Высшая водная растительность (макрофиты)

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 26Следующая ⇒

Макрофиты играют как положительную, так и отрицательную роль в формировании качества воды. Они являются мощными агентами очистки воды от солей; в то же время обильное их развитие снижает скорость течения реки, что приводит к заилению, обильному развитию перифитона, зоопланктона и фитопланктона, способствующему эвтрофикации водоема. Кроме того, разлагаясь в осенне-зимний период, макрофиты служат источником дополнительного загрязнения реки.

Воздушно-водные и погруженные растения могут произрастать при больших динамических нагрузках, когда максимальная придонная скорость не в состоянии перемещать грунт. Растения с плавающими листьями способны образовывать фитоценозына участках, где придонные максимальные скорости не превышают 0, 2 м/с.

Водная растительность лучше развивается на глинистом, хуже – на песчаном дне. Глубина при этом колеблется от менее чем 0, 3 до 2 – 3 м. Скорости течения также изменяются от 0, 3 – 0, 4 до 0, 6 – 0, 7 м/с. Скорости выше приведенных лимитируют развитие водной растительности.

Группы макрофитов. Наиболее распространены представители трех экологических групп растений: воздушно-водных – тростник, рогоз, камыш, манник и др; погруженных – рдест, уруть, элодея, роголистник; с плавающими листьями – кувшинки, водокрас, рясковые.

Водные растения плавающие – водные растения, не имеющие органов прикрепления к грунту (к этой группе относятся макрофитные планктонные водоросли, а также некоторые сосудистые растения – Hydrocharis, Lemna, Salvinia natans и др.).

Водные растения прикрепляющиеся – водные растения, органы прикрепления к грунту которых выполняют только функцию фиксации организма и не участвуют в его снабжении элементами минерального питания (к этой группе относятся макрофитные бентосные водоросли, мхи и печёночники, а также некоторые сосудистые растения – ряд таксонов Podostemaceae, Utricularia intermedia).

Водные растения укореняющиеся – водные растения, специальные органы прикрепления к грунту которых помимо фиксации организма выполняют также функцию снабжения его элементами минерального питания (к этой группе относиться большая часть сосудистых водных растений).

Воздушно-водные растения, или гелофиты – укореняющиеся растения, вегетативное тело которых расположено как в воде, так и над её поверхностью. Растения данной группы занимают прибрежные мелководья с глубиной до 1 (2) м. По высоте побегов их делят на высокотравные (Phragmites australis, Scirpus lacustris, Typha angustifolia и др.) и низкотравные (Butomus umbellatus, Sagittaria sagittifolia, Sparganium erectum и др.).

Истинно-водные растения, или гидрофиты – растения, которые для нормального прохождения своего жизненного цикла требуют постоянного контакта своего вегетативного тела с водной средой. Различают растения, плавающие в толще воды (Ceratophyllum demersum, Lemna trisulca), погружённые укореняющиеся или прикрепляющиеся растения (Myriophyllum, большинство Potamogeton, харовые и прочие крупные водоросли), укореняющиеся растения с плавающими на воде листьями (Nuphar, Nymphaea, Persicaria amphibia, некоторые Potamogeton) и растения, плавающие на поверхности воды (Hydrocharis, Lemna, Spirodela).

Растения уреза воды (гигрогелофиты) – растения, типичными местообитаниями которых является низкие уровни береговой зоны затопления, зона контакта берега и водного тела (т.е. уреза воды) и прибрежные отмели с глубиной до 20 (40) см; многие из них типичны для окраин озёрных сплавин (Agrostis stolonifera, Bolboschoenus maritimus, Calla palustris, Caltha palustris, Carex acuta, Catabrosa aquatica, Cicuta virosa, Comarum palustre, Eleocharis acicularis, Glyceria fluitans, Iris pseudacorus, Lythrum salicaria, Oenanthe aquatica, Ranunculus lingua, Rorippa amphibia, Rumex hydrolapathum, Sium latifolium).

Земноводные растения – растения, которые могут пройти весь свой жизненный цикл как по типу истинно-водного, так и по типу наземного растения (Callitriche palustris, Elatine hydropiper, Persicaria amphibia и др.).

