Przystosowania roślin do życia w górach

Transkrypt

1 roślin do życia w górach Przystosowania Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego za pośrednictwem Euroregionu Tatry w ramach Programu Współpracy Transgranicznej Rzeczpospolita Polska Republika Słowacka

2

3 roślin do życia w górach Przystosowania Zakopane

4 Polscy i słowaccy uczniowie poznają Tatry cykl imprez edukacyjnych Przystosowania roślin do życia w górach Opracowanie materiałów: Paweł Szczepanek Rysunki: Joanna Galica-Dorula Autorzy fotografii: Marcin Guzik, Paweł Szczepanek, Tomasz Skrzydłowski, Maciej Szczygielski, Andrzej Śliwiński Projekt graficzny, skład i druk: Lettra-Graphic Wyłączną odpowiedzialność za treść niniejszej publikacji ponosi Tatrzański Park Narodowy i w żadnym razie nie może ona być utożsamiana z oficjalnym stanowiskiem Unii Europejskiej ani Euroregionu Tatry. Wszelkie prawa zastrzeżone Żadna część tej publikacji nie może być powielana ani rozpowszechniana w jakikolwiek sposób bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich. Tatrzański Park Narodowy Kuźnice 1, Zakopane tel sekretariat@tpn.pl Zakopane 2011 ISBN Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego za pośrednictwem Euroregionu Tatry w ramach Programu Współpracy Transgranicznej Rzeczpospolita Polska Republika Słowacka

5 Temat: Przystosowania roślin do życia w górach Cel ogólny Poznanie zależności między warunkami środowiska a budową roślin żyjących w górach. Cele operacyjne Uczeń: zdobywa wiadomości w zakresie różnic między warunkami panującymi na nizinach i w górach; dowiaduje się o wpływie konkretnej cechy środowiska na funkcje i budowę roślin; zdobywa wiedzę na temat przystosowań roślin do życia w górach; zdobywa wiedzę na temat warunków panujących w górach; kojarzy wpływ środowiska na cechy organizmów; rozpoznaje przystosowania; rozpoznaje podstawowe gatunki tatrzańskich roślin; przyjmuje postawę proekologiczną poprzez zdobywanie wiedzy o środowisku. Metody i techniki pracy samodzielnego uczenia się podająca eksponująca 3

6 Formy pracy zbiorowa grupowa indywidualna Środki dydaktyczne karty pracy uczniów prezentacja multimedialna plansza edukacyjna Przebieg zajęć I faza wstępna 1. Zapoznanie uczniów z tematem lekcji. 2. Przedstawienie sposobu organizacji zajęć. 3. Wprowadzenie uczniów w temat początek prezentacji dotyczący warunków panujących w górach. II faza realizacyjna 4. Przejście do prezentacji tematu na podstawie informacji zamieszczonych w materiale dla nauczyciela, zilustrowanie go pokazem slajdów z płyty CD. 5. Uczniowie wykonują zadanie nr 1 z karty pracy. 6. Nauczyciel informuje uczniów, co to jest przystosowanie i zapoznaje ich z rodzajami przystosowań roślin do życia w górach. 7. Wspólnie z nauczycielem uczniowie wykonują zadanie nr 2 z karty pracy, czyli dopasowywanie przystosowań do cech środo wiska. 8. Pokaz slajdów: przegląd przystosowań wybranych gatunków wraz z korzyściami dla organizmu, które z nich wynikają. 9. Uczniowie samodzielnie wykonują zadania nr 3, 4 i 5. 4

