АКВАРИУМНЫЕ И ДЕКОРАТИВНЫЕ РАСТЕНИЯ

 

АКВАРИУМНЫЕ РАСТЕНИЯ. Растения играют важную роль в формировании среды обитания рыб аквариума, и, прежде всего, в обмене газов. Выделение растениями кислорода и одновременно поглощение ими

углекислого газа нельзя заменить даже хорошим продуванием воды воздухом. Большую роль играет и поглощение растениями органических и минеральных веществ, появляющихся в воде в результате жизнедеятельности рыб и разложения остатков пищи. Благодаря растениям и обитающим на их поверхности бактериям вода очищается от вредных для рыб продуктов жизнедеятельности естественным путем. Опять же никакие фильтры не могут заменить в этом отношении растений и бактерий (Ильин, 1977).

Очень велика и эстетическая роль растений в аквариуме. Растения оттеняют яркость окраски рыб и подчеркивают их красоту. Для некоторых видов рыб растения необходимы в качестве укрытий; кроме того, среди растений рыбы прячутся от преследования агрессивных особей своего или

другого вида. Особенно нуждаются в укрытии мальки и молодь, содержащиеся вместе с взрослыми особями. Кроме того, среди растений развиваются простейшие – корм для мальков.

Для многих видов рыб растения являются естественным субстратом, на который они мечут икру. Одни виды приклеивают икру к растениям, другие

мечут ее среди зарослей. Для многих видов рыб растения служат укрытием для икры от поедания ее родителями. Некоторые рыбы используют растения для постройки гнезд (Ильин, 1977).

В данной главе мы не ставим перед собой целью описать жизнь и выращивание аквариумных растений. Для этого имеется специальная литература (Золотницкий, 1890; Жданов, 1973; Ильин, 1977; Махлин, 1990; Цирлинг, 1991). Мы только хотим показать широту и спектр использования водных растений. В большей части мы приводим сведения о растениях нашей страны, которые выращиваются в аквариумах. Однако значительная часть наших растений зимой отмирает, поэтому количество видов используемых растений невелико. В связи с этим мы приводим некоторые сведения о тропических растениях, которые наиболее широко культивируются в аквариумных условиях.

Существуют несколько типов аквариумов. Одни из них используется только для выращивания прибрежных и водных растений. Рыба в них, как правило, отсутствует. В других - сочетаются прибрежно-водные растения

(болотные и тропические виды) с земноводными и беспозвоночными. В третьих - выращивают водных растений вместе с рыбами.

Прежде всего, необходимо сказать, что состояние растений в аквариуме зависит не только от физико-химических показателей среды, температуры, освещенности, но и от того, какие виды рыб и беспозвоночные в нем обитают.

Некоторые рыбы (гуппи, меченосцы, пицилии, моллинезии) благодаря строению своего ротового аппарата (работающему как скребок) хорошо снимают налет с растений и стенок аквариума и этим способствуют их росту. Эти рыбы в большей части неприхотливы и хорошо размножаются в любом аквариуме. Панцирные сомики – анциструсы питаются в основном обрастаниями каменного дна, однако за отсутствием такового могут очищать и растения. Красиво окрашенные рыбки – лабео, целующиеся гурами – хелостомы, лунные гурами – трихогастеры питаются обрастаниями и неплохо снимают нитчатые водоросли с листьев растений.

При выращивании водных растений необходимо знать и их «врагов» – рыб, которые могут причинить им много неприятностей. Они поедают

листья, побеги растений, перерывают грунт.

Прежде всего, необходимо упомянуть харациновых рыб – метиннисов, которые способны отрывать куски даже от самых прочных растений. Тетрагоноптерусы (из харациновых) объедают молодые нежные побеги растений; им противостоят одни только папоротники. Некоторые виды из семейства цихлид также объедают водные растения или выдергивают растения из грунта. Особенно «агрессивны» по отношению к водным растениям виды рода тиляпия. Некоторых крупных видов этого рода разводят как промысловую рыбу в теплых водоемах. Так же сильно, как цихлиды, ворошат грунт в аквариуме различные виды сомиков, в первую очередь торакатум. Взрослые барбусы часто отщипывают верхушечные почки растений, отрывают молодые листья. Наиболее распространенные золотые рыбки с удовольствием отщипывают молодые и нежные листочки растений, в первую очередь - с перистыми листьями. Кроме того, роясь в грунте, они взмучивают ил, который оседает на растениях.

