WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 31 |

В разреженных биоценозах прибрежно-водная растительность и фитопланктон развиваются параллельно, не вступая в конкурентные отношения. При увеличении интенсивности зарастания водоема прибрежноводная растительность начинает подавлять развитие фитопланктона. Это происходит уже при биомассе водной растительности около 1,5 кг/м3 (Кутова, 1973). Объясняется это главным образом недостатком солнечного света в зарослях и конкуренцией за биогенные элементы, изменением ионного состава водной среды, а также отрицательным метаболическим воздействием. При разрежении зарослей за счет их выедания белым амуром биомасса фитопланктона восстанавливается, а продукция увеличивается в десять и более раз (Кузьмичева, 1976).

Однако некоторые авторы (Астапович, 1967, 1972; Ляхнович, 1972;

Астапович и др., 1973; Копылова, 1973) отмечают снижение биомассы фитопланктона в зарослях прибрежно-водной растительности при полной обеспеченности его витаминами, биогеными и микроэлементами, объясняя это отрицательным воздействием метаболитов высшей водной растительности.

Экспериментально показано отрицательное влияние высших растений на развитие синезеленых водорослей - Anabaena robusta, Anabaenopsis intermedia, Microcystis aeruginosa и др. (Коган, Крайнюкова, 1977), причем альгицидным действием обладают водные экстракты (в частности, рогоза, тростника), полученные из различных частей растений (Мережко, 1971). Возможность пищевой конкуренции в данном случае исключалась, поскольку в конце опыта в культуральной среде было достаточно азота и фосфора.

Снижение таким способом численности фитопланктона имеет большое значение в системе водоснабжения городов и населенных пунктов, так как многие водоросли при массовом развитии придают воде запахи и неприятные привкусы. «Цветение» водоемов являются настоящим бедствием в водоснабжении, так как по настоящее время практически отсутствуют эффективные способы удаления водорослей и выделяемых ими органических веществ, придающие воде те или иные запахи. Запахи вызывают водоросли, относящиеся к различным систематическим группам:

- Asterionella (из диатомых) – слабо выраженный землистый запах;

при значительных количествах этих водорослей – запах герани, при больших количествах – сильный рыбных запах;

- Tabellaria – (из диатомовых) - ароматичный, гераниевый, рыбный;

- Dinobryon (из золотистых) – фиалки, рыбный;

- Synura (из золотистых) – огуречный, рыбный;

- Pandorina, Eudorina (из зеленых) – рыбный запах;

- Anabaena, Aphanizomenon (из синезеленых) – запах плесени, травы, при больших количествах - настурций;

- Mallomonas (из золотистых) – фиалковый и рыбный запах;

- Cryptomonas (из криптофитовых) – приторно фиалковый запах;

- Ceratium (из динофитовых) – зловонный запах;

- Uroglenopsis (из золотистых) – запах рыбьего жира.

Так что не очень приятно пить воду с запахом одеколона или рыбьего жира. Прибрежно-водные растения являются одним из простых способов борьбы с водорослями, а, соответственно, и с запахами воды.

Большое значение в жизни водоемов имеет выделение водными растениями антибиотических веществ, типа фитонцидов. Химический состав фитонцидов разных видов растений различен и представляет комплекс различных органических соединений. Они включают «питательные», «ростовые» и «поведенческие» вещества (Lucas, 1961 по Хайлов, 1971).

Выделения растений, подобно биогенным элементам, участвуют в регулировании продукционных процессов. Метаболическая регуляция формирования структуры растительных сообществ является основной, в противовес концепции пищевой конкуренции при сравнительно небольших плотностях особей (Федоров, Кафар-заде, 1978). Выделения водных растений в среду оказывает влияние не только на формирование растительных сообществ, в значительной мере определяют взаимоотношения между видами растений, в том числе и с водорослями.

Таким образом, погруженная водная растительность может использоваться для регуляции численности фитопланктона и в борьбе с «цветением» водоемов, что и предлагается некоторыми исследователями (Францев 1961).