7 III faza podsumowująca 10. Gra Zgadnij, kim jestem i jak radzę sobie z trudnymi górskimi warunkami : Nauczyciel wybiera 10 uczniów. Uczniowie odczytują z planszy dydaktycznej opis zamieszczony przy fotografii rośliny, pozostali uczniowie starają się odgadnąć nazwę gatunku i jego przystosowanie. Środowisko wysokogórskie Warunki klimatyczne i środowiskowe panujące w Tatrach mają zasadniczy wpływ na florę i faunę żyjącą w tych górach. W przypadku roślin najważniejsze znaczenie ma klimat, który w Tatrach ma charakter wysokogórski strefy umiarkowanej o cechach przejściowych między klimatem oceanicznym a kontynentalnym. Znaczne wyniesienie nad poziom morza sprawia, że wysokości względne w Tatrach są duże, co skutkuje zjawiskami klimatycznymi innymi niż na nizinach. Należą do nich: niska temperatura roczna, duże dobowe zmiany temperatury powietrza, duże różnice temperatury między stokami o wystawie południowej i północnej, silne wiatry, zmiany ciśnień atmosferycznych powodujące występowanie wiatrów spadających (wiatr halny), szybkie zmiany warunków pogodowych w ciągu doby oraz spadek temperatury wraz ze wzrostem wysokości. Osobliwym zjawiskiem jest też tak zwana inwersja temperatury polegająca na spływaniu zimnego, ciężkiego powietrza w doliny i jednoczesnym podnoszeniu się mas ciepłego powietrza w partie szczytowe. W czasie inwersji w dolinach jest znacznie chłodniej niż w pobliżu szczytów. Najczęściej to zjawisko występuje w zimie, podczas dłuższych okresów pogody bezwietrznej, przy wysokim ciśnieniu atmosferycznym. Wiatry w Tatrach przeważnie wieją z kierunku północno-zachodniego. Przynoszą one masy wilgotnego powietrza z opadami. Najbardziej 5

8 znanym wiatrem wiejącym po północnej stronie Tatr jest wiatr halny. Mechanizm jego powstawania związany jest z równoleżnikowym przebiegiem grani Tatr. Jest to wiatr suchy i ciepły, powstający w okresach, gdy na zachód od Tatr znajduje się ośrodek niskiego ciśnienia, na wschód zaś ośrodek wyżowy. Masy powietrza, dążąc do wyrównania ciśnień, przemieszczają się, wirując, co powoduje, że nad Tatry od południa nasuwa się wielka masa powietrza. Masa ta napotyka przeszkodę w postaci gór, wznosi się i ochładza, po czym po pokonaniu grani głównej z wielkim impetem spada na stronę północną, ogrzewając się. Wiatr ten osiąga porywy od 50 do 80 m/s i powoduje niekiedy wielkie szkody w tatrzańskich lasach. Najsilniejszy halny odnotowano w maju 1968 roku, kiedy jego prędkość na Kasprowym Wierchu osiągnęła 288 km/h. Inny typ południowego wiatru, czasem mylony z wiatrem halnym, to tak zwany wiatr liptowski. Powstaje w okresach ładnej pogody, gdy nagrzane powietrze w Kotlinie Liptowskiej wypychane jest w górę, po czym spływa na stronę północną. Wiatry północne, tak zwane wiatry typu bora, wiejące po stronie południowej Tatr, mają niekiedy wielką siłę. Tego typu wiatr 19 listopada 2004 roku dokonał największego spustoszenia w lasach tatrzańskich. Osiągnął prędkość 230 km/h i powalił około 12 tysięcy hektarów lasu (Słowacy określają to wydarzenie jako kalamitę, czyli katastrofę). Dla porównania las po polskiej stronie Tatr zajmuje powierzchnię około 15 tysięcy hektarów. Opady w Tatrach są znacznie obfitsze i częstsze niż na niżu. Na Kasprowym Wierchu (1987 m n.p.m.) średnia wieloletnia wynosi 1776 mm, na Łomnicy (2635 m n.p.m.) 1561 mm. W porównaniu ze średnią dla Polski wynoszącą 600 mm sumy opadów w Tatrach są około 3 razy większe. Rekord opadów rocznych w Polsce został ustanowiony w 2001 roku w Dolinie Pięciu Stawów Polskich i wyniósł 2770 mm. Z reguły lato przynosi więcej opadów niż zima. Temperatura powietrza obniża się wraz ze wzrostem wysokości. Obliczono, że spadek wynosi ok. 0,6 st. C na każde 100 m. Oznacza to, że w wyższych położeniach skraca się okres wegetacji, i tak np. w Nowym Targu (600 m n.p.m.) wynosi ok. 9 miesięcy w roku, w Za- 6

