ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАЗВИТИЕ ВЫСШИХ ВОДНЫХ РАСТЕНИИ. Растения водной среды

Водные растения: виды, описание, названия

Водные растения или гидрофиты, растущие в природных водоемах, не только являются их украшением, но и выполняют функции по очистке и созданию биологического микроклимата. Использование их при благоустройстве пруда или бассейна на территории загородного дома или садового участка поможет украсить ландшафт.

Приспособление растений к водной среде

В любом пруду, реке или другом водоеме всегда присутствует множество различных растений, которые в естественной среде прекрасно растут и размножаются. Для них характерны листья с большой поверхностью, иногда рассеченные. Корневая система обычно слабая и предназначена для закрепления на донном грунте, некоторые виды обходятся и без корешков. Стебли имеют полости и систему межклетников, что помогает потреблять кислород при погружении в воду, это также удерживает их на плаву.

Гидрофиты подразделяются на несколько видов, каждый из которых имеет свое место обитания и выполняет определенную функцию в данной биозоне. Для них также характерен такой способ размножения, при котором происходит распространение семян под водой: когда они попадают на дно, то начинают прорастать.

Виды водных растений отличаются от зоны их расположения:

• прибрежные, которые расположены вдоль берега, выставляя над поверхностью часть стеблей и листьев: хвощ, стрелолист, рогоз, камыши, тростники;
• околоводные: ирисы, пондетерия, сусак, калужницы и др.;
• водные, у которых вся жизнь проходит на глубине водоема: водяной мох, роголистник, хара, нителла;
• плавающие по поверхности или в толще воды: пистия, мох-фонтиналис, лютик водяной, ряска, водокрас, болотноцветник, водяной орех;
• глубоководные или погруженные, которые укореняются в грунте, а над поверхностью находятся цветки: кубышка, кувшинка, оронтиум, лотос;
• оксигенераторы — растения, погруженные в воду и активно выделяющие кислород, необходимый для обеспечения жизнедеятельности всех обитателей водоема: водяная звездочка, роголистник, турча болотная, уруть колосистая.

Растения природных водоемов

Все естественные водоемы окружены зарослями прибрежной растительности, которая растет полосой вдоль берегов рек, озер и прудов. Исключением может быть только подветренная сторона, которая лишена крупных насаждений.

Различные виды и формы водных растений группируются или расположены полосами в зависимости от направления течения или глубины. Вдоль берега, как правило, густые заросли камыша или тростника, имеющие жесткие листья. Рыбы предпочитают обитать среди растений с более мягкими стеблями и листиками.

Видовой состав подводных растений в естественных водоемах может со временем изменяться довольно существенно, т. к. некоторые из них истощают почву, выделяют в дно вредные вещества, а затем погибают. Оказывают влияние на них и изменения климата или погоды, антропогенное воздействие, загрязнение окружающей среды.

Прибрежные

Растущие по периметру водоема растения определяют границу с берегом. К ним относятся:

1. Водное растение стрелолист (сагиттария или болотник обыкновенный) — широко применяется для озеленения прудов, его корень представлен шнуровидными отростками с округлыми клубнями, погружен в воду, стебель имеет пористую ткань, заполненную пузырьками воздуха, длина его 0,2-1,1 м. Надводная часть имеет черешок, листья — треугольной формы, схожие с наконечником стрелы длиной до 30 см. В середине июня сагиттария зацветает и цветет до конца лета белыми цветам с шаровидной серединой, внутри лепестка могут быть красные или вишневые пятна. Всего насчитывается около 40 видов болотника, в т. ч. и декоративных сортов. Многие из них используются для декора и оформления рукотворных водоемов, хорошо сочетается с другими водными растениями.
2. Тростник или очерет — травянистое растение из семейства Злаковых, которое встречается в средней полосе во всех водоемах с глубиной до 1,5 м, имеет жесткие стебли, которые отпугивают рыб, имеет длинные корневища, из которого вырастают длинные полые стебли до 5 м высотой. Соцветие тростника представляет фиолетово-серебристую метелку. Применяется в восточной медицине.
3. Скирпус или камыш — растение водоема многолетнее, вырастающее до 3,5 м высотой, имеет цилиндрический прочный стебель и метельчатое/головчатое соцветие, предпочитает болотистые места. Многие его путают с тростником.
4. Рогоз, который часто путают с камышом, — имеет жесткий стебель с длинными листьями, на конце его расположен красивый коричневый бархатный початок с семенами. Растет в водоемах глубиной до 1,5 м.

Околоводные

Погруженные или околоводные растения распространены в дикой природе и доступны для выращивания в искусственных прудах.

Примеры водных растений, растущих на мелководье или вблизи воды:

• Ирис болотный — отличается ярко-желтыми цветами с коричневым узором, предпочитает освещенные солнцем участки и плодородную почву, высота стебля до 1,5 м, подходит для водоемов, сажают на глубину 40 см.
• Ирис гладкий — цветет с июня по октябрь синими или фиолетовыми цветами, высотой до 1 м, прекрасно сочетается с другими водными растениями.