Зарастание водоемов. Зарастание – процесс появления и развития растительного покрова на акватории водоёма или водотока, который завершается переходом водной экосистемы в болотную.

Зарастание водоемов происходит в результате выноса в них минеральных и органических веществ с водосбора, а также отложения отмирающих организмов, приводящих к обмелению и эвтрофикации водоемов.

Как правило, зарастание водоемов начинается со дна (от берега к центру). Второй путь зарастания: от центра к берегам, путем нарастания сплавины – мощного травяно-мохового ковра, плавающего на поверхности воды.

Небольшие заросли подводной растительности выполняют положительную роль в водоеме, так как они являются местом нереста фитофильных рыб. Если же водные растения занимают более 25 % площади водоема, то они оказывают отрицательное влияние на ихтиофауну.

В этом случае снижается рыбопродуктивность водоема и ухудшается его гидрохимический режим. В темное время суток растения могут создавать дефицит кислорода в воде и тем самым вызвать замор рыбы в водоеме.

Для предотвращения указанных негативных явлений в водоеме жесткую надводную растительность (камыш, рогоз, тростник) выкашивают при помощи камышекосилок. Мягкую подводную растительность удаляют из водоема при помощи водяной бороны – деревянного треугольника с зубьями из гвоздей с прикрепленными по углам крюками. Биомассу зеленых растений используют как органическое удобрение в озерных хозяйствах и в качестве корма для домашнего скота. Плавающая растительность – ряска – является прекрасным кормом для водоплавающей птицы. Ее удаляют из водоема специально сконструированными небольшими бреднями.

В водоемах с пологими, низкими берегами болотная растительность располагается концентрическими кругами. В местах наибольшей глубины (около 6 м) на дне произрастают водоросли. Эти места называют поясом микрофитов (от греческих слов «микрос» – маленький и «фитой» – растение). На меньших глубинах пояс микрофитов переходит в пояс макрофитов (от «макрос» – большой). Здесь растут под водой более крупные растения: зеленые водоросли – хара, нителла, мхи и некоторые цветковые растения – рдест узколистный, роголистник.

Ближе к берегу, на глубине не меньше 3 м располагается пояс широколистных рдестов. Кроме рдестов здесь растет уруть с сильно рассеченными листьями, распластанными в толще воды. За этим поясом идет пояс кувшинок. Здесь раскрывают свои нежные лепестки белые кувшинки (водяные лилии), рядом скромные кубышки с желтыми цветками, слегка покачивается на прибрежной волне рдест плавающий. У растений пояса кувшинок корневища скрыты в иле на глубине от 2, 5 до 4 м, а листья – обычно широкие, с длинными черешками – плавают на поверхности воды.

На меньших глубинах – от 1, 5 до 3 м – развивается пояс камышей. Камыши, тростники и хвощи образуют здесь сравнительно плотную травянистую массу. Еще ближе к берегу расположены пояс крупных осок и пояс мелких осок. В этих двух поясах вода сильно прогревается и болотные растения более разнообразны. Кроме осок здесь растут стрелолист, сусак, ежеголовник, частуха, ситняг, лютик, ирис болотный. У некоторых из этих растений листья на различной глубине принимают разные формы – подводную, плавающую и надводную. Пояс мелких осок примыкает к самому берегу. Дальше идет уже наземная растительность.

Ежегодные отложения остатков отмерших растений приводят к обмелению водоема. Растительные пояса сменяют друг друга, передвигаются от берега к центру, сжимая открытую водную поверхность все более тесным кольцом. В конце концов наступает время, когда на месте бывшего водоема остается один пояс мелких осок. Так водоем превращается в осоковое болото. Водоемы, которые у берегов очень глубоки, или водоемы со спокойной, защищенной от ветра поверхностью часто заболачиваются нарастанием сплавины.

Самоочищение

Об очистительной способности реки известно давно. Этим свойством владеет живое вещество реки. По своей производительности оно может сравниться с огромной очистительной фабрикой. Нам следует полнее ее использовать и, что намного важнее, не мешать ей работать своим вмешательством.