9 kopanem (850 m n.p.m.) 8 miesięcy, na Łomnicy (2635 m n.p.m.) ok. 4 miesiące. Okres wegetacji to okres dostępny dla aktywnego życia i przyjmuje się, że jest to liczba dni ze średnią dobową temperaturą powyżej 5 st. C. Najcieplejsze miesiące roku to lipiec i sierpień, najzimniej jest zaś w styczniu i lutym. Najbardziej stabilna słoneczna pogoda, ale z dużymi wahaniami temperatury dobowej, występuje na przełomie września i października. Pokrywa śnieżna utrzymuje się od 5 do 7 miesięcy w roku. Grubość porywy, jak i długość jej występowania związane są z lokalnymi warunkami w zależności od wystawy (północna czy południowa), ukształtowania powierzchni (dłużej w formach wklęsłych, krócej na formach wypukłych terenu), nasłonecznieniem itp. Dla życia roślin najważniejsze czynniki to: długość okresu wegetacyjnego, która wpływa na cykl życiowy, temperatura powietrza i gruntu, ilość opadów oraz wpływ wiatru, który wysusza rośliny, obniża temperaturę i niekiedy wyrywa rośliny z podłoża. Nie bez znaczenia dla życia jest także ukształtowanie powierzchni, a szczególnie nastromienie terenu wymuszające dobre umocowanie w podłożu oraz rodzaj gleby, na której rozwijają się rośliny. Gleby rozwijające się na podłożu wapiennym są zasadowe i wysoko zmineralizowane, natomiast na podłożu granitowym ph gleby jest niższe, a dostępność minerałów mniejsza. Aby przetrwać w górskim środowisku, rośliny wykształciły specjalne typy wzrostu i formy życiowe. Cechą najbardziej charakterystyczną jest zmniejszanie się rozmiarów roślin wraz ze wzrostem wysokości. Niweluje to wpływ silnych wiatrów oraz umożliwia lepsze umocowanie w podłożu. Wiele gatunków górskich, szczególnie owadopylnych, mimo małych rozmiarów ma bardzo duże kwiaty (np. goryczka krótkołodygowa). Ta cecha ma zwiększyć szansę na zapylenie przez owady. Jest to ważne w środowisku wysokogórskim, w którym z racji trudnych warunków środowiska (silne wiatry) owadów jest mało. Inną ogólną cechą wysokogórskiej flory jest wieloletniość. Jest ona przystosowaniem do krótkiego okresu wegetacji w górach. Mając mało czasu na przeprowadzenie całego cyklu życiowego, czyli wzrostu i wytworzenia kwiatów oraz nasion, rośliny rozkładają cykl na wiele lat. Zyskują w ten sposób 7

10 czas potrzebny na rozwój i rozmnażanie. W okolicach Nowego Targu udział roślin rocznych wynosi ok. 16%, powyżej 2000 m n.p.m. tylko 2%, zaś powyżej 2300 m n.p.m. nie ma we florze roślin rocznych. Goryczka krótkołodygowa Przystosowania górskich gatunków roślin Krzewinki szpalerowe w piętrze alpejskim i turniowym krzewy zmniej szają swoje rozmiary tak bardzo, że wystają ponad powierzchnię tylko kilka centymetrów, oplatają skały. Tak rosną np. wierzby, które w niższych położeniach mają formy krzewów lub drzew. Niski wzrost oraz przytulanie się do skał zapewnia im korzystanie z ciepła zgromadzonego w podłożu, umożliwia wchłanianie wody oraz zabezpiecza przed wiatrem. 8

11 Wierzba zielna Wierzba zielna krzewinka o wysokości do 8 cm, rośnie na podłożu granitowym. Aby chronić się przed wiatrem i chłodem, blisko przylega do podłoża, dzię ki czemu może korzystać z ciepła obecnego w na grzanych skałach i chłonąć wodę. Kwitnie od lipca do sierpnia. Wzrost poduszkowy roślina tworzy formę przypominającą poduszkę. Ma jeden mocny korzeń palowy, z którego wyrastają pędy, bardzo mocno rozgałęzione i splątane. Całość ma małe rozmiary kilku lub kilkudziesięciu centymetrów. Poduszka rośnie bardzo blisko powierzchni, korzysta z ciepła gleby i skał oraz chłonie wodę niczym gąbka. Temperatura wewnątrz poduszki przewyższa o kilka stopni temperaturę otoczenia, a zgromadzona w niej woda zapewnia przetrwanie okresów suszy. W ten sposób rośnie lepnica bezłodygowa, skalnica seledynowa i skalnica odgiętolistna. 9

