Кіріспе

Биіктікте өсетін өсімдіктер. Альпілік өсімдіктер – биік таулардағы және ағаш өспейтін жерлердегі альпілік климатта өсетін өсімдіктер. Олар альпілік тундрада өсімдіктер тобы ретінде кездесетін көптеген түрлер мен таксондарды қамтиды. Оларға көп жылдық шөптер, маталар, гүлді шөптер, жастықша тәрізді өсімдіктер, еңкейіп өсетін мохтарлар және лишайниктер жатады. Альпілік өсімдіктер төмен температура, құрғақтық, ультракүлгін сәулелену, жел, шөлдеу, нашар қоректік топырақ және қысқа вегетациялық кезең сияқты қатал альпілік орта жағдайларына бейімделген. Кейбір альпілік өсімдіктер дәрілік қасиеттерімен қолданылады.

Экология

Альпілік өсімдіктер тундрада кездеседі: ағаштар жоқ табиғи аймақ немесе биома. Альпілік тундра бүкіл әлемдегі тауларда таралған. Ол ағаш шегінен төменгі субальпілік ормандарға ауысады; орман-тундра экотонында кездесетін тоқыраған ормандар Круммгольц деп аталады. Биіктік артқан сайын, ол қар сызығында аяқталады, онда қар мен мұз жазда да сақталады, бұл Ниваль аймағы деп те аталады. Альпілік өсімдіктер тек биік тауларда ғана емес, басқа да жерлерде де кездеседі. Дегенмен, биік таулардағы экология жоғары ендікте өсетін өсімдіктерден өзгеше. Басты айырмашылықтардың бірі – тропикалық альпілік аймақтың төменгі шекарасын анықтау қиын, себебі ол адамның әрекеті, құрғақ климат және табиғи түрде ағаш шегінің болмауы салдарынан өзгереді. Тропикалық және арктикалық альпілік экология арасындағы тағы бір маңызды айырмашылық – температураның өзгешелігі. Тропикте күнделікті жаз-қыс айырмасы байқалады, ал жоғары ендіктерде күндіз де, түні де суық болады. Солтүстік ендікте суыққа төзу – басты мәселе. Мұздың әсері арктикалық альпілік аймақтардың топырағы мен өсімдіктеріне күшті әсер етеді. Тропикалық альпілік аймақтарда да мұндай жағдайлар болады, бірақ олар сирек кездеседі. Солтүстік альпілік аймақтарының аумағы өте кең болғандықтан, экологияны анықтайтын ерекшеліктерді жалпылау қиын. Альпілік экологияның маңызды факторы – аймақтағы жел. Солтүстік альпілік аймақтарда желдің әсерінен өсімдіктердің бұтақтары қысқаруы жиі кездеседі. Желмен бірге, Алясканың көптеген жерлерінде өсімдік жамылғысының эрозиялануы да байқалады.

Өсу

Көпжылдық шөптер альпілік аймақтардағы өсімдіктердің ең көп таралған түрі болып табылады, олардың көпшілігі жақсы дамыған, үлкен тамыр және/немесе тамырсабақ жүйесіне ие. Arenaria bryophylla – әлемдегі ең жоғары биіктікте өсетін гүлді өсімдік, ол өте биік жерлерде кездеседі. Альпілік өсімдіктердің тіршілік етуі үшін суық, құрғақтық, ультракүлгін сәулеленудің жоғары деңгейі және көбеюдің қиындығы сияқты биік тау жағдайларына бейімделу қажет. Бұл жағдайлар топографиялық еңіспен байланысты, ол өсімдіктердің түрлері мен таралуына әсер етеді. Өйткені тік еңістер топырақтың жылдам эрозиясына алып келеді, бұл өсімдіктердің өсуіне, тұқымдардың таралуына және орналасуына кедергі келтіреді. Сонымен қатар, топографияның еңістігі температура, күн сәулесі, ылғалдылық және топырақтағы қоректік заттар сияқты көптеген басқа да абиотикалық факторларға тікелей әсер етеді.

