тигізетін көмегі; 4) фабрикалық (фабричные), (өзінің мекенін құруда, басқа түрлердің өлі қалдықтарын немесе тірі дарақтарын пайдалануы).

Кейбір жағдайда бір түрмен екінші түрдің арасында қоректік заттарын пайдалануын да жанама байланыстарда болады, оған мысал, көбелік құрты, шыршаның қабығын жеп қоректенуінен басқа жәндік қабық кұртының тіршілігіне (осы шыршаның шірінділерімен қореқтенеді) жанама көмек көрсетеді.