  Большинство видов улиток являются санитарами аквариума. Чаще всего в аквариумах содержат красных катушек. Они хорошо справляются с обрастаниями растений и стекол, снимают с поверхности воды бактериальную пленку. Они практически не портят растения, пока им хватает корма. Если же естественного корма (обрастаний) не хватает, улитки переходят на питание водными растениями. Физы и физеллы, также как и катушки, хорошо снимают обрастания, однако при этом проедают в листьях мелкие дырочки. Крупные моллюски ампулярии всеядны – очищают аквариум от обрастаний, поедают остатки корма, отмершие части растений, однако при недостатке корма могут повреждать растения.

  Лужанки и прудовики, взятые из естественных водоемов, активно поедают водные растения. Кроме того, некоторые из них являются промежуточными хозяевами многих паразитов рыб.

  Аквариумные растения могут быть объединены в следующие биологические группы: 1. Плавающие на поверхности воды; 2. Плавающие в

толще воды; 3. Укореняющиеся в грунте.

  Из растений средней полосы нашей страны наиболее часто выращивают

следующие виды:

  Семейство харовые (Characeae). Блестянка гибкая – Nitella flexilis (L.) Agardh. Распространена по небольшим водоемам Европы, Азии и Америки, где образует густые подводные заросли. Стебли длинные, сильно разветвленные, темно-зеленые, образующие по всей длине нитевидные мутовки, корневая система отсутствует. Наилучших результатов при культивировании блестянки можно добиться, если ее не пересаживать. На ней хорошо оседают взвешенные частицы, поэтому вода при наличии этого растения оказывается достаточно чистой. Является хорошим кормом для многих аквариумных рыб. Близка к этому виду блестянка крупноплодная – Nitella megacarpa Allen., распространенная в водоемах атлантического побережья США. Оба вида лучше смотрятся при выращивании с другими

растениями.

Семейство риччиевые (Riccciaceae). Риччия плавающая – Riccia fluitans L. относится к представителям печеночных мхов; широко распространена в стоячих и медленно текущих водоемах всех континентов. Это красивое ярко-зеленое растение ажурной формы плавает на поверхности воды. Тело риччии образует слоевище и состоит из мелких ветвящихся пластинок. Размножается очень быстро, покрывая всю поверхность воды сплошным ковром и выступающими над водой пластинками. Служит убежищем для мальков рыб, субстратом для нереста и материалом для постройки гнезд рыб.

 Семейство родниковые (Fontinalaceae). Фонтиналис обыкновенный ключевой – Fontinalis antipyretica Linne распространен в разнообразных водоемах северного полушария Земли и имеет много форм и подвидов. Любит исключительно чистую, мягкую воду. Незначительная муть гибельна для этого растения. Освещение должно быть умеренным (рассеянным), так как при избытке света на мхе развиваются водоросли, что приводит к его гибели. Фонтиналис является прекрасным убежищем для мальков, субстратом для нереста многих рыб. Размножается делением куста.

  Из тропических мхов в аквариумах широко культивируется мох яванский - Vesicularia dubyana (C. Muller) Brotherus (из семейства гипновых – Hypnaceae). Распространен в водоемах островов Индо-Малайской зоогеографической области. Представляет собой переплетение тонких нитей темно-зеленого цвета, прикрепляющихся к камням и корягам ризоидами. Мелкие листочки расположены на красиво ветвящихся стебельках. Неприхотливо в отношении состава воды, грунта и освещения, поэтому широко распространено среди любителей аквариума. Растет медленно в течение всего года. Яванский мох прекрасное декоративное растение; хороший субстрат для нереста многих видов рыб. Легко размножается вегетативно.

  Семейство полушниковые (Isoetaceae). Полушник озерный - Isoetes lacustris L. распространен в водоемах Сибири, Европы и Северной Америки. Встречается в озерах с чистой, прозрачной водой. Листья прикорневые, собраны в листовую розетку. Размножается делением корневищ и спорами.  Растения лучше выращивать во влажной оранжерее, а затем наиболее сильные экземпляры переводят в аквариум.