• Калужница (Caltha) (болотная, тонкочашечная, дудчатая и др.) — зимостойкое неприхотливое растение (ядовитое!), предпочитает солнечные места, переносит затопление до 20 см, имеет золотистые, бело-желтые цветы, глубина посадки зависит от сорта (20-120 см).
• Пондетерия — украшено голубыми или фиолетовыми цветами, любит солнце и питательную почву, капризное и незимоустойчивое растение (на зиму переносят в помещение), глубина высаживания около 8 см.
• Сусак (Butomus) — неприхотливое растение, цветет небольшими розово-малиновыми цветами, очень быстро разрастается, глубина посадки 10 см.
• Горец земноводный (Persicaria) — цветет все лето ярко-розовыми мелкими цветами, расположенными конусом, при посадке заглубляют до 0,5 м, лучше сажать в контейнеры, зимостойкий и неприхотливый.

Оксигенераторы

Один из самых важных видов подводных растений, которые снабжают весь водоем дополнительным кислородом. Многие из них используются и как пища для рыб. Их достоинством также является улучшение санитарных условий и биологическая очистка воды.

Названия водных растений-оксигенераторов:

• Болотник обыкновенный (Callitriche), который также называют водяной звездочкой.
• Уруть (Myriophyllum) относится к многолетникам семейства Сланоягодниковых, имеет поднимающиеся над водой побеги, ползучее корневище. Длинные стебли (до 1,5 м) покрыты тонкими листиками и образуют под водой изящное кружево зарослей, за что его называют «перистолистником». Выращивают ее в качестве прибрежного растения, размножается вегетативно, ее части можно высаживать прямо в грунт на глубину до 1,2 м в весенне-летний период. Прекрасно смотрится в небольших прудиках, где образует красивые узоры под водой.

• Турча (Hottoni) — является родственником примул, имеет около 100 видов в семействе Первоцветных. Второе название — «водяное перо» дано за розетку, состоящую из рассеченных перистых листьев, плавающих в воде. В летние месяцы появляются цветоносы, которые возвышаются на 15-30 см над водой и украшены цветками, осенью отмирает и зимует на дне в почках.

• Роголистник (Ceratophyllum) темно-зеленый, имеет длинный стебель, разветвляющийся вверху. Листья рассеченные на сегменты, растет на глубине до 9 м, имеет уникальное водное опыление, благодаря которому широко распространился в водоемах России и других европейских стран. Вместо корней имеет стебли, которые удерживают растение на грунте в иле. Осенью верхняя часть отмирает, а побеги с почками зимуют на дне водоема.
• Элодея — относится к многолетниками семейства Водокрасовых, полностью живет под водой, побеги ветвятся длиной до 1 м, листочки имеет мелкие, расположенные по всему стеблю. Цветет очень редко мелкими белыми цветками с красными чашелистниками.

Плавающие растения

Такие растения можно успешно применять для украшения искусственного пруда. Они совсем не требуют ухода, только необходимо внимательно следить за темпом роста, чтобы пруд не зарос ими полностью. Отличие этих водных растений: корни не закреплены и потому свободно плавают, а листья и цветы располагаются на поверхности.

Самые популярные плавающие:

• Ряска покрывает зеленым ковром всю поверхность водоема, представляет мелкие растения, состоящие из стебельков, скрепленных по несколько штук (листецов). Цветет только в искусственных водоемах, размножается вегетативно, когда молодые листецы отделяются от материнских, зимует на дне.
• Водокрас (Hydrocharis) — многолетнее растение с небольшими листьями округлой формы, в основании в виде сердечка, от которого вниз свисают мясистые корни. Цветы мелкие, белого окраса, расположены на 3-5 см над поверхностью воды над листьями.

• Азолла (каролинская или папоротниковая) пришла в Европу из тропических водоемов Америки, напоминает ажурный мох, очень быстро разрастается, из-за чего ее приходится вынимать из пруда сачком, к осени листики приобретают красноватый окрас.
• Эйхорния толсточерешковая (Eichhornia), которая имеет название «Водяной гиацинт», — плавающее теплолюбивое растение, имеющее темно-зеленые листья, в конце лета происходит цветение сиренево-голубыми или желтыми цветками, похожими на орхидеи. Осенью ее необходимо перенести в помещение в аквариум, помещая в кольцевой поплавок, где растение успешно зимует. По данным ученых, имеет фантастические способности по переработке органических загрязнителей (т. е. любит грязные водоемы).

• Водяной орех (Чилим) — однолетник, имеет оригинальные плоды, украшенные рогами (за что получил названия «чертовый» и «рогульник»), которыми он цепляется за дно. Плавает благодаря листьям, имеющим вздутия с воздухоносным слоем. Размножается самоопылением, но только в регионах с теплым климатом: во второй половине лета появляются белые цветки, выступающие над водой, к осени созревают твердые плоды-костянки по 1-15 шт. на каждом растении, которые постепенно опускаются на дно.

Глубоководные

Эти водные растения имеют корневища, заглубленные в дно водоема, а стебли, листья и цветы располагаются над его поверхностью. Основное их питание составляют органические вещества в донном грунте. Листовые пластины, как правило, большого размера. Это создает тень и предотвращает нагрев воды, что помогает предотвратить активное размножение мелких водорослей. Основное достоинство глубоководных видов — красивое цветение.

