Водная и прибрежная растительность
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Ботаники и генетики»
РЕФЕРАТ
по ботанике
Тема: Водная и прибрежная растительность
Выполнил: Николаева Е.Ю.
Проверил: Прусова Н.Г.
Курган, 2012
Содержание
Введение
. Прибрежно-водные растения
. Водные растения
. Водная и прибрежная растительность Зауралья
Вывод
Список литературы
Введение
Наша страна богата водоемами. Некоторые республики и области с полным основанием можно назвать озерными. В одной только Карелии их насчитывается 44 тысячи. А сколько в стране водохранилищ, рек, всевозможных прудов, не счесть. И все они являются местом обитания не только рыб и беспозвоночных, но и прибрежно-водной растительности.
В прибрежье плавает ряска, в толще воды обосновались роголистник, рдесты, уруть, хара. Берега заросли тростником, рогозом, камышом, а чуть дальше - в открытой части водоема находятся кувшинки, кубышки, водяная гречиха и другие растения с плавающими листьями. В толще воды обитает огромное количество микроскопических водорослей.
1. Прибрежно-водные растения
Прибрежно-водные растения - это не только пищевой компонент для организмов, но и среда обитания. Ряд насекомых использует заросли погруженных растений для откладывания на них яиц, питания личинок, в качестве убежищ. В их зарослях многие виды рыб мечут икру. Спросите, какие? Это все те, кого мы любим ловить на удочку - лещ, сазан, окунь, щука, карась, язь, плотва, вобла, линь и многие другие. Здесь же происходит нагул молоди и взрослых рыб, которые питаются обитающими там простейшими, рачками, червями, моллюсками, личинками насекомых и, конечно, самими же растениями. Мальки рыб находят среди зарослей укрытия от хищников и неблагоприятных условий окружающей среды. В водохранилищах, в которых часто сбрасывают воду, вместе с растениями гибнет икра и молодь многих видов рыб.
Водные растения вместе с микроскопическими водорослями обогащают воду кислородом, регулируют концентрацию углекислоты, кислотность, влияют на минеральный состав вод и весь гидрохимический режим водоемов. В зарослях растений формируются благоприятные температурные условия и газовый режим, способствующие размножению и интенсивному росту животных. В зоне произрастания погруженных растений физико-химические процессы более динамичны, чем в открытых участках. Этому способствуют не только сами растения, но и их обрастатели (перифитон), а также обитающие в зарослях бактерии, планктонные и донные организмы. Видовое разнообразие животных и растений в зарослях макрофитов значительно выше, чем в открытой части водоема.
При умеренном зарастании водоемов создаются благоприятные условия для развития фитофильной фауны планктонных и донных организмов. Богатые растительными остатками донные отложения представляют собой питательную среду для обитающих там организмов. Они потребляют органическое вещество и таким способом принимают участие в очищении водоемов. Сами же используются в пищу большинством видов рыб и водоплавающих птиц. Масса живых организмов в зарослях растений во много раз выше, чем в открытой части водоема. С одного квадратного метра площади прибрежной зоны водоема можно собрать до 500 граммов животных.
Бентос водоемов (организмы, обитающие на дне) состоит из личинок насекомых (хирономид и других двукрылых, ручейников, стрекоз, поденок), олигохет, моллюсков, ракообразных и др. В зарослях наибольшего развития достигают олигохеты, хирономиды и моллюски. Они служат кормом для рыб, водоплавающих птиц, норки, выдры, выхухоли, обитающих по берегам водоемов. Олигохеты (черви) встречаются на илистом грунте стоячих водоемов и в загрязненных водах, особенно если в водоем поступают стоки животноводческих ферм. Численность олигохет достигает нескольких тысяч экземпляров на 1 м2 площади.
Моллюски являются существенным компонентом биоценоза. Брюхоногие моллюски или улитки - второй после насекомых по разнообразию и значимости компонент пресноводного макробентоса. Большинство видов обитает в зарослях водных растений. Питаются они в основном растительной пищей; обгрызают зеленые и отмирающие ткани растений, соскабливают перифитон или заглатывают иловые частицы. В зарослях растений обычны прудовики, катушки, затворки, живородки, чашечки, физы, битинии и др. Численность отдельных видов достигает 500 экземпляров на 1 м2 площади прибрежья водоема.
В зарослях прибрежно-водной растительности широко распространены личинки стрекоз, ведущие, как и взрослые насекомые, хищный образ жизни. Они охотятся главным образом на мелких беспозвоночных (личинок поденок, жуков, двукрылых, рачков). Из стрекоз среди растений живут многие виды родов лютки, стрелки, коромысла, бабки и др.
