Альпийское растение - Alpine plant

Альпийские растения находятся растения которые растут в альпийский климат, что происходит при высоком высота и выше линия дерева. Есть много разных видов растений и таксон которые растут как растительное сообщество в этих альпийская тундра.^[1] К ним относятся многолетние травы, осока, форбс, подушки растения, мхи, и лишайники.^[2] Альпийские растения адаптированы к суровым условиям альпийской среды, которые включают низкие температуры, засуху, ультрафиолетовое излучение, ветер, засуху, плохую питательную почву и короткий вегетационный период.

Некоторые альпийские растения служат лекарственные растения.

Альпийский луг в Северные каскады, Вашингтон, Соединенные Штаты

Экология

Альпийские растения встречаются в тундра: тип природный регион или биом, в котором нет деревьев. Альпийская тундра встречается в горах по всему миру. Это переходы в субальпийские леса ниже линии деревьев; низкорослые леса в лесотундре экотон известны как Круммхольц. При увеличении высоты он заканчивается на снежная линия где снег и лед сохраняются в течение лета, также известная как Нивальная зона.

Альпийские растения не ограничиваются высшими возвышения. Однако экология высокогорных районов отличается от экологии более высоких широт.^[3] Одно из самых больших различий заключается в том, что нижнюю границу тропической альпийской зоны трудно определить из-за множества человеческих нарушений, сухой климат, и естественно отсутствующая линия дерева.^[4] Другое важное различие между тропической и арктической альпийской экологией - это разница температур. В тропиках есть цикл лето / зима каждый день, так как в более высоких широтах холодно и днем, и ночью. В северных широтах главным фактором, который необходимо преодолеть, является холод. Интенсивный действие мороза процессы оказывают сильное влияние на то, что там немного почвы и растительность арктических альпийских регионов.^[5] Этим условиям подвержены и тропические альпийские регионы, но они случаются редко. Поскольку северные альпийские районы занимают огромную территорию, может быть трудно обобщить характеристики, определяющие экологию.^[6] Одним из факторов альпийской экологии является ветер в местности. Ветер обрезка это обычное явление в северных альпийских регионах. Наряду с ветровой обрезкой ветровая эрозия коврики для растений обычное зрелище повсюду Аляска.^[7]

Рост и развитие

Камнеломка

Долгожитель многолетние травы являются наиболее распространенным типом растений в альпийской среде, большинство из которых имеют большие, хорошо развитые корень и / или корневище система.^[8] Эти подземные системы хранят углеводы в течение зимы, которые затем используются весной для развития новых побегов.^[8] Некоторые виды камнеломки имеют небольшую корневую систему, но вечнозеленый.^[8] Листья этих растений накапливают энергию в виде углеводов и липиды.^[8] Альпийские растения переходят в вегетативный покой в конце вегетационного периода, формируя многолетние бутоны с сокращением фотопериод.^[8]

Саженец укоренение происходит очень медленно и происходит реже, чем вегетативное размножение.^[8] В первый год роста многолетних альпийских растений большая часть фотосинтез используется для создания устойчивой корневой системы, которая помогает предотвратить высыхание и хранить углеводы зимой.^[8] В этом году растение может дать несколько настоящих листьев, но обычно только семядоли производятся.^[8] Обычно растениям требуется несколько лет, чтобы они прижились.^[8]

Адаптации

Альпийские растения могут существовать на очень больших высотах, от 300 до 6000 метров (от 1000 до 20 000 футов), в зависимости от местоположения.^[8]^[9] Например, есть мох который растет на высоте 6 480 м (21 260 футов) на гора Эверест.^[9] Arenaria bryophylla это самое высокое цветущее растение в мире, его высота достигает 6180 м (20 280 футов).^[10]

Для того, чтобы выжить, альпийские растения приспосабливаются к условиям на большой высоте, включая холод, засуху, высокий уровень ультрафиолетовая радиация, и трудность воспроизведения.

Выживание в условиях экстремальных низких температур

Альпийская среда обитания на Массив Монблан

Большинство альпийских растений в какой-то момент своей жизни сталкиваются с экстремальными низкими температурами. Есть несколько способов, которыми растение может выжить в этих крайностях. Растения могут избежать воздействия низких температур, используя разные сезонные формы. фенология, морфология, или предпочтением формы переменного роста. Они также могут избежать замерзания своих открытых ткани за счет увеличения количества растворенных веществ в тканях, известных как депрессия точки замерзания. Другой, отчасти похожий метод, который растения могут использовать, чтобы избежать замерзания, - это переохлаждение, что предотвращает лед кристаллизация в тканях растений. Этих методов достаточно, только когда температура умеренно низкая. В альпийской зоне температуры часто настолько низкие, что этих методов недостаточно.^[11] Когда растениям нужно более постоянное решение, они могут развиваться. морозостойкость. Растения также могут обезвоживать их клетки, перемещая воды в межклеточные пространства. Это вызывает образование льда за пределами клетка куда кристаллы льда не вызовет повреждений. Когда все эти стратегии не помогают предотвратить мороз повреждения, альпийские растения часто могут отремонтировать или заменить органы поврежден. Поскольку часто трудно предотвратить повреждение, многие альпийские растения зависят от замены их органов.^[12] Они помогают сделать это возможным, размещая свои меристемы под землей, где температура обычно выше.^[11]