Төмен температураның төтенше жағдайларына төтеп беру

Альпілік өсімдіктердің көпшілігі өмірінің бір кезеңінде төмен температураның шегіне жетеді. Өсімдіктердің осы қиын жағдайлардан аман қалуының бірнеше жолы бар. Өсімдіктер маусымдық фенологияның, морфологияның әртүрлі формаларын немесе өсу формасының өзгеруін пайдаланып, төмен температураға ұшыраудан қаша алады. Мысалы, өсімдіктің көп бөлігін топыраққа жасырып, тек гүлдері мен жапырақтарын ғана ауаға шығаруға болады. Сонымен қатар, тіндеріндегі ерітілген заттардың мөлшерін арттыру арқылы тіндердің қатуын болдырмайды, бұл қату температурасын төмендету деп аталады. Өсімдіктердің мұздан сақтану үшін қолданатын тағы бір ұқсас әдісі – супер-салқындату, ол өсімдік тіндерінде мұз кристалдарының пайда болуын тоқтатады. Бұл әдістер температура шамалы төмен болғанда ғана тиімді. Альпілік аймақта температура көбінесе осы әдістер жеткіліксіз болатындай төмен болады. Өсімдіктерге тұрақтырақ шешім қажет болған жағдайда, олар мұзға төзімділікті дамыта алады. Өсімдіктер жасушааралық кеңістіктерге суды жылжыту арқылы жасушаларын дегидратациялай алады. Бұл жасушаның сыртында мұздың түзілуіне әкеледі, онда мұз кристалдары жасушаға зиян келтірмейді. Егер барлық стратегиялар мұздың зиян келтіруін болдырмаса, альпілік өсімдіктер зақымдалған мүшелерді жаңаруға немесе алмастыруға қабілетті. Зақымданудың алдын алу қиын болғандықтан, көптеген альпілік өсімдіктер мүшелерін алмастыруға бейім. Олар осы мүмкіндікті қамтамасыз ету үшін өсу конустарын (меристемаларын) жер астына, әдетте жылырақ температурада орналастырады. Өсу маусымының басында жаңа өскіндердің тез өсуіне байланысты фотосинтездің таза деңгейі төмен, ал тыныс алу деңгейі жоғары болады. Жоғары өсімдіктерде биік тауларда тіндердің кебуі сирек кездеседі. Егер олай болса, көбінесе желдің күшті әсеріне ұшырайтын ашық жерлерде өсетін өсімдіктерде болады. Альпілік өсімдіктер терең тамырлану және күшейтілген қоректік саңылауларды басқару арқылы судың жоғалуын азайтады. Төменгі биіктіктегі өсімдіктер әдетте таңертеңгі уақытта максималды қоректік саңылау ашылуына жетеді, ал альпілік өсімдіктер температура ең жоғары болған кезде күндізгі уақытта максималды ашылуға жетеді. Альпілік суккуленттер судың жоғалуын азайту үшін көбінесе КАМ фотосинтезін пайдаланады.

Ультрафиолет сәулеленуден аулақ болу

Ультракүлгін сәулелену биіктік артумен күшейетіндіктен, альпілік өсімдіктер үшін стресс факторы деп жиі есептеледі. Бұрын ультракүлгін сәулеленудің альпілік өсімдіктердің формаларына қалай әсер ететінін зерттеуге көптеген тыраштандырулар жасалған. Дегенмен, өсімдіктердің өсуі мен дамуына ультракүлгін сәулеленудің әсері бар-жоғы әлі белгісіз. Сондай-ақ, осы сәулелену генетикалық айырмашылықты күшейтіп, өсудің баяулауына себеп бола ма деген де сұраққа жауап жоқ. Альпілік аймақтағы ең көп кездесетін тозаңдастырушылар – бұл құмдық аралар мен шыбықтар. Маусымның басында тозаңдастырушылардың жетіспеуіне байланысты, ерте гүлдейтін өсімдіктердің көбейіп кету деңгейі көбінесе төмен болады.

Маусымның ортасында гүлдену

Альпілік өсімдіктердің шамамен жартысы маусымның ортасында гүлдейді. Маусымдық ең жоғары нүктеде гүлдеу, ерте және кеш гүлдейтін өсімдіктердің артықшылықтары мен тәуекелдерін біріктіреді. Кейбір маусымдық өсімдіктер гүл шоғырын алдын ала қалыптастырады, бірақ барлығы да емес. Қоршаған ортаға бейімделгеннен кейін, әр жылы топырақ бетіне жақын орналасқан көп жылдық бүршіктен жаңа өскіндер жылдам өседі. Бұл осы аймақтарда өсімдіктерді қорғауға, олардың тұрақты түрде жиналуын және экожүйенің сақталуын қамтамасыз етуге күш салу қажеттігін арттырады. Непалда жиналатын түрлердің арасында Неопикрориза скрофуларифлора, Нардостахис грандифлора, Аконитум шпикатум, Диоскорея дельтоидея, Аконитум гетерофиллум, Реум австралис және Бергения бар.