  Семейство марсилиевые (Marsileaceae). Пилюльница шароносная – Pilularia globulifera L. – широко распространенное растение в водоемах Европы. Имеет длинное, тонкое корневище стелющееся по поверхности грунта с тонкими придаточными корнями. Растение лучше всего развивается в мягкой воде при 18-20^оС с естественным освещением. Легко размножается делением корневища. Марсилия четырехлистная – Marsilea quadrifolia L. – произрастает в мелких водоемах, канавах, по берегам рек и озер. Это растение пригодно для холодноводного аквариума. Наиболее хорошо развивается марсилия в необогреваемых аквариумах с естественным светом; листья в этом случае становятся крупнее, а черешок короче. Равномерно растет в течение всего года. Размножается делением ползучего корневища; лучше всего в условиях влажной оранжереи, после чего пересаживают в аквариум.

Семейство сальвиниевые (Salviniaceae). Сальвиния плавающая – Salvinia natans (L.) Allioni – распространена в водоемах Европы, Северной Африки и Малой Азии. Это широко распространенный у аквариумистов неприхотливый папоротник, плавающий на поверхности воды. Сальвиния нуждается в хорошем верхнем свете; в отношении температуры она неприхотлива. Растения, взятые из водоемов, можно разводить только в летнее время года. Зимой они погибают. Растение размножается стеблевыми отпрысками и спорами. Его можно сохранить только в холодноводном сосуде, размещенном в зимней оранжерее. Корни и подводные листья сальвинии служат убежищем для мальков и местом нереста некоторых рыб. Для тепловодных аквариумов более пригодны тропические виды – сальвиния ушастая (Salvinia auriculata Aublet.) и сальвиния продолговатолистная (Salvinia oblongifolia Martius). Все виды сальвиний в аквариуме произрастают в чистой воде при рассеянном и в то же время ярком верхнем свете.

Семейство азолловые (Azollaceae). Азолла каролинская (Azolla caroliniana Willdenow.), азолла папортниковая (A. filicculoides Lamarck), азолла перистая (A. pinnata R.Brown.) – тропические виды. Азолла – папоротник, подобно сальвинии, у нее нет корней, их заменяют подводные нитевидные листья. Азолла плавает на поверхности воды, мелкие листочки расположены попарно, подобно черепице, на ветвистом стебле. Растению для роста требуется много яркого верхнего света. Имеет ярко выраженный сезонный характер роста с периодом покоя в зимнее время. Растение размножается вегетативно, а также спорами; последние сохраняются в донном иле до весны. Из других тропических папоротников в аквариумах выращивают растения семейства многоножковых (Polypoddiaceae), роговидных (Parkeriaceae).

Из семейства рдестовых (Potamogetonaceae) в аквариумах выращивают ряд тропических видов – рдест Гайя (Potamogeton Gayi A.Bennett), рдест восьмитычинковый (P. octandrus Poiret.), ряд дальневосточных рдестов. Среди многочисленных видов этого семейства большинство имеют крупные размеры, и требовательны к условиям содержания. Этим, вероятно, объясняется то, что они достаточно редко встречается у любителей аквариума. Размножаются в основном вегетативно – путем черенкования стебля и делением корневища.

Распространены в аквариумах многие тропические растения: около 40 видов семейства апоногетоноцветных (Aponogetonaceae), род эхинодорус (Echinodorus) семейства частуховых (Alismataceae) – около 30 видов и более 20 видов рода стрелолист (Sagittaria).

Из семейства водокрасовых (Hydrocharitaceae) наиболее известен такой вид, как водокрас лягушачий (Hydrocharis morsus-ranae L.), повсеместно распространенный в водоемах со стоячей водой средней полосы Европы и Азии. Плавает на поверхности воды. Размножается преимущественно вегетативным способом – побегами. Последние идут горизонтально под водой и на своих концах дают начало новым растениям. Зимние почки водокраса обладают слизистыми оболочками. Благодаря этому они приклеиваются к животным и птицам и могут переноситься из одного водоема в другой. Водокрас чувствителен к загрязнению вод и произрастает только в чистых водах. Водокрас можно содержать в любом аквариуме с верхним освещением.

