Водная и прибрежно-вводная растительность

Содержание.

Введение

Глава 1. Водная и прибрежно-вводная  растительность………………

1.1. Особенности водной и прибрежно-водной растительности..

1.2.Значение водной и прибрежно-водной растительности.

Глава  2. Водоемы Прикамья.

2.1.  Водные ресурсы Пермского края

2.2.  Топология водоемов

Глава 3. Водные и прибрежно-водные растения Пермского края.

Глава 4. Использование водных растений человеком.

1.1.

1.2.

Заключение.

Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

В любой природной зоне можно найти разнообразные водоемы  — озера, пруды, водохранилища и  т. п. Все они, как правило, не лишены растений. Зачастую растения играют здесь  большую роль, развиваясь в массе  у берегов на мелководье, образуя  обширные подводные заросли на дне, а иногда сплошной покров на поверхности  воды.

В Пермский крае насчитывается  86 видов водных травянистых растений, из которых 49 видов являются собственно водными, 5 видов – земноводными, то есть растущими как в воде, так и на суше; остальные – воздушно-водные. Последние чаще растут в воде на мелководьях, но встречаются и по сырым берегам водоёмов (http://www.permecology.ru/report2007/18.html).

Водные растения, фотосинтезирующие организмы, жизненный цикл которых протекает в частично или полностью погруженном в воду состоянии. Размеры их варьируют от микроскопических  до сравнительно крупных. И по форме роста, и по своей систематической принадлежности водные растения весьма разнообразны.

Водные растения – основные продуценты водных экосистем: без них  не могли бы существовать водные животные. В ходе фотосинтеза они не только образуют органические вещества, но и  выделяют в окружающую среду кислород, который аэрирует воду и используется для дыхания рыбами и другими  обитателями водоемов. Поглощая растворенные минеральные вещества, водные растения способствуют самоочищению бассейнов. Наконец, они дают убежище и пищу многим водным насекомым и другим мелким животным, которые, в свою очередь, служат кормом для рыб. Некоторые  виды рыб, в частности из отряда карпообразных, питаются непосредственно макрофитами. Семена, плоды и клубни многих водных растений являются пищей для млекопитающих  и птиц, а некоторые мелкие водные растения (вроде ряски) заглатываются  птицами целиком. Заросли тростника, камыша и других растений служат для прибрежных птиц и млекопитающих надежным убежищем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Водная и прибрежно-вводная  растительность.

1. Приспособления к жизни в водной среде

Растительный мир водоемов многообразен. Мы находим тут не только цветковые растения, но также  некоторые папоротники, хвощи, мохообразные. Богато представлены водоросли. Большинство  их — мелкие, видимые только под  микроскопом. Крупных, хорошо различимых невооруженным глазом, немного.

Водная растительность развивается  главным образом в прибрежье, образуя сплошную или прерывистую полосу вдоль берега различной ширины, вокруг островов и мелей, реже покрывает все ложе водоема. Глубина распространения водных растений зависит от прозрачности воды, изменяясь от 2 до 4 метров, в редких случаях – до 8 метров.

По условиям произрастания  специалисты выделяют четыре группы растительных формаций:

- прибрежно-водная, в которой  представлены водно-болотные растения;

- воздушно-водная (представлены  полупогруженные растения);

- растения с плавающими  на поверхности воды листьями;

- погруженные растения (М. А. Кудряшов, А. П. Садчиков, 2005).

Водная среда одновременно влияет и на форму растительных органов, и на их жизненные отправления; одно и другое находится в тесной зависимости.

Первое, что сказывается  на жизни и строении водяных растений, это самая водная среда; вода со всех сторон окружает растения, погруженные  в нее, и служит основанием, так  сказать пьедесталом, для растений, плавающих на ее поверхности. Выражается это, прежде всего в усиленном росте по сравнению с ростом наземных растений. Вместе с таким быстрым ростом является угнетение полового процесса, и размножение сводится исключительно к вегетативному (Федченко, 1925).

 Для семенного размножения растений водная среда создает специфические условия. Пыльца некоторых представителей водной флоры переносится с помощью воды. Большую роль играет вода и в распространении семян. Среди водных растений немало таких, которые имеют плавучие семена и плоды, способные долгое время оставаться на поверхности, не погружаясь на дно. Подгоняемые ветром, они могут проплыть значительное расстояние. Переносят их, конечно, и течения (http://www.rastitelnyj.ru/vodoemy.htm).

