История развития геоботаники в России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Ульяновский Государственный Университет»

Институт медицины, экологии и физической культуры

Экологический факультет

кафедра лесного хозяйства

РЕФЕРАТ

по учебной практике по ботанике

на тему: История развития геоботаники в России

Выполнил студен группы ЛСД-О-15/1

направления подготовки бакалавров

35.03.01 - Лесное дело

Файзуллин И. Р.

Ульяновск 2016

Введение

Геоботаника -- раздел биологии на стыке ботаники, географии и экологии. Это наука о растительности Земли, о совокупности растительных сообществ (фитоценозов), их составе, структуре, динамике в пространстве и времени на всей территории и акватории Земли. В отечественной науке геоботаника рассматривается как синоним фитоценологии. Эти два наименования используются параллельно и оба достаточно распространены. Термин «геоботаника» подразумевает пространственный (географический) аспект изучения растительного покрова и отражает связь растительных сообществ с разнообразными физико-географическими факторами Земли (почвы, рельеф, климат и т.д.), Термин «фитоценология» подразумевает локальный аспект изучения растительного покрова - видовой состав, структура, динамика, изменчивость, эволюция отдельных фитоценозов, или микроландшафтов

Термин «геоботаника» был предложен в 1866 году одновременно русским ботаником и почвоведом Ф.И. Рупрехтом (1814--1870) и австрийским ботаником А. Гризебахом (1814--1879), термин «фитоценология» -- в 1918 году австрийцем Х. Гамсом.[1]

1. Терминология

В отечественной науке геоботаника рассматривается как синоним фитоценологии. Эти два наименования используются параллельно и оба достаточно распространены. Термин «геоботаника» подчёркивает значение природной среды (почв, климата ит.д.) для организации фитоценозов, термин «фитоценология» произошёл от объекта изучения науки-- фитоценозов.[1]

В европейской традиции более распространён термин «фитосоциология», который подчёркивает взаимоотношения между растениями как основу организации фитоценозов, подразделяется на фитоценологию, и фитоценохорологию (географию растений) и историческую геоботанику. Фитоценология изучает особенности сложения растительных сообществ, или фитоценозов, их динамику и классификацию.

Термин «геоботаника» был предложен в 1866 году одновременно русским ботаником и почвоведом Ф.И. Рупрехтом (1814--1870) и австрийским ботаником А. Гризебахом (1814--1879), термин «фитоценология» -- в 1918 году австрийцем Х. Гамсом (нем.Helmut Gams). [2]

2. Предмет изучения

Наиболее общее понятие геоботаники и предмет её изучения -- растительный покров -- это вся совокупность растений образующих растительные сообщества разных типов растительности в пределах определённого участка земной поверхности вне зависимости от его величины. Растительный покров расчленяют на отдельные пространственные единицы-- фитоценозы. Фитоценоз-- растительное сообщество, в пределах которого растительный покров имеет сходство по флористическому составу, структуре, взаимоотношениям между растениями - сообитателями. Совокупность фитоценозов отдельных регионов или районов земной поверхности называют растительностью (например, растительность Европы, растительность Московской области ит.д.).[3]

Основной таксономической единицей в геоботанике является растительная ассоциация. По В.Ф. Лейсле «ассоциация-- это наиболее мелкая, хорошо улавливаемая физиономическая единица растительного покрова... совокупность участков растительности, имеющих одинаковую физиономичность, структуру, видовой состав и расположенных в сходных условиях местообитания»^[1]. Таким образом ассоциация -- это сходные сообщества растений. Ассоциации фитоценозов отличаются рядом признаков -- видовым и флористическим составом, ярусностью, обилием видов, проективным покрытием, количественным соотношением видов. Ассоциации объединяют в группы ассоциаций, группы ассоциаций -- в формации, формации -- в классы формаций и типы растительности.[3]

3. Концепции организации растительного покрова

Развитие фитоценологии в XX столетии характеризовалось наличием двух противоположных концепций природы растительного покрова. Это обусловило различные пути изучения растительности в зависимости от предпочитаемой концепции. Первая -- концепция дискретности растительного покрова -- рассматривает сообщества как реальные, объективно существующие исторически обусловленные единицы, отделённые один от другого более или менее тонкими границами. Это концепция получила широкое распространение на начальных этапах развития фитоценологии 1910-е-1950-е годы и связано с именами ведущих геоботаников того времени -- Ф. Клементса (США) и В.Н. Сукачёва (Россия). Сообщество рассматривается как некий аналог организма с относительно жёстко детерминированной структурой и динамикой.