Валлиснерия спиральная (Vallisneria spiralis L.) широко распространена как в стоячих, так и в текучих водах всего земного шара, в основном в тропиках и субтропиках. В пределах нашей страны она встречается только в южных районах и на Дальнем Востоке. Валлиснерия произрастает севернее основного ареала только в водоемах-охладителях атомных и тепловых электростанций. Растение интересно процессом опыления. Мужские цветки на коротких цветоножках собраны группами в пазухах листьев; женские цветки на других растениях снабжены длинными цветоножками и ко времени распускания оказываются на поверхности воды. В это время мужские цветки отрываются от своих цветоножек, всплывают на поверхность воды. Они переносятся течением или ветром на раскрытые женские цветки и оплодотворяют их высыпавшейся пыльцой. После оплодотворения длинная цветоножка женского цветка закручивается спирально, опускается на дно водоема, где происходит дальнейшее созревание завязи (Жданов, 1973). Валлиснерия – растение неприхотливое как в отношении почвы, температуры (15-20^оС), так и света. В аквариумах чаще всего содержат валлиснерию спиральную, форму крученолистную – Vallisneria spiralis L., f. Tortifolia Wendt, отличающуюся закрученными в штопор более широкими листьями. Она предпочитает более высокую температуру (18-25^оС), и не выдерживает солей железа.

Элодея канадская (Elodea canadensis Michaux) широко распространена во всех водоемах Северной Америки и акклиматизирована во многих странах. Элодея растение двудомное, но в Европе встречаются только женские растения; в связи с этим размножается вегетативно. При половом размножении опыление происходит аналогично валлиснерии. Она предпочитает чистую воду, умеренный свет, к температуре не привередлива. Летом элодея бурно разрастается, а осенью отмирает. Служит хорошим субстратом для нереста многих видов рыб. Существуют и другие виды элодеи. К примеру, элодея зубчатая (Elodea densa Plancon) внешне мало, чем отличается от предыдущего вида, однако развивается в течение круглого года и легко переносит более высокие температуры. Поэтому является желательным растением для аквариума.

Телорез алоэвидный – Stratiotes aloides L. – широко распространен в водоемах Европы. Листья в прикорневой розетке, широколинейные, длинные и жесткие, по краям зазубренные. Стебель с короткими ползучими побегами. Корневая система в начальной стадии развития, когда оно находится под водой, развита слабо. С развитием листьев развивается и корневая система, постепенно растение всплывает на поверхность водоема. Осенние побеги телореза не развиваются во взрослые растения, а опускаются на дно, где и зимуют. Весной они дают начало новым растениям. Телорез хорош для выращивания в акватеррариуме.

Семейство ароидных (Araceae). Наиболее часто в аквариумах и акватеррариумах выращивают тропические растения из рода криптокорина (Cryptocoryne), которых более 50 видов. Распространена в Юго-Восточной Азии. Это прекрасное декоративное растений с широкими листьями на длинных черешках. Криптокорины предпочитают мягкую воду и яркое освещение; оптимальная температура – 24^оС. Растения переносят полное затемнение, необходимое для развития икры многих видов рыб. Размножаются корневыми побегами.

Пистия, водный салат (Pistia stratiotes L.) распространена в водоемах тропических областей Африки. Крупное плавающее растение. Его голубовато-зеленые листья, покрытые волосками, собраны в розетку; корневая система сильно развита, имеет мощную корневую систему. Пистия требует яркого света. Оптимальная температура воды для нее 22-26^оС. Летом размножается вегетативным путем, зимой растет значительно хуже и, как правило, погибает. Удается размножать семенами. Если зимой невозможно создать для растения оптимальные условия, его можно поместить во влажную камеру и содержать на подушечке из болотного мха или торфа, а весной переводить в аквариум. Хорошо развитая корневая система служит убежищем для мальков рыб и субстратом для размножения.

Семейство рясковых (Lemnaceae) представлено такими видами как ряска маленькая (Lemna minor L.), ряска горбатая (L. gibba L), ряска трехдольная (L. trisulca L.), многокоренник обыкновенный (Spirodela polyrrhiza (L.) Schleid.), вольфия бескорневая (Wolfia arrhiza (L.) Wimmer.). Плавающие на поверхности и полупогруженные в воду растения. Встречаются в стоячих и медленнотекущих водах. Ряски неприхотливы в отношении температуры и при верхнем свете хорошо размножаются. Искусственное дополнительное освещение в аквариуме в зимнее время дает возможность содержать ее в течение круглого года. Является хорошим кормом для растительноядных рыб. Заросли служат укрытием для мальков и нерестилищем для ряда рыб.