Одна из преобладающих групп бентоса - хирономиды - личинки комаров. Они больше известны под названием мотыль. Хирономиды играют важную роль в очищении водоемов. Специалисты подсчитали, что с 1 га поверхности рыбоводных прудов вылетает до 18 млн. этих насекомых, что составляет - 4 кг сырой массы насекомых. В естественных водоемах эта цифра еще выше, достигает 20 миллионов экземпляров на 1 га (или 2 тысяч с 1 м2 площади).
В зарослях растений зарегистрировано большое количество видов фитофильных ракообразных. Численность отдельных видов рачков достигает 40 тысяч на одном растении. Наиболее богато представлены ракообразные на погруженных растениях; их численности достигает 20 тысяч на одном килограмме растений.
Водная растительность выполняет еще одну важную функцию, защищает водоем от загрязнений. С поверхностными стоками в водоем поступает большое количество органических и минеральных веществ, удобрения, тяжелые металлы, моющие средства, нефтяные загрязнения. Густые заросли водных и прибрежных растений. являются своеобразным фильтром, механически задерживают минеральные и органические взвеси, коллоиды. Оседанию взвеси способствует замедленное течение в зоне зарослей и слизь на поверхности погруженных растений.
. Водные растения
Водные растения - многолетние (реже однолетние) растения, необходимое условие жизни которых - пребывание в пресной (большей частью), солёной или солоноватой воде.
Одни из них самая многочисленная группа, состоит преимущественно из однодольных погружены в воду полностью или большей своей частью (гидатофиты), сюда относятся все формы, гибнущие вне воды и неспособные к сухопутной жизни; они держатся на незначительных глубинах пресных и солёных вод или плавают на поверхности. Другие погружены в воду только нижней частью (гидрофиты), переживают временную засуху или требуют, чтобы только корни их были обильно увлажнены; это мелководные, прибрежные и болотные формы.
Резкой границы между гидатофитами и гидрофитами не существует.
К водным растениям условно можно отнести также и водоросли обширную группу организмов, которую ранее относили к растениям.
Обитание в водной среде обусловило особые черты организации водных растений: значительное увеличение поверхности тела в сравнении с его массой, что облегчает поглощение необходимых количеств кислорода и других газов, которых в воде содержится меньше, чем в воздухе. Увеличение поверхности растения достигается развитием больших тонких листьев (рдесты), расчленением листовой пластинки на тонкие нитевидные участки (уруть, роголистники, водные лютики), сильным развитием воздухоносных полостей и больших межклетников.
Корневая система водных растений развита слабо, корневые волоски отсутствуют: вода с растворёнными в ней минеральными веществами может проникать непосредственно в листья. Большая плотность водной среды обусловливает слабое развитие механических элементов в листьях и стеблях водных растений; немногочисленные механические элементы, имеющиеся в стеблях, расположены ближе к центру, что придаёт им большую гибкость; корни перистые: растениям не требуется поддержка в воде.
У водных растений сильно развита разнолистность (гетерофиллия): подводные, плавающие и надводные листья на одном и том же растении значительно различаются как по внутреннему, так и по внешнему строению. Так, подводные листья не имеют устьиц; у плавающих на поверхности воды листьев устьица находятся только на верхней (адаксиальной) стороне, у надводных (воздушных) листьев устьица - на обеих сторонах.
Так как интенсивность света в воде резко снижается, у многих водных растений в клетках эпидермиса имеются хлорофилловые зёрна.
У водных растений слабо развиты или даже отсутствуют сосуды в проводящих пучках.
Некоторые водные растения приспособились к периодическому высыханию водоёмов (например, Частуха, Стрелолист, Жеруха).
Во флоре России и сопредельных стран насчитывалось около 260 видов цветковых водных растений, преимущественно однодольных.
. Водная и прибрежная растительность Зауралья
Речная сеть равнинного Зауралья и огромное количество мелководных озер различного происхождение обусловливают развитие пестрой картины прибрежной, водной и займищно-болотнорй растительности. Вслед за А.А. Генкелем (1935), И.Д. Богдановской-Гинэф (1974) и В.М. Катанской (1971. 1979, 1981), В Зауралье Мы выделяем несколько основных типов водно-болотных местообитаний, а именно: водоемы проточного характера (реки и ручьи, промывные пойменные озера); замкнутые водоемы ( водораздельные пресные и соленые озера разной минерализации, боровые озера); зарастающие озера (тростниковые займища и осоковые болота на разных этапах зарастания).
