Курсова робота

"Види-макрофіти як індикатори забруднення водних екосистем"

Вступ

Актуальність. Ми живемо в епоху гострого конфлікту між людським суспільством та природою, коли нераціональна господарська діяльність порушила динамічну рівновагу біосфери нашої планети, що спричинило її прогресуюче руйнування. Цей процес супроводжується вичерпанням природних ресурсів і різким погіршенням якості навколишнього природного середовища, що спричинює масові захворювання рослин, тварин та людей і загрожує подальшому розпитку людської цивілізації на Землі. У зв'язку з цим у даний час проблему охорони рослинного світу як найважливішого компонента біосфери, що має багатофункціональне значення і відіграє основну роль у її еволюції, неможливо вирішити зусиллями однієї країни, тим більше що багато ареалів видів рослин і рослинних співтовариств виходять за межі окремих держав. У цьому плані значний інтерес представляє рослинність перезволожених територій, що відрізняється, як відомо, інтразоналіністю, а також специфічними особливостями структури і функціонування. В даний час вона виявилася у фокусі цілого ряду питань, пов'язаних з розширенням гідробудівництва, посиленням антропогенної евтрофізації водойм і рекреаційного навантаження, необхідністю відновлення рибних запасів, вилученням великих обсягів води для різного роду потреб. У зв'язку з цим усе більшого значення набуває проблема фітоіндикації антропогенних змін, що відбуваються, перезволожених екосистемах.

Водні макрофіти і їхні співтовариства є досить чуттєвими індикаторами станів природного середовища їх існування. Вироблені в них у процесі адаптивної еволюції ознаки досить чітко індикують рівні води, а також її хімічний і органічний склад. Важко переоцінити їх роль у біогеохімічному круговороті речовин і енергії перезволожених екосистем і в процесах самоочищення водойм.

Метою роботи є аналіз відомостей про макрофіти як індикаторів водного природного середовища.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:

1. Навести характеристику основних груп водних макрофітів.

2. Охарактеризувати значення вищих водних рослин в біоіндикації водних екосистем.

3. Дати характеристику окремих рідкісних видів гідроекологічної флори.

При виконанні даної роботи було узагальнено і систематизовано джерела бібліографії з даної проблематики, проведено експедиційний виїзд, під час якого за допомогою детально-маршрутного методу вивчалася різноманітність макролітів. Визначення і описи водних рослин проводилися за допомогою «Определителя высших растений Украины», «Макрофиты индикаторы изменений природной среды».

1. Характеристика основних типів водних макрофітів

Еугідатофіти. Рослини проходять весь життєвий цикл у водному середовищі, у лимнофазі і прибережній екофазі. Лише їх генеративні органи можуть підніматися над поверхнею води під час цвітіння і запилення на порівняно нетривалий час. Відрізняються здатністю до обміну речовин з водним середовищем. Корені і кореневища розташовані в земноводному шарі на глибині до 20 см. До інших місцеперебувань, крім водного середовища, не пристосовані й у болотної екофазі наземні форми не утворюють. В акумуляційно-ерозійному процесі вони частіше пов'язані з акумуляційною, ніж з ерозійною зоною. Відрізняються значною репродуктивною здатністю у відношенні як плодів, так і турионів. Ця група біоморф відіграє велику роль в утворенні основної органічної маси сплавин у великих водоймах (ставках, головним чином, озерних).

Функції в співтовариствах: є домінантними видами (едифікаторами) асоціацій союзів Potamіon lucentіs (крім Myrіophyllo-Potametum), Potamіon pusіllі. Рідше утворить синузії в інших співтовариствах.

Представники: Najas, Zannіchellіa, Ruppіa, Zostera, Potamogeton pectі-natus, P. lucens, P. perfolіatus.

Аерогідатофіти (гідатоаерофіти). Весь життєвий цикл проходить у лиміофазі і прибережній екофазі. При настанні лимозної екофази утворюють наземні форми, що здатні до вегетації протягом перехідного періоду. Генеративне розмноження нерідке завершують у болотній екофазі. Генеративні органи розташовуються над поверхнею води на 5 – 10 см, як у деяких представників попередньої групи. В окремих видів їх розміри можуть досягати більш 20 см (Nymphaea alba, Nelumbo). Розмножуються вегетативно (корневищними пагонами) і насіннями (гідрохорія). Переважає вегетативне відновлення. У заростях водних макрофітів аерогідатофіти виділяються і за габітусом. Часто утворять наземні форми. Кореневища могутні або сильно розгалужені. Глибоке розташування кореневої системи, значна фітомаса на поверхні і частково над поверхнею води дозволяють аерогідатофітам успішно вегетувати і в ерозійній зоні. По адаптивній здатності представників цієї групи видів до наземних умов їх можна розділити на дві підгрупи [11].

Представник даної групи – Trapa natans s.l. у зв'язку з однолітнім життєвим циклом віднесений до гідротерофітів.

Функції в співтовариствах: аерогідатофіти є едифікаторами домінантами або співдомінантами в співтовариствах угруповання Nymphaeіon рlbae. Часто зустрічаються в синузіях на околицях очеретяних заростей. До них відносяться і співтовариства угруповань Batrachіon aquatіlіs і Batrachіon Huіtantіs.

Представники: Nymphaea, Nuphar, Nymphoіdes Polygonum amphіbіum, Potamogeton patans, P. granvіneus і ін.