ВЫСШИЕ ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ И БАКТЕРИИ В воде бактерии находятся во взвешенном состоянии (бактериопланктон), на водных организмах в составе обрастаний и в донных отложениях. Стебли и листья прибрежно-водной растительности являются местом обитания не только водорослей, но и бактерий. Заселение любой поверхности, в том числе и растений бактериями осуществляется довольно быстро, начиная уже с первых суток (Карзинкин, 1934).

Растения и обитающие на их поверхности бактерии чаще всего находятся между собой в мутуалистических взаимоотношениях (Горбенко, 1973).

Растения выделяют различные метаболиты, которые утилизируются бактериями. Этот процесс имеет в значительной степени общебиологический характер. Экологическое значение этого явления довольно трудно переоценить.

Оно оказывает влияние на формирование растительных сообществ, определяет взаимоотношения между растениями и организмами-деструкторами, и в первую очередь бактериями. Последние, разлагая органические вещества, вовлекают в биотический круговорот минеральные соединения, необходимые для роста растений. В процессе эволюции организмы приспособились с одной стороны к использованию метаболитов другого вида, с другой – выработали защитную реакцию от негативного их воздействия.

Роль водных растений (Морозов, 2001) сводится, прежде всего, к:

- стимуляции деятельности микроорганизмов, обитающих на их поверхности и непосредственно в воде, продуктами своего метаболизма;

- созданию активной адсорбирующей и перерабатывающей поверхности;

- поддержанию высокого окислительного уровня за счет обогащения воды растворенным кислородом.

В связи с повышенным содержанием в прибрежной зоне легкоусвояемого органического вещества в зарослях отмечено большее количество бактерий (Кудрявцев, 1978). В толще зарослей растений численность бактерий достигает несколько десятков миллионов клеток в одном миллилитре воды, в илах – несколько десятков миллиардов клеток в одном грамме наилка.

Однако, отмечены случаи отрицательного воздействия растений, в частности, водных мхов (Riccia fluitans и Amblystegium riparium) на сапрофитную микрофлору (Кокин, Тимофеева, 1962). В зарослях погруженных водных растений содержание сапрофитной микрофлоры было ниже, чем на открытых участках. Эксперименты с элодеей и харовыми водорослями показали, по мере роста растений наблюдается снижение численности бактерий (Кабанов, 1961; Кокин, 1963).

При отмирании прибрежно-водных растений происходит интенсивное развитие бактерий и грибов (Lammens, Veide, 1978). Кроме того, при обогащении воды продуктами распада наблюдается развитие бактериопланктона. По мере разложения прибрежно-водных растений происходит увеличение количества бактерий, разлагающих клетчатку, сахар и крахмал (Мессинева, Горбунова, 1946).

Разложение водных растений происходит в несколько этапов (Кокин, 1982):

- начало распада; происходит выделение в среду водорастворимых веществ, интенсивное развитие микроорганизмов, и как результат – минерализация органического вещества;

- стабилизация содержания в воде биогенных веществ;

- потребление выделенных биогенных веществ и дальнейшее развитие растений.

Водная растительность определяет продуктивность прибрежной зоны водоемов; ее прижизненными и посмертными потребителями являются бактерии, грибы, зообентос и рыба. Однако, чрезмерное развитие прибрежноводной растительности приводит к эвтрофированию и заболачиванию водоемов (Кокин, 1982).

ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ И ГРИБЫ Грибы играют важную роль в деструкции органического вещества морских и пресноводных экосистем. Они участвуют в деградации практически всех органических субстратов, в том числе - лигнина, хитина, кератина и других труднодоступных соединений, которые плохо разлагаются бактериями.