Растительность водоемов Зауралья слагают не менее 118 прибрежно-болотных и 55 водных видов сосудистых растений: земноводных, полностью погруженных, плавающих на поверхности или имеющих плавающие листья. Это число дополняет около 60 лугово-болотных и 63 болотно-лесных видов, способных выдерживать длительное затопление.
Список водорослей водоемов Зауралья (Науменко, Суханов, 1999) включил 262 вида, подвида и разновидности, принадлежащих к 8 отделам: Cyanofphyta, Eyglenophyta, Dinophyta, Chrysophyta, Bacillariophyta, Rodophyta, Xanthophyta, Chlorophyta. Водоросли лесостепного Зауралья относятся к 12 классам, 61 семейству и 135 родам. Материалами наших сборов в открытых водоемах Зауралья подтверждено 94 рода, 39 приводятся по данным литературы ( Воронихин, 1940, 1953), 2 представлено ископаемыми видами диатомовых.
В сложении растительного покрова водоемов Зауралья участвуют 80-90 формаций, по распределению которых В.М. Катанской (1971) выделено 14 основных групп (типов) озер. Следует подчеркнуть, что растительность многих водоемов имеет комплексных характер, в силу чего их типология затруднена. Общая черта растительности открытых водоемов разных типов ( за исключением соленых, где сообщества высших растений отсутствуют) - обязательное участие тростника Phragmites australis в прибрежных ассоциациях.
В воде проточных и замкнутых пресных водоемов обычны ассоциации с участием широколистных рдестов (Potamogeton perfoliatus, P lucens), узколистных рдестов (P. pectinatus, P. berchtoldii, P trichophyllum, P. pusillus, P. compressus) и других погруженных гидрофитов - роголитника, шелковников, пузырчаток, урути сибирской, ряски трехдольчатой (Ceratophyllum demersum, Batrachium divaricatum, B. trychphyllum, Urticalaria minor, U. vulgaris, Myriophyllum sibiricum, Lemna trisulca.
водный растительность прибрежный зауралье
Вывод
Водная растительность способна поглощать и использовать в процессе метаболизма многие органические и минеральные вещества, в том числе удобрения и моющие средства. В зоне зарослей минерализующая способность организмов значительно выше, чем в открытой части водоема. Это связано с тем, что многие водные растения (такие, как тростник) имеют, кроме почвенных, водные корни, которыми потребляют питательные вещества непосредственно из воды. Этими корнями растения могут потреблять растворенные органические вещества. Общая поверхность таких корней тростника может в 10-15 раз превышать площадь, занимаемую растениями. Роль этих корней в очистке воды от загрязнителей чрезвычайно велика.
Водные растения выполняют функцию сорбента и поглотителя, что ускоряет очищение воды от такого стойкого загрязнителя, как нефть. Так, в присутствии растений разрушение нефти протекает в 3-5 раз быстрее, чем без них. Разложение нефти - это результат совместной деятельности микроорганизмов, обитающих на растениях, и самих прибрежно-водных растений. Первые выступают как основные разрушители загрязняющих веществ, а вторые - как потребители этих окисленных соединений.
Интенсивность развития водных растений зависит от многих факторов, в первую очередь, - от прозрачности и температуры воды, содержания в воде и иле биогенных элементов, величины рН и др.
Все что говорилось о положительной роли водных растений, выполняется лишь в том случае, если они занимают не более 20-30% площади водоема. При интенсивном зарастании начинается заболачивание водоемов, что отрицательно сказывается на их обитателях и в первую очередь рыбе.
В борьбе с зарастанием водоемов тростником, рогозом, камышом используется весенний двухразовый укос, когда растения могут быть использованы на корм животным. В качестве биологических методов борьбы с растениями используются растительноядные рыбы, в частности белый амур. Это достаточно прожорливая рыба; при питании мягкой водной растительностью его суточный рацион достигает 150% массы тела.
Перерабатывая растительность, рыбы-фитофаги не только эффективно трансформируют растительную продукцию в рыбную, но и подкармливают другие организмы отходами своей жизнедеятельности. Экскременты рыб-фитофагов являются пищей для многих донных беспозвоночных, что способствует повышению их продукции, в первую очередь мотыля - ценного корма для многих видов рыб.
В последние годы многие водоемы начинают интенсивно зарастать. Некоторые из них практически полностью покрываются водной растительностью и постепенно превращаются в болото. В природе такое заболачивание водоемов происходит повсеместно, однако протекает оно очень медленно, в течение сотен и тысяч лет. Хозяйственная деятельность человека резко ускорила этот процесс. Смываемые с полей удобрения, бытовые стоки, изменение гидрологического режима водоемов и многое другое приводит к интенсивному росту водной и прибрежной растительности. Так что водные растения из блага превращаются во зло.