Плейстофіти. Життєвий цикл пов'язаний з лимнофазою, прибережною і болотною екофазами. У наземній екофазі особи відмирають. Коренева система водних рослин, що звичайно живуть у поверхневому шарі води, не розвинута або слабке розвинута. Мінеральні речовини рослини поглинають з води. У зв`язку з невеликими розмірами і масою вони переміщуються по водній поверхні під впливом вітру і хвиль. Здатність до вегетативного розмноження (поділ клонів) висока. Оптимально розвиваються в акумуляційної зоні водойм. Виділяються топічні (статичні) і динамічні форми. Тонічні форми: пелагіальні, субліторальні, евліторальні, наземні, затонні; динамічні: дифузійні (рослини поширюються колоніями розсіяно по усій водоймі), ексилозіонні (швидко поширюються після настання сприятливих умов і утворюють суцільні зарості на поверхні води); пульсаційні (рослини поширюються колоніями в сприятливих умовах і зникають у несприятливих (похолодання і сильний вітер) [11].

Функції в співтовариствах: характерні види союзів Lemnіon mіnorіs, Utrіcularіon vulgarіs і llydrocharіtіon morsusranae; є едифікаторами, домінантами в самостійних асоціаціях і в синузiях інших ценотичних рангів.

Представники: Salvіnіa, Azolla, Leіnna mіnor, Spіrodela polynhіza.

Тенагофіти. Велика частина життєвого циклу, включаючи і генеративне відновлення, відбувається в прибережній і болотній екофазах. Генеративне розмноження менш характерне, ніж вегетативне. У лиміофазі і наземній екофазі рослини знаходяться короткий час, але при цьому характеризуються важливими морфологічними змінами. У лимнофазі розміри видів збільшуються. Під впливом гідростатичного тиску й у зв'язку зі слабкою закріпленістю кореневої системи деякі особи відриваються і стають тимчасово плаваючими. Вони здатні вегетувати більш тривалий час за умови закріплення в прибережних сплавинах (наприклад, Eleocharіs acіcularіs). В органічній масі сплавин ступінь участі видів дуже висока, хоча фітомаса їх незначна. У лимно-прибeрежному екоперіоді рослини зв'язані з акумуляційною зоною.

Відрізняються невеликими розмірами (від декількох сантиметрів до 20 см) у прибережній і болотній екофазах, від 50 до 60 см – у гідрофазі. Вегетативні органи ламкі, коренева система досить розвинута, але розміщена лише в поверхневому шарі донних відкладень.

Функції в співтовариствах: рослини є домінантами і співдоминантами в співтовариствах союзів Uttorellіon unіflorae.

Представники: Eleocharіs acіcularіs, Lіmosella aquatіca, Pіlularіa globulіfera.

Плейстогелофіти. Велика частина життєвого циклу проходить в болотній і прибережній екофазах. У наземної екофазі плейстогелофіти здатні вегетувати лише нетривалий час.

Багаторічні рослини середньої величини з масивною кореневою системою (коренева система мичкувата, кореневища плагіотропні). Їх стебла і листки мають повітряні порожнини, що забезпечують стійкість рослин у воді на незакріплених донних відкладеннях. Велику частину вегетаційного періоду коренева система розташована в поверхневих шарах донних відкладень або в товщі води і не досягає власне дна водойми. Рослини іноді відриваються від субстрату і плавають у товщі води подібно представникам групи плейстофітів. Для розмноження представників цієї групи важливе значення мають вегетативні пагони, що формуються в більшості видів за невеликим винятком Carex pseudocyperus і Cіcuta vіrosa продуцируют також велика кількість насінь.

Функції в співтовариствах: види зв'язані насамперед зі специфічними співтовариствами союзів Cіcutіon vіrosae, Alіііon glulіnosae.

Представники: Cіcuta vіrosa, Calla palustrіs, Menyanthes trіfolіata, Carex pseudocyperus.

Гідроохтофіти. Види здатні виростати в болотній і наземній екофазах у перший рік вегетації, у наземно-прибережній з повною генеративною репродукцією – у другий. На третій рік вегетації вони здатні виростати в умовах прибережно-болотного екоперіоду, що завершується поступовим відмиранням вегетативних органів. Наявність цієї групи видів є ознакою критичного екоперіоду і чергування екоциклів [11].

Розглянуті види за габітусом менш виразні, ніж попередні. Коренева система не відрізняється значним розвитком і досягає 25–30 см глибини. На відміну від попередньої групи в більшості випадків ці види не багаторічні, а дво-трирічні. Їх життєвий цикл звичайно починається з прибережно-наземного періоду.

Переважає генеративне розмноження (види роду Alіsma, Oenantlіe aquatіca, Glycerіa fluіtans), але досить характерним є і вегетативне розмноження (Scіrpus radіcans, Bolboschoenus marіtіmus). В акумуляційному процесі гідроохтофіти беруть участь в утворенні донних відкладень.

Функції в співтовариствах: види утворюють співтовариства союзів Oenanthіon aquatіcae і Sparganіo-Glycerіon fluіtantіs.

Представники: Oenantlіe aquatіca, Scіrpus radіcans, Bolboschoenus marіtіmus, Glycerіa fluіtans.

Охтогідрофіти. Велика частина вегетаційного періоду види пов'язана з прибережною, болотною і наземною екофазами і лише короткий час – з лимнофазой. Життєвий цикл тривалий.