12 Lepnica bezłodygowa niewielka roślina dorastająca do 4 cm, rośnie na podłożu wapiennym i granitowym. Przy lega ściśle do skał, aby się ogrzać, tworząc zbite poduszki, które chronią ją przed zimnem i pozwalają na gromadzenie w nich wody. Ma długi, ponad 1-metrowy palowy korzeń, który dos - ko nale umocowuje całą poduszkę w szcze linach skalnych. Ma małe różowe kwiaty, o pięciu płatkach. Z zewnątrz wygląda jak kwitnący mech, choć nie jest mchem, gdyż należy do roślin kwiatowych z rodziny goździkowatych. Kwit nie od czerwca do sierpnia. Lepnica bezłodygowa Wzrost darniowy korzyści z takiego typu wzrostu są podobne do tych, które rośliny zyskują w wyniku wykształcenia formy poduszkowej. Różnica polega na tym, że w przypadku darni łodyżki są luźniej ułożone, mają kilka korzeni. W ten sposób rosną rogownice, goździk wczesny czy skalnica nakrapiana. Goździk wczesny dorasta do 30 cm wysokości, rośnie na glebach zasobnych w węglan wapnia. Jest endemitem zachodniokarpackim. W Polsce rośnie w Tatrach i Pieninach. Jego białe kwiaty mają piękny zapach. Tworzy gęsto rosnące darnie, co pozwala na wykorzystywanie ciepła zakumulowanego w skałach oraz na efektywne wchłanianie wody. W podobny sposób rośnie też skalnica nakrapiana. Dorasta ona do 25 cm wysokości, ma żółte kwiaty z drobnymi czerwonymi kropkami. Od nich właśnie pochodzi nazwa tej rośliny. Skalnica nakrapiana rośnie na glebach węglanowych, rzadko można ją zaobserwować na glebach kwaśnych. Występuje najczęściej w pobliżu cieków wodnych. Centrum jej występowania stanowią w Polsce Tatry, ale spotkać ją można też wzdłuż Dunajca aż po Dębno Podhalańskie. 10

13 Goździk wczesny Skalnica nakrapiana Wzrost różyczkowy liście ułożone są w formie rozety, przylegają do gruntu, kwiaty wykształcają się na bezlistnej łodyżce. Rozeta liści zapewnia wchłanianie wody i dostęp ciepła z gruntu. W ten sposób rośnie np. pierwiosnek łyszczak. Pierwiosnek łyszczak Pierwiosnek łyszczak dorasta do 25 cm wysokości, rośnie na glebach bogatych w węglan wapnia, w Tatrach można go spotkać najczęściej w reglach. Gatunek potrzebujący do wzrostu dużo światła, dlatego często występuje w miejscach odsłoniętych, np. na wapiennych skałkach. Żółte kwiaty osadzone są na łodydze 11

14 kwiatostanowej, która wyrasta z różyczki liściowej. Mięsiste liście przylegają do gruntu i rosną w formie rozety. Zapewnia to korzystanie z ciepła zgromadzonego na nagrzanych słońcem skałach. Pokryte są też woskiem, co ogranicza parowanie i utratę ciepła. W liściach gromadzone są cukry i woda. Kwitnie od kwietnia do maja. Kutnerowatość zapewnia roślinie ochronę przed utratą ciepła i wysuszeniem. Roślina pokryta jest drobnymi włoskami, które splątane tworzą warstwę ochronną zabezpieczającą roślinę przed nadmiernym parowaniem i wypromieniowywaniem ciepła. Najbardziej typowym przykładem tego typu przystosowania jest szarotka alpejska i dzwonek alpejski. Szarotka alpejska dorasta do 20 cm wysokości, rośnie tylko na podłożu wapiennym, w Polsce jedynie w Tatrach. Jej góralska Szarotka alpejska Dzwonek alpejski 12