Скорость фотосинтеза и дыхания

Фотосинтез и дыхание нормы не являются одинаковыми на протяжении всего вегетационного периода.^[13] В начале вегетационного периода новые побеги имеют низкие показатели чистого фотосинтеза и высокие показатели дыхания из-за быстрого роста новых побегов.^[13] При повышении температуры в растениях микроклимат, чистая скорость фотосинтеза будет увеличиваться, пока имеется достаточное количество воды, и достигает пика во время цветения.^[13] Альпийские растения способны начать фотосинтез и достичь максимальной скорости фотосинтеза при более низких температурах по сравнению с растениями, приспособленными к более низким высотам и более теплому климату.^[13] Это связано с комбинированным действием генотип и факторы окружающей среды.^[13]

Предотвращение высыхания

Обычный альпийский лишайник, Ксантория elegans

В альпийских районах доступность воды часто бывает разной. Мохообразные и лишайники показывать высокие высыхание толерантность, что способствует их обилию во всех ареалах альпийских районов.^[14] Среди высшие растения, высыхание тканей на больших высотах встречается редко. Если это происходит, обычно это происходит с растениями, растущими на открытых участках, где ветер стресс повышен. Альпийские растения избегают потери воды на глубину укоренение и увеличился устьичный контроль. Растения на низких высотах обычно достигают максимального раскрытия устьиц утром, в то время как альпийские растения достигают максимального раскрытия в середине дня, когда температура наиболее высока. Альпийский суккуленты часто используют CAM фотосинтез чтобы избежать потери воды.

Избегание ультрафиолетового излучения

Потому что ультрафиолетовый радиация имеет тенденцию увеличиваться с высотой, часто считается, что это фактор стресса среди альпийских растений. В прошлом было много попыток изучить, как ультрафиолетовое излучение может влиять на формы альпийских растений. Однако неясно, влияет ли ультрафиолетовое излучение на рост и развитие растений. Также неясно, ответственна ли радиация за продвижение генетической дифференциации, приводящей к задержке роста.^[11]

Размножение

Альпийские растения используют оба половое размножение и бесполое размножение. Половое размножение ограничено в высокогорных районах, особенно в районах с коротким сезон созревания в альпийских зонах высоких широт. В тропических альпийских зонах с круглогодичным вегетационным периодом, например на севере Анды, растения могут цвести круглый год. Независимо от того, когда цветут альпийские растения, опылителей часто мало. Активность опылителей снижается с увеличением высоты.^[15] Самый распространенный опылители в альпийской зоне находятся шмели и мухи.^[15] Чтобы справиться с этими ограничениями, растения используют разные стратегии, включая альтернативное время цветения и клональное размножение.

Раннецветущие растения

Снежная слава это альпийское растение, которое формирует свои цветы в прошлом сезоне, чтобы оно могло зацвести, как только весной начнет таять снег

Некоторые растения зацветают сразу после таяния снега или почвы. Эти раноцветущие растения всегда формируют свои цветы в предыдущем сезоне, что называется преформацией. Этот цветок зачаток выращивается за один-три года до начала цветения, что гарантирует, что цветение не задержится после таяния снега, и что при правильных условиях окружающей среды будет достаточно времени для завязывания семян.^[8] Следовательно, они рискуют повредить предварительно отформованный соцветие.^[15] Чтобы свести к минимуму повреждения от мороза, предварительно сформованные цветы часто окружают плотно упакованными прицветники которые плотно покрыты трихомы. Это помогает сохранить интерьер цветка. бутон теплый.^[16] Из-за ограничения опылителей в начале сезона растения, которые рано цветут, обычно имеют низкий уровень репродуктивного успеха.^[15] Одним из преимуществ раннего цветения является то, что выращенные семена имеют больше шансов развиться до созревания до следующего замораживания. У них также высокий ауткроссинг скорость, которая помогает увеличить генетическое разнообразие.^[15] Скорость и время цветения зависят от времени таяния снега, температуры и светового периода, но обычно наступает через 10-20 дней после таяния снега.^[8]

Среднеспелое цветение

Примерно половина всех альпийских видов цветут в межсезонье. Цветение на пике сезона сочетает в себе преимущества и риски раннего и позднего цветения. Некоторые среднеспелые растения образуют первые соцветия, но не все.^[15]

Позднее цветение

Позднее цветение наступает по окончании основного вегетационного периода. У них высокий урожай семян, но их семена имеют пониженную скорость созревания из-за нехватки времени. Эти растения склонны к самоопыление, апомиксис, и живородящий.^[15]

