3.5.3. Водная и прибрежно-водная растительность

Водная среда является местом обитания высших и низших растений. В водоемах с пресной водой широко распространены такие водоросли как хламидомонада (Chlamydomonas), хлорелла (Chlorella), вольвокс (Volvox), спирогира (Spirogyra), кладофора (Cladophora), хара (Chara), улотрикс (Ulothrix) и др.

Водные растения в основном высшие многолетники, которые часто имеют слабо развитую корневую систему, а корневые волоски зоны всасывания малочисленны или отсутствуют. Для водных растений характерна большая поверхность тела, что облегчает поглощение минеральных веществ и газов, которых в воде содержится гораздо меньше, чем в воздухе. У водных растений сильно развита гетерофилия: подводные, плавающие и воздушные листья на одном и том же растении сильно различаются как по внешнему виду, так и по анатомическому строению. Так, подводные листья не имеют устьиц, тогда как листья, плавающие на поверхности воды эпистоматические (устьица находятся только на верхней стороне), а воздушные листья амфистоматические (устьица имеются на обеих сторонах).

Большая плотность водной среды обусловливает слабое развитие механических тканей этих растений. Расположены они ближе к центру осевых органов, что придают большую гибкость их листьям и стеблю. Слабо развиты или отсутствуют сосуды в приводящих пучках, и в то время как хорошо представлена аэренхима (воздухоносная паренхима), которая позволяет им находиться в вертикальном положении.

Прибрежно-водные растения – основные продуценты водных экосистем. Они дают кислород убежище и пищу животным различных систематических групп: ракообразным, насекомым, рыбам, водоплавающим птицам и млекопитающим. Видовое разнообразие животных в зарослях значительно выше, чем в открытой части водоема. Обитающие на поверхности растений бактерии утилизируют различные метаболиты растений, выделяемые ими в воду. Бактерии, разлагая органические вещества, вовлекают в биотический круговорот минеральные соединения, необходимые для роста растений. В то же время, на этих растениях обнаружено свыше 200 видов сапротрофных и паразитических грибов и грибоподобных микроорганизмов. В связи с этим растения выделяют в водную среду различные биологически активные вещества для своей защиты. В местах произрастания кубышки желтой (Nuphar lutea) наблюдается увеличение содержания алколоидов и их солей, а при наличии зарослей аира болотного (Acorus calamus) – эфирного масла.

Растения водоемов способны уменьшать загрязнение, удаляя из них биогенные элементы (азот, фосфор, калий, кальций, магний, марганец, серу), тяжелые металлы (кадмий, медь, свинец, цинк), фенолы, сульфаты. Это обстоятельство позволяет использовать рогоз (Typha sp.), рдест (Potamogeton sp.), тростник (Phragmites australis), камыш (Scirpus sp.), ряску (Lemna sp.) и др. в практике очистки производственных, хозяйственно-бытовых сточных вод и поверхностного стока.

Массовое развитие некоторых водных растений можно использовать в целях биоиндикации: обилие ряски трехдольной (Lemna trisulca) говорит о большом количестве в среде биогенных веществ, развитие ряски маленькой (L. minor) и многокоренника (Spirodela polyrhiza), помимо эвтрофизации водоема, указывает обычно на сельскохозяйственное загрязнение. О наличии антропогенного воздействия на водные экосистемы свидетельствуют заросли стрелолиста обыкновенного (Sagittaria sagittifolia), частухи подорожниковой (Alisma plantago-aquatica), телореза алоэвидного (Stratiotes aloides), роголистника погруженного (Ceratophyllum demersum) и урути колосистой (Myriophyllum spicatum).

Многие виды прибрежно-водных и водных растений находят применение в сельском хозяйстве и рыбоводстве. Лекарственные растения водоемов (аир (Acorus calamus), вахта (Menyanthes trifoliata), кубышка (Nuphar lutea), череда (Bidens tripartita) и др.). Некоторые виды используют для изготовления ароматерапевтических и косметических средств. Хорошими медоносами являются вахта (Menyanthes trifoliata), горец (Polygonum amphibium), вербейник (Lysimachia vulgaris), сусак зонтичный (Butomus umbellatus). Тростник (Phragmites australis), рогоз (Typha sp.), камыш (Scirpus sp.), рдесты (Potamogeton sp.), и др. применяют для защиты берегов от размыва. Декоративные аир (Acorus calamus), белокрыльник (Calla palustris), горец земноводный (Polygonum amphibium), калужница болотная (Caltha palustris), кубышка желтая (Nuphar lutea), кувшинки (Nymphaea sp.), нимфееник (Nymphoides peltata), сусак зонтичный (Butomus umbellatus) находят применение в ландшафтном дизайне.

Экскурсия на водоемы

В результате экскурсии студенты должны познакомиться с водной и прибрежно-водной растительностью и выполнить следующие задачи:

1. Выявить особенности водных и прибрежно-водных растений;

2. Составить флористический список водоема и прибрежной зоны;

3. Провести морфологическое описание 1–2 видов растений;

4. Собрать гербарий.