Аннотация учебного пособиядля курса лекций по экологии прибрежно-водной растительности. Прибрежная растительность и органическое загрязнение старичных озёр поймы реки Амур

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Ботаники и генетики»

по ботанике

Тема: Водная и прибрежная растительность

Выполнил: Николаева Е.Ю.

Проверил: Прусова Н.Г.

Курган, 2012

Введение

1. Прибрежно-водные растения

2. Водные растения

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.

Водная растительность является важным компонентом водных экосистем. Она, подобно траве суши, является кормом для многих водных организмов. Кто только ни ест ее - рыбы, личинки насекомых, всевозможные черви, моллюски, многие виды водоплавающих птиц, пушные звери и многие другие. Значение этих растений настолько велико, что трудно представить последствия для обитателей зарослей, в случае гибели хотя бы части растительного сообщества. Если это и происходит, то трагедия остается вне поля нашего зрения, так как люди (за исключением разве специалистов) достаточно мало знают о многообразии жизни прибрежий водоемов.

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.

2. 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.

Почти все водные растения размножаются вегетативно. Некоторые водные растения (Наяда, Роголистник) опыляются под водой; у других цветки поднимаются над водой, где и происходит опыление. Семена и плоды распространяются птицами либо водными течениями.

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.

3. 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

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.

Высокими кормовыми показателями обладает ряска. Она содержит до 38% белка, около 5% жира, большое количество фосфора, микроэлементов и витаминов. Ряска быстро переваривается и является хорошим кормом для свиней, птицы и молодняка животных. Ряска размножается в основном вегетативным путем; время удвоения биомассы составляет всего 5 суток. Столь высокая скорость роста позволяет собирать урожай с единицы площади водоема в течение всего летнего периода. Ряска хорошо развивается на воде, загрязненной стоками животноводческих ферм. Так что с ее помощью можно заодно и очищать загрязненную воду.

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

2.Водяные растения. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах. СПб., 1890--1907. стр. 217-220

3.Поплавская.Г.И. Водные растения. Большая советская энциклопедия. Москва 1971. стр.5-8

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Флористический состав водной и прибрежно-водной растительности бассейна реки Джубга. Биоморфологический, биоэклогический и таксономический анализ растительности. Проведение фенологических наблюдений и выявление состояния популяции исследуемых видов.

дипломная работа , добавлен 30.12.2014


Роль прибрежно-водной растительности в процессах самоочищения водоемов. Физико-географическая характеристика Адлерского района. Геоботанические методы анализа. Проведение химического исследования вод реки Малая Херота. Экологические методы изучения.

дипломная работа , добавлен 25.05.2015


Исследование особенностей организации, типов питания и размножения, пигментов и жизненного цикла сине-зеленых водорослей. Характеристика принципов гербаризации прибрежно-водной растительности. Изучение физиологии и внутреннего строения семейства Плавунцы.

отчет по практике , добавлен 25.02.2015


Методы сбора проб фитопланктона. Этикетирование и фиксация проб. Методы качественного изучения материала и количественного учета водорослей. Методы изучения прибрежно-водной растительности. Характеристика прибрежно-водной растительности озера Белого.

курсовая работа , добавлен 21.05.2012


Классификация лесных сообществ по экотопу, составу, экологии древесных пород и этапам развития. Особенности распределения фитомассы на различных типах лугов. Характеристика рудерального фитоценоза. Флористический состав прибрежно-водной растительности.

контрольная работа , добавлен 01.02.2014


Галофильный тип растительности, к которому отнесены фитоценозы, связанные с различно засоленными местообитаниями, где эдифицирующую роль играют галофиты. Их эколого-биологические особенности. Флористические особенности галофильной растительности.

реферат , добавлен 25.06.2015


Общая характеристика интразональной растительности. Выяснение характера взаимоотношений поясов и растительного покрова как задача физической географии. Интразональная растительность, антропогенное воздействие, сохранение ее связи с определёнными зонами.

контрольная работа , добавлен 09.10.2009


реферат , добавлен 17.10.2011


Явления в жизни растений, связанные с наступлением лета. Роль человека, влияющего на жизнь растений в природных сообществах. Связь растений с окружающей средой. Луговая флора Республики Беларусь. Геоботаническое описание луговой растительности.

реферат , добавлен 01.07.2015


Гидросфера – водная оболочка Земли. Распределение водных масс в гидросфере. Ее роль в поддержании относительно неизменного климата планеты. Экологическая угроза. Использование, загрязнение и охрана водных ресурсов. Водопользователи и водопотребители.

Цели и задачи:

1. Познакомить учащихся с основными жизненными формами зарастающего озера (водоема): с плавающими на поверхности, погруженными в воду и прикрепленными ко дну водоема растениями, которые по-разному приспособлены к условиям водной среды и сами по-разному ее изменяют.
2. Рассматривая биологические особенности водных и прибрежных растений, обратить внимание учащихся на то, как изменится водоем, постепенно превращаясь в болото.
3. Познакомить учащихся с происхождением озер Ленинградской области.

Какую продукцию можно добыть в озерах и как переработать

Люди ловят в озерах рыбу, которую перерабатывают, продают на кухни ресторанов и кафе. Рыбалка на озере — это хороший способ самостоятельно добыть вкусный обед из полностью натуральных, свежих продуктов. Работники кухни и администрации должны пройти соответствующее обучение программе безопасности питания (). Краткая беседа о происхождении и основных жизненных формах озера; постановка цели и знакомство учащихся с планом обследования озера.

План проведения экскурсии

Рассказать о происхождении и зарастании озера (водоема); подчеркнуть, что вода является той средой, в которой сложились жизненные формы растений водоема, и имеет для них такое же значение, какое для наземных растений имеет почва. Здесь же обратить внимание учащихся на несколько хорошо им знакомых растении, представляющих примеры разных жизненных форм (плавающие на поверхности, погруженные в воду и прикрепленные ко дну водоема). Практическая работа по измерению глубины водоема и ширины поясов зарастания. Беседа о связи между условиями жизни в водоеме и особенностями собранных растений. Рассказ об особо охраняемых растениях водоемов.