Некоторые виды глубоководных растений:

• Оронтиум или «Золотая дубинка» (Orontium) — многолетник с зелено-голубыми листьями, снизу серебристыми, в апреле-мае зацветает торчащими из воды соцветиями-початками (длиной 12-15 см), состоящими из мелких желтых цветков, похожих на бело-желтые карандаши.
• Кубышка (Nuphar) — многолетник, широко применяемый для озеленения крупных водоемов, имеющие затенение. Корни ее закреплены в донном грунте, а на поверхности плавают листья и желтые цветы, располагающиеся на толстых цветоносах.

Кувшинка и лотос

Эти 2 вида глубоководных растений относятся к самым эффектным и зрелищным, имеющим яркие красивые цветы, большие листья. При высаживании их в домашнем водоеме станут прекрасным украшением.

Цветок кувшинка (Nymphaea) получил название от водяных нимф в различных европейских мифологиях. Насчитывает 35 видов и подразделяется на 2 группы: тропические и зимостойкие. Последние пригодны для выращивания в открытых водоемах центральной и северной части России, предпочитая солнечные места со стоячей водой. Требуемая площадь каждому растению 0,5-4 кв. м.

Самые распространенные зимостойкие сорта кувшинок:

• Белая кувшинка, которая часто встречается в естественных водоемах, имеет мощные корни до 5 см толщиной, на поверхности располагаются черешки и цветоносы, которые начинают цветение с мая и продолжают его до заморозков. Листья округлые и широкие до 25 см, цветы — белоснежные, каждый держится 4 дня, после чего завязывается плод под водой. После созревания семена из коробочек высыпаются и постепенно опускаются на дно, где затем прорастают.

• Цветок кувшинки душистой белый, испускающий приятный аромат, листья отличаются ярко-зеленым окрасом, со временем краснеют в нижней части. Некоторые сорта цветут желтыми (пятнистый Sulphurea), розовыми или кремовыми цветами.
• Кувшинка (нимфея) гибридная — становятся украшением любого водоема, благодаря красивым цветкам и сердцевидным ярким листьям (некоторые с пятнами или красными оттенками).

Лотос (Nelumbo) — многолетнее водное растение, листья которого расположены как под водой, так и на поверхности, воронковидные и большие, диаметром до 70 см. Лотос украшают крупные ароматные цветки (до 30 см) с розово-белыми лепестками, по центру размещены ярко-желтые тычинки. Плоды темно-коричневого окраса с 30 семенами, всхожесть которых сохраняется десятки и сотни лет. На Востоке этому растению поклоняются и рассказывают старинные легенды и предания. В Европе его выращивают в оранжереях и искусственных прудах с 18 столетия.

Создание водоема: правила

Использование водных растений для украшения искусственного водоема на садовом участке или на территории загородного дома позволит создать неповторимый природный ландшафт и даст возможность любоваться красивыми листьями и цветами весь теплый сезон.

Независимо от размера такого водоема необходимо подбирать сразу несколько видов растений с различными сроками цветения, размерами и формой листьев, учитывая также их высоту и глубину посадки. Главное правило — поддержание биобаланса в искусственном пруду, при котором для благополучного сосуществования всех растений, рыб и микроорганизмов необходимо сделать так, чтобы растительность закрывала водную гладь наполовину или больше.

Центр водоема отдают красиво цветущим растениям — кувшинкам, сорт которых подбирают, исходя из площади пруда. Вдоль кромки высаживают прибрежные виды (стрелолист, аир, сусак), на мелководье — незабудки или калюжницу, на грунте по краю можно разместить влаголюбивые растения (осоки, ирисы, лилейники), имеющие сильную корневую систему, что поможет сохранить берег от размыва.

Свободноплавающие виды (ряска, телорис, водокрас) при благоприятных условиях очень быстро размножаются и могут оккупировать всю поверхность, поэтому их необходимо периодически удалять сачком.

Посадка водных растений в пруду

Озеленение искусственного водоема можно делать 2 способами:

• высаживание растений в грунт в сделанные углубления, расположенные по периметру пруда, что больше подходит для крутых берегов;
• в специальные контейнеры, которые размещают на подставках или уступах, такой метод позволяет перемещать их при необходимости.

Глубина посадки зависит от вида: для кувшинок она составляет до 1,5 м, для прибрежных или болотных — 5-20 см. Оптимальное время высаживания: с апреля по июль. Первыми обычно сажают оксигенераторы, при нагревании воды — кувшинки, затем плавающие, в последнюю очередь делают заселение прибрежной зоны.

При желании в пруд можно выпустить рыб, но только через 4-6 недель, когда все растения укоренятся и вода отстоится.

Основные правила посадки водных растений и устройства пруда:

• размещать подальше от листопадных деревьев, чтобы опадающие части не засоряли водоем;
• идеальным является солнечное освещение утром и во второй половине дня, а в полдень растениям будет комфортно в небольшой тени;
• периодически необходимо проводить прореживание быстрорастущих видов, чтобы они не заслоняли другие растения и поверхность водоема.