Вторая концепция -- концепция континуализма -- рассматривает фитоценозы как условности, искусственно выделенные из растительного континуума. Она начала вытеснять концепцию дискретности с 1950-х годов. Это концепция основывается на индивидуалистической гипотезе, впервые сформулированной русским учёным Л. Г. Раменским в 1910 году. Суть этой гипотезы в том, что каждый вид специфичен по своим отношениям к внешней среде и имеет экологическую амплитуду, не совпадающей полностью с амплитудами других видов (то есть каждый вид распределенный «индивидуалистически»). Каждое сообщество образовывают виды, экологические амплитуды которых перекрываются в данных условиях среды. При смене какого-нибудь фактора или группы факторов постепенно уменьшают богатство и исчезают одни виды, появляются и увеличивают богатство другие виды, и таким путём свершается переход от одного типа растительных сообществ к другому. Ввиду специфичности (индивидуальности) экологических амплитуд видов эти смены происходят не синхронно, и при постепенной смене среды растительность изменяется также постепенно. Потому объективно существующих сообществ с детерминированной структурой и динамикой выделить невозможно.

Сегодня считается, что растительный покров представляет собой сложное единство дискретности и континуальности. В суббореальных и бореальных лесах степень дискретности возрастает; на лугах, в степях, тропических лесах она уменьшается и возрастает степень континуальности.[4]

4. Разделы геоботаники

· общая геоботаника

o изучение структуры растительных сообществ

o изучение динамики растительных сообществ (синдинамика)

o классификация растительных сообществ (синтаксономия)

o геоботаническое районирование и картографирование;

o индикационная геоботаника или фитоиндикация-- индикация факторов среды на основе растительности

· частная геоботаника

o тундроведение

o болотоведение

o лесоведение

o луговедение

o растительность аридных территорий

Историю геоботанической науки можно условно разделить на три периода: допарадигмальный период, период парадигмы дискретности растительности современный период.[4]

5. Предпосылки для возникновения русской геоботаники

Русская ботаника -- довольно древняя наука. Ее корни простираются в XVII в., когда появились «Травники» -- описания лекарственных растений. В 1706 г. в Москве и в 1715 г. в Петербурге были основаны «аптекарские огороды» (От Аптекарского…, 1957). На основе первого впоследствии возник Ботанический сад Московского университета, второго -- Ботанический институт АН СССР. Вторым предшественником Ботанического института была основанная в 1714 г. Кунсткамера, которая была передана Академии и оформлена в «натуральный кабинет» с большими гербарными коллекциями (впоследствии из него возник Ботанический музей).

Выдающимся событием в развитии русской науки было основание в 1724 г. Петром I Петербургской академии наук. Реформаторская политика Петра I заставила его обратить серьезное внимание на изучение и освоение природных ресурсов России. Уже при его жизни были организованы некоторые экспедиции (для изучения Каспийского моря, знаменитая экспедиция Витуса Беринга для решения вопроса, где Азия соединяется с Америкой и др.). Сам Петр I интересовался естественными науками, в том числе и ботаникой.

Петербургская академия наук сразу стала центром изучения природы России. Были организованы соответствующие кабинеты и лаборатории, приглашены на работу видные иностранные ученые (из биологов И.Г. Гмелин, И.Г. Кельрейтер, К.Ф. Вольф, П.С. Паллас, И.X. Буксбаум, И. Амман и др.), многие из которых честно служили русской науке и много сделали для познания природы России. Но не все они были бескорыстными подвижниками науки. Некоторые из них приезжали в Россию просто из материальных соображений и, желая сохранить монопольное положение в русской науке, тормозили ее развитие и воспитание отечественных кадров. Несмотря на это, уже с самого начала организации Академии появились и русские ученые-академики, выходцы из простого народа (великий М.В. Ломоносов, биологи-географы С.П. Крашенинников, И.И. Лепехин, В.Ф. Зуев и др.).

Среди русских академиков XVIII в. самое видное место занимает М.В. Ломоносов (1711--1765), настоящий энциклопедист, автор трудов в области физики, химии, механики, геологии, минералогии, географии, астрономии. Менее известно, что он имеет определенные заслуги и перед ботаникой.