Це найбільша група, що складається головним чином з видів очеретяних співтовариств із великими і потужними надземними органами і розвинутою кореневою системою. Представники даної групи відрізняються від видів інших груп фізіономічно і за розмірами. Коренева система розташовується на значній глибині, завдяки чому ця група видів виконує важливу берегоукріплюючу функцію і, крім того, бере участь у процесах заростання при зниженні рівня води у водоймах. Охтогідрофіти сприяють обмілінню водойм. Функція видів в акумуляційно-ерозійній зонах майже однакова. Розмноження вегетативне і, у меншій мері, генеративне (анемохорія, гідрохорія).

Функції в співтовариствах: габітус видів визначає їх положення в літоралі як едифікаторов співтовариств союзів Phragmіtіon communіs, Spaіga-nіo-Glycerіon fluіtantіs, Phalarіdіon arundіnaceae (частково).

Представники: Typha, Phragmіtes australіs, Scіrpus lacustrіs, Acorus calamus і ін.

Евохтофіти. Життєвий цикл пов'язаний із прибережною і болотною екофазами, у яких продовжується повний розвиток корневищних пагонів. Гідрофаза і наземна экофаза складають лише короткий період річного циклу розвитку. Представники цієї групи – великі прибережні осоки, дернинні і корневищні, з розвинутою кореневою системою, розташованою на значній глибині. Займають місцеперебування в прибережній зоні після очеретяних співтовариств (евліторальне положення). Відрізняються високою як генеративної, так і вегетативною (корневищними пагонами) здатністю до розмноження [11].

Функції в співтовариствах: едифікатори і домінанти в літоральних співтовариствах союзів Carіcіon elatae, Carіcіon gracіlіs і Carіcіon rostratae. Утворять також синузії в очеретяних заростях союзу Phragmіtіon communіs і в співтовариствах союзів Salіcіon albae і Alnіon glutіnosae.

Представники: Carex acuta, С. vesіcarіa, С. rіparіa.

Улігінозофіти. Види пов'язані короткий час із прибережною екофазой і тривалий – з болотною і наземною. Види болотних місцеперебувань – середньовисокі трав'янисті рослини з розгалуженою кореневою системою. Переважають багаторічники. Вони є важливими елементами акумуляційного процесу, але не відіграють особливої ролі у формуванні відкладень. Тривалий період життєвого циклу в прибережній, болотній і наземній екофазах і, крім того, свого роду положення «заповнення» між домінантами визначають значне їх видове і внутрішньовидове багатство. Характеризуються розмаїтістю вегетативних органів – коренів, кореневищ, пневматофорів; аеренхіми й ін. Переважає вегетативне розмноження. Велика частина видів гемерофобна.

Функції в співтовариствах: види звичайно зустрічаються як супутні в співтовариствах очеретяних заростей до заплавних лісів і вільшняків, тобто мають широку амплітуду зустрічальності в співтовариствах класів Phragmіtі-Magnocarіcetea, Scheuchzerіo-Carіcetea fuscae, Salіcetea purpureae, Alnetea glutіnosae і порядку Agrostіetalіa stolonіferae.

Голландськими ботаніками підгрупа видів, що домінують на незакріплених відкладеннях, виділяється як самостійна група.

Представники: Euphorbіa palustrіs, Sіum latіfolіum, Lysіmachіa vulgarіs, Lythіum salіcarіa.

Трихогігрофіти. Велика частина вегетаційного періоду проходить у болотній і наземній екофазах. Після висихання поверхневого шару ґрунту відбувається інтенсивний розвиток кореневої системи й утворення столонів. Здатні розвиватися в умовах короткочасного затоплення і повного осушення екотопів. Багаторічні види невеликих розмірів, найчастіше зі столоновидними пагонами і розгалуженою кореневою системою. Відрізняються інтенсивною репродуктивною здатністю за рахунок наземних пагонів. Здатність до утворення насінь значно слабша. Види відносяться до явних гемерофілів [11].

Функції в співтовариствах: є домінантами і едифікаторами переважно союзу Agropyro-Rumіcіon crіspі.

Представники: Potentіlla anserіna, Ranunculus repent, Agrostіs gіgantea.

Пелохтофіти. Виростають у болотній екофазі, де проходять повний цикл розвитку, дозрівання і дисемімації. У наземній екофазі звичайно розвиваються на ділянках після оголення ґрунтів, пов'язаних зі зниженням рівня води. У гідрофазі знаходяться в стані анабіозу (генеративні сім`язачатки). Прибережну екофазу переносить короткочасно. Повний розвиток цих видів пов'язаний з критичним екоперіодом, що характеризується прибережно-наземною послідовністю зміни екофаз. Після проростання насіння на незакріплених ґрунтах вони можуть бути індикаторами акумуляційної зони. Рослини однорічні, звичайно дернисті, з розвинутою поверхневою мичковатой кореневою системою. Чиста зустрічальність їх спостерігається рідко. Максимально вони можуть бути співоминантами або синузіями. Розвиток видів короткочасний, продовжується звичайно 3–4 міс. з кінця весни до початку осені. За своїм розвитком подібні з терофітами, що розвиваються після танення снігів на полях (або є їх екологічними похідними). Відрізняються перевагою генеративного розмноження. Продуктивність насінь дуже висока.

Функції в співтовариствах: види є домінантами і співдоминантами в співтовариствах класів Іsoeto-Nanojuncetea і Crypsіetea aculeatae.