Образование озер и особенности превращения в болото

Камовые озера имеют округлую или слегка вытяну­тую форму, высокие и крутые берега: размеры их не более 0,5 кв. км, но зато глубина может достигать 35 м. Около берегов дно обычно песчаное, а к центру озера — илистое. Такие озера, как правило, лишены поверхностного стока. Часто они подвержены зарастанию. Далее следует сказать, что со времени образования озерных котловин прошли многие тысячелетия, поэтому сейчас можно наблюдать, как изменяется само озеро, постепенно превращаясь в болото. Этот процесс зараста­ния водоема может идти различно в зависимости от его размера, характера берегов, окружающей растительности (Рисунок ). В основном наблюдаются два способа зарастания озера (водоема). Первый характерен для озер с пологими берегами. В этом случае зарастание происходит от берега к чистому зеркалу воды. Здесь можно проследить несколько поясов растительности, постепенно продвигающихся все дальше и дальше. Каждый пояс характеризуется определенной глубиной дна, где укореняется большинство растений. Второй способ характерен для озер, имеющих у бере­гов значительную глубину. Их зарастание идет при помо­щи сплавины, которая нарастает на поверхность воды.

Отложения торфа – путь к зарастанию озера

Подводные части растений, составляющие сплавину, отмирая, падают на дно озера и образуют отложении торфа; надводные части, плотно сплетаясь, создают бла­гоприятные условия для поселения на них новых расте­ний, благодаря которым сплавина становится все более плотной. Иногда оба способа зарастания можно наблю­дать на одном и том же водоеме. У самого берега располагается пояс мелководных растений, распространяющихся на глубину до 1 м и при понижении уровня водоема переходящих к жизни на суше. Это такие растения, как сусак зонтичный, стрело­лист, желтый ирис, аир, плакун-трава, вех ядовитый, водяной лютик, осоки, ситники.

Следующий пояс, характеризующийся глубиной рас­пространения до 2-3 м, — пояс высоких трав или камышей. Сюда относят камыш болотный, тростник обыкновенный и виды рогоза. Еще дальше располагается пояс водяных лилий -растений с плавающими листьями, характерными пред­ставителями которых являются белая кувшинка, желтая кубышка и рдест плавающий. На глубине от 3 до 5 м развиваются широколистные рдесты (рдест пронзенный и блестящий), а еще дальше от берега — узколистные рдесты, роголистник.

Все рассмот­ренные растения ведут прикрепленный образ жизни, уко­реняясь на дне водоема. Кроме этих форм в озерах имеется большое количество растений, свободно плаваю­щих по поверхности (ряска, водокрас) или целиком пог­руженных в воду (пузырчатка). Все эти растения участву­ют в зарастании водоема снизу, их отмершие остатки образуют различные типы торфа (камышовый, осоковый), который откладывается из года в год, постепенно запол­няя весь водоем.

Су­ществует опасность провалиться в незаросшие «окна» сплавины

В озерах, зарастание которых происходит от берега в сторону зеркала воды, начинают расти длинные плавающие корневища белокрыльника, трифоли, сабельника. За лето их корневища нарастают в длину более 1 м. Сплета­ясь, стебли этих растений образуют сплошную сплавину, на которой поселяются другие цветковые растения (осо­ки, пушицы), мхи, болотный хвощ. Наконец, сплавина становится такой прочной, что на ней появляются кустар­ники и отдельные деревья. При ходьбе по сплавине она колышется, как зыбучий ковер.

При проведении экскурсии нужно помнить, что су­ществует опасность провалиться в незаросшие «окна» сплавины. Практическую часть экскурсии по измерению глубины водоема и ширины поясов зарастания следует приво­дить с лодки или плота. Для этого понадобятся маркиро­ванная веревка длиной около 20 м и рейка длинен, около 3 м с нарубками через каждые полметра. В ближайшем к берегу поясе измерения можно произвести с помощью более короткой рейки, войдя в воду.

На основании изме­рений можно составить схематический разрез одного из берегов зарастающего водоема и вычертить его в опреде­ленном масштабе, отметив протяженность отдельных поясов. Растения озера светолюбивы, однако погруженные в воду получают меньше света, так как часть лучей задер­живается водой. Красивые белые цветки кувшинки также многие стре­мятся сорвать. Но делать этого не следует: растение может погибнуть, так как оно очень чувствительно к повреждениям. Истинному другу природы нужно решительно воздер­жаться от сбора цветков кувшинки и удерживать от этого других.

Роль растений водоемов: 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. 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. Растения хорошо очищают воду от различных вредных примесей, выполняя роль мощных биологических фильтров, имеют большое декоративное значение. В то же время ежегодное массовое отмирание растений способствует быст­рому заиливанию водоемов, ведет к их заболачиванию и обмелению.

Виды, растущие на влажных почвах побережий и на небольшой глубине в воде. Типичными представителями являются различные осоки, авран лекарственный, дербенник иволистный, калужница болотная, лютики ползучий и ядовитый, полевица побегообразующая и многие другие.

Осока острая. Стебель и особенно листья осоки острой сильно шероховатые, ими можно легко порезаться. Кожица листа пропитана кремнеземом. Его мельчайшие частички придают осоке режущие свойства. Обладает ярко-зелеными листьями и декоративными соцветиями с цилиндрическими колосками, свисающими на длинных ножках. Разрастается с помощью ползучих корневищ. Прекрасно растет прямо в воде.

Рогоз. У рогоза есть два замечательных приспособления, чтобы пережить зиму. Первое семена. Те самые бархатные головки, которыми вы часто любуетесь летом. Они состоят из множества семян, снабженных, как у одуванчика, летательными волосками. Второе приспособление толстые корневища, разросшиеся в илистой, топкой почве. В них на зиму откладываются питательные вещества. Они понадобятся рогозу весной, когда наступит пора пробуждения.

Рогоз Из молодых побегов весной готовят салаты, варят суп. Их маринуют или сушат. Впрочем, молодые побеги можно найти и осенью. Корневища отваривают и тушат. Поджаренные - заменяют натуральный кофе. Мука. Корни очищают, моют, режут на кусочки и сушат в печи (пока они не станут ломкими). Перетирают на терке, а затем просеивают через сито. Вот вам и крупа- мука для каш, оладий, лепешек и киселей.

Тростник. Тростник всегда образует большие заросли. Его длинные корневища постоянно растут и ветвятся, захватывая новые пространства. Под сильными порывами ветра стебли тростника могут сгибаться так, что касаются поверхности воды, но почти никогда не ломаются. Заросли тростника имеют важное экологическое значение: поселившись на топких или болотистых местах, тростник со временем превращает их в более сухие участки: большая масса листьев и стеблей испаряет много влаги. Люди используют тростник на корм скоту, плетут из него циновки, корзины, легкую дачную мебель. В безлесных местностях стебли служат топливом и сырьем для производства бумаги; ими иногда кроют крыши сараев. Нежные молодые побеги тростника съедобны, по вкусу напоминают спаржу.