 Жизнь в водной среде  обусловливает иные условия, принятие  питательных веществ и перенос  их по органам растения проходит совершенно иначе, чем у наземных растений. Для большинства водяных растений корни совершенно не имеют значения органов поглощения питательных веществ, так как это поглощение может происходить поверхностью всего растения. Таким образом, большей частью корни являются лишь органом прикрепления или же вовсе не развиваются; в некоторых случаях, как, например, у рясок, корни служат преимущественно органом равновесия, способствующим плаванию растения на поверхности водоема.

Отсутствие потребности  в прохождении воды от корневой системы к листовым органам вызвало в водяных растениях недоразвитие древесины в сосудистых пучках, которая в одних случаях (например, у роголистника) не закладывается вовсе, а в других случаях недоразвитая.

Обилие воды, облегчая некоторые  отправления растения, в то же время  грозит ему некоторой опасностью, именно подвергает растение риску выщелачивания из него необходимых ему веществ. Для защиты от этого водяные растения выработали приспособления в виде выделения слизи, которая у очень многих из них выделяется особыми железами. Эта слизь имеет и другое значение для растений, так как она служит защитой от высыхания их в случае внезапного понижения уровня воды; эта слизь в некоторых случаях, как, например, у рогоза, может служить для уменьшения внутреннего трения органов растения друг о друга. Механическая ткань у водяных растений наоборот, редуцирована или не развивается вовсе, так как вода лучше поддерживает тела, чем воздух. Так как главное напряжение водяным растениям приходится испытывать в виде натяжения, а не изгиба, то механическая ткань, где она имеется, соответственным образом сосредоточена в виде центральных тяжей.

Большое внимание на строение и отправление водных растений имеют особенности газообмена в водной среде. Водное растение усваивает углерод из той углекислоты, которая находится в растворе в воде, и дышит растворенным в ней кислородом.

Для водяных растений совершенно не нужны устьица, так как газообмен  происходит по всей поверхности водяного растения, не прикрытого к тому же кутикулой. Почти у всех водяных растений отсутствуют устьица, и только на верхней поверхности листьев, плавающих  на поверхности воды, устьица развиваются в значительном числе. В случаях, когда растение имеет и наземную и водную форму, устьица имеются, но на водной форме их нет.

Очень ярким приспособлением  к уловлению большего количества газов из раствора является увеличение поверхности листовой пластинки, выражающееся в расчленении ее на мельчайшие, тонкие нитевидные участки.

Наконец, огромное значение для увеличения усваивающей поверхности имеют те воздухоносные полости, которые мы видим у многих водяных растений (камыш, нимфеи и др.); циркулирующий в этих полостях воздух является источником необходимой для растений углекислоты.

Говоря об отношении водяных  растений к свету, необходимо, прежде всего, отметить чрезвычайно быстрое уменьшение количества света по мере погружения в воду. Уже на глубине 5—7 метров количество света так мало, что жизнь высших растений становится почти невозможной.

В листьях многих водяных  растений нет разницы между палисадной тканью и губчатой паренхимой, кутикула отсутствует, в кожице находятся зерна хлорофилла, и она является органом усвоения. Очень сильное освещение, которому случайно подвергаются водяные растения, действует на них так же губительно, как и на теневые наземные растения (Федченко, 1925).

   Характерная особенность среды в водоемах — медленное прогревание воды весной. Вода, обладающая большой теплоемкостью, в весеннее время долго остается холодной, и это отражается на развитии обитателей водоемов. Водные растения поздно пробуждаются весной, значительно позднее, чем сухопутные. Они начинают развиваться только тогда, когда вода достаточно прогреется.

Водная среда обусловливает специфику перезимовки растений. Только у водных растений можно встретить особый способ перезимовки, когда зимуют специальные почки, погружающиеся на дно. Они образуются в конце лета, затем отделяются от материнского организма и уходят под воду. Весной почки прорастают и дают начало новым растениям. Многие обитатели водоемов зимуют в виде корневищ, находящихся на дне. Ни у одного из водных растений зимой не остается живых органов на поверхности водоема, покрытой льдом (http://www.rastitelnyj.ru/vodoemy.htm).