Представники: Eleocharіs ovata, Carex bohemіca, Coleanthus subtіlіs.

Пелохтотерофіти. Життєвий цикл проходить головним чином у болотній і наземній екофазах. Тривалий період розвитку припадає на наземну екофазу. Це пов'язано з тим, що коренева система розташована на досить великій глибині (30–40 см) і здатна займати також більш нижні горизонти під впливом ґрунтової води. Можуть незначний час виростати в умовах прибережної екофази. Цим вони відрізняються від видів групи нелохтофітів. Крім того, мають великі розміри (50–100 см) і формують значну кількість квіток і насінь. За будовою екзоаеренхіми і наявності потужної системи придаткових коренів подібні з групою улігінозофітів [11].

Функції в співтовариствах: виступають у ролі доминантів або співдомінантів у співтовариствах класу Bіdentetea trіpartіte серед яких багато синантропів подібно співтовариствам класу Oryzetea (рисові поля).

Представники: Bіdens trіpartіta, В. radіata, Polygonum lapathіfolіum, Uііmex marіtіmus.

2. Значення вищих водних макрофітів

2.1 Макрофіти як індикатори екологічного стану водойми

Фактори середовища досить строго визначають, які організми можуть жити в даному місці, а які не можуть. Враховуючи це, ми можемо використати обернену закономірність і судити про фізичне середовище організму, який в ньому проживає. Так з 'явився метод біоіндикації середовища, який особливо широко використовують у лісовій типології, фітоценології, а також для визначення рівня забруднення атмосферного повітря за допомогою лишайників (ліхеноіндикація), мохів (бріоіндикація) чи грибів (мікоіндикація).

Ю. Одум наводить ряд суттєвих зауважень, які слід брати до уваги під час використання цього методу.

1. Стенотопні види, як правило, є кращими індикаторами, ніж еври-види [17].

2. Крупні види є кращими індикаторами, ніж дрібні, оскільки на даному потоці енергії може підтримуватися більша біомаса або «врожай на корені», і ця біомаса розподіляється між крупними організмами. Наприклад, анемона дібровна – вид дібровних умов зростання, який рясно представлений у буковому лісі лише у час цвітіння (весняний аспект). Однак вже в червні годі знайти його сліди. В той час як бук – індикатор родючих бучин – завжди буде представлений і відіграватиме в будь-який час роль індикатора.

3. Числове співвідношення різних видів, популяцій і цілих угруповань часто служить кращим індикатором, ніж чисельність одного виду, оскільки ціле краще, ніж частина, відбиває загальну суму умов. Наприклад, чисті угруповання сосни високих бонітетів є індикаторами свіжих борових та суборових пісків. Коли говоримо про діброви, то беремо до уваги багаті ґрунти і благодатний клімат. Зарості кропиви дводомної індикують багаті на азот землі.

Отже, біоіндикатори – це група особин одного виду або угруповання, наявність, кількість або інтенсивність розвитку яких у тому чи іншому середовищі є показником певних природних процесів або умов зовнішнього середовища.

Біологічну індикацію широко використовують сьогодні для оцінки забруднення навколишнього середовища, яке «усуває» з природних екологічних ніш нестійкі до факторів забруднення види нижчих і вищих рослин, а також представників фауни [17].

Біоіндикатори, біологічні індикатори – організми, присутність (наявність), кількість або інтенсивний розвиток яких є показником якихось природних процесів або умов зовнішнього середовища.

У зв'язку з потребою проведення глобального моніторингу, використання індикаційних можливостей біологічних об'єктів набуває все більшого значення. Рослини-індикатори використовуються як для виявлення окремих забруднювачів, так і для спостереження за загальним станом середовища [8].

Забруднення водойм зумовлене потраплянням в них зважених речовин, розчинених сполук, токсичних речовин. Забруднення потрапляють у водойми зі стічними водами населених пунктів і промислових підприємств, а також з дощовими водами. Характер впливу стічних водна водойми залежить від їх якості і кількості.

Між водою як середовищем існування і населяючими водойму організмами існує певний зв’язок, згідно з яким при наявності в воді органічних сполук (білки, вуглеводні, жири кислоти) в ній виникає специфічна флора і фауна. По розвитку у водоймі певних організмів можна робити висновки стосовно санітарного стану [21].

У 1909 році була розроблена класифікація ступені забрудненості водойми за видами рослин і тварин, які наявні в водоймі. Ця класифікація отримала назву системи сапробності.

В залежності від того, наскільки сильно забруднена вода, водойми і окремі ділянки діляться на відповідні зони:

Зони сапробності клас чистоти

Поліса пробна (р) IV

Альфа-мезосапробна (α-m) III

Бета-мезосапробна (β-m) II

Олігосапробна (o) I

Полісапробна зона (р) характеризується великим вмістом нестійких органічних речовин і продуктів їх анаеробного розпаду.

Альфа мезосапробна зона (α-m). В цій зоні починається аеробний розпад органічних речовин з утворенням NH₃, міститься багато вільної вуглекислоти, кисень присутній в малій кількості.

Бета мезосапробна зона (β-m) відмічається у водоймах майже вільних від нестійких органічних речовин, що розклалися до окислених продуктів.

Олігосапробна зона (о) характеризує майже чисті водойми з незначним вмістом нестійких органічних речовин і невеликою кількістю продуктів їх мінералізації. Вищі водні рослини розвиваються в основному в олігосапробній і бета-мезасапробній зонах. Ксенобіонтами є лише деякі водні мохи і папороті, які мають достатньо високе індикаторне значення [19].

