Биологические особенности растений водоемов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

Учреждение образования  
«МОЗЫРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И.П. ШАМЯКИНА»

 

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

КАФЕДРА БИОЛОГИИ

 

 

ГИГРОФИТЫ, МОРФОЛОГИЯ, ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ

Курсовая работа по дисциплине ботаника

Специальность 1-020404-03 Биология. Охрана природы

 

Исполнитель:

студентка 3 курса 1 группы

заочной формы обучения     Кундикова Наталья Александровна

 

 

Научный руководитель:

кандидат с/х наук            Пехота Алексей Петрович

 

 

 

 

 

 

МОЗЫРЬ 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Жизнь растения, как и всякого другого живого организма, представляет сложную совокупность взаимосвязанных процессов; наиболее существенный из них обмен веществ с окружающей средой. Среда является тем источником, откуда растение черпает питательные вещества, затем перерабатывает их создавая органические вещества.

Влажность, одно из условий, определяющих жизнедеятельность растений. По внешнему виду растения наблюдательный человек может сразу сказать, выросло оно в условиях избытка влаги или при недостатке ее.

С точки зрения отношения растений к обеспечению водой их разделяют на следующие группы:

1. Растения, распространенные в засушливых местах.
2. Растения, живущие в местах с достаточным, но не избыточным увлажнением.
3. Водные растения и растения избыточно увлажненных мест.

К первому виду растений относятся такие экологические группы растений как ксерофиты. Ко второму – мезофиты, к третьему - гигрофиты, гидрофиты и гидатофиты о которых и пойдет речь в представленной курсовой работе.

Цель работы: Охарактеризовать и проанализировать биологические особенности растений водоемов.

Задачи:

1.Дать общую характеристику  гигрофитов.

2.Рассмотреть водные растения  РБ.

3.Проанализировать видовой  состав гигрофитов.

 

 

 

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ГИГРОФИТОВ

В процессе эволюции растения выработали ряд важных приспособлений к жизни в определенных экологических условиях, создаваемых совокупностью действующих одновременно, но разных по характеру факторов: климатических, почвенных, рельефа и др. Из климатических факторов важнейшее значение в жизни растения имеют свет, температура, влажность, состав и движение воздуха. Эти и другие факторы внешней среды тесно связаны между собой, и изменение одного из них неизбежно влечет изменение других.

Свет один из важнейших факторов внешней среды, без которого вообще невозможно существование фотоавтотрофных растений. По отношению к свету растения делятся на три группы: светолюбивые, тенелюбивые, теневыносимые. Вода, как и свет, в жизни растений имеет огромное значение. Без нее не возможны их рост и развитие, осуществление фотосинтеза, транспирации и других физиолого-биохимических процессов. Вещества, необходимы для питания, растения получают и транспортируют в виде водных растворов не случайно, поэтому растения на 40-90 % состоят из воды. Растения используют почвенную и атмосферную воду, источником которой служит роса, снег и дождь. Не все растения одинаково реагируют на избыток или недостаток влаги, поэтому признаку их обычно делят на четыре основные группы:

1. Гидрофиты – растения, живущие в воде. Не редко эту группу подразделяют на две: гидатофиты, полностью погруженные в воду, и особенно гидрофиты – растения, прикрепленные к субстрату, с выступающими над поверхностью воды верхними частями вегетативных побегов, соцветиями и цветками.
2. Гигрофиты – растения влажных местообитаний, не выносящие водного дефицита.
3. Мезофиты – растения умеренно-влажных, умеренно-теплых местообитаний с хорошим минеральным питанием. Они характеризуются ограниченной способностью к перенесению сухости атмосферы и почвы.
4. Ксерофиты – растения сухих местообитаний, выдерживающие значительный недостаток влаги и сохраняющие при этом нормальную жизнедеятельность.

Гигрофиты – экологически разнообразная группа растений, на настроение которых оказывает влияние не только высокая влажность воздуха и почвы, а так же температура и освещенность среды их обитания. В связи с этим гигрофиты делятся на теневые и световые.

Теневые гигрофиты произрастают во влажных тенистых тропических и темнохвойных лесах зоны умеренного климата. Воздух в этих лесах насыщен водяными парами.

Примером гигрофитов могут служить некоторые тропические папоротники, например хименофиллум. Нежные тонкие листья некоторых из них состоящие из одного или нескольких слоев клеток, не переносят колебаний влажности. В средних широтах теневые гигрофиты представлены двулепестником альпийским, недотрогой обыкновенной, кислицей и другими растениями.

