WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 31 |
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА Международный биотехнологический центр МГУ кафедра гидробиологии МГУ А.П.САДЧИКОВ М.А.КУДРЯШОВ ЭКОЛОГИЯ ПРИБРЕЖНО-ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Допущено Учебно-методическим объединением по классическому университетскому образованию в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 013500 «Биоэкология» и другим биологическим специальностям НИА-Природа, РЭФИА 2004 УДК 577.475 ББК 28.082я73 К88 Рецензенты:

Кафедра ботаники и генетики Курганского государственного университета (зав. кафедрой профессор О.А.Григорович) Кафедра ботаники Казанского государственного педагогического университета (зав. кафедрой профессор Н.В.Морозов) Доцент кафедры геоботаники Биологического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова С.А.Баландин Садчиков А.П., Кудряшов М.А.

К88 Экология прибрежно-водной растительности (учебное пособие для студентов вузов). - М.: Изд-во НИА-Природа, РЭФИА, 2004. - 220 с.: 15 ил.

ISBN 5-7844-0107-6 В книге с экологической и гидробиологической точки зрения рассмотрены основы классификации прибрежно-водной растительности, методы сбора, описания, картирования, определения биомассы и продукции растений. Рассматривается трофическая и экологическая роль растений в системе водного биоценоза. Описывается влияние абиотических факторов среды на развитие растений. Особое внимание уделено роли прибрежно-водной растительности в самоочищении водоемов, оценке степени загрязнения вод по индикаторным организмам Рассмотрены проблемы охраны и рационального использования прибрежно-водных растений: хозяйственное использование, культивирование и восстановление, ограничение численности и др.

Предназначено для студентов вузов, обучающихся по направлению «Биология», «Биоэкология», «География», «Основы экологии и природопользования. Гидросфера», «Гидробиология», «Защита окружающей среды». Пособие может быть полезно студентам и преподавателям вузов, учителям и школьникам, специалистам-экологам и администраторам Рис. 15,табл. 5, библиогр. 324 назв.

ISBN 5-7844-0107- © Садчиков А.П., Кудряшов М.А., Посвящается памяти гидробиологов Кокина Константина Александровича и Кожовой Ольги Михайловны ВВЕДЕНИЕ Изучение прибрежно-водной растительности позволило выделить «гидроботанику» в самостоятельный раздел ботанической науки, находящейся на стыке геоботаники, 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.

Мы привели всего несколько точек зрения, и все они имеют разную трактовку. Однако, несмотря на это ученые уже полтора столетия изучают прибрежно-водную растительность, «наполняя» гидроботанику новыми сведениями о жизни растений.

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 пресных, 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, а не ботаниками, поэтому эта книга, соответственно, и написана в гидробиологическом ключе.

Руководство составлено на основе оригинальных геоботанических и гидробиологических работ отечественных и зарубежных специалистов - А.П.Белавской, Е.Бурше, Г.Г.Винберга, Б.П.Власова, Г.В.Вынаева, Н.С.Гаевской, Ф.Гесснера, Г.С.Гигевича, С.Н.Дуплакова, Г.С.Карзинкина, В.М.Катанской, К.А.Кокина, Б.П.Колесникова, А.С.Константинова, А.И.Кузьмичева, С.И.Кузнецова, А.И.Мережко, Б.М.Миркина, Н.В.Морозова, В.Г.Папченкова, Г.И.Поплавской, А.А.Потапова, И.М.Распопова, В.Д.Федорова, Д.Хатчинсона, А.П.Шенникова, В.А.Экзерцева и многих других.

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 частью сложной области знаний о прибрежноводной 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.

Мы будем рады, если эта книга подтолкнет специалистовгидроботаников к написанию аналогичного учебного пособия, в котором прибрежно-водные растения будут рассмотрены с геоботанической точки зрения.

Авторы выражают признательность заведующему кафедрой гидробиологии МГУ профессору В.Д.Федорову, коллегам по работе В.М.Хромову и Е.А.Кузнецову за консультации при подготовке учебного пособия.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 31 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.