Таковы главнейшие особенности  строения водяных растений, вызываемые влиянием водной среды.

 

1.2.Значение водной и  прибрежно-водной растительности.

Велика роль растений в жизни  водоемов. Образуя огромную биомассу, они являются кормом для многих обитателей вод, их заросли создают убежища, служащие местом нагула молоди промысловых рыб и гнездования водоплавающих птиц. 

Растения ослабляют волнение воды и препятствуют размыванию берегов. В летнее время, в процессе фотосинтеза, они обогащают воду кислородом, необходимым  для дыхания большинства обитателей водоемов. 

Целый ряд прибрежно-водных растений, таких как тростник, камыш, рогоз  и некоторые другие, используются в качестве строительного и плетеночного материала. Среди растений водоемов есть виды съедобные, лекарственные, ядовитые, медоносные, содержащие дубильные вещества, а некоторые могут быть использованы в качестве корма сельскохозяйственных животных. Некоторые виды являются индикаторами качества воды. Растения хорошо очищают воду от вредных различных примесей, выполняя роль мощных биологических фильтров, имеют большое декоративное значение.

Высшие водные растения как индикаторы изменения качества воды наряду с другими организмами находят широкое применение при биологическом анализе и проведении санитарно-гидробиологических исследований. Однако необходимо иметь в виду, что растения обладают довольно широкими географическими и экологическими ареалами, причем в различных физико-географических условиях одни и те же виды могут встречаться в водоемах различного трофического уровня и могут иметь разное индикаторное значение.

При индикации трофности водной среды с помощью отдельных  видов растений могут быть использованы признаки жизненного состояния растений (развитие нормальное, выше или ниже нормального) и общий облик растений.

Чрезмерное развитие или  угнетенное состояние растений свидетельствует  о необходимости обратить внимание на состояние качества воды.

Видовой состав прибрежно-водной растительности позволяет достаточно точно охарактеризовать экологическое состояние экосистемы. В настоящее время широко применяется методика индикации вод по биологическим показателям, которая широко используется в практике гидробиологических исследований.

Большими (по сравнению с  отдельными видами растений) индикаторными возможностями обладают растительные сообщества, так как они размерами своих ареалов способны отражать всякие, даже незначительные изменения в условиях среды (Виноградов, 1964).

Анализ развития водной растительности в водоемах, подверженных разной степени эвтрофирования, позволяет сделать следующие выводы:

       1. Погруженная  растительность достаточно полно  характеризует

состояние водоемов и происходящие в них изменения;

        2. Биомасса  гидрофитов и индекс сапробности,  рассчитанный по индикаторному весу погруженных растений, могут служить показателями

качества воды и степени  эвтрофирования водоемов.

          3. Антропогенное эвтрофирование  водоемов приводит к структурной

перестройке сообщества гидрофитов; в результате изменяется видовой  состав доминирующего комплекса, появляются или исчезают индикаторные виды; по мере возрастания трофности водоема олигосапробные виды уступают место β–мезосапробным, которые, в свою очередь, заменяются α–мезосапробными видами.

         4. Прибрежно-водная растительность  более консервативна, чем

сообщества фито-, зоопланктона и бентоса, поэтому видовой состав

макрофитов, их биомасса и  проективное покрытие могут являться показателями изменения качества воды (Кудряшов, Садчиков,2005).

Глава  2. Водоемы Прикамья.

2.1. Водные ресурсы края.

Водные ресурсы края весьма значительны  и в большей части расположены  благоприятно для нужд народного  хозяйства и населения. По количеству естественных и искусственных водоемов, по водным и гидроэнергетическим  ресурсам Пермский Край занимает первое место на Урале. С территории края стекает около 54 кубических км воды в год.