Камыш озерный многолетнее травянистое растение из семейства осоковых. Его легко отличить от тростника и рогоза. Если рогоз имеет длинные листья и темно-бурые початки на верхушечках, состоящие из спрессованных пушинок, а тростник более узкие и длинные листья, а также метелку цветов на конце длинного стебля, то камыш стоит в воде, в виде высокого (до 12 м) круглого прутика без метелок и початков. Только в конце июля на верхушке гладкого стебля появляется небольшая кисточка колючих колосков коричневого цвета. Используют камыш как топливо, на корм скоту, для изготовления крыш, матов, ковров, бумаги, получения спирта, дубильных веществ, молочной кислоты и глицерина. Химический состав камыша недостаточно изучен. Съедобным считают корневище камыша. Весной и осенью в нем много крахмала и Сахаров. Если корневище измельчить на мясорубке и варить 4050 мин, то получится сладкий отвар. Уваривая отвар на слабом огне, можно получить густой и еще более сладкий сироп. Прикорневую часть молодых растений используют для заправки картофельного, крупяного и мясного супов. Из высушенного корневища можно получить муку и выпечь хлеб. Даже в походных условиях у костра можно приготовить вкусный обед, если испечь корневище на углях или в золе. Весной съедобна и прикорневая часть стебля белого цвета. Она сочна и сладка на вкус. Многие охотники, рыбаки и туристы хорошо знают пищевую ценность камыша и используют его в пищу. Если же говорить о людях, оказавшихся в экстремальных условиях, то им не грозит голод, когда поблизости есть камыш.

Водокрас лягушачий. плавающие розетки листьев на длинных черешках, с пучком мясистых придаточных корней с воздушными полостями внутри, удерживающими растение на поверхности воды; от розеток в стороны отходят столоны с молодыми розетками на концах; является природным фильтром; хорошо очищает воду и препятствует развитию водорослей

Какие утверждения верны? 1.Наиболее часто по берегам водоемов из деревьев можно встретить иву. 2.У камыша соцветие- темно-бурый початок. 3.Ряска-самое маленькое цветковое растение. 4.В водоемах района можно встретить бурые водоросли. 5.Кувшинка и кубышка- растения, занесенные в Красную Книгу области.

1. Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Экология прибрежно-водной растительности. – М., Изд-во НИА-Природа, РЭФИА, 2004, 220 с.
2. Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Программа курса лекций по гидроботанике. - М., МАКС Пресс, 2004, 12 с.
3. Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Гидроботаника: прибрежно-водная растительность. Учебное пособие для вузов. – М., Издат. центр «Академия», 2005, 240 с.
4. Садчиков А.П. Практикум по гидробиологии (прибрежно-водная растительность). – М., МАКС Пресс, 2009, 112 с.

АННОТАЦИЯ

Изучение прибрежно-водной расти¬тельности позволило выделить «гидроботанику» в самостоятельный раздел ботанической науки, находящейся на стыке геобота¬ники, гидробиологии и экологии растений.

По мнению И.М.Распопова (1963, 1965) «гидроботаника» - это часть ботаники, изучающая экологию, фитоценологию, географию водных растений. Т.Г.Попова (1965) наоборот считает, что гидроботаника зародилась в недрах гидробиологии; в дальнейшем она выделилась в самостоятельный раздел ботанической науки, имеющей свой предмет, историю, методы и задачи исследования. К.А.Кокин (1982) придерживается мнения, что гидроботаника – это экология водных растений на физиологической основе. В.Г.Папченков с соавторами (2003) выделяют гидроботанику в самостоятельный раздел биологии, считая, что «гидроботаника – это наука о растениях вод и процессах зарастания водоемов и водотоков». А.И.Кузьмичев и др. (1992) вообще отрицает все это, считая, что гидроботаника представляет собой конгломерат нескольких слабо связанных между собой дисциплин и направлений, объединенных лишь объектом исследования – прибрежно-водными растениями.

Среди исследователей так же нет единого мнения относительно терминологии объекта исследований. Рост числа публикаций привел к появлению новых терминов и понятий применительно к водной растительности, причем очень часто встречаются разногласия относительно их трактовки, что порой затрудняет пользование ими. Многообразие и неоднозначность толкования терминов и понятий – один из острых вопросов гидроботаники, с которыми столкнулась эта молодая наука (Распопов, 1978; Папченков, 1985; Белавская, 1994; Щербаков, 1994; Лапиров, 2002).

Одни считают (Распопов, 1977, 1978, 1985), что объектом исследования гидроботаники являются водные макрофиты и образованные ими группировки. Это крупные видимые глазом зеленые растения, вне зависимости от систематического положения. Установление родовой (видовой) принадлежности не требует применения оптических приборов с большим увеличением. Другие авторы (Белавская, 1982) включают в состав макрофитов представителей низших растений – харовых водорослей и скоплений нитчатых зеленых водорослей (Cladophora, Spirogyra, Rhizoclonium), имея в виду единство методики исследования. Главным критерием этого объединения – способность нормально расти и развиваться в условиях воды и покрытого водой грунта (Папченков, 1985). В то же время К.А.Кокин (1982) считает термин «макрофиты» не совсем удачным, так как включает в это понятие как высшие, так и низшие растения. По сути, этот термин является размерной характеристикой растений.

Однако, как бы то ни было, термин «макрофиты» широко используется в гидробиологии, лимнологии, гидроботанике подавляющим большинством отечественных и зарубежных специалистов. Поэтому, он, наряду с другими понятиями и терминами, имеет право на существование.

Кроме того, в литературе нет единого толкования понятия объекта исследований - «водные растения». А.П.Белавская в одной из своих работ (1982) отмечает, что «одни исследователи в понятие «водные растения» включают только погруженные растения и растения с плавающими листьями, другие – все виды, способные расти при длительном затоплении и даже избыточном увлажнении, третьи – в основном считают сам факт обитания этой группы в водной среде».

И.М.Распопов (1963) в понятие «водные растения» включает все растения, растущие в воде или на покрытом водой грунте и, как правило, имеющие строение, приспособленное к обитанию в водной среде. Ф.Гесснер (Gessner, 1955, 1959) причислял к водным все виды растений, обитающие в пре¬сных, солоноватоводных, соленых водоемах и их прибрежьях вне зависимости от систематического положения. Рид (Reid, 1961) к «водным растениям» относит виды, чьи семена прорастают в воде или в субстрате водоема и которые хотя бы часть своего жизненного цикла проводят в воде. А.П.Белавская (1982) определяет их как растения, анатомо-морфологически и физиологически приспособленные к жизни в воде, которая является для них оптимальной средой обитания. Существует и более упрощенное толкование этого понятия – «растения, для которых водная среда или водо-покрытый грунт служит оптимальным местообитанием» (Папченков, Щербаков, Лапиров, 2003).