Ему принадлежит приоритет в области растительной микрохимии, он занимался вопросами взаимоотношений леса и почвы, изучал девственную флору окрестностей Петербурга, доказывал растительное происхождение торфа, говорил о воздушном питании растений, дал определение степи и тундры, изучал химизм полезных растений, занимался вопросами растениеводства, разработал в проекте устава Академии программу работ академического ботаника и т. д. Воззрения Ломоносова в области почвоведения, изложенные в трактате «О слоях земных», опубликованном в 1763 г., содержат много интересного. Он впервые высказал мысль о почвообразующем процессе как о биологическом явлении.

Но самое главное для биологии то, что Ломоносов был первым русским материалистом-эволюционистом, положившим начало русской эволюционной мысли, которая проникла во все естественнонаучные дисциплины русской науки, в том числе и в геоботанику (Райков, 1951, 1951-- 1959). Именно идеи развития украшают русскую геоботанику с самого начала ее возникновения, являются одним из характерных признаков ее самобытного развития.

Выдающийся естествоиспытатель, помолог и агроном второй половины XVIII в., А.Т. Болотов (1738--1833) во многих своих работах касался вопросов лесоводства и улучшения качества лугов. Он указывал на существенные различия между природными и посевными лугами и подчеркивал их способность к самовозобновлению.[5]

Как отмечалось выше, поворотным событием в развитии науки в России было основание Академии наук в 1724 г.

Одной из основных задач Академии было исследование природных богатств и условий необъятной России, особенно ее отдаленных частей. Для этого в XVIII в. были проведены большие академические экспедиции, в которых участвовали и многие русские ботаники (Гнучева, 1940). С.Ю. Липшиц (1947а) считает из них наиболее важными следующие: И.X. Буксбаума -- в Константинополь и на Кавказ (1724--1725 гг.), И.Г. Гмелина (старшего) -- в Сибирь (1734--1742 гг.), С.П. Крашенинникова -- в Сибирь и на Камчатку (1734--1742 гг.), Г.В. Стеллера -- в Сибирь, на Камчатку, в Северную Америку (1738--1746 гг.), С.П. Крашенинникова -- в Ингерманландию (1749--1752 гг.), Э. Лаксмапа -- в Сибирь (1764--1769 и 1784--1796 гг.), П.С. Далласа в сопровождении В.Ф. Зуева и Н. Соколова -- в Оренбургский край и Сибирь (1768-- 1774 гг.), И.И. Лепехина -- на Волгу, Урал, север России, Ледовитый океан (1768--1773 гг.), С.Г. Гмелина (младшего) -- в Астраханский край, на Кавказ и в Персию (1768--1774 гг.), И.П. Фалька -- в Астраханский и Оренбургский края, Западную Сибирь, Южный Урал, Казань (1769--1773 гг.), И.И. Георги -- на Байкал и в Пермский край (1772-- 1774 гг.), В.Ф. Зуева -- в Херсон, Крым (1781--1782 гг.), П.С. Палласа -- в Южную Россию (1793--1794 гг.), Ф.К. Маршаль-Биберштейна -- в Крым и на Кавказ (1795--1798 гг.).[7]

Все эти экспедиции имели немаловажное значение как физико-географические исследования, но дали много и для изучения растительного покрова России. Не без основания некоторые пионеры русской ботаники -- Крашенинников, Паллас, Лепехин и другие -- считаются и первыми представителями русской физической географии.

Так возникли первые ботанико-географические идеи в русской ботанике. Если трактовать геоботанику в широком смысле (как науку о растительном покрове и его закономерностях), то они дали и фактическую основу, и проблематику русской геоботаники. В.Б. Сочава (1955в) говорит о XVIII в., что «в это время зарождались в России многие отрасли научных знаний, и в их числе ботаническая география, ныне успешно развивающаяся как раздел геоботаники».

Понятно, что эти ученые с точки зрения возникновения и развития русской геоботаники являются лишь представителями «предыстории» геоботаники. Труды этих исследователей не создали ни русской геоботаники, ни даже ботанической географии как осознанной отрасли ботаники. В их работах мы находим лишь единичные элементы ботанико-географического исследования, фитоценологический же подход к растительному покрову был русским ученым XVIII в. совершенно чужд. Фитоценологические элементы появляются в русской науке позже -- в 30--40-х годах XIX в. (в работах Энгельманна, Тецмана, Корнисса и др.). Но и эти труды не создали самостоятельной и осознанной русской фитоценологии, а вместе с тем и геоботаники. Пройдут 60-е, 70-е и даже 80-е годы, появятся исследователи, которые, как и Тецман, применят при разрешении некоторых практических сельскохозяйственных вопросов в сущности фитоценологические методы, но о фитоценологии и геоботанике как обособленной науке со своим объектом исследования, теорией и методикой в России начнут говорить и писать лишь в конце XIX столетия.