Водный фонд Пермского края составляют: более 29 тысяч рек общей длиной свыше 90 тысяч километров;

• около 800 озер общей площадью свыше 120 квадратных километров;
• почти 1000 болот, которые вместе с заболоченными лесами занимают более 25 тысяч квадратных километров площади;
• разнообразные виды подземных вод;
• снежники – 2 многолетних снежника находятся на северо–востоке края в Тулымском кряже;
• пещерный лед более чем в 10 карстовых пещерах;
• 3 водохранилища площадью свыше 3 тысяч квадратных километров;
• почти 500 прудов;
• 2 древних межбассейновых канала: Северо-Екатерининский – между Джуричем и Северной Кельтмой и Прокоп – между Чепцой в бассейне Вятки и Куличихой в бассейне Очера;
• свыше 1,3 тысяч километров подземных водопроводов и различных мелиоративных систем.

Реки.

Реки составляют основу гидрографической сети края. Все они относятся к  бассейну одной реки – Камы, крупнейшего  левого притока Волги. По длине Кама (1805 км) – шестая река в Европе после  Волги, Дуная, Урала, Дона и Печоры.

Абсолютное большинство ее притоков – малые, то есть менее 100 км. 42 реки края имеют длину более 100 км каждая, но из них только Кама и Чусовая  относятся к разряду Реки Западного  Урала очень живописны и разнообразны по характеру. Одни – типично равнинные (это все правые притоки Камы: Коса, Уролка, Кондас, Иньва, Обва и другие; некоторые левые: Весляна, Лупья, Южная  Кельтма, Тулва, Сайгатка). У них спокойное  течение, извилистое русло с многочисленными  меандрами, островами, протоками, водной растительностью. Их поймы изобилуют  старицами, озерами и часто заболочены.

Левобережные притоки Камы, берущие  начало в Уральских горах, в верховьях  – типично горные реки с быстрым  течением. По берегам этих рек часто  встречаются обнажения многочисленных камней и живописные скалы. Русло  изобилует перекатами, порогами и  небольшими водопадами. Выходя на равнину, реки теряют свой горный характер.

Основной источник питания рек  Западного Урала – талые воды (более 60% годового стока). Поэтому для  рек края характерны продолжительный  ледостав, высокое весеннее половодье, низкая летняя и зимняя межень. Заметно  влияют на режим рек леса.

В северной части края благодаря  лесам, мощному снежному покрову, а на северо-востоке – горам половодье длится дольше, чем на юге. У рек лесостепного юга продолжительность ледостава меньше, они рано вскрываются весной, летом здесь бывают высокие дождевые и ливневые паводки. На северо-востоке края (бассейн реки Вишеры) реки полноводны круглый год.

Подъем уровня весной превышает 7–10 м, течение быстрое (до 2–3 м/с), воды холодные, ледовый покров мощный. На юге летом реки сильно мелеют и  даже пересыхают. В отдельные малоснежные  суровые зимы малые реки промерзают до дна. На востоке в связи с  высоким развитием карста нередки  исчезающие реки, встречаются вторые подземные русла, водотоки с повышенной минерализацией и жесткостью.

Пруды и водохранилища.

Пруды создавались в Прикамье с самыми различными целями: для  регулирования стока малых рек, для нужд малой энергетики, лесосплава, рыболовства, водоснабжения, орошения, для украшения сельских мест. Самые  крупные пруды:

• Нытвенский (площадью 6,7 кв. км) на реке Нытве;
• Семинский (площадью 5,2 кв. км) на реке Зырянке;
• Очерский (площадью 4,3 кв. км) на реке Травянке.

Наиболее древние были созданы еще 150–200 лет назад при  старинных уральских заводах. Сейчас около пяти десятков таких прудов–ветеранов, как Очерский, Нытвенский, Пашийский, Павловский, Юго-Камский и другие, стали своеобразными памятниками истории и культуры.

В крае есть и более крупные, чем пруды, водоемы–водохранилища, созданные в связи со строительством ГЭС: Камское и Воткинское на Каме, Широковское на Косьве.

Озера.

В Пермском крае представлены самые различные типы озер: глубокие и мелкие, малые и средние, проточные  и бессточные, поверхностные и  подземные, пойменные, карстовые, тектонические, природные и рукотворные, пресные  и соленые, зарастающие, совсем безжизненные и богатые рыбой. Однако большинство  озер – малые, пойменные и безымянные.

По количеству озер Прикамье уступает другим уральским областям. Общая площадь озер Пермского  края составляет лишь 0,1% ее площади.