Трудности, связанные с жестким разграничением водных и наземных растений, наличие среди них видов, способных существовать как в воде, так и на суше, привели к еще одной терминологической проблеме – необходимости размежевания таких понятий как «растения, или флора водоема» и «водные растения, или водная флора». Так, В.М.Катанская (1981) относит к флоре водоемов «настоящие водные растения – гидрофиты, земноводные растения – гелофиты, и те из влаголюбивых растений – гигрофитов, которые обитают среди зарослей гелофитов в прибрежной полосе водоемов, на сплавинах, мокрых и заболоченных берегах водоемов или в воде». К «водной флоре», по ее мнению, следует относить только гидрофитов, гелофитов и гигрофитов, которые развиваются в воде. В.Г.Папченков (1985) также отмечает, что «водные растения» и «растения водоемов» далеко не равнозначные понятия. К первым он относит лишь гидрофиты и гелофиты, ко вторым – весь набор видов, постоянно встречающихся в водной среде. А.П.Белавская (1982) относит к «растениям водоема» все виды, населяющие водоем, включая гигрофиты и мезофиты. «Водные растения» с определенными морфологическими и биологическими особенностями, выработанными у них в процессе жизни в водной среде, она объединяет в экологические группы. Так что, все эти исследователи вкладывают достаточно широкий смысл в понятия «флора водоема» и «водная флора».

Кроме того, в гидроботанической литературе наряду с терминами «водные растения» и «макрофиты» появились и другие – «высшие водные растения», «водные сосудистые растения», «водные цветковые растения», «водные трахеофиты», «аквафлора» и др. Так или иначе, все эти термины объединяют растения, связанные своим существованием с водной средой.
Мы в своих работах применяем термин «прибрежно-водные растения» (Кудряшов, Садчиков, 2002, 2003). Он объединяет все растения (за исключением деревьев и кустарников), жизнь которых связана с водой. Сюда входят растения, обитающие в толще воды (рдесты, уруть, роголистник), на ее поверхности (кувшинка, ряски, телорез) и прибрежные растения (тростник, рогоз, осоки, камыш и др.).
К водным растениям (гидрофитам) близки гигрофиты – сухопутные растения, нуждающиеся в процессе развития в большой влажности. Как и гидрофиты, многие виды гигрофитов имеют гироморфное строение стебля и листьев, поэтому между этими группами растений достаточно трудно провести границу. Из-за этого исследователи в одних и тех же регионах насчитывают разное количество видов прибрежно-водных растений. Одни авторы включают в эту группу растений около 80 видов (для европейской территории бывшего СССР), другие - более 220 видов (Кутова, 1977), третьи - уже более 500 видов, включая в их число, помимо типично водных растений, также растения избыточно увлажненных местообитаний (Рычин, 1948). В настоящее время все сильнее проявляется тенденция включения в списки растений водоемов большое число прибрежных растений. В ряде гидроботанических работ гигрофиты рассматриваются как растения влажных и переувлажненных территорий (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001). Все это привело к появлению рабочей группы для подготовки свода основных терминов и понятий гидроботаники (Папченков, Щербаков, Лапиров, 2003).

Прибрежно-водные растения занимают обособленное положение в растительном мире благодаря своим морфологическим, биологическим и экологическим особенностям. Обитание растений в водной среде или в прибрежьях способствовало появлению у них особых черт организации. Среди водных растений эндемиков сравнительно мало, что объясняется нивелирующими физико-химическими условиями водной среды. Это в основном корневищные растения, отличающиеся широкой экологической амплитудой. Они могут расти в самых разнообразных условиях: как в пресных водах, так и в засоленных, непосредственно в водной среде и в виде наземных форм - во влажных местах (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001).

Прибрежно-водные растения – это в основном многолетники; однолетних видов среди них немного. Большинство водных растений цветет и плодоносит над водой. У водных растений наблюдается увеличение поверхности тела по сравнению с их массой, что облегчает поглощение минеральных веществ, кислорода и других газов, которых в воде содержится гораздо меньше, чем в воздухе. Увеличение поверхности тела достигается развитием длинных тонких листьев, расчленением листовой пластинки на нитевидные участки, продырявливанием листьев.

У водных растений сильно развита разнолистность: подводные, плавающие и воздушные листья на одном и том же растении сильно различаются как по внешнему виду, так и по внутреннему строению. Так, подводные листья не имеют устьиц; у листьев, плавающих на поверхности воды, устьица находятся только на верхней стороне, у воздушных листьев устьица имеются на обеих сторонах.
Большая плотность водной среды обусловливает слабое развитие механических элементов в листьях и стеблях; немногочисленные механические элементы, имеющиеся в стеблях, расположены ближе к центру, что придает им большую гибкость. У водных растений слабо развиты или отсутствуют сосуды в приводящих пучках, и в то же время хорошо развиты аэренхима и воздушные полости, которые позволяют им находиться в вертикальном положении.

У водных растений слабо развита корневая система, а корневые волоски отсутствуют. Очень часто у растений образуются водные корни, которыми они поглощают питательные вещества непосредственно из воды.

В воде количество света немного, поэтому у многих водных растений в клетках эпидермиса содержится хлорофилл.

Большинство водных растений являются многолетниками, размножаются вегетативно. Некоторые водные растения (например, наяда, роголистник) опыляются под водой; у других цветки поднимаются над водой, где и происходит опыление. Семена и плоды водных растений приспособились к периодическому высыханию водоемов. Семена могут достаточно долго находиться в воде без потери всхожести.
Значение и роль прибрежно-водных растений в водных экосистемах трудно переоценить. Они являются пищевым ресурсом и местом обитания для многих рыб, водных и наземных птиц и животных. Водные растения используются в качестве промышленного сырья, корма для сельскохозяйственных животных и домашней птицы. Видовое разнообразие беспозвоночных в зарослях макрофитов значительно выше, чем в открытой части водоемов, велика численность и биомасса планктонных и бентосных организмов. Заросли прибрежных растений являются мощным очистительным агентом водоемов от различных органических и минеральных загрязнителей.