При правильном подборе видов и сортов гидрофитов, зон их роста и периодов цветения можно уменьшить усилия по уходу за искусственным водоемом. Яркая зелень и цветущие на протяжении всего теплого сезона растения станут украшением всего окружающего ландшафта.

www.nastroy.net

Экологические группы водных растений

Экологические группы гидробионтов. Наибольшим разнообразием жизни отличаются теплые моря и океаны в области экватора и тропиках, к северу и югу происходит обеднение флоры и фауны морей в сотни раз. Что касается распределения организмов непосредственно в море, то основная масса их сосредоточена в поверхностных слоях (эпипелагиаль) и в сублиторальной зоне. В зависимости от способа передвижения и пребывания в определенных слоях, морские обитатели подразделяются на три экологические группы: нектон, планктон и бентос.

Нектон (nektos – плавающий) - активно передвигающиеся крупные животные, способные преодолевать большие расстояния и сильные течения: рыбы, кальмары, ластоногие, киты. В пресных водоемах к нектону относятся и земноводные и множество насекомых.

Планктон (planktos – блуждающий, парящий) – совокупность растений (фитопланктон: диатомовые, зеленые и сине-зеленые (только пресные водоемы) водоросли, растительные жгутиконосцы, перидинеи и др.) и мелких животных организмов (зоопланктон: мелкие ракообразные, из более крупных – крылоногие моллюски, медузы, гребневики, некоторые черви), обитающих на разной глубине, но не способных к активным передвижениям и к противостоянию течениям. В состав планктона входят и личинки животных, образуя особую группу – нейстон. Выше нейстона располагается плейстон – это организмы, у которых верхняя часть тела растет над водой, а нижняя – в воде (ряска – Lemma, сифонофоры и др.). Планктон играет важную роль в трофических связях биосферы, т.к. является пищей для многих водных обитателей.

Бентос (benthos – глубина) – гидробионты дна. Представлен в основном прикрепленными или медленно передвигающимися животными (зообентос: фораминефоры, рыбы, губки, кишечнополостные, черви, плеченогие моллюски, асцидии, и др.), более многочисленными на мелководье. На мелководье в бентос входят и растения (фитобентос: диатомовые, зеленые, бурые, красные водоросли, бактерии). На глубине, где нет света, фитобентос отсутствует. У побережий встречаются цветковые растения зостера, рупия. Наиболее богаты фитобентосом каменистые участки дна.

Фитобентос озер образован свободно плавающими диатомеями, зелеными и сине-зелеными водорослями; бурые и красные водоросли отсутствуют.

Укореняющиеся прибрежные растения в озерах образуют четко выраженные пояса, видовой состав и облик которых согласуются с условиями среды в пограничной зоне «суша-вода». В воде у самого берега растут гидрофиты – полупогруженные в воду растения (стрелолист, белокрыльник, камыши, рогоз, осоки, трищетинник, тростник). Они сменяются гидатофитами – растениями, погруженными в воду, но с плавающими листьями (лотос, ряски, кубышки, чилим, такла) и – далее – полностью погруженными (рдесты, элодея, хара). К гидатофитам относятся и плавающие на поверхности растения (ряска).

4. Адаптивные особенности водных растений

В процессе своей жизнедеятельности водные растения выработали следующие адаптивные особенности:

- слабое развитие проводящей ткани, т.к. воду и минеральные вещества растение поглощает всей поверхностью тела.

- слабое развитие корневой системы, которая служит только для прикрепления к субстрату. У водорослей корней нет, есть ризоиды. У некоторых имеются корневища, в которых запасаются питательные вещества. Так же они служат для вегетативного размножения.

- слабое развитие механических тканей, из-за высокой плотности среды, поддерживающей побег или слоевище.

- наличие придатков, увеличивающих плавучесть.

- наличие воздухоносной паренхимы, увеличивающей плавучесть и запасающей газы для дыхания и фотосинтеза.

- большая поверхность листьев при малом объеме растения – приспособление к улучшению газообмена при недостатке кислорода.

- разнолистность (гетерофилия) – сальвиния плавающая, чилим.

- погруженные в воду – минеральное питание, поверхностные фотосинтез.

- листья, погруженные в воду – тонкие, хлорофилл расположен в клетках эпидермиса – приспособление к фотосинтезу при слабом освещении.

- наличие слизи и толстостенных клеток эндодермы – защита от вымывания минеральных солей.

- интенсивное размножение вегетативным путем из за затруднения переноса пыльцы и низкой температуры воды, неблаготворно действующей на генеративные органы растения. При размножении половым путем цветоносы часто выносятся в воздушную среду.

- пыльца, семена, плоды распространяются течениями – гидрохория. Часто они имеют полости, заполненные воздухом, выросты, обеспечивающие плавучесть.

studfiles.net

6. Экологическая классификация растений по степени устойчивости к водному дисбалансу

Характеристика водной среды как основной среды жизни. Свойства воды. Экологические группы водных растений. Адаптивные особенности водных растений. Зональность водной среды.

1. Характеристика водной среды как основной среды жизни

В процессе исторического развития живые организмы освоили четыре среды обитания. Первая – вода. В воде жизнь зародилась и развивалась многие миллионы лет. Вторая – наземно-воздушная – на суше и в атмосфере возникли и бурно адаптировались к новым условиям растения и животные. Постепенно преобразуя верхний слой суши - литосферы, они создали третью среду обитания – почву, а сами стали четвертой средой обитания.