Самые большие озера находятся  на севере края:

• Чусовское (19,4 кв. км);
• Большой Кумикуш (17,8 кв. км);
• Новожилово (7,12 кв. км).

Самые глубокие озера (все  они карстового происхождения):

• Рогалек (глубина 61 м);
• Белое (глубина 46 м);
• Большое в Добрянском районе (глубина 30 м).

Наибольшую соленость  из поверхностных озер имеет озеро  Игум (25,6 г/л) в Соликамском районе.

Крупнейшим из подземных  в настоящее время считается  озеро в гроте Дружбы народов  в Кунгурской ледяной пещере (около 1300 кв. м). Всего же в этой пещере обнаружено свыше 60 озер. Известны озера и в  других карстовых пещерах – Пашийской, Дивьей, Кизеловской.

Некоторые озера Прикамья охраняются государством. Государственный  заказник на озере Чусовское создан для охраны многотысячных стай перелетных птиц. Заказник на озере Адово призван  сохранить гнездовья редкого в крае лебедя-кликуна.

Болота.

Болота в Пермском крае распространены широко, как верховые, так и низинные. Болота и озера на севере края – следы бывшего материкового оледенения. Часть болот образовалась в результате естественных процессов в малопроточных водоемах. Нередко к заболачиванию приводит хозяйственная деятельность человека: интенсивная вырубка лесов, создание водохранилищ, устройство дамб, прокладка дорог.

В Пермском крае насчитывается  свыше 800 болот, торфяные залежи которых  могут иметь промышленное значение. Но разработка торфа на многих болотах не рекомендована из-за их водоохраной роли, биологических и других ценных качеств. Кроме того, на болотах растут богатые витаминами клюква, морошка, княженица. Многие болота являются неплохими сенокосными угодьями.

Наиболее крупные болота расположены на севере края:

• Большое Камское (площадь 810 кв. км);
• Джурич–Нюр (площадь 350 кв. км);
• Бызимское (площадь 194 кв. км).

 

Подземные воды.

Разнообразие природных  условий края создало множество  их видов. Особенно широко представлены пресные воды, имеющие прекрасные питьевые качества. В последнее время  в Прикамье обнаружено несколько  десятков типов минеральных вод, многие из которых представляют интерес  для курортного строительства. Пока шире всего используются йодо–бромные и сероводородные воды на курортах Усть–Качка, Ключи и в водолечебницах города Перми (http://www.iip.ru/regions/permskiy-kray/vodnye-resursy).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Типология водоемов

Классификация водоемов по трофности предусматривает деление  их на четыре основные группы: олиготрофные, мезотрофные            эвтрофные и дистрофные.

Олиготрофные водоемы  отличаются большой глубиной, высокой

прозрачностью, присутствием кислорода во всей толще воды в течение всего года. Эти водоемы занимают глубокие тектонические и эрозионные впадины со слабо выраженной литоральной зоной. Донные отложения бедны органическим веществом. В озерах такого типа жизнь водных растений ограничена недостатком биогенных соединений и низкой    температурой      воды. Низкоминерализованные водоемы имеют бедный видовой состав прибрежно-водной растительности: общее число видов чаще всего не превышает десятка. Преобладают водяной мох (фонтиналис), полушник озерный, тростник обыкновенный и др. Биомасса прибрежно-водных растений низкая.

Мезотрофные водоемы характеризуются  промежуточным набором признаков, между олиготрофными и эвтрофными. Они наиболее многочисленны на подзолистых почвах лесной и лесостепной зон; в то же время встречаются во всех природно-климатических и географических зонах. В мезотрофных водоемах преобладают серые, глинистые или песчаные донные отложения. Как правило, это водоемы глубиной до 5-30 м и прозрачностью воды – 1-4 м. Очень часто дефицит кислорода наблюдается в самых придонных слоях воды. Дефицит кислорода в толще воды наиболее сильно проявляется в зимнее время. Озера мезотрофного типа зарастают в среднем на 35% (очень часто на 60%). Широкому распространению водной растительности способствуют относительно высокая прозрачность воды, слабощелочная реакция среды, невысокая минерализация. Для мезотрофных озер со следами эвтрофии характерна высокая биомасса прибрежно-водной растительности и относительно богатый видовой состав.