Написать эту книгу нас подвигла педагогическая деятельность на кафедре гидробиологии биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова (Садчиков, Кудряшов, 2004). Оказалось, что в стране практически нет учебных пособий по прибрежно-водной растительности, нет капитальных, монографических сводок, дающих представление о состоянии, биологии, экологии и таксономии водных растений. Сведения о прибрежно-водных растениях разрознены, разбросаны по труднодоступным для широкого круга читателей литературным источникам. Все, что имеется – это в основном отдельные монографии и большое количество разрозненных научных статей. Тогда как потребность в учебной литературе подобного плана достаточно большая. Это связано с тем, что прибрежно-водная растительность в той или иной степени изучается в курсах гидробиологии, геоботаники, биогеографии, ихтиологии, экологии, общей биологии и многих других. Перечень учебных заведений, в которых изучаются эти предметы, включает университеты, педагогические, сельскохозяйственные, рыбохозяйственные, гидромелиоративные, технические и технологические вузы, колледжи и средние школы.

В нашей работе мы попытались обобщить литературные данные различных авторов и собственные исследования для их использования в учебном процессе. Авторы настоящей книги являются гидробиологами, поэтому эта книга, соответственно, и написана в гидробиологическом ключе.

В списке цитируемой литературы мы большое внимание уделяем ранним работам. Это сделано с одной целью, чтобы студенты и аспиранты могли познакомиться с ними, так как многие их этих работ стали библиографической редкостью. В то же время, некоторые упоминаемые в тексте ссылки не приводятся в списке цитируемой литературы.

Данная работа не может претендовать на полноту анализа всей литературы по гидроботанике, и тем более – всех ее проблем, так как это выходит за рамки учебного пособия. Кроме того, в этой работе в значительной степени затронуты гидробиологические аспекты гидроботаники, что, несомненно, является только небольшой частью сложной области знаний о прибрежно-водной растительности и ее взаимосвязи с биотическими и абиотическими компонентами среды. Тем не менее, надеемся, что данное пособие окажется полезным для студентов, аспирантов и преподавателей, так как многие подобные издания малодоступны для широкого пользователя.

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Введение
2. История изучения прибрежно-водной растительности
3. Основные понятия классификации прибрежно-водной растительности
4. Прибрежно-водная растительность и типология водоемов
5. Индикаторное значение прибрежно-водных растений
6. Динамика развития сообществ прибрежно-водной растительности
7. Инструменты для сбора и учета прибрежно-водной растительности
8. Описание и картирование растительности
9. Индекс сходства (сравнения).
10. Индекс видового разнообразия
11. Гербаризация прибрежно-водных растений
12. Биомасса и продукция прибрежно-водной растительности
13. Биомасса растительности
14. Прямые методы определения продукции растений
15. Косвенные методы определения продукции растений (по величине фотосинтеза)
16. Факторы среды, влияющие на развитие прибрежно-водных растений
17. Основные элементы минерального питания
18. Активная реакция среды (рН)
19. Газовый режим водоемов
20. Трофическая роль прибрежно-водных растений
21. Прибрежно-водная растительность в системе водного биоценоза
22. Водная растительность и беспозвоночные
23. Перифитон
24. Высшие водные растения и фитопланктон
25. Высшие водные растения и бактерии
26. Водные растения и грибы
27. Прибрежно-водная растительность и самоочищение водоемов
28. Оценка степени загрязнения вод по показательным организмам
29. Прибрежно-водная растительность водотоков (горных ручьев и рек)
30. Фенологические наблюдения
31. Размножение и возобновление прибрежно-водных растений
32. Ограничение численности прибрежно-водной растительности
33. Охрана и рациональное использование прибрежно-водных растений
34. Культивирование и восстановление прибрежно-водных растений
35. Хозяйственное использование прибрежно-водной растительности
36. Аквариумные и декоративные растения

Шаранина Анастасия

Работа представляет анализ экологического состояния некоторых старичных озёр поймы реки Амур. В данной работе проверяется версия и роли прибрежной растительности как буферной зоны водоёмов в органическом загрязнении.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МБОУ Куропатинская СОШ

Тамбовский район

Амурская область

Прибрежная растительность и органическое

Загрязнение старичных озёр поймы реки Амур

Выполнил: Шаранина Анастасия Олеговна,

11 класс

Руководитель: Громова Наталья Александровна,

учитель биологии

с. Куропатино

2011 г.

Введение 3

1. Литературный обзор 4
2. Материалы и методики 6

1. Методика изучения гидрохимических

показателей воды 6

1. Методика изучения кислотности воды 7
2. Методика изучения запаха воды 7
3. Методика изучения прозрачности воды 7
4. Изучение околоводных растений 8

1. Результаты исследований 8

Заключение 12

Литература 14

Приложения 15

Введение

Старичные озёра поймы реки Амур, играют важную роль в поддержании биоразнообразия этой территории. В настоящее время наблюдается значительное их зарастание. Интенсивное развитие водной и прибрежной растительности в полосе заиленных мелководий пойменных озер способствует накоплению плотного образования, состоящего из отдельных растений и дернин, плавающего на поверхности воды у берега, так называемого "сплавинного берега". Сплавина служит также естественным биофильтром для поверхностных вод, местом гнездования и убежищем разнообразных видов птиц и, в первую очередь, представителей утиных Велика роль околоводной растительности и в формировании качества воды в водоемах.

С каждым годом возрастает количество исследований, посвященных этой проблеме и выявлению индикационных свойств отдельных видов гидрофитов и их сообществ. Сообщества макрофитов - высших водных и прибрежно-водных растений - важный компонент водных экосистем, активно участвующий в процессе самоочищения водоемов от взвесей, органических загрязнителей, биогенов, нефтепродуктов, ядохимикатов и тяжелых металлов. .

Степень органического загрязнения старичных озёр бассейна реки Амур разная. Исследования группы наших учащихся показали присутствие органических загрязнителей в исследуемых озёрах на основе метода изучения донных организмов (олигохет), которые являются показателем такого загрязнения. Если считать, что прибрежная растительность может быть биологическим фильтром для загрязняющих воду веществ, то её обилие, проективное покрытие берега может быть подтверждающим фактором уровня содержания органических веществ в изученных озёрах. В связи с эти данное исследование является актуальным для водоёмов бассейна реки Амур.

Цель нашего исследования : определение степени возможного влияния прибрежной растительности на органическое загрязнение старичных водоёмов поймы р. Амур.

Задачи:

1. Определить физические и некоторые химические свойства водоемов, в которых проводилось исследование.
2. Познакомиться с биоразнообразием прибрежной растительности.
3. Предположить уровень органического загрязнения воды на основе сравнительного анализа прибрежной растительности старичных озёр.