В реке каждый компонент гидробиоценоза выполняет определенную функцию по очистке воды. Моллюски, например, пропускают через себя (одна особь) за сутки до 3 л воды, очищая ее от всех примесей, в том числе и от взвешенных частиц. Особо следует остановиться на значении высших водных растений в процессах самоочищения. Эти растения жестко прикреплены к субстрату и являются основой для образования сложных гидробиоценозов, очистительная способность которых превосходит таковую почти всех гидробионтов, взятых в отдельности. Функция высшей водной растительности в водотоках разнообразна и многочисленна: они поглощают и аккумулируют биогенные элементы и органические соединения, являются хорошими фильтраторами, могут выступать также в качестве детоксикаторов пестицидов и других токсических загрязнителей, попадающих в водоемы и водотоки со сточными водами.

Велика роль высших водных растений в процессах поглощения и накопления минеральных элементов поступающих в водотоки со стоком с сельскохозяйственных угодий и других площадей водосбора. Этим растениям присуща избирательная способность в поглощении азота, фосфора, калия и других элементов. Наибольшая интенсивность поглощения макрофитами минеральных веществ наблюдается в период развития и усиленного роста. В основе процесса самоочищения лежит круговорот биогенных элементов в водотоке (водоеме), в котором роль высших водных растений чрезвычайно велика. Наиболее активно поглощаются и используются растениями азот, фосфор, калий, железо, хлор и марганец. Азот и фосфор аккумулируются почти всеми растениями в одинаковом количестве (табл. 13.2). Остальные биогены поглощаются и аккумулируются в неодинаковых количествах.

Таблица 13.2

Накопление некоторых биогенных элементов высшими водными растениями, % на сухое вещество

Объект исследования	Элементы
Азот	Фосфор	Калий	Кальций	Марганец	Натрий	Хлор
Тростник обыкновенный	2, 17	0, 35	1, 70	0, 38	0, 10	0, 14	1, 36
Рогоз узколистый	2, 52	0, 41	1, 19	1, 07	0, 15	0, 51	1, 20
Камыш озерный	2, 34	0, 39	2, 37	0, 89	0, 12	0, 40	1, 56
Сусак зонтичный	2, 66	0, 40	4, 36	1, 36	0, 21	0, 43	1, 17
Частуха подорожниковая	2, 09	0, 55	2, 89	1, 20	0, 16	0, 36	1, 87
Рдест пронзеннолистный	2, 02	0, 53	2, 01	0, 95	0, 33	0, 33	1, 55

Наибольшая интенсивность поглощения и аккумуляции биогенов наблюдается в начале вегетации и в конце лета, обычно в августе. К концу вегетации количество биогенных элементов в надземной части растений резко снижается. Межвидовое различие по содержанию биогенных веществ в течение вегетационного сезона объясняется видовой спецификой обмена веществ и особенностями фенологического развития растений.

Таким образом, заросли высших водных растений являются фактором, непосредственно участвующим в процессе формирования качества воды в реке. При разработке мероприятий по охране вод от загрязнения биогенными элементами с использованием высших водных растений необходимо учитывать пути движения биогенов в растениях. Накопившийся за период вегетации биогенный элемент, например азот, к ее концу аккумулируется в подземных органах – корневищах.

Величина накопления биогенных элементов зависит от биомассы высших водных растений. Количественным показателем поглощения биогенов макрофитами является коэффициент накопления – отношение концентрации биогена в растениях к его содержанию в воде.

Не менее важная водоохранная роль высших водных растений заключается в их способности поглощать и аккумулировать токсические загрязнители водной среды, особенно пестициды. Их поглощение бывает активным и пассивным, Преобладание того или другого типа определяется природой соединения, его концентрацией в среде и видом растения. Поглощение высшей водной растительностью токсических веществ и их аккумуляция, особенно в корневой системе, способствует самоочищению водотока (водоема) от токсических агентов путем исключения их из круговорота веществ.

⇐ Предыдущая 17 18 19 20 21 222324 25 26 Следующая ⇒