Прибрежно-водная растительность относится к категории трудно разлагаемого органического вещества. Кроме водных растений в водоемы поступает большое количество листового опада деревьев и кустарников, произрастающих по их берегам. Именно на растительных остатках (водных растениях и листьях деревьев) часто встречаются сапротрофные грибы. В разложении подобного органического вещества принимают участие бактерии, актиномицеты, беспозвоночные, однако все же главенствующая роль в этом процессе принадлежит грибам. В первую очередь велика роль грибов в разложении лигниноцеллюлозных комплексов (Kaushik, Hynes, 1971).

Как правило, между грибами и бактериями при разложении органического вещества обнаруживается довольно четкая сукцессионная последовательность. Грибы доминируют на начальной стадии разложения органических веществ, содержащих целлюлозу, а бактерии приходят им на смену на заключительной стадии деструкционного процесса (Suberkropp, Klug, 1976).

Подавляющее большинство водных грибов развивается на живых и мертвых растениях, являясь перифитонными и бентосными организмами. В то же время некоторые грибы являются паразитами растений и животных.

Многие грибы в своем развитии имеют планктонные стадии. Кроме того, грибы являются полноценной пищей для многих гидробионтов, – начиная от простейших и заканчивая рыбами.

Между водными растениями и перифитоном, в состав которого входят и грибы, существуют сложные взаимоотношения. Взаимодействия макрофитов и грибов многогранны. Растения выделяют в среду органические соединения, которые используются перифитонными бактериями, грибами, водорослями и беспозвоночными. Грибы, в свою очередь, продуцируют биологически активные вещества широкого назначения, которые утилизируются растениями. По-видимому, здесь происходит нечто подобное при взаимоотношении гриба и водоросли в лишайнике. Водные растения, как живые, так и мертвые подвергаются постоянному воздействию грибов, как сапротрофных, так и паразитических.

В настоящее время общепризнанно, что грибы являются гетерогенной группой низших безхлорофильных организмов. Но для удобства и по микологической традиции их по-прежнему часто объединяют в одну группу под общим названием «грибы». Под грибами в широком смысле понимают не только собственно настоящие грибы из царства Fungi (с отделами - Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota и сборным отделом Deuteromycota), но и грибоподобные организмы.

На водных растениях обнаружено свыше 200 видов сапротрофных и паразитических грибов и грибоподобных организмов (Кузнецов, 2003 а, б).

В пресноводных водоемах доминируют хитридиевые и сапролегниевые грибы. В зонах с переменной соленостью встречаются как морские, так и пресноводные виды грибов, причем видовое разнообразие в таких местах обычно выше, чем в прилегающих участках моря и рек.

Чем выше степень загрязнения, тем чаще наблюдается поражающее действие паразитарных грибов. Не последняя роль в этом процессе принадлежит обычным сапротрофным грибам, которые вместе с паразитарными грибами поражают живые растения. В водоемах, используемых для выращивания рыбы (пруды, некоторые водоемы-охладители), среди грибов возрастает доля сапротрофных видов с коротким циклом развития:

хитридиевые грибы Rhizophydium pollinis-pini, Phlyctochytrium papillatum, страменопилы - гифохитриомицет Anisolpidium saprobium и оомицет Lagenidium pygmaeum.

Паразитические грибы поражают представителей всех систематических групп макрофитов, вызывая в некоторых случаях их эпифитотии. Наиболее известная и масштабная эпифитотия среди макрофитов произошла в Северной Атлантике у берегов Северной Америки и Европы в начале 30-х годов ХХ века, а в Белом море в конце 50х годов (Renn, 1936; Young, 1943; Алим, 1962). Морское цветковое растение – зостера морская (Zostera marina) было поражено микомиксиной Labyrinthula sp., вызвавшего почти полную гибель этой травы.

В Белом море заросли морских трав Zostera marina и Z.nana до 60-х годов занимали обширные площади илисто-песчаной литорали на глубинах до 2,5 м (иногда до 6 м). Биомасса зостеры достигала 6 кг/м2 (Гемп, 1962).

