WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 31 |

Высокий полиморфизм прибрежно-водных растений позволяет им занимать разные экологические зоны. На распределение растительности в толще воды оказывают большое влияние прозрачность воды, прибойность, конфигурация берега и др. Такая зональность распределения прибрежноводной растительности в первую очередь относится к видам, имеющим корневую систему. Такие растения, как ряска, сальвиния, риччия, водокрас и другие входят в группу плейстона и могут свободно распределяться по поверхности водоема, притом довольно часто - вдали от берега. Распределение в толще воды не имеющих корней растений (таких как, роголистник, ряска трехдольная, пузырчатка) во многом зависит от прозрачности воды и прибойности (Кокин, 1982).

Несмотря на наличие общих закономерностей распределения растений в водоемах сообщества в пределах каждого водоема имеют свои индивидуальные особенности, – отличаются флористическим составом, обилием, занимаемой площадью и распределением по территории. Большую роль в этом играет температурный и световой режим водоема, гидрологические, гидрохимические, морфометрические показатели водоема и другие факторы. Они определяют тип условий, благоприятных для существования тех или иных сообществ прибрежно-водной растительности.

ПРИБРЕЖНО-ВОДНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И ТИПОЛОГИЯ ВОДОЕМОВ Классификация водоемов по трофности предусматривает деление их на четыре основные группы: олиготрофные, мезотрофные эвтрофные и дистрофные.

Впервые эти термины были использованы С.Вебером при изучении флоры торфяных болот Германии для характеристики растений, развивающихся при низкой, средней и высокой концентрации элементов питания. Позднее, в 1919 г. Е.Науманн, изучая фитопланктон шведских озер, применил их для классификации отдельных водоемов в соответствии с содержанием в них фосфора, азота и кальция. В дальнейшем, А.Тинеманн, работая на озерах Германии, в качестве критериев их трофности предложил использовать и другие показатели – содержание в воде кислорода, наличие индикаторных организмов, суммарное количество фитопланктона (Винберг, 1960; Бульон, 1983; Паутова, Номоконова, 1994).

В гидробиологии такая типизация водоемов получила самое широкое распространение (Naumann,1919; Thienemann,1921). В ее основу положены интегральные показатели, объединяющие большое количество факторов.

Первоначально эти авторы выделили два типа озер – олиготрофные и эвтрофные, а затем - дистрофный тип. В дальнейшем были выделены озера с промежуточными показателями – мезотрофные. Разработанная для озер типизация применяется и для водохранилищ (Abdin, 1949).

В качестве показателя степени трофности предлагались различные критерии: содержание в толще воды растворенного кислорода, биогенных элементов, присутствие индикаторных организмов, количество фитопланктона и др. Однако, основным показателем все же следует считать первичную продукцию (Винберг, 1960).

Развитие организмов в водоемах определяется условиями среды:

прозрачностью воды, содержанием биогенных элементов (прежде всего азота и фосфора), концентрацией кислорода, температурным режимом, величинами рН и др. Поэтому по количеству и видовому составу организмов, интенсивности продукционных и деструкционных процессов можно определить тип водоема (Винберг, 1960; Романенко, 1985). Развитие водной растительности тесно связано с гидрологическими особенностями водоема, размерами и морфометрией котловины, химическим составом вод, характером и распределением донных отложений и рядом других факторов. Степень трофности водоемов дает полное представление об экологических условиях существования организмов и характеризуется набором ряда признаков.

Водная растительность развивается главным образом в литорали и сублиторали, образуя сплошную или прерывистую полосу различной ширины вдоль берега, вокруг островов и мелей, реже покрывает все ложе озера.

Глубина распространения водных растений зависит от величины прозрачности воды, изменяясь от 2 до 4 метров, а в редких случаях – до 8 метров.

Олиготрофные водоемы отличаются большой глубиной, высокой прозрачностью (по диску Секки - до 4-20 м и более), присутствием кислорода во всей толще воды в течение всего года. Эти водоемы занимают глубокие тектонические и эрозионные впадины со слабо выраженной литоральной зоной. Донные отложения бедны органическим веществом. В озерах такого типа жизнь водных растений ограничена недостатком биогенных соединений и низкой температурой воды, недостаточной литоральной зоной.

Низкоминерализованные водоемы имеют бедный видовой состав прибрежноводной растительности: общее число видов чаще всего не превышает десятка.

Преобладают водяной мох (фонтиналис), полушник озерный, тростник обыкновенный и др. Биомасса прибрежно-водных растений низкая.

К олиготрофному типу озер относятся Байкал, Ладожское и Онежское озера, Иссык-Куль, Кара-Куль, Тургояк, Севан, многие водоемы в горных районах и в северных областях.

Мезотрофные водоемы характеризуются промежуточным набором признаков, между олиготрофными и эвтрофными. Они наиболее многочисленны на подзолистых почвах лесной и лесостепной зон; в то же время встречаются во всех природно-климатических и географических зонах. В мезотрофных водоемах преобладают серые, глинистые или песчаные донные отложения с детритным наилком. Как правило, это водоемы глубиной до 5-м и прозрачностью воды – 1-4 м. Очень часто дефицит кислорода наблюдается в самых придонных слоях воды, иногда он охватывает всю зону гиполимниона.