Растения семейства кабомбовых (Camombaceae) имеют листья двух видов – подводные рассеченные на мелкие узкие доли и плавающие линейные листья. Эти красивые тропические растения предпочитают мягкую воду; растут в виде куста с мясистыми стеблями и веерообразными мелкорассеченными листьями. Нуждается в хорошем освещении. Растение

хорошо приспосабливается к разным условиям, быстро растет и активно участвует в круговороте веществ аквариума. Кабомба равномерно растет в течение года. К условиям содержания растения сравнительно нетребовательны, однако они любят чистую воду. Муть оседает на ее листьях, из-за чего растение теряет привлекательность и декоративные качества. Легко размножается черенкованием стебля и корневища. Наиболее известны кабомба водная (Cabomba aquatica Albert.), кабомба австралийская (C. australis Spegazzini), кабомба Варминга (C. Warmingii Caspary.) из Южной Америки, кабомба Гарднера (C. piauhyensis Gardner) из Южной Америки и Индии.

Семейство роголистниковые (Ceratophyllaceae) в аквариумах представлены двумя видами, близкими по экологии – роголистником темно-зеленым (Ceratophyllum demersum L.) и роголистником светло-зеленым (C. submersum L.). Эти два вида – космополиты, широко распространены в стоячих водоемах нашей страны. Роголистник образует сильно ветвящиеся стебли, порой выступающие из воды. Листья расположены в мутовках. Роголистник выдерживает любую температуру, но любит яркий свет. Взятые из естественных водоемов растения лучше всего высаживать в аквариум весной. Зимой, растение, подобно большинству растений средней полосы, отмирают, оставляя зимующие почки, которые весной дают начало новым растениям. Листья роголистника собирают на своей поверхности взвесь, поэтому его следует периодически промывать свежей водой. Условия содержания двух видов роголистника аналогичны. Роголистник легко размножается делением стебля.

Для выращивания в различных типах аквариумов используются тропические растения семейства онагриковых (= ослинниковых) (Onagraceae = Oenotheraceae) различные виды людвигии (Ludwigia). Это – одно из наиболее широко распространенных аквариумных растений. Она неприхотлива к условиям содержания, но предпочитает сильный рассеянный свет и температуру 20-25^оС.

Семейство сланоягодниковых (Halorrhagaceae) в аквариумах представлено видами перистолистника (Myriophyllum). Из видов, широко распространенных в водоемах России и часто использующихся для выращивания в холодноводных аквариумах можно назвать перистолистник мутовчатый (Myriophyllum verticillatum L.).

Многие виды прибрежных и водных растений достаточно сложно культивировать в небольших по объему аквариумах из-за крупных размеров и необходимости периода покоя в зимний период. Их можно культивировать в качестве декоративных растений для озеленения открытых водоемов.

ДЕКОРАТИВНЫЕ РАСТЕНИЯ. Некоторые прибрежно-водные растения очень красивые и используются для украшения водоемов в черте города или на приусадебных участках. Для озеленения водоемов используются виды растений, которые садоводы-озеленители условно делят на следующие группы:

1. Болотные растения – корни находятся во влажной почве, а листья и цветки – над поверхностью земли.

2. Прибрежные растения – корни - в грунте под водой, а большая часть побега – в воздухе.

3. Растения – генераторы кислорода – само растение находиться в толще воды, а его цветки (если они есть) – на поверхности воды, либо под водой.

4. Растения, плавающие на поверхности воды, - их корни находятся в толще воды или донном грунте, листья и стебли плавают близ поверхности воды, цветки (если они есть) находятся на поверхности воды или над водой.

5. Растения, у которых корни находятся в донном грунте, листья – на поверхности воды, цветки – на поверхности или над водой.

К последней группе относятся различные виды семейства кувшинковых (Nymphaeaceae) и, в первую очередь, виды и сорта родов кувшинок (Nymphaea candida), кубышек (Nyphar luteum) и нимфейника (Nymphoides peltata). Количество сортов одних только кувшинок насчитывает несколько десятков. В зависимости от размера цветков и листьев их делят на четыре группы: карликовые, мелкие, средние и крупные. Из кубышек в декоративных целях выращивают несколько видов и сортов. Среди специалистов – озеленителей нет единой классификации видов и тем более сортов нимфейных растений. Тропические кувшинки не пригодны для выращивания в открытых водоемах средней полосы нашей страны.