Оцінка якості води за гігрофітами може мати лише допоміжне значення, оскільки загальний аналіз повинен брати до уваги населення водойми і ступінь кількісного розвитку видів, що складають біоценози в цілому.

На розвиток водної рослинності сильно впливає коливання рівня води протягом вегетаційного періоду. Індикаторами зниження рівня води є види широкого екологічного діапазону (Butomus umbellatus, Glyceria Tluitans, Sparganium erektum, Typha latifolia). Різкі зниження рівня води індукує Cilyceria Tluitans. Індикаторами постійності рівня води звичайно є види роду Urtikularia, а підняття рівня води – Menyantnes trisolia, Naumburgia thysiflora. Зовнішнім проявом реакції видів на посилення коливання рівня води до певних меж слід вважати їх масову появу в даних місцях, а також проходження повного життєвого циклу.

Індикаторами забруднення води важкими металами виступають Potamogeton perfoliatus і Potamogeton obtusitolius (залізо), Gliceria maxima (плюмбум); азотистими сполуками – Lecuna gibba, Meniophilum verticilatum; хлором – Gliceria maxima; індикаторами підвищення мінералізації води є Myriophilum spicatum, Sagittaria sagittifolia, підвищений вміст кальцію у воді і донних відкладеннях – Nymphoides peltata, Potamogeton crispus. Ці та деякі інші види в умовах забруднення води характеризується високою концентрації хімічних сполук і елементів у воді вегетують більш тривалий час, ніж інші.

Індикаторами евтрофування водойм, що відбувається під впливом антропогенних факторів, є Butomus umbellatus, Typha lafisolia ділянок, що не зазнають антропогенного впливу, – Ceratophyllum submersum; водойм з відносно чистою водою – Gliceria plekata, Potamogeton alpinus.

Гігрофіти слугують індикаторами акумулятивно – ерозійних процесів, що проходять в прибережній смузі водойм (Cuperus clifsorneis, Sagittaria platyphilla, Vallisneria spiralis). Вони індукують ділянки майбутнього обміління (Batrachium, Scirpus littoralis) і формування мулових відкладень (Alisma gramineum, Alisma plantago – aguatica), а також початкової стадії заростання водойм (Hydrocharis morsus–ranae, Polygonum amfibium). Э індикаторами процесів заболочення, які особливо характерні для водойм антропогенного евтрофорування і зниження рівня води (Carex panikulata, Egilisetum fluviatile, Hippuris vulgaris).

2.2 Значення гідроекологічної флори в самоочищенні водойм

Під само очищенням розуміють весь комплекс взаємозв’язку фізичних хімічних та біологічних процесів, в результаті діяльності яких якість води повертається до першочасткового стану [11].

Велику роль в процесах самоочищення забруднених вод відіграють вищі водні рослини, які розвиваються у великих кількостях на озерах і водосховищах, мілких річках, ставках….

За даними Кабанова (1958, 1961) зарості рослин можуть слугувати бар’єром при попаданні в водойму розсіяних забруднюючих речовин, а також пригнічують сапрофітну мікрофлору. Наприклад, у елодеї ясно виражені антагоністичні властивості по відношенню до сапрофітних бактерій, її розвиток може також прискорити відмирання дизентерійної палички у воді (Доливо – Добровільський, 1959).

Водні рослини часто грають значно більшу роль, ніж фітопланктон, в процесах фотосинтетичної реарегенерації (Вінберг, 1955).

Часто завислі частинки створюють значну каламутність води, що різко погіршує її санітарний стан та заважають очистці на водоочисних спорудах. Рослинність є бар’єром для завислих мінеральних та органічних сполук. При фільтрації води через зарослі напівводяних та занурених рослин її прозорість збільшується [3].

В заростях занурених рослин значно збільшується кількість розчиненого кисню, значно знижується кількість розчиненого кисню, значно знижується кількість сольового аміаку і наростає азот нітритів.

Вищі водні рослини та зообентос сприяють розвитку фітофільної фауни, яка також приймає участь у самоочищенні води та даних відкладень від органічних речовин, продуктів їх розпаду та бактерій.

Макрофіти використовують також у біологічному закріпленні берегів. Укріплення берегів за допомогою водних макролітів визнано найбільш надійним простим і екологічно вигідним заходом. В заростях макрофітів більшості прісноводних водойм відбувається нерест риб.

Але при використанні вищої водної рослинності можливостей і негативний вплив – при її відмиранні та розкладанні, вона стає джерелом вторинного забруднення. Є можливість заболочення водойми внаслідок розростання вищої водної рослинності. Тому необхідно своєчасно видалити їх з водойм.

3. Характеристики окремих рідкісних та типових видів макрофітів

Водяний горіх плаваючий (Trapa natans L.)

Родина Водяногоріхові – Trapaceae

Водяний горіх плаваючий – це однорічна водяна рослина з тонким розгалуженим стеблом. Рослина має ряд пристосувань до умов водного середовища. Черенки їх різної довжини і це допомагає розміститись на поверхні води дуже щільно, не налягаючи один на одного. Квітки знаходяться на поверхні, але після запліднення їх зав’язь зразу ж занурюється під воду і плід весь час розвивається у воді, захований під листям.