Дефицит кислорода в толще воды наиболее сильно проявляется в зимнее время.

Озера мезотрофного типа зарастают в среднем на 35% (очень часто на 60%). В растительном покрове достаточно высок процент площадей, занятых полупогруженной растительностью (в основном тростником), богаче видовой состав флоры; количество видов увеличивается до 40-60. Очень часто доминируют погруженные растения, представленные преимущественно харовыми водорослями. Часто в больших количествах встречаются рдесты, роголистник, телорез. Широкому распространению водной растительности способствуют относительно высокая прозрачность воды (до 4 м), слабощелочная реакция среды (рН 8), невысокая минерализация (около мг/л) и наличие в сублиторальной зоне карбонатных сапропелей (с содержанием до 35% органического вещества).



С возрастанием трофности водоемов происходит обогащение видового состава водной флоры. В растительных сообществах доминирующими становятся элодея, широколистные рдесты, роголистник, харовые водоросли.

Для мезотрофных озерах со следами эвтрофии характерна высокая биомасса прибрежно-водной растительности и относительно богатый видовой состав.

К мезотрофным водоемам относится Рыбинское, Иваньковское, Куйбышевское, Киевское, Можайское водохранилища, озера Плещеево, Глубокое, Нарочь и др.

Водоемы, характеризующиеся высокой биологической продуктивностью, получили название эвтрофные (синоним – евтрофные). Чаще всего это неглубокие водоемы с обильным поступлением биогенных соединений с водосборной площади. Они располагаются в равнинной или слабохолмистой местности при наличии рыхлых пород. В хорошо освещенном и прогреваемом эпилимнионе водоемов наблюдается интенсивное развитие фитопланктона. Его бурное развитие в летние месяцы достаточно часто приводит к “цветению” водоема.

Донные отложения богаты органическим веществом и биогенными соединениями. Прозрачность в таких водоемах составляет 0,5-2 м.

Растворенный в воде кислород чаще всего наблюдается лишь в поверхностном слое воды; в гиполимнионе, начиная со второй половины лета, появляется бескислородная зона. Зимой, особенно в мелких водоемах, очень часто наблюдаются заморные явления.

Постепенное увеличение глубины и хорошо выраженная литораль создают благоприятные условия для развития прибрежно-водной растительности, причем в водоеме преобладают все экологические группы растений – надводные, наводные и погруженные.

В слабоэвтрофных в относительно глубоких водоемах с воронкообразными котловинами преимущественное развитие получают полупогруженные растения (тростник, рогоз, камыш). Низкая прозрачность (около 2 м) сдерживает развитие подводных растений. Такие озера зарастают в среднем на 20%.

Степень зарастания слабоэвтрофных водоемов глубиной до 4 м и наличием мелководий составляет около 35%. Она определяется морфометрией котловины, долей мелководий в общей площади водоема и средней его глубиной. Наряду с полупогруженными растениями в них значительное развитие получают и подводные растения. В таких водоемах чаще всего доминируют тростник, рогоз, камыш, элодея, роголистник, рдесты и др.

Лимнические условия мелководных высокотрофных озер наиболее благоприятны для произрастания прибрежно-водной растительности, что выражается в значительном зарастании этих озер (до 40-100%) и более высокими биомассами (в среднем 350 г/м2 зарослей).

Среди этой группы водоемов наиболее заросшими являются мелководные и прозрачные озера. Они зарастают практически на 100%. В этих озерах доминируют погруженные макрофиты (в основном рдесты).

В гипертрофных водоемах слабое развитие подводной растительности зависит в первую очередь от низкой прозрачности и высокой биомассы фитопланктона – конкурента за биогенные вещества.

К крупным эвтрофным водоемам относятся озера Ильмень, Чудское, Неро, Чаны, Мястро, Цимлянское водохранилище и др.

В северных районах лесотундры и лесной зоны располагаются озера, берега которых сложены из торфяных сфагновых мхов, вода слабо минерализована и богата гуминовыми веществами. За счет этого она чаще всего окрашена в темные цвета. Прозрачность воды в таких озерах не превышает 2-4 м, рН – в пределах 4 - 6,5, карбонатов очень мало. Водоемы богаты органическим веществом, однако деструкционные процессы протекают в них очень слабо. Донные отложения часто представлены торфяниками, песками или обедненными почвами подзолистого типа. Такие водоемы получили название дистрофные.

Эти озера отличаются широким распространением зарослей прибрежной растительности и почти полным отсутствием настоящих гидрофитов. Среди дистрофных распространены водоемы с широким спектром зарастания прибрежной растительностью – от слабо- до почти полностью заросших.

Кислая реакция среды (рН 4-7) и низкая минерализация (15-150 мг/л) является основным фактором, формирующим видовой состав макрофитов. В дистрофных водоемах видовой состав растений крайне беден, 5-10 видов, причем доминирующими являются в основном мхи (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001).