Плавающие растения затеняют воду; это предохраняет ее от перегрева и препятствует развитию микроводорослей. Растения размещают на солнечной стороне стоячих водоемов. Некоторые виды выдерживают небольшое затенение и текучесть вод.

Плавающие на поверхности воды растения достаточно быстро разрастаются и могут покрыть поверхность водоема сплошным ковром. В больших водоемах рост этих растений трудно ограничивать. Многие растения этой группы осенью образуют зимующие почки (турионы), которые опускаются на дно, где находятся до начала следующего вегетационного периода. Наиболее неприхотливыми растениями являются: водокрас (Hydrocharis morsus-ranae), все виды рясок (Lemna), многокоренник (Spirodela polyrrhiza), некоторые виды водяного ореха (Trapa), телорез (Stratiotes aloides), пузырчатка (Utricularia vulgaris) и др.

  Растения – оксигенераторы являются одной из основных групп, виды которой предотвращают загрязнение воды, служат кормом и местом нереста многих рыб. Подводные части растений поглощают из воды минеральные вещества и углекислый газ и препятствуют развитию водорослей. Наиболее неприхотливыми растениями являются следующие виды: роголистник темно-зеленый (Ceratophyllum demersum), элодея канадская (Elodea canadensis), уруть (Myriophyllum spicatum, M. verticillatum), виды рода рдестов (Potamogeton).

  Прибрежные растения в композиции с плавающими растениями выполняют декоративную функцию, смягчая границу между водой и берегом; их цветы и листья во время вегетационного периода хорошо украшают водоем. Видов прибрежных растений очень много. Самыми распространенными являются: аир (Acorus), частуха (Alisma), калужница (Caltha), осока (Carex), ситник (Juncus), ирис = касатик (Iris), лебелия (Lobelia), незабудка (Myosotis), стрелолист (Sagittaria), камыш (Scirpus), ежоголовник (Sparganium), рогоз (Typha) и др.

  Болотные растения (гидроботаники данную группу растений относят к «прибрежным») требуют влажной, не пересыхающей и богатой органическим веществом почвы. В то же время они не выносят застоя воды. Наиболее известные и применяемые для озеленения следующие растения: - волжанка (Aruncus), астильба (Astilbe), таволга = лабазник (Filipendula), купальница (Trollius), гравилат (Geum), лилейник (Hemerocallis), фукция (Hosta), ирис (Iris), бузульник (Ligularia), лобелия (Lobelia), вербейник (Lysimachia), дербенник (Lythrum), горец (Polygonum), примула = первоцвет (Primula) и др.

  Более подробно об особенностях биологии декоративных растений, агротехнике выращивания, способах размножения тех или иных видов и сортов, защите от вредителей освещается в специальной литературе (Илюхина, 2002; Хессайен, 2003).

 

Сапробность (от греческого sapros – гнилой) – физиолого-биохимические свойства организма (сапробионта), обусловливающего его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ, поступающих в водоем преимущественно с хозяйственно-бытовыми стоками (Макрушин, 1974).

По мере возрастания антропогенной загрязненности водоемов увеличивались и усилия по исследованию этого явления. Появилась потребность в более или менее универсальном показателе загрязнения – причем таком, который поддавался бы относительно простой оценке и при этом имел бы прогностическую ценность – то есть отражал реальное качество воды и пригодность ее для различных хозяйственных целей. Ни один химический показатель не годится для этой цели, поскольку загрязнители воды весьма многообразны, и химические реакции на них в водоемах также нелинейны. Наиболее корректный химический показатель – содержание в воде растворенного кислорода. Большинство загрязнителей воды имеют органическую природу, в водоемах они подвергаются разложению микроорганизмами, при этом быстро расходуется кислород (вплоть до его полного исчерпания в воде). Однако, на практике измерять содержание кислорода очень неудобно, главным образом в силу высокой изменчивости этого показателя (он зависит от времени суток, погоды, расстояния до поверхности воды и многих других динамичных факторов).