Световые гигрофиты обитают на открытых хорошо освещенных местах с избыточным увлажнение почвы и достаточно высокой, хотя и подверженной колебаниям влажностью воздуха. Чаще всего эти растения растут по берегам водоемов, в дельтах рек, в местах выхода грунтовых вод. К световым гигрофитам жарких стран относят рис, папирус, болотный кипарис, растения тропических мангровых лесов, занимающих затопляемые во время приливов морские побережья. В средних широтах из световых гигрофитов распространены калужница, белокрыльник, вахта, рогоз, болотные осоки.

Общие для всех гигрофитов анатомические особенности состоят в наличии во всех их органах мощной системы воздухоносных межклетников и большой обводненности клеток (рис. 1).

Рис. 1 – Строение стебля и листа сыти очереднолистной

Корни гигрофитов расположены в поверхностных слоях почвы, обычно они слабо ветвятся, корневых волосков на них мало или нет совсем.

Листья гигрофитов имеют обычно крупные пластинки, устьица. Их эпидерма состоит из тонкостенных клеток, участвующих в фотосинтезе. Мезофилл немногослойный, преимущественно губчатый. У некоторых растений развит их столбчатый мезофилл, но в нем, как и в губчатом, много межклетников. Устьица у листьев крупные, расположены на нижней стороне листовой пластинки немногочисленные,  они всегда открыты, и транспирация у этих растений почти равна физическому испарению. Из-за слабой устьичной регуляции испарения листья гигрофитов при понижении влажности быстро увядают. Многие гигрофиты имеют гидатоды разного строения, выделяющие воду при очень высокой влажности воздуха.

У световых гигрофитов листовые пластинки плотнее и толще, чем у теневых, эпидерма состоит из более толстостенных клеток, кутикула лучше развита (рис 1в).

Особую группу гигрофитов составляют некоторые хвощи (например, хвощ приречный) и ситники, в частности, ситник развесистый, у которых листья редуцированны, и функции фотосинтеза выполняют стебли.

Между гигрофитами и гидрофитами нет существенных различий, равно как и между гигрофитами и мезофитами, приуроченными к условиям достаточного, но не избыточного увлажнения. Поэтому часто их рассматривают как промежуточную группу растений – гигромезофиты.

 

 

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ БЕЛАРУСИ.

Растительность водоема представляет комплекс фитоценозов, образованных популяциями видов растений различной систематической принадлежности, с присущими им особенностями произрастания, строения, размножения, питания и требованиями к условиям среды.

Специфика и внешние черты водной растительности тесно связаны с гидрологическими особенностями водоема, размерами и морфологией, химическим составом воды.

Водные растения развиваются главным образом в литорали и сублиторали, образуя сплошную или прерывистую полосу различной ширины вдоль берегов, вокруг островов и мелей, реже покрывают все ложе озера. Глубина распространения водных растений зависит от прозрачности воды, изменяясь от 1 до 4 (в редких случаях до 10) м. По условиям произрастания выделяются 4 группы растительных формаций: прибрежно-водных (водно-болотных) растений, воздушно-водных (полупогруженных) растений, растений с плавающими на поверхности воды листьями и погруженных растений. Каждая группа формаций располагается в определенных местообитаниях, на определенных глубинах и образует хорошо выраженные параллельные берегу полосы.

В прибрежной полосе, шириной от нескольких до десятков и сотен метров, растут прибрежно-водные (водно-болотные) растения: осоки (острая, островатая, пузырчатая, ложносытевая и др.), аир, вех, калужница, лютик язычковый, сабельник, частуха подорожниковая, стрелолист, болотница болотная, сусак, ежеголовники, вахта, дербенник иволистный, рогоз узколистный, хвощ болотный, белокрыльник, телиптерис болотный и др. Эти виды могут переносить временное затопление паводковыми или грунтовыми водами, занимают низкие участки поймы и заболоченной литорали. Отдельные виды (осоки, аир, вахта, рогоз широколистный, хвощ болотный, белокрыльник и телиптерис болотный) на таких местообитаниях образуют почти чистые ассоциации.

В полосе воздушно-водных (полупогруженных) растений, образующих своеобразный "второй берег" водоемов на литорали до глубины 1 - 1,5 м обычны: тростник (на песчаных и песчано-галечниковых грунтах), схеноплект озерный (камыш озерный), рогоз узколистный, манник большой, хвощ речной (на заиленных грунтах), порой образующие чистые ассоциации.

С увеличением глубины полоса воздушно-водных растений сменяется полосой растений с плавающими на поверхности воды листьями (кувшинка чисто-белая, кубышка желтая, горец земноводный, рдест плавающий и др.), произрастающих до глубины 2 - 3 м. Обычно они образуют прерывистые группировки вдоль тростниково-камышовой полосы. Наибольшей ширины достигают в заливах с илистым дном. Укрытые заливы, заводи и затоки зарастают ряской, многокоренником.

Глубже (на глубинах до 4 - 5 м и более) произрастают полностью погруженные растения, или растения, выносящие на поверхность только свои цветоносы: различные виды рдеста (пронзеннолистный, блестящий, туполистный, курчавый, гребенчатый, сплюснутый и др.), шелковника (водный, волосолистный, жестколистный и др.), роголистника (подводный и темно-зеленый), элодея канадская и др.

Следует отметить, что обнаружить и точно определить границы этих полос макрофитов возможно не в каждом водоеме, так как нередко наблюдается их частичное смешивание или отсутствие той или иной формации.

Данные изучения озер республики показывают, что более половины (57,2%) из них относятся к гелофитному типу; гелогидрофитному типу зарастания принадлежит 14,2% озер, гидрофитному - около 30%.

3.ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ ГИГРОФИТОВ

Известные представители гигрофитов – рис, папирус, камыш озерный, хвощ приречный, осока острая, белокрыльник болотный, папоротник, аир, бегония, филодендрон роскошный, традесканция, т.д.

3.1  Рис (Orýza)

Рис (Orýza) — род однолетних и многолетних травянистых растений семейства Злаки; крупяная культура. Произрастает главным образом в тропиках и субтропиках Азии, Африки, Америки.

Рисунок 2 – Рис

Ботаническое описание. Стебли риса достигают до полутора метров высоты, листья у него довольно широкие, тёмно-зеленые и по краю шероховатые. Наверху стебля появляется метёлка колосков. Каждый колосок содержит четыре чешуйки (остистые или безостые), прикрывающих цветок; в цветке, в отличие от других злаков, 6 тычинок и пестик о двух перистых рыльцах. Зерновка плотно одета чешуйками.

2.  Папирус (Papyrus)

Папи́рус (рис.3), или Сыть папирусная (лат. Cyperus papyrus) — травянистое многолетнее растение семейства Осоковые, встречающееся в Африке.

Рисунок 3 – Папирус

Другие названия растения — папирусная осока, бумажный тростник.

Нередко папирусом ошибочно называют сыть очерёднолистную, разводимую в оранжереях и как комнатное декоративное растение. В качестве декоративного растения разводят карликовый родственник папируса Cyperus nanus, или Cyperus profiler, достигающий высоты 1 метр

Биологическое описание

Папирус — очень высокое (до 4—5 м) растение с почти безлистными побегами диаметром до 7 см. Стебли (рис.4) треугольной формы растут из толстого, древообразного корневища; в основании каждый стебель окружён бурым чешуевидным влагалищем из недоразвитых листьев, а на конце несёт крупное зонтиковидное соцветие, которое у молодого растения имеет форму метёлки из перьев для смахивания пыли.

Рисунок 4 – Сечение стебля папируса

На конце каждого крупного стебля расположен пучок из тонких, ярко-зелёных стеблей длиной 10—30 см, которые разветвляются на 3—5 лучей второго порядка. Они снабжены узкими поникающими кроющими листьями, а на вершине несут коричнево-зелёные колосья цилиндрической формы длиной 1—2 см.

Цветёт папирус в конце лета. Плоды коричневого цвета, напоминают орехи.

Экология

География растения варьируется от субтропической до тропической пустыни, и далее до влажных лесов, с допустимыми годовыми колебаниями температуры 20-30 °C и водородным показателем 6,0—8,5 pH. Благоприятным фактором для цветения является полноценное либо частичное солнечное освещение. Как и многие тропические растения, папирус крайне чувствителен к холодам.

Крупные заросли папируса встречаются на заболоченных территориях, мелководных озёрах и по речным берегам наиболее влажных частей африканского континента. Однако, на данный момент папирус гораздо реже встречается в дельте Нила. В более глубоких водах папирус является основным компонентом крупных масс плывучих растений. Также папирус можно встретить на Мадагаскаре и в некоторых средиземноморских областях, таких как Сицилия и Левант.