В водоемах разной трофности скорость круговорота органического вещества различна. В олиготрофных водоемах отмершие организмы в основном минерализуются в толще воды, из-за чего донные отложения крайне бедны органическим веществом. В эвтрофных водах несмотря на высокую скорость минерализации, донные отложения постоянно пополняются органическим веществом. В дистрофных водоемах органический материал разлагается очень медленно; в основном консервируется в донных отложениях.

Границы между отдельными типами водоемов в какой-то мере условны, так как обнаружено огромное разнообразие переходных форм, которые достаточно трудно ранжировать по каким-то количественным показателям.





Даже в пределах одного и того же водоема можно наблюдать признаки разнотипных водоемов. Поэтому понятие «олиготрофия» и «эвтрофия» имеет смысл не в качестве основы классификации, а как общие понятия, характеризующие водоем в смысле богатства жизни, экологические условия существования организмов и специфики физико-химических показателей вод (Горленко, Дубинина, Кузнецов, 1977).

Высшая водная растительность произрастает в прибрежье всех типов водоемов, как в олиготрофных, эвтрофных, так и дистрофных. Однако, наиболее благоприятным для развития является эвтрофный тип водоема с выраженной литоралью, илистым дном, высокой прозрачностью, наличием в толще воды и донных отложениях достаточного количества биогенных элементов (Кокин, 1982; Распопов, 1985). В экологически оптимальных условиях эвтрофных водоемов сообщество прибрежно-водной растительности достигает наибольшего разнообразия и высоких биомасс, чего никогда не наблюдается в иных по трофности водоемах или нарушенных биотопах.

ИНДИКАТОРНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРИБРЕЖНО-ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ Специалисты постоянно делают попытки классифицировать водоемы исходя из интенсивности развития прибрежно-водной растительности с выделением наиболее характерных видов для того или иного типа вод. Однако, как выяснилось, значительная часть водных растений обладает высокой толерантностью, что затрудняет использовать их в качестве индикаторных видов. Однако, как бы то ни было, такие работы имеются, результаты которых приводятся ниже.

Большинство работ посвящено исследованию связи между гидрохимическими показателями вод (общая жесткость, щелочность, углекислота, бикарбонаты, значения рН и др.) и распределением водной растительности, которая в виде общей схемы представлена на рисунке (Pietsch, 1972; Алекин, 1970).

Такие виды как Zostera marina, Z. nana, Z. minor, Ruppia maritima, R.

spiralis, в меньшей степени – Nayas marina, Potamogeton pectinalis, Bulboschoenus maritimus, являются характерными для класса хлоридных вод.

Они обитают в прибрежье морей и в озерах соленостью до 8 ‰ и более.

Кроме того, известна группа видов прибрежно-водных растений, которые можно считать индикаторами определенного состояния и трофности водной среды.

Наличие в водоемах полушника озерного (Isoetes lacustris), полушника иглистого (I.echinospora), лобелии Дортманна (Lobelia dortmanna), урути очередноцветковой (Myriophyllum alterniflorum) указывает на чистоту и олиготрофию вод.

Массовое развитие рясковых указывает на неблагополучие в экосистеме.

Обилие ряски трехдольной (Lemna trisulca) говорит о большом количестве в среде биогенных веществ, развитие ряски маленькой (L.minor) и многокоренника (Spirodela polyrhiza), помимо эвтрофирования, свидетельствует о сельскохозяйственном загрязнении. Многокоренник способен развиваться на концентрированных стоках животноводческих комплексов. Локальное интенсивное развитие рясковых указывает на места поступления биогенных веществ в водоемы.

О наличии антропогенного воздействия на водные экосистемы свидетельствует пышное развитие стрелолиста обыкновенного (Sagittaria sagittifolia), частухи подорожниковой (Alisma plantago-aquatica), элодеи канадской (Elodea canadensis), телореза алоэвидного (Stratiotes aloides), роголистника погруженного (Ceratophyllum demersum) и урути колосистой (Myriophyllum spicatum).

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

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

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

Анализ развития водной растительности в водоемах, подверженных разной степени эвтрофирования, позволяет сделать следующие выводы (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001):

1. Погруженная растительность достаточно полно характеризует состояние водоемов и происходящие в них изменения;

2. Биомасса гидрофитов и индекс сапробности, рассчитанный по индикаторному весу погруженных растений, могут служить показателями качества воды и степени эвтрофирования водоемов.

3. Антропогенное эвтрофирование водоемов приводит к структурной перестройке сообщества гидрофитов; в результате изменяется видовой состав доминирующего комплекса, появляются или исчезают индикаторные виды; по мере возрастания трофности водоема олигосапробные виды уступают место – мезосапробным, которые, в свою очередь, заменяются –мезосапробными видами.

4. Прибрежно-водная растительность более консервативна, чем сообщества фито-, зоопланктона и бентоса, поэтому видовой состав макрофитов, их биомасса и проективное покрытие могут являться показателями изменения качества воды.

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. Для анализа качества вод используются индикаторные организмы и специальные методы, среди которых наиболее популярной является система Кольквитца-Мерссона и ее модификации (см.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 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.