Водяний горіх плаваючий давно відомий як рослина з їстівними плодами, насіння якого містить до 50% крохмалю і 15% білків [21].

Рослина привертає увагу дослідників не тільки нестандартними біологічними та морфологічними властивостями, а й географічним поширенням.

В Україні вид зростає на всій території, за винятком Криму, в озерах, ставках, старицях, дрібних річках, плавнях великих річок. Нині зникає внаслідок обміління річок, пересихання та забруднення водойм, збирання плодів людиною.

На Чернігівщині місце зростання цього виду пов’язані з київським водосховищем, річкою Дніпро, верхів’ям Десни та рядом озер. Для охорони виду необхідно створити ряд нових заказників, контролювати стан популяцій.

Вид має велике наукове значення як реліктовий вид третинного періоду. Занесений до Червоної книги України, II категорія.

Плавун щитолисний (Nimphoides peltata (S.A. Cmel.) O Kuntrc)

Родина Бобівникові – Menyanthaceae

Плавун щитолистий – це багаторічна трав’яниста рослина з довгим повзучим кореневищем, що закріплюється на дні водойми. Вона має округло – серце видні супротивні листки, що плавають на поверхні води. Цвіте у червні – серпні. Плодоносить у серпні – вересні. Розмножується насінням і вегетативно [21].

Поселяється на мілководдях майже по всій території України. На Чернігівщині поширення виду пов’язане з Десною та системою окремих заливних озер у її верхів’ях. Так у Новгород-Сіверському районі та Коропському спостерігається збільшення популяцій, їх добре відновлення і вегетація.

Занесений до Червоної книги України, II категорія. Має велике наукове значення як реліктовий вид третинного періоду.

Сальвінія плаваюча (Salvinia natans All.)

Родина Сальвінієві – Salviniaceae.

Сальвінія плаваюча є третинним реліквіям флори України. Цікаво, що із 13 видів роду, які зустрічаються в прісних водах планети, лише один вид – сальвінія плаваюча – це однорічна рослина, решта багаторічники тропічної зони.

Еволюція сальвінії відбувалася шляхом скорочення чи редукції всіх вегетативних органів стебла, коренів і листків. Цікавим є те, що корені її зовсім зникли, а їх роль виконують занурені у воду листки.

Сальвінія плаваюча має плаваюче, нитчасте, розгалужене стебло, її листки в трійчастих кільцях. З них два рядки цих листків розташовані по боках плаваючого стебла, а третій – розсічений, подібний до кореня і занурений у воду. Плаваючі листки яйцеподібно-еліптичні, тупі, зверху вкриті бородавочками з пучком волосків, а знизу – бурими волосками (без бородавок). Спори знаходяться в кулевидних спорангіях, які зароджуються на нижніх коренеподібних листках. Розмножується спорами і вегетативно.

В Україні цей вид зустрічається розсіяно в басейнах Дністра, Дунаю, Сіверського Дінця і Дніпра [21].

На Чернігівщині сальвінія плаваюча зустрічається майже по всьому руслу річки Десни, та ряду її протоків, окремих ділянках заплавних озер, навіть в системі меліоративних каналів. Перша знахідка цього виду на Чернігівщині зроблена А. Ракочі в 1898 році на р. Остер (KW). Сальвінія оселяється у водах, що течуть поволі, або в застійних.

Занесена до Червоної книги України, II категорія.

Альдрованда пухирчаста (Androvanda vesiculosa L.)

Родина Росичкові – Droseraceae

Це ниткоподібна водяна рослина довжиною 10 см, яка плаває у товщі води. У рослини тонке стебло з округлими листками, квітки білі, дрібні. Рослина практичного значення не має, є ряд особливостей, які визначають її наукову цінність. По-перше, альдрованда – це релікт водяної флори третинного періоду. По-друге, комахоїдна рослина, у якої по краях листочків знаходяться чутливі волоски, що допомагають захоплювати здобич у ловчі міхурці.

В Україні альдрованда пухирчаста зрідка трапляється у водоймах майже по всій її території, крім гірських систем. Типові біотипи – це мілководдя слабо проточних водойм, боліт, глибиною до 100 см.

На Чернігівщині цей вид є дуже рідкісною рослиною. Перші вказівки на її знахідки наводяться А. Ракочі в 1874 році, під час дослідження «Шахового болота», біля м. Остер. Є відомості про знахідки альдрованди пухирчастої в Ніжинському та Козелецькому районах. На Чернігівщині необхідно продовжувати пошуки нових місцезростань цього виду та забезпечити його належну охорону.

Занесений до Червоної книги України, II категорія.

Латаття сніжно-біле (Nymphaсa candida S. et. C. Presl.)

Родина Лататтєві – Nymphacaceae.

Це водяна рослина, яка має одні з найбільших і найкрасивіші у нашій флорі квітки (до 10 см в діаметрі). Листки у латаття округлі, мають довгі черенки (до 300 см), які тягнуться від видовженого кореневища, що знаходиться у мулі [20].

Латаття сніжно-біле – це вид, який на Україні є досить звичайним на Поліссі та на півночі Лісостепу. Найчисельніші популяції цього виду на території Чернігівщини виявлені у заплавних водоймах межиріччя Десна – Сейм. Тут латаття сніжно-біле утворює рідкісні угруповання, які занесені до Зеленої книги України.

Рдесник альпійський (Potamogeton alpinus Balb.)

Родина Рдесникові – Potamogetonaceae.

