Биологические особенности растений водоемов

Соцветия папируса служат идеальным местом для гнездования различных видов птиц. Как и у большинства осоковых, опыление у папируса происходит с помощью не насекомых, а ветра; зрелые плоды распространяются по воде.

3.  Камыш озерный  (Schoenoplēctus lacūstris)

Камыш озерный (рис.5) - многолетнее травянистое растение из семейства осоковых. Его легко отличить от тростника и рогоза. Если рогоз имеет длинные листья и темно-бурые початки на верхушках, состоящие из спрессованных пушинок, а тростник - более узкие и длинные листья, а также метелку цветов на конце длинного стебля, то камыш стоит в воде в виде высокого (до 1-2 м) круглого прутика без метелок и початков. Только в конце июля на верхушке гладкого стебля появляется небольшая кисточка колючих колосков коричневого цвета.

Рисунок 5  – Камыш озерный

Распространен  практически по всему миру,  преимущественно в лесной и степной  зонах.  Растет на мелководьях и берегах водоемов в умеренной зоне Европы  и  России, на  Кавказе, в  Сибири, Казахстане, а также в Северной Америке.

Камыш озерный - многолетнее растения 100—250 см высотой, с ползучим полым корневищем. Стебли цилиндрические, с чешуевидными листьями. Цветки обоеполые, тычинок 3, столбик 1,несущий 2-3 нитевидных рыльца. Соцветие щитковидно-метельчатое, реже сжатое, напоминает кисточку колючих колосков. Колоски 8—12 мм длиной, бурые, скучены по 3—4 (реже - до 8) на концах цветоносов.  Прицветные листья в числе 1—2, шиловидные, немного длиннее соцветия. Кроющие чешуи гладкие или с единичными бородавочками. Цветет в конце весны - начале лета. Заготавливают камыш в сентябре — октябре.

Химический состав камыша озерного изучен недостаточно. Стебли и корневища содержат до 48% сахаров, до 6% протеинов, 3% жиров, молочную кислоту,  дубильные вещества.

Камыш используется как топливо, на корм скоту, для изготовления кровли, матов, ковров, бумаги,  получения спирта, дубильных веществ, молочной кислоты и глицерина.

Корневища камыша съедобны. Весной и осенью в них много крахмала и сахаров. Они пригодны в пищу как суррогат хлеба. Из высушенного корневища получают муку, которую добавляют  к зерновой для выпечки хлеба. Однако большие количества такой муки или длительное ее употребление иногда вызывают болезненные явления. В походных условиях корневище камыша можно запечь на углях или в золе.

Горячий настой метелок камыша применяют при болях в сердце, стрессе, гипертонии. При гипотонии это лечение противопоказано. Этот настой обладает также мочегонным действием, при туберкулезе легких его применяют для симптоматического лечения. Очищенное от кожицы корневище, приложенное  к ране, оказывает кровоостанавливающее действие.

Растет камыш озерный по берегам водоемов , в воде, по заболоченным берегам, болотам, нередко образуя густые заросли.

4. Хвощ приречный (Equisetum fluviatile)

Географическое распространение. Приречный хвощ (рис. 6) приурочен к поймам рек, берегам озер и болотным массивам. Ареал вида охватывает практически всю Западную Европу. Широко распространен в Евразии, в Северной и Южной Америке, в Северной Африке. 

Рисунок 6  – Хвощ приречный

Морфологическое описание. Хвощ приречный - многолетник с обильно ветвящимся горизонтальным корневищем и отходящими от него кверху ортотропными многочисленными побегами, долго живущая подземная часть которых образует зону кущения и оканчивается надземным побегом или парциальным кустом надземных побегов.

Корневище до 30 м в длину, с многочисленными боковыми ветвями 1-5 порядков. Верхушечная почка острая. Сформировавшиеся междоузлия до 10 см в длину и до 17 мм в диаметре голые, блестящие, светло-желтые, крвововато-оранжевые или буровато-черные, с 5-20 слабо выраженными ребрами, с широкой (около 2/3 диаметра корневища) центральной полостью, Листовые влагалища длинные (прикрывают 1/4 - 1/2 часть междоузлия), быстро разрушающиеся. Клубни, видимо, образуются крайне редко. Кроме тонких и коротких (до 10 см в длину) однолетних корней от зрелых участков корневища через 1-2 междоузлия отходят толстые и длинные (до 4 мм в диаметре и до 70 см в длину) многолетние корни.