Водоемы, характеризующиеся высокой биологической продуктивностью, получили название эвтрофные. Чаще всего это неглубокие водоемы с обильным поступлением биогенных соединений с

водосборной площади. Они  располагаются в равнинной или  слабохолмистой местности при наличии рыхлых пород. В хорошо освещенном и прогреваемом водоеме наблюдается интенсивное развитие фитопланктона. Его бурное развитие в летние месяцы достаточно часто приводит к “цветению” водоема. Донные отложения богаты органическим веществом и биогенными соединениями. Прозрачность в таких водоемах составляет 0,5-2 м. Растворенный в воде кислород чаще всего наблюдается лишь в поверхностном слое воды. Постепенное увеличение глубины и хорошо выраженная литораль создают    благоприятные     условия   для   развития прибрежно-водной растительности, причем в водоеме преобладают все экологические группы растений – надводные, наводные и погруженные.

В северных районах лесотундры и лесной зоны располагаются озера, берега которых сложены из торфяных сфагновых мхов, вода слабо

минерализована и богата гуминовыми веществами. За счет этого  она чаще

всего окрашена в темные цвета. Прозрачность воды в таких  озерах не превышает 2-4 м, рН – в пределах 4 - 6,5, карбонатов очень мало. Водоемы

богаты органическим веществом, однако деструкционные процессы протекают  в них очень слабо. Донные отложения  часто представлены торфяниками, песками  или обедненными почвами подзолистого типа. Такие водоемы получили название дистрофные. Эти озера отличаются широким распространением зарослей прибрежной растительности и почти полным отсутствием настоящих гидрофитов (Кудряшов, Садчиков,2005).

Высшая водная растительность произрастает в прибрежье всех типов водоемов, как в олиготрофных, эвтрофных, так и дистрофных. Однако наиболее благоприятным для развития является эвтрофный тип водоема с выраженной литоралью, илистым дном, высокой прозрачностью, наличием в толще воды и донных отложениях достаточного количества биогенных элементов (Кокин, 1982).

В экологически оптимальных условиях эвтрофных водоемов сообщество прибрежно-водной растительности достигает наибольшего разнообразия и высоких биомасс, чего никогда не наблюдается в иных по трофности водоемах или нарушенных биотопах (Кудряшов, Садчиков,2005).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Водные и прибрежно-водные растения Пермского края.

 

Осока.

Обычные обитатели влажных  мест – осоки. Часто они образуют густые темно-зеленые заросли на берегу реки, озера или растут в  воде вблизи берега. Их узкие лентовидные  листья похожи на листья злаков, жесткие, с острыми, режущими краями. Можно  порезать руку, если неосторожно провести от верхушки листа к его основанию. По краю листа густо расположены  многочисленные мелкие зубчики. Они  острые и очень прочные, так как  пропитаны кремнеземом.

Стебель осок трехгранный, жесткий.

Все осоки – ветроопыляемые растения. Они цветут весной, и тогда  у многих видов ( осоки вздутой, осоки  острой), растущих на сырых местах, хорошо заметны мужские колоски, расположенные  на верхушке стебля. Они становятся ярко-желтыми или оранжевыми от множества  выдвинувшихся тычинок. Женские  колоски расположены ниже мужских  и состоят из мелких зеленых цветочков. На верхушке каждого из них –  два-три тонких рыльца. У других видов, например, у осоки лисьей, все  колоски одинаковы, так как содержат и мужские, и женские цветки.

Осока, растущая в воде, являются растением - торфообразователем. Из их остатков  образуется волокнистый, буровато-желтый, осоковый торф.

Дебренник иволистный.

Дебренник иволистный, или  плакун-трава, - растение, по которому можно  определить непогоду. Если рано утром  на его листьях появляются крупные  прозрачные капли, значит, будет дождь, потому и «льет слезы» плакун-трава.

Пурпурные цветки дербенника иволистного собраны в густое колосовидное соцветие. В каждом – 12 тычинок ( из них 6 более длинных, чем  остальные), а пестик только один. Длина  столбика у него никогда не совпадает с длиной тычиночных нитей того же цветка. Опыление плакун - травы перекрестное.   

 

Вех ядовитый.