Рдесник альпійський – це плаваюча рослина з сидячими, ланцетними листками, яка зустрічається в озерах, ставках, канавах. Вид зустрічається в Карпатах та на Поліссі.

На Чернігівщині є кілька знахідок рдесника альпійського на сході області. Він є рідкісним для Лівобережжя видом. Необхідно в області вивчати поширення цього виду з метою виявлення і уточнення його поширення, пошуку нових місце зростань та забезпечення належної охорони.

Розгляд окремих рідкісних видів гідроекологічної флори показав, що їх статус залежить від наукового критерію, геологічної природи та поширеності на окремій території.

Лепешняк великий (Gtyceria maxima (C. Hartm.) Holmberq)

Родина Злакові (Poeceae)

Екотоп: озера, стариці, русла річок, ставки, на глибині 20–50 (150) см та береги водойм, заболочені луки і болота.

Вегет.орг: крщ. плагіотропне, до 50 см довж., 5–10 діам. Паг. ортотропні, вис. 100–150 (200) см. Л. широколінійні, 5–12 (15) мм шир., шорсткі, із поодинокими шипиками, язичок 3–5 мм довж., загострений. У проточних водоймах утворює реофільну, стерильну форму із стрічкоподібними л., до 50 см довж.

Генер. орг: суцв. густа, багатоколоскова волоть, 20–40 см довж. Колоски 5–9-квіткові, 10–15 мм довж. Нижня квіткова луска із сильно виступаючими жилками, вкритими шипиками [21].

Біол.: багаторічник, охтогідрофіт, анемофіл, барохор, гідрохор. Цв. VI-VI1I. Розмножується вегетативно – крщ. та насіннєво.

Синт: д. вид Glycerietum maximae, Phragmition communis, Phragmitetaiia, Phragmiti-Magnocaricetea.

Пошир.: звичайно у всіх районах Лісостепу України.

Лепешняк помітний (Glyceria notata Chevall).

Родина Злакові (Poeceae)

Екотоп: заболочені луки, болота, мілководдя стариць, на глибині 15–30 см.

Вегет.орг: крщ. плагіотропне, паг. висхідні, із додатковими кор. в нижніх вузлах, 30–90 см вис. Л. лінійні, довж. 10–25 см, шир. 5–8 мм. Язичок л. надрізаний, 2–5 мм довж.

Генер. орг.: суцв. розлога волоть, 25–35 довж., у нижньому вузлі 3–5 гілочок, коротша із яких несе 2–4 колоски, довж, до 25 мм. Нижня квіткова луска заокруглена. Пиляки жовті. Пл. зернівка, до 2 мм довж.

Біол.: багаторічник, гідроохтофіт, анемо-філ, барохор, гідрохор. Цв. VI–VII. Розмножується вегетативно та насіннєво.

Синт.: д. вид Glycerietum plicatae, Sparganio-Glycerion, Magnocaricetalia, Phragmiti-Magnocaricetea.

Пошир.: спорадично, переважно в північних районах Лісостепу України.

Вербозілля звичайне (Lysimachia vulqaris L.)

Родина Злакові (Poeceae)

Екотоп: береги та мілководдя (до 10–15 см глиб.) річок, озер, ставків, водосховищ, болота, заболочені луки, вільшняки, чагарники.

Вегет. орг.: крщ. плагіотропне, з довгими підземними паг., ст. ортотропне, вис. 50–120 см, розгалужене у верхній частині. Листкорозташування мутовчасте (по 3–4 л. в мутовці) або супротивне. Л. короткочерешкові, яйцеподібно-ланцетні, цілокраї, з нижнього боку листкова пластинка опушена. Довж. л. 6–10 см, шир. 1–1,5 см.

Генер. орг: суцв. пірамідальна волоть. Кв. двостатеві, актином., оцв. подвійна, п'ятичленна, чашолистки яйцеподібно-ланцетні, хоротковійчасті, пел. він., діам. якого 1–1,5 см, жовті. Андр. однобратній, тичинки зрослі основою тичинкових ниток. Пл. куляста коробочка.

Біол.: багаторічник, улігінозофіт, ентомофіл, барохор. Цв. Vl-Vlti. Розмножується вегетативно – підземними паг. та насіннєво.

Синт.: д. вид Lysimachio-Filipenduletum, Filipendulion ulmariae, Molinietalia, Molinio-Arrhenatheretea; крім того у складі угруповань Caricetum gracilis, Caricetum eiatae, Caricetum vesi-cariae, Scirpo-Phragmitetum, Filipendulo-Geranietum.

Пошир.: звичайно у всіх районах Лісостепу України.

Очерет південний, о. звичайний (hragmites australis (Cav.) Trin. Ex Steud)

Родина Злакові (Poeceae)

Екотоп: мілководдя прісноводних та слабкомінералізованих, замкнутих і проточних водойм на глибині 20–100 (200) см, береги річок, озер, ставків, болота, торф'яники, вільшняки.

Вегет. орг.: крщ. плагіотропне, розгалужене, дуже довге – до 10 м довж., 10–25 мм діам. Додаткові кор., довж. 10–20 см, утворюються у вузлах кореневищ та нижньої частини ст. Л. крупні, плоскі, широкі, 1,5–3,5 см шир., лінійно-ланцетні, 25–50 см довж. Піхви л. циліндричні, гладенькі, щільно прилягають до ст. Язичок л. утворений рядом густих, коротких, прямих, білих, волосків.