Подземные части ортотропных побегов - вертикальные корневища достигают 20-80 см в длину и по строению сходны с горизонтальными корневищами, но на узлах, расположенных в иле или торфе, несут более многочисленные, тонкие, до 5-10 см в длину черные корешки.

Надземные части ортотропных побегов - фотосинтезирующие стерильные и спороносные стебли - однолетние, простые, ветвистые, мягкие, прямостоячие или слегка полегающие, от 20 см до 2 м в длину и 3-10 мм в диаметре.

Центральная полость междоузлия очень широкая (ее диаметр равен 0,9 диаметра междоузлия). Листовые влагалища цилиндрические, до 1 см в длину, очень плотно прилегающие к стеблю.

Ветви (если есть) либо располагаются по одиночке на некоторых узлах, либо образуют мутовки на срединных узлах стебля. Ветви прямо обстоящие или отклоненные, простые, от 1 см до 30 см в длину. Первое междоузлие ветви немного короче, реже равно длине влагалища того узла, от которого отходит ветвь. Междоузлия ветвей тупо- 4-11-гранные, листовые влагалища неплотно прилегающие, с черными зубчиками.

Экология. Заростки в большом числе найдены по берегам искусственных и естественных водоемов в Англии на обнажившихся в год спороношения участках; на почве, которая вышла из-под воды в предыдущем году и не была затоплена зимой. Заростки довольно чувствительны к режиму водообеспечения: ил, на котором они найдены, содержит 5-86% воды.

Все рассмотренные выше особенности строения и физиологии позволяют хвощу приречному приспосабливаться к жизни в разнообразных условиях избыточного водообеспечения. Он произрастает по берегам олиго-, мезо- и эвтрофных равнинных и горных озер, в поде родников, на мелководьях и по берегам ручьев, рек, стариц, канав и на болотах разного типа.

В водоемах в защищенных от ветра местах хвощ развивается лучше. Изредка хвощ встречается на совершенно открытых плесах.

Хвощ приречный - гелиофит, но его стебли могут выдерживать сильное и длительное затенение

Ткани спорофита не обладают морозостойкостью. Хвощ приречный может расти как на равнине, так и в горах, где поднимается до высоты 2400 м

Хвощ - быстро разрастающееся растение. В водоемах он может вытеснять камыш озерный, тростник и другие воздушно-водные растения. На конечных стадиях сукцессии хвощ выступает как сорняк по отношению к хозяйственно ценным злакам.

Хвощ приречный - обычное растение болот разного типа. На торфяных массивах хвощ более многочислен там, где мощность торфяной залежи не превышает 1,2-1,5 м. В болотных экосистемах хвощ формирует или чистые хвощевые болота или входит в состав многих ассоциаций, в том числе, например, в сфагново-клюквенную. В поймах хвощ обычно входит в состав осоково-хвощевых сообществ.

При постоянных экологических условиях хвощ может существовать на одном месте десятки лет (Щербаков, 1967).

Заросли хвоща - биотоп многих зверей, птиц и насекомых, которые находят в зарослях корм и укрытие.

Хозяйственное значение. В свежем виде на пастбищах хвощ едят без видимых вредных последствий все виды домашнего скота. Сено из хвоща приречного, как считают в некоторых северных районах, увеличивает надои, но ядовито для лошадей и кроликов. В рыбоводных прудах заросли хвоща, снижая температуру воды и приводя иногда к дефициту кислорода, могут играть отрицательную роль. Для борьбы с хвощом следует принять меры, направленные на истощение растения (выкашивание зарослей или их затенение щитами). На сырых лугах хвощ приречный может быть сорняком, для уничтожения которого применяют гербициды.

5. Осока острая (Carex acuta)

Осока острая (рис. 7) - сильно изменчивый вид. Варьируют в широких пределах общая высота побегов, ширина листовых пластинок, высота соцветия, длина ножек колосков и самих колосков, форма мешочков, форма и длина кроющих чешуи женских цветков. Описаны многочисленные разновидности и формы осоки острой, которые лишены какого-либо таксономического значения, так как являются следствием модификационной экологической или внутрипопуляционной изменчивости.

Рисунок 7 – Осока острая

По - видимому характеру имеют: 1) окраска растения - в южных частях ареала преобладают серо-зеленые особи над зелеными; 2) размеры мешочков и орешков у южных популяций они крупнее, чем у северных, и практически лишены носика; 3) пигментация чешуи около цветков, которые в направлении на юг меняют окраску с черной на коричневую или бурую. Исключительно изменчиво соцветие осоки острой; встречаются формы, имеющие только мужские колоски, формы с крайне длинными и рыхлыми повисающими женскими колосками, формы с женским колоском, заложенным в пазухе срединного листа близ самого основания репродуктивного побега. У последних форм ножка колоска в несколько раз превышает длину колоска.