15 nazwa to kocie łapki. Aby uniknąć zmarznięcia i nadmiernego parowania wody, jest pokryta drobnymi włoskami, czyli kutnerem. Kwitnie od czerwca do sierpnia. Dzwonek alpejski dorasta do 20 cm wysokości, rośnie na podłożu granitowym, w Polsce jedynie w Tatrach. Kwiaty są intensywnie niebieskofioletowe, ich barwa przyciąga owady. Pokryty jest włoskami; im wyżej rośnie, tym więcej ma włosków. Kwitnie od lipca do sierpnia. Wosk wytwarzanie warstwy wosku na liściach ogranicza parowanie. W ten sposób przed utratą wody zabezpieczają się pierwiosnek łyszczak i urdzik karpacki. Urdzik karpacki dorasta do 20 cm wysokości, rośnie na podłożu granitowym i wapiennym. Jest endemitem zachodniokarpackim, to znaczy, że spotkać go można w pasmach Karpat Zachodnich. Fioletowe kwiatki rosną na bezlistnej łodyżce. Aby chronić się przed wiatrem i chłodem, liście zebrane są w różyczkę, zawsze zielone, nawet w zimie, dzięki czemu może się odżywiać bez konieczności tworzenia nowych liści. Kwitnie w maju i czerwcu. Urdzik karpacki Gruboszowatość tę cechę wytworzył np. rojnik górski. Woda opadowa w miejscach o dużym nachyleniu spływa bardzo szybko, roślina ma zatem mało czasu, aby ją wchłonąć. Rojniki 13

16 zakorzenione są płytko i potrafią bardzo szybko wchłonąć duże ilości wody, którą magazynują w tkance miękiszowej. Tkanka jest stale wypełniona wodą, co nadaje roślinie nieco gruby wygląd, stąd nazwa przystosowania. Rojnik górski dorasta do 20 cm wysokości, rośnie głównie na podłożu granitowym. Tam, gdzie żyje, woda szybko spływa w dół, więc łapie ją dzięki płytkim korzeniom i odprowadza do liści. W liściach ma specjalne zbiorniki na wodę, czyli tkankę wodną. Jest rośliną bardzo odporną na suszę i mróz. Tworzy liczne różyczki. Kwitnie od lipca do sierpnia. Pseudożyworodność to także cecha będąca odpowiedzią na krótki okres wegetacyjny. Ścisła definicja określa żyworodność jako zjawisko wytwarzania nasion na roślinie macierzystej; te jednak nie wysiewają się, tylko rozwijają na roślinie macierzystej i po osiągnięciu pewnego wzrostu odpadają od organizmu rodzicielskiego i żyją już na własny rachunek. Rośliny stosujące ten sposób rosną w tropikach, w Tatrach ich nie ma. Rośliny takie jak wiechlina alpejska czy rdest żyworodny wytwarzają zamiast nasion na organizmie rodzicielskim rozmnóżki (czyli swoje klony), które rozwijają się na niej i po osiągnięciu pewnych rozmiarów zakorzeniają samodzielnie. Rojnik górski Wiechlina alpejska f. żyworodna 14

17 Jest to więc forma rozmnażania wegetatywnego wykorzystująca mechanizm żyworodności. Wiechlina alpejska f. żyworodna trawa o wysokości cm; lubi podłoże wapienne, ale czasem można ją spotkać na podłożu granitowym. Rozmnaża się głównie za pomocą swoich klonów, które tworzą się w kłoskach. Kwitnie od maja do sierpnia. Owadożerność to przystosowanie jest związane z ubogimi w azot siedliskami, jakimi są gleby rozwijające się na podłożu wapiennym. Roślina radzi sobie z niedoborem azotu poprzez trawienie drobnych owadów. Należy przy tym pamiętać, że jest to tylko uzupełnienie podstawowego sposobu odżywiania, jakim jest fotosynteza. Przykładem rośliny owadożernej jest tłustosz alpejski. W Tatrach ten sposób odżywiania stosują też rosiczki, które można spotkać na torfowiskach. Tłustosz alpejski dorasta do cm wysokości, występuje najczęściej na podłożu wapiennym, ale czasem spotkać go można także na podłożu granitowym. Kwiaty barwy białej z żółtymi plamka mi, których zadaniem jest wabienie owa dów. Liście tłustosza są podwinięte, pokryte lepką substancją zawierającą enzymy trawienne. Owad przylepia się do powierzchni liścia i po pewnym czasie ulega strawieniu, a uwolnio ne w ten sposób białka zostają wchłonięte przez roślinę. Kwitnie od maja do sierpnia. Tłustosz alpejski 15

18 Podsumowanie Przystosowanie Krótki okres wegetacji Dobowe skoki temperatury Siła wiatru Nasłonecznienie Pokrywa śnieżna Ilość opadów Wieloletniość Zimozielone liście Szybkie zakwitanie Żyworodność Niski wzrost Wzrost poduszkowy Wosk Owłosienie Gruboszowatość 16

19 17

20 ISBN egzemplarz bezpłatny