Наиболее практичный критерий предложили биологи, показавшие, что водные организмы, как правило, реагируют на уровень загрязнения в целом, независимо от конкретных источников загрязнения. Уже в 1908-1909 гг. Кольквитц и Марссон разделили ряд изученных ими гидробионтов по степени чувствительности к загрязнению, а сами водоемы – на классы загрязненности, соответствующие определенным группам обитателей. Сама мера загрязнения (и мера чувствительности гидробионта к нему) получила название сапробности.

Биологический смысл понятия сапробности заключается примерно в следующем. При нарастании органического загрязнения водоема в толще воды и особенно на дне параллельно возрастает содержание мертвого органического вещества (как правило, легко разлагаемого) и понижается содержание кислорода (именно из-за гниения органики); то есть сдвигается органико-кислородный баланс. Сапробность и есть мера этого баланса. Повышение сапробности угнетает одни организмы (из-за недостатка кислорода), но благоприятно для других (требовательных к большому количеству пищи), то есть вызывает смену состава водных сообществ. Дело в том, что и в природе (без всяких антропогенных загрязнений) разные водоемы имеют разный естественный фон сапробности, и их обитатели также приспособлены к разным условиям. Одни водоемы (горные и северные озера, горные реки и ручьи) несут очень мало органических веществ и всегда насыщены кислородом – олигосапробны. Другие (большинство равнинных рек и озер) имеют умеренный фон органического питания (мезосапробны). Наконец, многие мелкие стоячие водоемы (пруды и болота), особенно в теплых и засушливых районах, перенасыщены разлагающейся органикой и почти лишены растворенного кислорода (полисапробны). Соответственно, коренные обитатели этих зон называются олиго-, мезо- и полисапробами. Было замечено также, что полисапробные организмы обычно лучше переносят и химические загрязнения (например, ядохимикатами или тяжелыми металлами), а также повышенную температуру и минерализацию воды. Это дает возможность применять сапробность и для оценки промышленных загрязнений водоемов.

Строгого соответствия между сапробностью и гидрохимическими показателями воды нет и быть не может. На качественном уровне еще Кольквитц и Марссон описывали химические градации сапробности следующим образом:

Олигосапробная зона – чистые воды, соединения азота в форме нитратов, вода насыщена кислородом; углекислоты в воде мало, сероводорода нет.

β -мезосапробная зона – соединения азота в форме солей аммония, нитритов и нитратов; кислорода обычно много, но возможны заморы у дна и ночью из-за прекращения фотосинтеза, сероводород иногда в небольшом количестве, характер биохимических процессов окислительный.

α -мезосапробная зона – присутствуют амино- и амидо- кислоты, условия среды полуанаэробные, характер биохимических процессов востановительно-окислительный; присутствует сероводород.

Полисапробная зона – в воде разлагающиеся белки, условия среды анаэробные, характер биохимических процессов восстановительный, в воде много сероводорода.

Предложенная концепция сапробности стала основой для биоиндикации – оценки качеств (и загрязнения) воды и водоемов (главным образом пресных) в целом по составу обитающих там организмов. В 1955 г. Пантле и Букк предложили так называемый индекс сапробности для оценки уровня загрязненности вод.

Индекс сапробности Пантле-Букка вычисляется по формуле:

,

где s – сапробность каждого индикаторного вида, найденного в пробе, h – обилие этого вида, выраженное в баллах от 1 до 5 (случайные находки – 1, частая встречаемость 3, массовое развитие – 5). Таким образом, сам индекс – это среднее значение сапробности всех найденных видов, с учетом их обилия. Была принята следующая числовая шкала для сапробности (как организмов, так и водоемов): олигосапробы – 1, β -мезосапробы – 2, α -мезосапробы – 3, и полисапробы – 4.

Дальнейшие модификации индекса сапробности Пантле-Букка сводились главным образом к изменению списка индикаторных таксонов. Эти списки стали разрабатываться раздельно для разных экологических групп гидробионтов (фитопланктона, зоопланктона, зообентоса, макрофитов и рыб). Наибольшую известность получила модификация Сладечека, разработанная для оценки загрязнения водотоков Западной Европы (Sladecek, 1973). В ряде модификаций вместо индикаторных видов используются роды или даже семейства гидробионтов. Эти таксоны гораздо легче в определении и имеют более широкие ареалы (что очень удобно), но нередко включают виды с несколько различной сапробностью (что снижает точность оценки).