1. Литературный обзор

Исследования А.П.Садчикова, (каф. гидробиологии биологического факультета МГУП) показывают, что прибрежно-водная растительность, выделяя при фотосинтезе кислород, оказывает благотворное влияние на кислородный режим прибрежной зоны водоема. Обитающие на поверхности растений бактерии и водоросли (перифитон) выполняют активную роль в очистке воды. В зарослях прибрежно-водных растений развивается фитофильная фауна, которая также принимает участие в самоочищении воды и донных отложений; организмы бентоса утилизируют органическое вещество илов и обитающих там бактерий. Под влиянием всех этих процессов в воде повышается содержание растворенного кислорода, возрастает ее прозрачность и содержание биогенных веществ, снижается минерализация воды и количество промежуточных продуктов распада органического вещества (Кузнецов, 1970).

Автор считает, что в последние годы макрофиты стали успешно использоваться в практике очистки вод от биогенных элементов, фенолов, ароматических углеводородов, микроэлементов, нефти и нефтепродуктов, тяжелых металлов, различных минеральных солей из сточных и природных вод, в обеззараживании животноводческих стоков от разных форм патогенных микроорганизмов.

Роль прибрежно-водных растений в самоочищении водоемов в общем виде можно свести к следующему:

1. Механическая очистительная функция, когда в зарослях растений задерживаются взвешенные и слаборастворимые органические вещества;

2. Минерализация и окислительная функция;

3. Детоксикация органических загрязнителей .

В свое работе «Экология прибрежно-водной растительности» Садчиков А.П. указывает, что 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.

Таким образом, 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 .

В своей статье «Биоплато. Роль высших водных растений в улучшении качества воды» Ю.Г.Симаков (профессор, доктор биологических наук) пишет, что в формировании качества воды важную роль играют высшие водные растения: тростник, камыш, рогоз, рдест, сусак и др. Известно их применение для доочистки сточных вод предприятий легкой, металлургической, угольной промышленности, животноводческих комплексов, бытовых сточных вод. Поглощая значительное количество биогенных элементов, высшие водные растения снижают уровень эвтрофикации водоемов.

По мнению автора высшие водные растения усваивают и перерабатывают различные вещества (фенолы, ДЦТ), способствуя осаждению взвешенных и органических веществ; насыщают воду кислородом; создают благоприятные условия для нереста рыб и нагула молоди; интенсифицируют очистку воды от тяжелых металлов и нефтепродуктов за счет нефтеокисляющих бактерий. Высшие водные растения утилизируют азот сточных вод предприятий по производству минеральных удобрений. Извлечение азота из сточных вод биологических прудов с помощью высших водных растений улучшает качество воды

Куприянова Л.М., в статье «Ценотическое разнообразие водной и прибрежно-водной растительности бассейна реки Берди" представляет исследования по данному вопросу следующим образом. Сообщества макрофитов - высших водных и прибрежно-водных растений - важный компонент водных экосистем, активно участвующий в процессе самоочищения водоемов от взвесей, биогенов, нефтепродуктов, ядохимикатов и тяжелых металлов. Естественные и искусственно созданные заросли высших водных и прибрежно-водных растений - дешевый природный фильтр - эффективно используются во многих странах для берегоукрепления, доочистки сточных вод и речных вод перед поступлением в водоемы, используемые в качестве источников промышленного и коммунального (питьевого) водоснабжения (Bouchard et al.,1995; Jones,1996 и т.д.), при комплексной охране водных экосистем .

По мнению Мелиховой О.П., прибрежная растительность, особенно высокорослая, оказывает механическое и физико-химическое воздействие на водную среду, в которой она развивается. Именно по этой причине водные экосистемы с широко развитым поясом растительности являются наиболее устойчивыми к антропогенному загрязнению. Состояние и разнообразие прибрежной растительности можно рассматривать как индикатор динамики природных и антропогенных процессов

1. Материалы и методики

Исследование было выполнено с 4 по 26 июля 2011 года группой учащихся школы села Куропатино Амурской области.

Краткая характеристика исследуемых озёр.

Все исследуемые озера - это старицы, расположенные в пойме Амура. Эти озера не стоячие, но водосток в них очень мал из-за большого зарастания. Все озёра расположены близко к населенным пунктам и испытывают разную степень антропогенного воздействия.

Озеро Аргузиха течет рядом с селом Куропатино. Из-за большого зарастания и заиливания используется населением незначительно: купаются маленькие дети и подростки только в одном месте, очищенном от береговой растительности. Рыба водится мелкая, сорная. В советские времена в озеро сливались стоки колхозной бани и отходы от содержания крупного рогатого скота на молочно-товарной ферме.

Озеро Косицино расположено в 2 км от села Куропатино. Значительная часть берегов этого озера не имеет растительности, так как в течение многих лет озеро используется для водопоя крупного рогатого скота.

Озеро Бородино расположено в 8 км от села Куропатино. В последние годы оно сильно сузилось из-за большого зарастания берегов. Это озеро с трёх сторон окружено пахотными землями, которые ежегодно засеваются.

Методика изучения гидрохимических показателей воды

Определение растворённого в воде кислорода проводилось по методу Винклера с использованием специального набора. За основу берется количество используемого раствора тиосульфата натрия. Количество раствора тиосульфата натрия, израсходованное на титрование, пропорционально концентрации растворенного кислорода . Нами была составлена сравнительная шкала для определения содержания кислорода, [приложение 1]

В этом методе растворенный кислород количественно реагирует со свежеосажденным гидроксидом Мn(II). При подкислении соединения марганца (II) переходят в соединения Мn (IV), при этом высвобождает йод из раствора иодида в эквивалентных кислороду количествах. Высвобожденный йод далее определятся титрованием тиосульфатом натрия с крахмалом, который используется в качестве индикатора . Содержание кислорода определяется по формуле:

Методика изучения кислотности воды

Кислотность воды в озёрах измеряли при помощи универсальной индикаторной бумаги, спиртовых растворов лакмуса и метилового оранжевого.

Методика изучения запаха воды

Определение запаха воды проходило при 20 °С. по ГОСТ 3351-74.

В колбу с притертой пробкой вместимостью 250 см 3 отмерили 100 см 3 испытуемой воды с температурой 20 °С. Колбу закрыли пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешали вращательными движениями, после чего колбу открыли и определили характер и интенсивность запаха.

Методика изучения прозрачности воды

Прозрачность воды - характеристика, показывающая, насколько уменьшилась интенсивность света при его прохождении через слой воды определенной толщины. Прозрачности воды измерялась при помощи диска Секки .