Но фрагментарные мысли о новом подходе к растительному миру уже высказаны: в части ботанической географии -- во второй половине XVIII в., в части фитоценологии -- в первой половине XIX в. Чем было это обусловлено? Для ответа на этот вопрос рассмотрим вкратце общественно-экономические условия тогдашней России.[5]

До середины XVIII в. Россия была государством, основными экспортными товарами которого были ценная пушнина, древесина, жир, воск. Огромные земельные пространства, как будто специально созданные для сельского хозяйства, выращивания зерновых культур, оставались неиспользованными. Только после Семилетней войны 1756--1763 гг. на Руси стали поговаривать о том, что экспорт зерновых может дать государству и землевладельцам высокие прибыли. Поворот наступил в начале XIX в. В течение нескольких десятков лет вывоз пшеницы возрос во много раз. Если экспорт пшеницы в 1801 г. составлял 114 663 т, то к 1840 г. он возрос в три раза, а к 1870 г. достиг 3882177 т (Марков, 1952). Россия превращается в житницу Европы. Такому росту (кроме пшеницы, площади шли и под рожь, ячмень и др.; в связи с резким повышением цен на шерсть сравнительно быстро развивалось и овцеводство) сопутствовало и вторжение капиталистических отношений в русское сельское хозяйство, а также изыскание новых сельскохозяйственных земель. Но поиски новых земель не могли происходить без научного исследования угодий, без их бонитировки. К этой работе приступают наряду с агрономами почвоведы и ботаники. Растительность как показатель условий среды, как отражение возможностей сельскохозяйственной колонизации естественных земель становится объектом исследования многих экспедиций, организованных как Академией наук, так и земствами (Гнучева, 1940; Очерки по истории русской ботаники, 1947). В ходе этих исследовательских работ и экспедиций возникают некоторые зачатки русской геоботаники.

Но было бы односторонним объяснять возникновение элементов русской геоботаники лишь хозяйственными потребностями. Имелись и другие причины, стимулировавшие процесс возникновения геоботаники как науки. Особенно следует подчеркнуть тесную связь между развитием русской физической географии я геоботаники. Большинство из организованных Академией наук экспедиций было землеведческими, географическими, их основной задачей было общее физико-географическое исследование различных частей России, особенно ее окраин. В ходе этих экспедиций был собран большой фактический материал, характеризующий природу России. Но вместе с тем, что особенно важно, возникли и новые идеи.

Григорьев пишет в отношении второй половины XVIII в., что «замечательнейшей особенностью этого периода было появление первых зачатков истинно материалистического понимания природы». Этот новый подход проявлялся в признании развития и изменения природы, а также существования взаимных связей между ее различными компонентами (почва, климат, растительность и пр.). Появление новых черт научного мышления связано с общим духом времени второй половины ХУШ в., когда были пробиты первые трещины в здании метафизических концепций понимания природы. Здесь особое значение имели труды таких ученых, как И. Кант на западе и М.В. Ломоносов в России. Как Кант, так и Ломоносов занимались и вопросами географии, Кант был лектором физической географии при Кенигсбергском университете. Представители русской физической и ботанической географии внесли свою долю в дело разгрома метафизики и идеализма. В трудах основоположников русской физической географии это проявляется во введении элементов принципа каузальности в изучение природных тел.[7]

Большое влияние на развитие науки в XIX в. оказывала русская демократическая общественно-политическая и философская мысль. Передовая русская интеллигенция -- Добролюбов, Чернышевский, Герцен, Писарев, Огарев и др. -- обращалась нередко и к вопросам биологии, особенно в 60-х годах. Мысли этих просветителей повлияли и на развитие русских естественных наук, в том числе и ботаники.

Большие открытия и сдвиги науки в XVIII в. и первой половине XIX в. были связаны с общим духом времени. Герцен называл этот период «восхитительным временем внешнего рабства и внутреннего освобождения». С одной стороны, все более свирепствующее феодальное рабство, с другой стороны, активизирующаяся борьба народных масс (крестьянские волнения в 1826 г. охватили 26 губерний!), распространение идей передовой интеллигенции и просветителей, развитие материалистических взглядов создали очень сложную, диалектически направленную основу для больших изменений в обществе, науке и культуре.[5]

6. Допарадигмальный период

Как и любая наука, геоботаника в допарадигмальный период представляла собой эклектичное соединение различных альтернативных гипотез и конкурирующих научных сообществ, каждое из которых, отталкиваясь от определенных фактов, создает свои модели без особой апелляции к каким-либо внешним авторитетам.