Клональное размножение

Поскольку инвестиции в производство цветов и семян могут быть дорогостоящими для альпийских растений, они часто используют клональное размножение. Эта стратегия становится все более частой с увеличением высоты и наиболее распространена среди криптогамы и травы.^[15] Некоторые альпийские растения используют его как основной способ размножения. У этих растений половое размножение встречается редко и не оказывает существенного влияния на воспроизводство. Пример такого растения - Осока искривление, который, по оценкам, имеет клональный возраст примерно 2000 лет.^[17]

Erythronium grandiflorum

После укоренения каждый год происходит быстрый рост новых побегов из многолетних почек, которые обычно располагаются близко к поверхности почвы.^[8] Этот рост происходит после таяния снега, когда температура почвы выше 0 ° C.^[8] Некоторые виды, например Erythronium grandiflorum, могут начать рост новых побегов до таяния снега, поскольку их многолетние почки расположены в луковицы похоронен глубоко в почве.^[8] По мере того, как новые листья выступают из снега, новые побеги выделяют тепло за счет повторного теплового излучения и / или дыхательного тепла, которое тает окружающий снег.^[8] Это подвергает больше почвы воздействию солнечная радиация, нагревая его и давая возможность новому росту ускориться.^[8]

Лекарственные альпийские растения

Используется ряд альпийских растений. экономно. в Гималаи сотни видов продаются в лечебных и ароматических целях. Подсчитано, что ежегодный объем торговли этими растениями составляет миллионы долларов США. Многие домохозяйства в сельской местности Непал и Индия полагаться на лечебный торговля альпийскими растениями как источник дохода.^[18]^[19] Это создает повышенную потребность сосредоточиться на растении. сохранение в этих областях, обеспечивая устойчивый урожай а также экосистема устойчивость. Некоторые виды, вылавливаемые в Непале, включают: Neopicrorhiza scrophulariiflora, Nardostachys grandiflora, Aconitum spicatum, Диоскорея дельтовидная, Aconitum heterophyllum, Rheum australe, Бергения, и Epimerantha macraei.^[19] В индийских Гималаях высокогорные лекарственные растения, такие как Dactylorhiza hatagirea, Пикрориза курроа, Aconitum heterophyllum, Fritillaria roylei, Подофиллум гександрум находятся под серьезным давлением из-за чрезмерной эксплуатации в коммерческих целях.^[20]

Смотрите также

Примечания

^ Кёрнер 2003
^ Кёрнер 2003 С. 9–18.
^ Смит 1987, п. 137
^ Смит 1987, п. 138
^ Блаженство 1960, п. 119
^ Блаженство 1971, п. 407
^ Блаженство 1960, стр. 127–128
^ ^а ^б ^c ^d ^е ^ж ^грамм ^час ^я ^j ^k ^л ^м ^п ^о ^п ^q Биллингс 1974
^ ^а ^б «Высотные растения». Авантюристы и ученые за сохранение. Архивировано из оригинал на 2012-04-25. Получено 2016-11-22.
^ Безручка и Лион 2011, п. 275
^ ^а ^б ^c Кёрнер 2003 С. 101–114.
^ Хакер 2008
^ ^а ^б ^c ^d ^е Биллингс и Муни 1968
^ Austrheim 2005
^ ^а ^б ^c ^d ^е ^ж ^грамм ^час Кёрнер 2003 С. 259–290.
^ Цукая 2001
^ Steinger 1996
^ Кала 2005
^ ^а ^б Смит Олсен 2003
^ Кала 2000

внешняя ссылка

[functional-1] Кёрнер 2003

[functional2-2] Кёрнер 2003 С. 9–18.

[3] Смит 1987, п. 137

[4] Смит 1987, п. 138

[5] Блаженство 1960, п. 119

[6] Блаженство 1971, п. 407

[7] Блаженство 1960, стр. 127–128

[:1-8] а ^б ^c ^d ^е ^ж ^грамм ^час ^я ^j ^k ^л ^м ^п ^о ^п ^q Биллингс 1974

[plants-9] а ^б «Высотные растения». Авантюристы и ученые за сохранение. Архивировано из оригинал на 2012-04-25. Получено 2016-11-22.

[10] Безручка и Лион 2011, п. 275

[functional3-11] а ^б ^c Кёрнер 2003 С. 101–114.

[hacker-12] Хакер 2008

[:0-13] а ^б ^c ^d ^е Биллингс и Муни 1968

[austrheim-14] Austrheim 2005

[functional7-15] а ^б ^c ^d ^е ^ж ^грамм ^час Кёрнер 2003 С. 259–290.

[tsukaya-16] Цукая 2001

[Steinger-17] Steinger 1996

[18] Кала 2005

[smith-19] а ^б Смит Олсен 2003

[20] Кала 2000

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]