Водная среда обитания – называется гидросфера.

Вода покрывает 71% площади земного шара и составляет 1/800 часть объема суши или 1370 м3. Основная масса воды сосредоточена в морях и океанах – 94-98%, в полярных льдах содержится около 1,2% воды и совсем малая доля – менее 0,5%, в пресных водах рек, озер и болот.

В водной среде обитает около 150000 видов животных и 10000 растений, что составляет соответственно всего 7 и 8 % от общего числа видов Земли. На основании этого был сделан вывод о том, что на суше эволюция шла намного интенсивнее, чем в воде.

2. Свойства воды

Высокая плотность водной среды определяет особый состав и характер изменения жизнеобеспечивающих факторов. Одни из них те же, что и на суше – тепло, свет, другие специфические: давление воды (с глубиной увеличивается на 1 атм. на каждые 10 м), содержание кислорода, состав солей, кислотность. Благодаря высокой плотности среды, значения тепла и света с градиентом высоты изменяются гораздо быстрее, чем на суше.

Тепловой режим. Для водной среды характерен меньший приход тепла, т.к. значительная часть его отражается, и не менее значительная часть расходуется на испарение. Согласуясь с динамикой наземных температур, температура воды обладает меньшими колебаниями суточных и сезонных температур. Более того, водоемы существенно выравнивают ход температур в атмосфере прибрежных районов. При отсутствии ледового панциря моря в холодное время года оказывают отепляющее действие на прилегающие территории суши, летом – охлаждающее и увлажняющее.

Диапазон значений температуры воды в Мировом океане составляет 38° (от -2 до +36°С), в пресных водоемах – 26° (от -0,9 до +25°С). С глубиной температура воды резко падает. До 50 м наблюдаются суточные колебания температуры, до 400 – сезонные, глубже она становится постоянной, опускаясь до +1-3°С (в Заполярье близка к 0°С). Поскольку температурный режим в водоемах сравнительно стабилен, их обитателям свойственна стенотермность. Незначительные колебания температуры в ту или иную сторону сопровождается существенными изменениями в водных экосистемах.

Примеры: «биологический взрыв» в дельте Волги из-за понижения уровня Каспийского моря – разрастание зарослей лотоса (Nelumba kaspium), в южном Приморье – зарастание белокрыльником стариц рек (Комаровка, Илистая и др.) по берегам которых вырублена и сожжена древесная растительность.

В связи с разной степенью прогревания верхних и нижних слоев в течение года, приливами и отливами, течениями, штормами происходит постоянное перемешивание водных слоев. Роль перемешивания воды для водных обитателей (гидробионтов) исключительно велика, т.к. при этом выравнивается распределение кислорода и питательных веществ внутри водоемов, обеспечивая обменные процессы между организмами и средой.

В стоячих водоемах (озерах) умеренных широт весной и осенью имеет место вертикальное перемешивание, и в эти сезоны температура во всем водоеме становится однородной, т.е. наступает гомотермия. Летом и зимой в результате резкого усиления прогревания или охлаждения верхних слоев перемешивание воды прекращается. Это явление называется температурной дихотомией, а период временного застоя – стагнацией (летней или зимней). Летом более легкие теплые слои остаются на поверхности, располагаясь над тяжелыми холодными (рис. 2).

Рисунок 2. Стратификация и перемешивание воды в озере (по Э. Понтеру и др. 1982)

Зимой, наоборот, в придонном слое более теплая вода, так как непосредственно подо льдом температура поверхностных вод меньше +4°С и они в силу физико-химических свойств воды становятся более легкими, чем вода с температурой выше +4°С.

Световой режим. Интенсивность света в воде сильно ослаблена из-за его отражения поверхностью и поглощения самой водой. Это сильно сказывается на развитии фотосинтезирующих растений. Чем меньше прозрачность воды, тем сильнее поглощается свет. Прозрачность воды лимитируется минеральными взвесями, планктоном. Уменьшается она при бурном развитии мелких организмов летом, а в умеренных и северных широтах – еще и зимой, после установления ледового покрова и укрытия его сверху снегом.

В океанах, где вода очень прозрачна, на глубину 140 м проникает 1% световой радиации, а в небольших озерах на глубине 2 м проникает всего лишь десятые доли процента. Лучи разных частей спектра поглощаются в воде неодинаково, вначале поглощаются красные лучи. С глубиной становится все темнее, и цвет воды становится вначале зеленым, затем голубым, синим и в конце – сине-фиолетовым, переходя в полный мрак. Соответственно меняют цвет и гидробионты, адаптирующиеся не только к составу света, но и к его недостатку – хроматическая адаптация. В светлых зонах, на мелководьях, преобладают зеленые водоросли (Chlorophyta), хлорофилл которых поглощают красные лучи, c глубиной они сменяются бурыми (Phaephyta) и далее красными (Rhodophyta). На больших глубинах фитобентос отсутствует.

К недостатку света растения приспособились развитием хроматофоров крупных размеров, обеспечивающих низкую точку компенсации фотосинтеза, а также увеличением площади ассимилирующих органов (индекса листовой поверхности). Для глубоководных водорослей типичны сильно рассеченные листья, пластинки листьев тонкие, просвечивающиеся. Для полупогруженных и плавающих растений характерна гетерофиллия – листья над водой такие же, как у наземных растений, имеют цельную пластинку, развит устьичный аппарат, а в воде листья очень тонкие, состоят из узких нитевидных долей.