В 1960 г. произошла ее массовая гибель (Алим, 1962), что нанесло колоссальный урон прибрежным экосистемам. Так, например, численность знаменитой беломорской сельди, которая нерестилась в зарослях зостеры, резко сократилась. То что произошло с другими организмами, обитавшими в ее зарослях, не поддается описанию. После этой эпифитотии заросли Z.

marina восстанавливались очень медленно: в 1980-е годы ее максимальная биомасса составляла всего 2,5 кг/м2, обычно значительно меньше – около 0,4 кг/м2 (Возжинская, 1986; Вехов, 1995), а Z. nana перестала встречаться (Вехов, Пронькина, 1983). Всего с беломорской зостеры выделено 64 вида сапротрофных и паразитических организмов, из них, 35 - облигатно морские (Кузнецов, 2003 а, б).

Паразитические свойства грибов используют борьбы с зарастанием водоемов макрофитами. Так, дейтеромицетный гриб Cercospora rodmanii широко используется в качестве средства биологической борьбы с водным гиацинтом (Eichhornia crassipes). Родина этого красивого растения пойма реки Сан-Франциско в Бразилии. Вначале водный гиацинт перебрался в США в качестве декоративного растения, затем в водоемы Центральной Америки, Африки, Азии. Это растение размножается в тропических и субтропических водоемах настолько интенсивно, что препятствует движению судов. По некоторым сведениям растительный покров настолько плотен, что по нему можно ходить. При благоприятных условиях одно растение в течение 10 месяцев может закрыть зеркало воды площадью тысячи квадратных метров, а количество растений на таком участке может достигать 8-18 миллионов экземпляров. Гриб действует избирательно и не оказывает негативного влияния на другие водные растения (Conway, Cullen, 1978). Так что два американских материка дали миру не только водный гиацинт, но и элодею канадскую, с которой мы хорошо знакомы.

ПРИБРЕЖНО-ВОДНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И САМООЧИЩЕНИЕ ВОДОЕМОВ Основными источниками загрязнения водоемов являются хозяйственно-бытовые, промышленные и сельскохозяйственные стоки.

Хозяйственно-бытовые и сельскохозяйственные стоки содержат большое количество всевозможных органических веществ, детергентов, пестицидов, минеральных удобрений и продуктов их распада, тогда как промышленные - имеют огромный набор разнообразных химических соединений, большинство которых являются токсичными.

Загрязненность многих водоемов РФ превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) в среднем по нефтепродуктам на 47-63%, фенолам на 4568%, легкоокисляемым органическим веществом (БПК5) на 20-23%, аммиачному азоту на 24% и т.д. (Морозов, 2001).

Загрязнения водоемов подразделяют на аллохтонное – вносимое извне, и автохтонное - собственное загрязнение. Автохтонное загрязнение происходит в результате жизнедеятельности водных организмов, в том числе и прибрежно-водной растительности. После отмирания в среду поступают их метаболиты, биогенные вещества и продукты распада. Аллохтонные загрязнения – это все то, что приносят в водоемы сточные воды, поверхностные стоки, дождевые и воздушные массы.

Особой формой загрязнения является эвтрофирование водоемов, то есть обогащение их биогенными веществами, что приводит к интенсивному развитию водорослей и прибрежных растений. Это чаще всего происходит за счет поступления в водоемы бытовых и сельскохозяйственных стоков.

Способность водной растительности к накоплению и использованию этих веществ (прежде всего фосфора и азота) делает их активными участниками процесса самоочищения природных вод.

Загрязнение водоемов приводит к изменению структуры сообществ, их видового и количественного состава. Интенсивные загрязнения сельскохозяйственными и бытовыми стоками приводят к зарастанию и заболачиванию водоемов, а промышленными - к нарушению и полной деградации биоценозов.

Водоемы обладают уникальным свойством – способностью к самоочищению. Под самоочищением понимается комплекс воздействия химических, физических и биологических факторов на экосистему водоема, в результате деятельности которых качество воды приходит к первоначальному (или близкому к нему) состоянию. Разумеется, это наблюдается при небольшой степени загрязнения водоемов.

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 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.