Заболачивание водоемов в первую очередь сказывается на газовом режиме, происходит обеднение толщи воды кислородом и наоборот появляются вредные для организмов метан и сероводород. Количество видов организмов резко снижается. Вода из слабощелочной постепенно становится более кислой, в которой может обитать лишь небольшое число видов растений и животных. Кислая болотная вода как бы консервирует отмирающую растительность, постепенно превращая ее в сапропель и торф.
Однако всего этого можно избежать, если своевременно удалять накопившуюся растительную массу, тем более, что ее можно использовать на корм скоту и другие нужды. Водная растительность является полноценным кормом для многих сельскохозяйственных животных и птицы, содержит значительные количества азотистых и минеральных веществ, углеводов, витаминов и других питательных веществ. Во многих странах водную растительность специально культивируют для этих целей.
По содержанию питательных веществ водные растения не уступают кормовым культурам. Так, в молодом возрасте и в период цветения тростник, рогоз, камыш, манник, рдесты, элодея и другие водные растения содержит 11-22% протеина, 1-7% жира, 40-60% безазотистых экстрактивных веществ. Для сравнения, клевер и люцерна содержат 20% протеина, 3% жира и 46% безазотистых экстрактивных веществ. Так что по этим показателям они мало, чем уступают лучшим кормовым культурам. Однако необходимо иметь в виду, что после цветения стебли растений грубеют, и их кормовая ценность резко снижается.
Особый интерес в качестве кормовой культуры представляет родственница ряски - вольфия. Она обитает в южных районах нашей страны и, так же как и ряска, растет на поверхности водоема. Вольфия содержит до 60% крахмала, 20% жира, 10% белка, много различных витаминов, что делает ее прекрасным кормом для молодняка животных и птицы.
Тростник, рогоз и другая прибрежная растительность может использоваться для нужд целлюлозно-бумажной промышленности в производстве бумаги и картона, для получения кормовых дрожжей, в качестве строительного материала. Водную растительность можно использовать для получения метана после ее сбраживания в метантенках, а также в качестве удобрений (после предварительного компостирования). Любое использование этих растений принесет пользу, если не хозяйству, так водоему уж точно.
Специалисты считают, что водная растительность должна представлять собой не дикие заросли, как сейчас, а культурные сообщества. Необходимо научиться их культивировать и использовать растительную массу для хозяйственных нужд. В качестве перспективных культур рекомендуют канадский рис, канареечник, бекманию, а также широко распространенные элодею, ряску, тот же тростник, рогоз и другие. Эти растения обладают высокой продуктивностью.
Культивирование прибрежно-водной растительности позволит увеличить количество растений для повышения очистительной способности водоемов, для увеличения кормовых ресурсов в охотничьих и рыбоводных хозяйствах, укрепления берегов и предотвращения их от размывания. Агротехнические приемы, связанные с культивированием водных растений, в общем, не сложны. Большинство видов растений - многолетники, и их можно рассаживать кусками корневищ или целыми дерновинами. Растения без корневой системы или с недоразвитыми корнями (ряска, телорез, роголистник) пересаживают целиком или частями.
У видов, размножающихся семенами, рекомендуется равномерно разбрасывать свежесобранные семена по поверхности участка. Семена многих растений плавают по поверхности воды, поэтому их предварительно закатывают в комки глины и разбрасывают в прибрежье.
Виды, размножающиеся преимущественно вегетативным способом (кувшинки, кубышки, аир, тростник, камыш, рогоз, и др.), хорошо возобновляются с помощью отрезков стеблей (черенков) и корневищ с покоящимися почками, а также целыми растениями (ряска, элодея, телорез). Стебли и корневища разрезают на части, закрепляют их на дне водоема в прибрежье. Клубеньки равномерно разбрасывают по площади участка или зарывают их неглубоко в грунт. Целые растения помещают в воду в защищенных от ветра участках. Данный способ размножения дает хорошие результаты.
Для растений со смешанным типом размножения (кувшинки, кубышки, рдесты, рогозы, сусак, стрелолист) рекомендуется применять оба способа или чередовать их на разных участках.
Такое рациональное использование растительных ресурсов водоемов позволяет поддерживать их биомассу на том уровне, при котором они приносят максимальную пользу водоему и его обитателям.
Список литературы
1.НауменкоН.И. Флора и растительность Южного Зауралья: Монография. Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2008. стр.73-75
.Водяные растения. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах. СПб., 1890-1907. стр. 217-220
.Поплавская.Г.И. Водные растения. Большая советская энциклопедия. Москва 1971. стр.5-8