Гетерофиллия: кубышки, кувшинки, стрелолист, чилим (водяной орех).

Характерными свойствами водной среды, отличными от суши, являются высокая плотность, подвижность, кислотность, способность растворения газов и солей.

Воде свойственна высокая плотность (1 г/см3, что в 800 раз больше плотности воздуха) и вязкость.

У растений очень слабо развиты или вовсе отсутствуют механические ткани – им опора сама вода. Большинству свойственна плавучесть, за счет воздухоносных межклеточных полостей. Характерно активное вегетативное размножение, развитие гидрохории – вынос цветоносов над водой и распространение пыльцы, семян и спор поверхностными течениями.

Характерная черта водной среды – подвижность. Она обусловлена приливами и отливами, морскими течениями, штормами, разными уровнями высотных отметок русел рек.

В проточных водоемах растения прочно прикрепляются к неподвижным подводным предметам. Донная поверхность для них в первую очередь – субстрат. Это зеленые (Cladophora) и диатомовые (Diatomeae) водоросли, водяные мхи. Мхи даже образуют плотный покров на быстрых перекатах рек.

Природным водоемам свойствен определенный химический состав. Преобладают карбонаты, сульфаты, хлориды. В пресных водоемах концентрация солей не более 0,5 г/, в морях – от 12 до 35 г/л (промилле – десятые доли процента). При солености более 40 промилле водоем называют гипергалинным или пересоленным.

В пресной воде (гипотоническая среда) хорошо выражены процессы осморегуляции. Гидробионты вынуждены постоянно удалять проникающую в них воду, они гомойосмотичны (инфузории каждые 2-3 минуты «прокачивают» через себя количество воды, равное ее весу). В соленой воде (изотоническая среда) концентрация солей в телах и тканях гидробионтов одинакова (изотонична) с концентрацией солей, растворенных в воде – они пойкилоосмотичны. Поэтому у обитателей соленых водоемов осморегуляторные функции не развиты, и они не смогли заселить пресные водоемы.

Водные растения способны поглощать воду и питательные вещества из воды – «бульона», всей поверхностью, поэтому у них сильно расчленены листья и слабо развиты проводящие ткани и корни. Корни служат в основном для прикрепления к подводному субстрату. У большинства растений пресных водоемов есть корни.

В воде кислород важнейший экологический фактор. Источник его – атмосфера и фотосинтезирующие растения. При перемешивании воды, особенно в проточных водоемах и при уменьшении температуры содержание кислорода возрастает. Углекислого газа в воде достаточно – почти в 700 раз больше, чем в воздухе. Он используется в фотосинтезе растений.

В пресноводных водоемах кислотность воды, или концентрация водородных ионов, варьирует гораздо сильнее, чем в морских – от pH=3,7-4,7 (кислые) до pH=7,8 (щелочные). Кислотностью воды определяется во многом видовой состав растений гидробионтов. В кислых водах болот растут сфагновые мхи. Кислотность морской воды убывает с глубиной.

studfiles.net

Водная среда обитания

Среда обитания организмов постоянно подвергается воздействию различных изменчивых факторов. Организмы способны отражать в себе параметры окружающей среды. В ходе исторического развития живыми организмами были освоены три среды обитания. Вода - первая из них. В ней жизнь зародилась и миллионы лет развивалась. Наземно-воздушная – вторая среда, в которой животные и растения возникли и адаптировались. Постепенно преобразуя литосферу, которая является верхним слоем суши, они создали почву, ставшую третьей средой обитания.

Каждый вид особей, обитающих в определенной среде, характеризует свой тип энергии и обмена веществ, сохранение которого важно для его нормального развития. При состоянии среды, грозящем организму нарушением баланса обмена энергии и веществ, организм либо изменяет свое положение в пространстве, либо переводит себя в более благоприятные условия, либо меняет активность обмена.

Водная среда обитания

Не все факторы играют равноценную роль в жизни водных организмов. По этому принципу их можно разделить на первостепенные и второстепенные. Важнейшие из них - это механические и динамические характеристики донного грунта и воды, температура, свет, взвешенные и растворенные в воде вещества и некоторые другие.

Факторы водной среды

Водная среда обитания, так называемая гидросфера, занимает до 71% площади всей планеты. Объем воды составляет почти 1,46 млрд. куб. км. Из них 95% - это Мировой океан. Пресная вода состоит из ледниковой (85%) и подземной (14%). Озера, пруды, водохранилища, болота, речки и ручьи занимают немногим более 0,6% от общего количества пресной воды, 0,35% заключено в почвенной влаге и атмосферных парах.

Водная среда обитания населена 150 тысячами видов животных (а это 7% от всех живых существ Земли) и 10 тысячами видов растений (8%).

В районе экватора и тропических зон мир животных и растений наиболее разнообразен. При удалении от этих поясов в северном и южном направлении качественный состав водных организмов становится беднее. Организмы Мирового океана сосредоточены преимущественно у берегов. Жизнь практически отсутствует в открытых водах, расположенных вдали от берегов.