На самом деле даже многие индикаторные виды встречаются в водах нескольких смежных зон сапробности, что дает погрешность при установлении сапробности водоема в целом. В этой связи Зелинка и Марван в 1961 году предложили понятие сапробной валентности – распределения встречаемости каждого вида по зонам сапробности. Для учета сапробной валентности при вычислении индекса сапробности авторы ввели так называемый индикаторный вес (J) в баллах от 1 до 5, показывающий специфичность вида к определенно сапробной зоне. Виды с индикаторным весом 5 наиболее строго приурочены к какой-то сапробной зоне, а с весом 1 – часто встречаются в нескольких зонах.

Изложенные выше положения стали базовыми для целой области знаний, в которой разработано множество (не менее нескольких десятков) разных способов оценки качества воды и их модификаций (обзор см. Макрушин, 1974; Семенченко, 2004). Они требуют различного уровня определения (и подготовки специалистов), несколько разных методов сбора проб, рассчитаны на применение в разных регионах или для определенных типов водоемов, но практически все прямо или косвенно связаны с концепцией сапробности.

Цветение воды

Цветение воды — важная проблема природопользования.

Цвете́ ние воды́ - развитие фитопланктона, вызывающее изменение цвета воды.

Вызывается быстрым размножением водорослей в водоёме. Может произойти и в пресной, и в морской воде, но в основном наблюдается в пресных стоячих водах (пруды, бассейны, озёра). Как правило, только один или небольшое число видов фитопланктона участвуют в конкретном цветении. Окраска воде придаётся в связи с высокой концентрацией пигментированных клеток. Вода часто становится зелёного, но также может быть жёлто-коричневого или красного цвета, в зависимости от вида водорослей.

Несмотря на отсутствие официально признанного порогового уровня, нормальным показателем можно считать концентрацию водорослей от сотен до тысяч клеток на миллилитр, в зависимости от их размера. При цветении концентрация водорослей может достигать миллиона клеток на миллилитр.

 Для мониторинга цветения воды используется измерение биомассы водорослей в сочетании с анализом их видового состава. Широко используется оценка биомассы через измерение концентрации хлорофилла. Пиковое значение концентрации хлорофилла для олиготрофных (бедных органикой) озёр составляет около 1–10 мкг/л, в то время как для эвтрофных(богатых органикой) оно может достигать 300 мкг/л, в случае гипертрофированности максимум может достигать 3000 мкг/л.^{[1] [2]}

Развитие цветения

Спутниковое изображение цветения Берингова моря, вызванного кокколитофоридами, 1998 год

Цветение воды является результатом наличия в воде избыточных питательных веществ, особенно фосфора.^[3] Избыток углерода или азота не является причиной цветения воды.^[4] Введение в гидроценоз фосфатов в высоких концентрациях вызывает рост и размножение водорослей и высших растений. Последние в этих условиях вытесняются и отмирают. Мёртвое органическое вещество становится пищей для бактерий, которые его разлагают. Чем больше пищи, тем больше развивается бактерий и тем меньше в воде растворённого кислорода, используемого ими. Когда содержание растворённого кислорода уменьшается, многие рыбы и водные насекомые начинают погибать. Цветение может приводить к образованию зон замора.

Ярко-зелёное цветение является результатом размножения синезелёных водорослей, которые фактически являются бактериями (цианобактерии). Цветение также может вызываться макроводорослями, которые не относятся к планктону. Его можно узнать по крупным лопастям водорослей, прибиваемых к берегу и делающих воду тёмной. Впервые «чёрные воды» были описаны во Флоридском заливе в январе 2002 год.а

Некоторые виды водорослей производят нейротоксины, в больших концентрациях эти яды могут вызвать серьёзные последствия для живой природы.

Цветение водорослей иногда происходит в питьевой воде. В таких случаях от токсинов можно избавиться с помощью стандартных процедур очистки воды.

Цветение можно наблюдать в пресноводных аквариумах, когда рыб перекармливают и избыточные питательные вещества не поглощаются растениями. Оно обычно не опасно для рыбы, и ситуация может быть исправлена путём замены воды, а затем уменьшения количества выдаваемой пищи.

Цветение водоёмов может происходить и под толстым ледовым покровом

 

 

⇐ Предыдущая3456789101112

Поделиться: