Гелофиты (гидрогигрофиты) - водно-болотные растения

2.1. Надводные растения с поднимающимися (возвышаю­щимися, выставляющимися) над поверхностью воды стеблями и листьями, укореняющиеся - тростник обыкновенный (Phragmites australis), хвощ приречный (Еquisetum fluviatile), сусак зон­тичный (Butomus umbellatus), виды родов Рогоз (Typha), Камыш (Scirpus), Ежеголовник (Sparganium), Стрелолист, Частуха и др. Они успешно существуют и проходят полный цикл развития как в воде, так и на влажных берегах водоемов.

В.Г. Папченков (1985) под гидрофитами водоемов и водото­ков понимает крупные водоросли и высшие растения, способ­ные нормально развиваться в воде и водопокрытом грунте. Свою экобиоморфологическую классификацию он строит исходя из морфологических и биологических особенностей видов, выделяя при этом три экологические группы: гидрофи­ты, или настоящие водные растения; гелофиты, или воздушно-водные растения, и околоводные растения. Эта классифика­ция во многом напоминает классификацию В.М. Катанской (1981), изложенную выше.

Другие исследователи (Реnfound, 1952; Sculthorpe, 1971; Рас­попов, 1985; Гигевич, Власов, Вынаев, 2001) считают целесооб­разным подразделить гидрофиты на три большие группы с соответствующими названиями.

1. Гидрофиты - настоящие водные растения, постоянно расту­щие в воде.

1.1. Эугидрофиты, или гидатофиты, погруженные растения -истинно водные растения, весь жизненный цикл которых про­ходит под водой либо у которых только генеративные побеги возвышаются над водой или плавают на поверхности воды, но основная фитомасса находится в толще воды.

1.2. Плейстогидрофиты, или плейстофиты, нимфоиды, пла­вающие растения - водные растения с плавающими на поверх­ности воды листьями и другими ассимиляционными органами.

1.3. Аэрогидрофиты, или гидрогигрофиты, воздушно-водные или водно-болотные растения - водные растения с побега­ми, часть которых находится в воде, а часть возвышается над водой.

2. Гигрофиты- наземные растения влажных, переувлажнен­ных и периодически затопляемых местообитаний с высокой влажностью воздуха.

2.1. Эугигрофиты - наземные околоводные растения, при­способленные к обитанию в береговой полосе водоемов и водо­токов, характерные для низких и средних уровней береговой зоны затопления, часто встречающиеся в руслах неглубоких рек и ручьев, на сплавинах, сырых прибрежных отмелях при глубине 20 - 40 см, а также нередко в воде у низких топких берегов, иногда входят в состав сообществ высокотравных аэрогидрофитов.

2.2. Гигрогелофиты - наземные болотные растения, приспо­собленные к обитанию в сильно переувлажненных и даже обводненных местообитаниях, однако нередко имеющие ксе-роморфные признаки.

2.3. Гигромезофиты - наземные растения, занимающие высокие уровни береговой зоны затопления, сыроватые или влажные отмели и зоны заплеска водоемов. В водной среде встречаются редко.

Некоторые виды водных растений в зависимости от эколо­гических условий произрастания могут принимать различную форму, например: подводную, плавающую, возвышающуюся над поверхностью воды, и относятся то к водной, то к другой форме гигрофитов. Отдельные виды гидрофитов образуют специфические наземные формы, а гигрофиты в свою очередь иногда имеют водные формы. Такие растения принято назы­вать земноводными (амфибиями или амфифитами).

Деление гидрофитов и гигрофитов на три группы (указаны выше) не всегда бывает достаточным. В зависимости от цели и задач проводимых исследований можно, а иногда и нужно применять более дробные классификации: можно сослаться на (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001).

В качестве примера подобного подхода приводим класси­фикацию водных, воздушно-водных и околоводных сосуди­стых растений, встречающихся в водоемах и водотоках Респу­блики Беларусь (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001).

Роль гидрофитов в функционировании водных экосистем.Высшие водные растения, будучи фототрофными организма­ми, являются важнейшим средообразующим компонентом всех водных экосистем. В процессе фотосинтеза они создают пер­вичную пищевую продукцию, без которой не могут существо­вать все гетеротрофные организмы - бактерии, многие проти-сты, водные грибы, беспозвоночные и позвоночные животные. Кроме того, в зарослях гидрофитов создаются благоприятные температурные условия и газовый режим, способствующие их интенсивному росту, развитию и размножению. Сообщества гидрофитов служат водным животным надежным убежищем и защитой от хищников, кормовой базой для водоплавающих птиц, а прибрежные фитоценозы водно-болотных растений -местом их гнездования.

Заросли укореняющихся гидрофитов способствуют укреп­лению грунта в водоемах, противодействуют прибою, защищая берег от размывания и разрушения.

Водные и прибрежно-водные растения, образующие зеленые пояса вдоль берегов, служат достаточно надежным барьером на пути поступающих с водоема и донных отложений различ­ных загрязняющих веществ и тем самым участвуют в биологи­ческой очистке водных экосистем, обеспечивая повышение качества воды. Именно по этой причине водные экосистемы с хорошо развитым поясом растительности являются наиболее устойчивыми к антропогенному эвтрофированию (обогаще­нию биогенными элементами) и загрязнению, а отдельные виды гидрофитов служат своеобразными индикаторами про­цесса эвтрофирования водоема.

В зарослях погруженных водных растений значительно уве­личивается содержание растворенного кислорода, резко снижа­ется концентрация солевого аммиака, нарастает азот нитратов. Все это способствует развитию фитофильной фауны, которая также участвует в самоочищении воды и донных отложений от органических веществ, продуктов их распада и бактерий.

Значительна роль высших водных растений в самоочище­нии воды от нефти. Благодаря активному влиянию водных растений разрушение бактериями нефтяных загрязнений уско­ряется в несколько раз. Заселение биологических прудов при­брежной и погруженной водной растительностью, особенно представленной такими растениями, как схеноплект озерный (Schoenoplectus lacustris), рогоз узколистный (Турha angustifolia) и широколистный (Т. latifolia), тростник обыкновенный, сусак зонтичный, элодея канадская, сокращает время очистки сто­ков в 2,5 -5 раз, а эффект очистки от нефтяных загрязнений часто достигает 99 - 100%.

Водные растения способны аккумулировать конечные про­дукты распада органических соединений, ионы тяжелых металлов, радионуклиды и т.д., что создает реальную угрозу их токсического воздействия на водные экосистемы и организм человека. Своевременное удаление этих веществ из водоемов (уборка водных растений, вылов рыбы и др.), предотвращение процесса антропогенной эвтрофикации и его последствий является одной из важнейших задач работников многих сфер хозяйственной деятельности человека.

Видовой состав водных растительных сообществ является хорошим показателем экологического состояния гидроэкоси­стемы, особенно с точки зрения сапробности. Так, низкомине­рализованные водоемы имеют наиболее бедный видовой состав высших растений. Здесь преобладают олигосапробные виды - водяной мох, или фонтиналис (Fontinalis), полушник озерный (Isoetes lacustris), тростник обыкновенный, кубышка желтая (Nuphar lutea) и др. Общее число видов в таких водо­емах обычно не превышает десяти.

С возрастанием уровня трофности происходит обогащение видового состава аквафлоры (β-мезосапробными видами (эло­дея канадская, широколистные рдесты, роголистник, харовые водоросли). Мезотрофные водоемы включают более 60 видов гидрофитов и характеризуются их высокой биомассой.

В высокоэвтрофных озерах исчезают из растительных сооб­ществ β-мезосапробные виды и появляются новые α-мезосапробные виды гидрофитов (например, узколистные рдесты), а также тут преобладают надводные и подводные растения с плавающими листьями. Общее число видов не превышает тридцати. Подавляющее число современных озер относится к этому типу.

Структурная перестройка водных растительных сообществ заканчивается с образованием сильно заиленных водоемов дистрофного типа. В таких водоемах практически отсутствуют настоящие гидрофиты и широко распространены гелофиты, образующие крупные заросли.

Известно (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001), что наиболее благоприятным фактором для формирования хорошего каче­ства воды при достаточном водообмене является зарастание акватории до 30 - 40% (в зависимости от типа водоема) при биомассе растений до 1,5 кг воздушно-сухого вещества на 1 м² зарослей.

Чрезмерное развитие водной растительности может быть причиной вторичного загрязнения водоемов, особенно мелко­водных, созданных для целей промышленного или хозяйствен­ного водообеспечения и рыборазведения.

Таким образом, гидрофиты играют в водоемах централь­ную средообразующую роль, в значительной мере определяя видовой состав живых организмов и структуру водной эко­системы. Кроме того, они выполняют кормовую, средозащит-ную, фильтрационную, детоксикационную, противоэрозион-ную, индикаторную и другие функции.

Видовой состав и структура аквафлоры.Установлено (Гиге­вич, Власов, Вынаев, 2001), что в состав флоры постоянных и временных водоемов и водотоков Беларуси входит более 180 видов высших сосудистых растений, в числе которых 114 гидрофитов: 68 видов истинно водных (53 - эугидрофитов и 15 - плейстогидрофитов) и 46 воздушно-водных - аэрогидрофигов. Кроме того, аквафлора нашей республики включает около 70 видов околоводных растений - гигрофитов (28 - эуги-грофитов и 41 - гигрогелофитов), имеющих различное систе­матическое положение, географическое происхождение и рас­пространение.

В таксономическом отношении водные растения Беларуси представляют четыре отдела (Плаунообразные, Хвощеобраз-ные, Папоротникообразные, Покрытосеменные), пять классов (Полушниковидные, Хвощевидные, Папоротниковидные, Дву-лольные и Однодольные), 37 порядков, 49 семейств и 91 род (Гигевич, Власов, Вынаев, 2001). В отделе Покрытосемен­ные представлены 45 семейств, 79 родов и около 180 видов. В остальные отделы входят, за редким исключением, 1 семей­ство, 1 род и 1 вид.

Наибольшее количество родов содержат семейства Мятликовые - Poaceae (9), Осоковые - Cyperaceae (7) и Сельдереевые - Apiaceae (5). По 4 рода включают семейства Яснотковые - Lamiaceae и Водокрасовые - Hydrocharitaceae, по 3 рода -семейства Лютиковые - Ranunculaceae, Капустные - Brassicaceae, Частуховые - Alismataceae, Первоцветные - Primulaceae, Рясковые - Lemnaceae.

В составе аквафлоры Беларуси более 30 хозяйственно цен­ных ресурсообразующих видов сосудистых растений. Не менее 10 видов являются заносными и натурализовавшимися во флоре республики: аир обыкновенный (Acorus calamus), губастик крапчатый (Mimulus guttatus), череда олиственная (Bidens frondosa), элодея канадская, вольфия бескорневая (Wolffia arrhiza), полевичка эльбская (Eragrostis albensis) идр.

Более 20 видов редких и исчезающих реликтовых водных и околоводных растений включены в Красную книгу Республи­ки Беларусь: кубышка малая (Nuphar pumila), кувшинка белая (Nymphaea alba), крапива киевская (Urtica kioviensis), ежеголов­ник злаковый (Sparganium gramineum), прибрежница одноцветковая (Litorella uniflord), берула прямая (Berula erecta), наяда большая (Najas major), каулиния гибкая (Caulinia flexilis) и др. Кроме того, около 20 видов нуждаются в профилактической охране (Красная книга, 2005).