Свойства воды

Физические свойства воды определяют жизнедеятельность в ней живых организмов. Среди них, прежде всего, важны термические свойства. К ним можно отнести большую теплоемкость, низкую теплопроводность, высокую скрытую теплоту испарения и плавления, свойство расширения перед замерзанием.

Вода - превосходный растворитель. В растворенном состоянии все потребители поглощают неорганические и органические вещества. Водная среда обитания способствует транспортировке веществ внутри организмов, продукты распада также выделяются с водой.

Высокое поверхностное натяжение воды удерживает на поверхности живые и неживые объекты и наполняет капилляры, за счет чего наземные растения питаются.

Прозрачность воды способствует фотосинтезу на больших глубинах.

Экологические группы организмов водной среды

• Бентос - это такие организмы, которые прикреплены к грунту, лежат на нем или живут в толще осадков (фитобентос, бактериобентос и зообентос).
• Перифитон – животные и растения, которые прикреплены либо удерживаются за стебли и листья растений или за любые поверхности, возвышающиеся над дном и плавающие по течению воды.
• Планктон – свободно плавающие растительные или животные организмы.
• Нектон – активно плавающие организмы с обтекаемыми формами тела, не связанные с дном (кальмары, рыбы, киты, ластоногие и т.д.).
• Нейстон - микроорганизмы, растения и животные, обитающие у поверхности воды между водной и воздушной средами. Это бактерии, простейшие, водоросли, личинки.
• Плейстон - гидробионты, частично находящиеся в воде, а частично над ее поверхностью. Это парусники, сифонофоры, ряска и членистоногие.

Обитателей рек называют потамобионтами.

Водная среда обитания характеризуется своеобразными условиями жизни. На распределение организмов большое влияние оказывают температура, свет, водные течения, давление, растворенные газы и соли. Условия жизни в морских и континентальных водах резко отличаются. Морская вода является более благоприятной средой, близкой к физиологическому раствору. Континентальные воды для их обитателей менее благоприятны.

fb.ru

Биология для студентов - 05. Вода как среда обитания. Особенности биологии водных растений

Как среда обитания организмов вода имеет ряд специфических свойств (большая плотность, значительные перепады  давления, относительно малое содержание кислорода, высокая теплоемкость, сильное поглощение солнечных лучей  и др.). Отдельные водоемы различаются по солевому  режиму, по наличию течений и по др. параметрам.

Обитатели водной среды в экологии называются гидробионтами. По условиям обитания гидробионтов в любом водоеме можно выделить различные  зоны. Рассмотрим экологические зоны мирового океана. В океане вместе с входящими в него морями можно выделить две основные экологические зоны: толщу воды-пелагиаль и дно - бенталь. Бенталь в зависимости от глубины подразделяется на зоны: сублитораль  - область плавного увеличения глубины до 200 м; батиаль - крутой склон дна; абиссаль - океаническое ложе со  средней глубиной 3-6 км; ультраабиссаль - впадины океанического ложа; литораль - кромка берега, заливаемая приливами; супралитораль - часть берега, увлажняемого брызгами прибоя.

Совокупность организмов, живущих на дне океана называется бентос, а живущих в толще воды - пелагос.

Пелагиаль также делится на зоны соответствующие зонам бентали: эпипелагиаль, батипелагиаль, абиссопелагиаль. Нижняя граница эпипелагиали (~ 200 м) определяется количеством проникающего солнечного света, достаточным для фотосинтеза. Глубже этих зон зеленые растения не могут существовать. 

Водные растения имеют значительные отличия от наземных растительных организмов. Способность водных растений поглощать влагу и минеральные соли непосредственно из окружающей среды отражается на их морфологической и физиологической организации. У водных растений слабо развиты проводящая ткань и корневая система. Корневая система служит для прикрепления к подводному субстрату и не выполняет функции минерального питания и водоснабжения. Питание водных растений осуществляется всей поверхностью их тела. Значительная плотность воды дает возможность обитания растений во всей ее толще. У низших растений, заселяющих различные слои и ведущих плавающий образ жизни, для этого имеются специальные придатки, которые увеличивают их плавучесть и позволяют им удерживаться во взвешенном состоянии. Высшие гидрофиты имеют слабо развитую механическую ткань. В их листьях, стеблях, корнях располагаются воздухоносные межклеточные полости, увеличивающие легкость и плавучесть взвешенных в воде и плавающих на поверхности органов, что также способствует омыванию внутренних клеток водой с растворенными в ней солями и газами. Гидрофиты отличаются большой поверхностью листьев при малом общем объеме растения, что обеспечивает им интенсивный газообмен при недостатке растворенного в воде кислорода и других газов.

У ряда водных организмов развита разнолистность, или гетерофилия. Так, у сальвинии погруженные листья обеспечивают минеральное питание, а плавающие - органическое.

Важной особенностью адаптации растений к обитанию в водной среде является и то, что листья, погруженные в воду, как правило, очень тонкие. Часто хлорофилл в них располагается в клетках эпидермиса, что способствует усилению интенсивности фотосинтеза при слабом освещении.