Диск Секки, прибор для определения относительной прозрачности воды водоёма. Представляет собой белый диск диаметром 30 см, который на тросе опускают плашмя в воду и замечают глубину, на которой он перестаёт быть видимым. Эта глубина, выраженная в метрах, принимается за меру прозрачности воды. Назван по имени А. Секки , измерявшего в 1865 прозрачность морской воды таким методом .

Изучение околоводной растительности

Изучение околоводной растительности проходило методом учётных площадок. Были исследованы 3 учётные площадки размером 10х10 м. (по одной на каждом озере). Видовой состав изучался в полевых условиях и лаборатории Амурского ботанического сада ДВО РАН. Сделаны фотографии.

В нашей работе нам оказывали консультативную помощь ученые московского научно-исследовательского гидрологического института Краснова Елена Дмитриевна и Власова Светлана Николаевна.

1. Результаты исследования

Любой водоём реагирует на загрязнение целым комплексом взаимосвязей биотической и абиотической среды. Поэтому при биологическом исследовании изучают водоём в целом – воду, берега, растительность, а не только организмы, населяющие водоёмы .

Высшие водные и прибрежные растения являются наименее изученным звеном как растения – индикаторы. Они представляют собой видимый невооружённым глазом и поэтому весьма удобный для наблюдения объект, а также дают возможность при гидробиологическом исследовании водоёмов предварительно визуально оценить их экологическое состояние .

Прибрежно-водная растительность в значительной мере выполняет механическую очистительную функцию, когда в зарослях растений задерживаются взвешенные и слаборастворимые органические вещества. Под влиянием такой фильтрации увеличивается прозрачность воды, снижается её минерализация.

Прибрежно - водные растения оказывают благотворное влияние на кислородный режим водоёма. Это происходит не только за счёт выделяемого водоёма, но и за счёт того, что макрофиты своим присутствием создают благоприятные условия для жизнедеятельности бактерий, обрастателей, обитателей дна водоёма

Исследовательская группа нашей школы провела изучение животных из донного осадка старичных озёр Бородино, Аргузиха и Косицино. Используя метод олигохетного индекса Гуднайт-Уотлея, была определена степень органического загрязнения воды в данных озёрах.

	Озеро Бородино	Озеро Аргузиха	Озеро Косицино
ОИ Гуднайта
Уровень содержания органических веществ	Органическое загрязнение отсутствует	Незначительное органическое загрязнение	Умеренное органическое загрязнение
Класс качества воды

В озере Бородино индекс составил менее 20 %, что соответствует отсутствию органического загрязнения и 1-2 классу качества воды.

В озере Аргузиха олигохетный индекс составил 42 %, что соответствует незначительному загрязнению и 3 классу качества воды. В озере Косицино олигохетный индекс имеет самый высокий показатель 63 %, что соответствует умеренному органическому загрязнению и 4 классу качества воды.

Были изучены физические и некоторые химические свойства озёр.

Название озера	Прозрачность воды по диску Секки	Цвет	Температура	Запах	рН воды
Аргузиха	31 см	Зелёно - коричневый	28 0 С	Сильный неприятный запах тины	6 (слабо-кислая)	7,2 мг/дм 3 (2 балла)
Бородино	146 см	Желто - коричневый	20 0 С	Резкий запах гнили	6 (слабо-кислая)	14,4 мг/дм 3 (4 балла)
Косицино	28 см	Мутный, грязно-зелёный	21 0 С	Сильный, неприятный запах тины	5,5 (слабо-кислая)	11,2 мг/дм 3 (3 балла)

Анализ проведенных исследований показал, что наиболее прозрачная вода в озере Бородино. Диск Секки был виден до глубины 146 см, в этом озере оказалась самая низкая температура - 20°С и самое высокое содержание кислорода в воде 14,4 мг/дм 3 (2 балла).

В озере Косицино вода оказалась самая мутная, диск Секки не был виден уже на глубине 28 см. В этом озере самая кислая среда из всех изученных, температура воды 21°С, содержание кислорода относительно достаточно высокое 11,2 мг/дм 3 (3 балла).

Вода в озере Аргузиха тоже мутная, ниже глубины 31 см предметы не различаются, оно хорошо прогревается - температура воды составила 28 °С, и в ней содержание кислорода низкое 7,2 мг/дм 3 (2 балла).

Анализ таблиц, составленных на основе изучения характеристик учетных площадок, показывает, что степень зарастания береговой околоводной растительностью у изученных озёр разная. Наибольшая глубина водоёма у границы прибрежного сообщества на озере Бородино – 51 см. По берегам этого озера околоводная растительность имеет 100 % покрытие и слабо выраженную ярусность так, как большая часть растений имеет относительно одинаковую высоту. В данном сообществе нет растений, которые могли бы образовать ярко выраженный ярус. На учетной площадке нами были собраны 8 видов растений из 6 семейств. Все растения относятся к обычным видам, которые могут выносить незначительное загрязнение. [приложение 4,6]

Озеро Аргузиха имеет зарастающие берега – глубина водоёма у границы прибрежного сообщества составляет 41 см, обильную околоводную растительность с выраженной ярусностью. В первом ярусе присутствует равномерно расположенная цицания широколистная (110 см) и тростник обыкновенный. Камыш укореняющийся и вахта трёхлистная образуют второй ярус и расположены куртинами. Ниже располагаются сабельник болотный, чистец шероховатый, злаки. Нами было собрано 11 видов растений из 7 семейств. Все растения относятся к обычным видам, которые могут выносить незначительное загрязнение. [приложение 5,6]

Зарастание береговой околоводной растительностью озера Косицыно низкое, глубина водоёма у границы прибрежного сообщества составляет 31 см. На учётной площадке данного озера обнаружено 11 видов растений из 8 семейств, т.е. самое большое биоразнообразие из всех изученных площадок. Кроме обычных видов, устойчивых к загрязнению, нами был обнаружен краснокнижный вид – касатик мечевидный. Ярусность в сообществе проследить очень трудно, так как проективное покрытие составляет около 40 % из-за выпасания и вытаптывания крупным рогатым скотом. Все растения относятся к обычным видам, которые могут выносить незначительное загрязнение. [приложение 3,6]

Все собранные растения являются достаточно обычными видами и многие из них имеют характеристику видов, устойчивых к умеренному загрязнению: аир болотный, дербенник промежуточной, чистец болотный, череда поникшая, камыш укореняющийся, вахта трёхлистная, белокрыльник болотный. Для других видов экологическая характеристика относительно уровня загрязнения отсутствует.