Первые, фрагментарные исследования растительности относятся к XVI--XVII векам. Исследования растительного покрова до начала XX века проводились в рамках ботанической географии, геоботаника в самостоятельную науку не выделялась, своего понятийного и терминологического аппарата не имела. В то же время значительный импульс для системных исследований растительности дали исследования русского учёного В.В. Докучаева (1846--1903).

В начале ХХ века исследования растительный сообществ приобрели значительный масштаб, так что возникла необходимость координации исследований и утверждения единой терминологии новой науки.[6]

геоботаника наука растительный континуалист

7. Период парадигмы дискретности растительного покрова

Рождением геоботаники как науки, считается 1910 год, когда на III Международном ботаническом конгрессе в г. Брюсселев первые было предложено наименование основного синтаксона (единицы классификации) растительности -- ассоциации. Фитоценозы в этот период рассматривались как исторически сложившиеся реально существующие образования с детерминированной структурой более или менее отграниченных друг от друга. Такой подход был основан на аналогии растительного сообщества и организма, поэтому эта парадигма также получила название организмизм.

Исследователи находились под влиянием «запечатления» (Мейен, 1977) закономерностей, выявленных при изучении организмов, и подсознательно стремились увидеть на фитоценотическом уровне организации растительности индивидуумы, подобные растениям и типологические единицы, подобные видам растений. Именно такой подход применяли крупнейшие и авторитетнейшие геоботаники того времени -- Ф. Клементс и В.Н. Сукачёв.[1]

8. Современный период

Началом современного периода в истории геоботаники считается середина ХХ века, когда на смену понимания растительного покрова как совокупности дискретных фитоценозов пришла концепция растительного покрова, как континуума. Рассматривает фитоценозы как условности, искусственно выделенные из растительного континуума. Она начала вытеснять концепцию дискретности с 1950-х годов. Это концепция основывается на индивидуалистической гипотезе, впервые сформулированной русским ученым Л.Г. Раменским в 1910 году. Суть этой гипотезы в тем, что каждый вид специфичен по своим отношениям к внешней среде и имеет экологическую амплитуду, не совпадающей полностью с амплитудами других видов (то есть каждый вид распределённый «индивидуалистически»).

Каждое сообщество образовывают виды, экологические амплитуды которых перекрываются в данных условиях среды. При смене которого-нибудь фактора или группы факторов постепенно уменьшают богатство и исчезают одни виды, появляются и увеличивают богатство другие виды, и таким путям свершается переход от одного типа растительных сообществ к другому. Ввиду специфичности (индивидуальности) экологических амплитуд видов эти смены происходят не синхронно, и при постепенной смене среды растительность изменяется также постепенно. Потому объективно существующих сообществ с детерминированной структурой и динамикой выделить невозможно.

Воззрения Раменского и ряда зарубежных учёных, выдвигавших аналогичные идеи не были поняты и приняты в геоботаническом сообществе до 1950-х годов. Это связано, как с неподготовленностью научного сообщества к принятию новаторских идей континуалистов, так и с колоссальным авторитетом исследователей, стоящих на организмистских позициях.

«Реанимация» идей первых континуалистов произошла в 1950-1960-х годах. В СССР системные исследования, основанные на континуалистской парадигме начались в начале 1970-х годов усилиями в первую очередь В.И. Василевича, В.Д. Александровой и Б.М. Миркина.

В настоящее время практически повсеместно преобладает взгляд на растительный покров, как на континуум, однако считается, что в различных экологических условиях степень континуальности может быть различна: она повышается в степях, в условиях лугов, рудеральных сообществ, тундры ит. п. и понижается в бореальных, суббореальных и субтропических лесах.[7]

Список использованных источников

1. Дохман Г.И. История геоботаники в России. М.: Наука, 1993.

2. Миркин Б.М.Теоретические основы современной фитоценологии. М.: Наука, 1995.

3. Работнов Т.А. История геоботаники. М.: Аргус, 1995.

4. Трасс Х.Х. История и тенденции развития. Л.: Наука, 1996.

Размещено на Allbest.ru