Относительно низкая температура водной среды обусловливает отмирание вегетирующих частей у погруженных в воду растений после образования зимних почек и замену летних тонких нижних листьев более жесткими и короткими зимними. Водные растения размножаются вегетативным путем. Большинство плавающих на поверхности и погруженных растений выносят цветоносные стебли в воздушную среду и размножаются половым путем. Пыльца разносится ветром и поверхностными течениями. Плоды и семена, которые образуются, также распространяются поверхностными течениями. Это явление носит название гидрохории.

vseobiology.ru

3. Особенности адаптации растений к водной среде. Основные факторы водной среды и их влияние на организмы

Похожие главы из других работ:

Адаптация организмов к обитанию в водной среде

4.2 Способы ориентации животных в водной среде

Жизнь в постоянных сумерках или во мраке сильно ограничивает возможности зрительной ориентации гидробионтов...

Адаптация организмов к обитанию в водной среде

4.4 Особенности адаптации растительных организмов к обитанию в водной среде

Водные растения имеют значительные отличия от наземных растительных организмов...

Адаптация организмов к обитанию в водной среде

4.5 Особенности адаптации животных к водной среде

У животных, обитающих в водной среде, по сравнению с растениями адаптивные особенности более многообразны, к ним относятся такие, как анатомо-морфологические, поведенческие и др. Животные, обитающие в толще воды...

Анатомические особенности строения психрофитных растений семейства вересковых

2.1 Особенности биологии психрофитных растений

К группе психрофитных относят растения, произрастающие в тайге, тундре, на высокогорьях. Сюда же могут относиться виды, живущие в условиях холодного, плохо прогревающего даже летом сфагнового болота...

Биоморфологические особенности эфиромасличных растений Крыма и перспективы их использования

3. Биоморфологические особенности перспективных эфиромасличных растений

...

Биохимия растений. Процессы брожения. Фотосинтез

6. Строение и физиологические особенности светолюбивых и теневыносливых растений

Светолюбивые растения - гелиофиты, растения, произрастающие на открытых местах и не выносящие длительного затенения; для нормального роста им необходима интенсивная солнечная или искусственная радиация. Взрослые гелиофиты, как правило...

Инсерционный мутагенез – основной метод идентификации генов

3. Особенности инсерционного мутагенеза растений

У микроорганизмов и животных для инактивации генов также используется инсерционный мутагенез. После встраивания инсерции в клонированную копию гена, благодаря гомологичной рекомбинации, удается заместить интактный ген мутантным...

Микробиология питьевой воды

2.1 Поступление патогенных микроорганизмов воду и их выживаемость в водной среде

В тоже время незагрязненные реки, озера и водохранилища, в которых развиваются нормальная флора и фауна, не только не представляют собой благоприятную среду для развития патогенных болезнетворных бактерий, но напротив являются мощным барьером...

Основные факторы водной среды и их влияние на организмы

2. Адаптации организмов к факторам водной среды

...

Основные факторы водной среды и их влияние на организмы

4. Особенности адаптации животных к водной среде

У животных, обитающих в водной среде, по сравнению с растениями адаптивные особенности более многообразны, к ним относятся такие, как анатомо-морфологические, поведенческие и др. Животные, обитающие в толще воды...

Подсемейство розанные. Биологические особенности и значение

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ РАСТЕНИЙ ПОДСЕМЕЙСТВА РОЗАННЫЕ

Подсемейство розовые, включающее около 50 родов и около 1700 видов, является самым крупным среди розоцветных. Представители подсемейства - в основном кустарники и многолетние травы. Только некоторые виды - однолетние травы...

Растения – продуценты биологически активных веществ

Глава 1. Особенности вторичного обмена растений

Целебное действие лекарственных растений обусловлено присутствием в них биологически активных веществ, относящихся обычно к продуктам специализированного (вторичного) обмена...

Свойства бессмертника

1.4 Биологические особенности растений рода бессмертник

Свежесобранные семянки прорастают при температуре 10-15оС. Высокая всхожесть сохраняется до 15 мес., после чего резко снижается. В первый год жизни сеянцы развиваются медленно. Сеянцы в возрасте 10 мес. достигают высоты 87 см...

Строение и физиология растений класса двудольных

1. Особенности строения и физиологии двудольных растений

Двудольные - самый обширный класс рода цветковых растений, насчитывающего свыше четверти миллиона видов. Большинство из них - травянистые растения, не образующие надземных древесных тканей...

Экскурсии по еловому лесу и наблюдения за обитателями водоема

5.1 ЭКСКУРСИЯ «ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПРИДОРОЖНЫХ РАСТЕНИЙ»

Внимательно осмотрев особенности строения всех органов растущего подорожника большого, я проделала с ним несколько опытов. 1. Испытала лист и черешок на разрыв. Разорвать удалось не сразу. Сначала лист деформировался и растянулся...

bio.bobrodobro.ru

ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАЗВИТИЕ ВЫСШИХ ВОДНЫХ РАСТЕНИИ

portaleco.ru

Смотрите также

• 
  Террариум с растениями
• 
  Наземно воздушное растение
• 
  Растения на болоте
• 
  На болоте растения
• 
  Фиалки комнатные растения
• 
  Фиалки комнатные растения
• 
  Белок в растениях
• 
  Растения на м
• 
  Семя двудольного растения
• 
  Дыхание растений это
• 
  Растения для детской