Анализ корневых систем растений, собранных на учётных площадках, говорит о том, что у прибрежной растительности озера Косицино преобладают ползучие и короткоползучие корневые системы растений (например горец, вейник тонкий, дербенник промежуточный). Не отмечены растения с корневой системой, расположенной глубоко в почве.

У прибрежной растительности озера Бородино преобладают мощные, разветвленные, сильно разветвлённые, со множеством тонких корневищ корневые системы (например сыть скрученная, череда поникшая, манник, полевица, стрелолист трёхлистный).

У прибрежной растительности озера Аргузиха большая часть растений имеет мощную длиннокорневищную, с придаточными корнями, сильно разветвлённую корневую систему (например цицания широколистная, камыш укореняющийся, белокрыльник болотный, полевица побегообразующая). Но встречаются виды, у которые корневая система расположена близко к поверхности (например чистец шероховатый, вахта трёхлистная).

Заключение

Качество воды озёрного комплекса зависит от многих причин. Определить качество воды или уровень загрязнения водоёма возможно несколькими способами. Прибрежная растительность, как показывает обзор литературы и проведенные исследования, может быть в определённой степени индикатором качества воды в водоёме, особенно если этот водоём испытывает долговременное антропогенное воздействие.

1. Качество воды исследуемых старичных озёр разное. Об этом свидетельствуют физические и некоторые химические свойства, определённые при проведении исследований.
2. Обильная и высокая прибрежная растительность озера Бородино является естественным барьером для попадания загрязняющих веществ в воду. У доминирующей части растений корневая система мощная, хорошо разветвлённая и способна проникать в более глубокие слои почвы. Высокое содержание кислорода, растворённого в воде и высокая прозрачность воды характеризуют озеро Бородино, что согласуется с наименьшей антропогенной нагрузкой на этот водоём.
3. Мощная ярусная прибрежная растительность озера Аргузиха может свидетельствовать о том, что в данное озеро стекает много загрязняющих веществ, вызывая бурный её рост. Значительная часть прибрежных растений данного озера имеет мощную, сильно разветвлённую корневую систему. Но, по – видимому, прибрежная растительность не справляется с большой нагрузкой. В воде озера Аргузиха много взвешенных частиц (вода мутная) и низкое содержание кислорода, который может расходоваться на окислительные процессы.
4. Влияние деятельности человека на озеро Косицыно – значительное. Об этом свидетельствует низкое проективное покрытие прибрежной растительности, которая не может сдерживать загрязняющие вещества, стекающие в воду. Почти все прибрежные растения данного озера имеют ползучие и короткоползучие корневые системы. Возможно, большая уплотнённость почвы крупным рогатым скотом не дает возможности расти растениям с корневой системой, которая залегает в более глубоких слоях почвы. У озера Косицино самая низкая прозрачность воды, неприятный запах гниющих органических остатков и низкое содержание кислорода. Причиной низкого содержания кислорода в этом озере может быть его большой расход на процессы гниения.
5. Аналитические данные, полученные при изучении биоразнообразия и характеристик прибрежной растительности, совпадают с аналитическими данными, полученными исследовательской группой при гидробиологическом исследовании донных организмов.

	Озеро Бородино	Озеро Аргузиха	Озеро Косицино
ОИ Гуднайта - Уотлея
Класс качества воды на основе олигохетного индекса.
Сравнительное содержание органических загрязнителей в озере на основе анализа прибрежной растительности	Низкое содержание органических загрязнителей либо органическое загрязнение отсутствует	Органическое загрязнение присутствует.	Органическое загрязнение присутствует в более значительном количестве, чем в озере Аргузиха.

Полученные нами данные представляют собой предварительные оценки уровня загрязнения этих малопроточных озёр. Для получения более точных данных требуется большая работа специалистов. Но даже на основе данных, полученных нами. Можно сказать, что в перспективе, возможно медленное полное заиливание, зарастание озёр, полная смена биоценоза. Восстановлению прежнего вида стариц могло бы способствовать промывание озёр во время наводнения, но это невозможно из-за регулирования сброса воды Зейской и Бурейской ГЭС.

В ближайшее время антропогенное воздействие на озёра, прилегающие к селу, будет продолжаться, следовательно, будет наблюдаться медленная сукцессия.

С проведёнными исследованиями ознакомлена администрация села Куропатино. Работа в данном направлении будет продолжена.

Литература

1. Вшивкова Т.С., Мороз Д.Г. Биоиндикация качества пресных вод.- Владивосток, 2006 г, с.70.
2. Куприянова Л.М. Ценотическое разнообразие водной и прибрежно-водной растительности бассейна реки Берди." http://www.nsu.ru/community/nature/books/berd/berd.htm
3. Коробейникова Л.А. Комплексная экологическая практика школьников и студентов. – Санкт-Петербург, «Крисмас+», 2001 г., с.50-76.
4. Мелихова О.П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. – М. Издательский центр «Академия», 2007 г., с.228.
5. Новиков В.С., Губанов И.А. Школьный атлас – определитель высших растений, 1985 г., с.195.
6. Новиков, Ю. В. , Ласточнина К.О., Болдина З.Н. под ред. А. П. Шицковой. Методы исследования качества воды водоёмов, М.: Медицина, 1990. - 50 – 55 с.
7. Садчиков А.П. Гидроботаника. Прибрежно-водная растительность. – М. Издательский центр «Академия», 2005 г., с.240
8. Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Экология прибрежно-водной растительности., - НИА-Природа, РЭФИА, 2004
9. Симаков Ю. «Биоплато. Роль высших водных растений в улучшении качества воды» http://www.aquatoria.net.ru/articles/bioplato.htm
10. Тахтаджян А.Л. Цветковые растения, - М. Просвещение, 1981 г., с.440.

Приложения

Приложение 1. Шкала для определения кислорода в воде.

Количество раствора, используемого ни титрование	Интенсивность цвета через 1 сутки		Баллы
1 – 3 мл	Светло - голубой	Незначительное содержание кислорода
4 – 6 мл	Сине - голубой	Небольшое содержание кислорода
7 – 9 мл	Сине - фиолетовый	Значительное содержание кислорода
10 мл и больше	Сине - коричневый	Большое содержание кислорода

Приложение 2. Шкала оценок обилия видов по Друдэ

Soc. (sociales) 6 (растения обильны, образуют фон, смыкаются);

Cop.3.(copiosae) 5 (растений очень много)

Cop.2. 4 (растений много)

Cop.1. 3 (растений довольно много)

Sp. (sparsae) 2 (растения в небольших количествах, вкрапления)

Sol. (solitariae) 1 (растения единичны)

Un. (unicum) + (встречаются единичные экземпляры)