Генер. орг: суцв. крупна, багатоколоскова, розлога волоть, із довгими, гіллястими, шорсткими гілочками, 20–30 см довж., 8–12 см шир. Колоски 3–7-квіткові, 5–10 мм довж., стиснуті з боків, лінійно-ланцетні, гострі, від світло-коричневого до темно-фіолетового забарвлення. Квіткові лусочки довші за колоскові, нижня – щільна, довго та тонко загострена, гола, верхня – більш ніжна, із 2 війчастоопушеними кілями. Тичинки із фіолетовими пиляками. Пл. зернівка.

Біол.: багаторічник, охтогідрофіт, анемофіл, анемохор. Цв. VII-ІX. Розмножується вегетативно – крщ. та насіннєво.

Синт.: д. вид Phragmiteturn communis, Phragmition communis, Phragmitetalia, Phragmiti-Magnocaricetea, у складі угруповань Alnion glutinosae, Salicion cinereae.

Висновки

Використовуючи підходи Елінберга, групи біоморф водних макролітів можна об’єднати у наступні типи:

1. гідрооморфні: сугідамофіти, аерогідамофіти, плейсмофіти;

2. гідрогеломорфні: тенагофіти, плейсмогелофіти;

3. геламорфні: гідроохтофіти, олхтогідрофіти, евохотофіти;

4. гелогігоморфні:улігінозофіти;

5. гігроморфні: трихогігрофіти;

6. гігрогмезоморфні:пелохтофіти, пелохтотерофіти.

Вищі водні рослини відіграють значно більшу роль, ніж фітопланктон, в процесах фотосинтетичної регенерації. Вищі водні рослини та зообентос сприяють розвитку фітофільної фауни, яка також приймає участь у самоочищенні води та даних відкладень від органічних речовин, продуктів їх розпаду та бактерій.

Макрофіти використовують у біологічному закріпленні берегів. Цей захід визнано найбільш надійним простим і екологічно вигідним. В заростях макрофітів більшості прісноводних водойм відбувається нерест риб.

Список використаних джерел

1. Вищі спорові судинні рослини Чернігівщини. / За ред. Ю.О. Карпенка. – Чернігів, 2005. – 86 с.

2. Дивосвіт природи Чернігівщини: навчальний посібник для вчителів. / За ред Ю.О. Карпенка. – Чернігів, 2001. – 186 с.

3. Загальна гідрологія. /За ред. С.М. Лисогора. – К.: Фітосоціоцентр, 2000. – 264 с.

4. Збереження і невиснажливе використання біорізноманіття України: стан та перспективи. / За ред. Ю.Р. Шелег-Сосонко. – К.: Хімужест, 2003. – 248 с.

5. Зелені скарби Чернігівщини. Колектив авторів. – Чернігів, 2004. – 84 с.

6. Зеленая книга Украинской ССР. / Под общ. ред. Ю.Р. Шелег-Сосонко. – К.: Наук. думка, 1987.

7. Карпенко Ю.О. та інші. Дивосвіт природи Чернігівщини: Кн. 2. Луків сіверських різнотрав`я. Світ імлистих боліт і водойм: Навч. посібн. – Чернігів, 2001. – 170 с.

8. Карпенко Ю.О. та інші. Дивосвіт природи Чернігівщини: Кн. 3. Раритети мальовничої Чернігівщини. Живий світ поряд з людиною: Навч. посібн. – Чернігів, 2001. – 163 с.

9. Кокин К.А. Экология высших водных растейний. – М.: Изд-во МГУ, 1982.

10. Лаптев О.О. Екологія рослин з основами біоценології. – К.: Фітосоціоцентр, 2001. – 144 с.

11. Макрофиты – индикаторы изменений природной среды./ Дублена Д.В., Гейне С., Гроудова З. И др. – К.: Наукова думка, 1993. – 435 с.

12. Мулярчук С.О. Рослинність Чернігівщини. – К.: Вища школа, 1970. – 132 с.

13. Мусієнко М.М., Ольгович О.П. Методи дослідження вищих водних рослин. Навч.посібник до лабораторних занять з фізіології водних рослин. – К.: Фітосоціоцентр, 2005.

14. Определиетль высших растений Украины. / Доброчаева Д.Н., Котов М.И., Прокудин Ю.Н. и др. – К.: Наукова думка, 1987. – 548 с.

15. Парчук Г.В. Проблема дифтрофирования водоемов. // Гидробиологический журнал. – 1994. – №3. – С. 30.

16. Рычин Ю.В. Флора гигрофитов. – М.: Сов. наука, 1948.

17. Семенихіна К.А. Водна рослинність р. Десни та водойми її заплави в межах УРСР // Укр. бот. журнал. – 1982. – №2. – С. 39.

18. Фіторізноманіття Українського Полісся та його охорона. / Під заг. ред. Т.Л. Андрієнко. – К.: Фітосоціоцентр, 2006. – 316 с.

19. Червона книга України. Рослинний світ. – К.: Українська енциклопедія ім. М.П. Бажана, 1996. – 608 с.

20. Чорна Г.А. Рослини наших водойм (Атлас-довідник). – К.: Фітосоціоцентр, 2001. – 134 с.

21. Чорна Г.А. Флора водойм і боліт Лісостепу України. Судинні рослини. – К.: Фітосоціоцентр, 2006. – 184 с.