Географическое распространение. Растение широко распространено в северо-западных районов Африки, Сирии и Турции. В России южная граница вида проходит в Причерноморских степях, Нижнем Поволжье, по Южному Уралу, югу Западной Сибири, Алтаю, западу Забайкалья. Вид показан для севера Монголии. В Западной и Восточной Сибири северная граница вида проходит приблизительно в подзоне лесотундры, проникая по долинам рек в более северные районы. Восточная граница осоки острой, известная только приблизительно.

Морфологическое описание. Растение с двумя типами вневлагалищных побегов: прямостоячими без корневища и диагеотропными с ясно выраженным корневищем 2-3 мм в диаметре. Наличие двух типов побегов ведет нередко к образованию дерновин или кочек, соединенных между собой корневищами. Длина корневищ колеблется в значительных пределах (от 1 до 25 см), что обычно связано с местообитанием; составлены они 7-9 (до 14) междоузлиями. Корни около 1 мм в диаметре, с боковыми ветвистыми корешками, достигающими 4-го порядка ветвления. Нижние чешуевидные листья  не волокнистые, коричневые, буро-коричневые или коричнево-черные в различных местообитаниях. Многочисленные сосочки расположены на нижней стороне пластинок. Язычок прикрепляется по острому углу.

Соцветие из 3-5 женских и 2-3 мужских колосков; кроющие листья колосков без влагалищ, с длинными листовыми пластинками; у нижнего колоска кроющий лист обычно равен соцветию или превышает соцветие. Женские колоски цилиндрические, многоцветковые, до 8 см длины, прямостоячие или отклоненные в стороны; верхние женские колоски нередко с примесью мужских цветков. Пыльники около 3 мм длины.

Онтогенез и ритм сезонной вегетации. Нестратифицированные семена осоки острой имеют всхожесть около 5%. У проростка вначале появляется влагалищная часть семядоли, через 2-3 дня - главный и боковые корни, еще позже зеленый кончик первого листа. В аномальных случаях первый лист выходит не через верхушку влагалищной части семядоли, а прорывает ее сбоку. Корни проростка покрыты множеством корневых волосков.

Взрослое растение представлено системой разновозрастных подземных длинных горизонтальных или дуговидных корневищ, неветвящихся в течение одного вегетационного сезона (как минимум), и разновозрастными зонами кущения, сохраняющимися живыми в течение не менее 5 лет.

Репродуктивные побеги осоки острой являются ди- или трициклическими, поэтому на конусе нарастания одно- или двулетних вегетативных побегов во вторую половину лета закладываются зачатки соцветия.

Способы размножения и распространения. По наблюдениям на Урале осока острая характеризуется протогинией. Высыпание пыльцы обычно начинается после полудня при слабом ветре, но, видимо, может происходить и в другое время дня, так как пыльца находится на поверхности пыльников в течение 1-2 дней после их вскрывания. Цветение мужских и женских цветков начинается в средней, части колосков, затем распространяется к основанию колосков и позже к их вершине.

Экология. Осока острая - гигрофит, произрастающий на сырых лугах, низинных болотах, нередко на длительно заливаемых (свыше 50 дней) участках поймы или в прибрежной полосе мелководий. Растет в условиях от переменно-обеспеченного до сильно переменного увлажнения. Растет преимущественно на торфяно-глеевых и дерновоглеевых почвах.

Фитоценология. Осока острая растет по берегам рек, озер, прудов, топким местам, в притеррасных понижениях пойм, по днищам лощин, низинным болотам. Фитоценозы этого вида повсеместно распространены в литоралях верхневолжских водохранилищ, они занимают наиболее высокие участки зоны затопления. Обычно остроосочники тянутся полосой до 20 м шириной вдоль уреза воды, глубина воды в таких фитоценозах от 0 до 25 см.

Как правило, осока острая образует чистые или почти чистые густые заросли с проективным покрытием 100%. Под пологом осоки в таких зарослях встречаются лишь отдельные явно угнетенные особи других видов.

Осока острая отрицательно реагирует на выпас.

6. Белокрыльник болотный (Calla palustris)

Рисунок 8 - Белокрыльник болотный

Морфологическое описание. Белокрыльник болотный (рис. 8) - многолетнее травянистое поликарпическое растение с горизонтальным белым ветвящимся корневищем, диаметром 0,8-2 см, симподиально. Если корневище стелется по поверхности субстрата, оно имеет темно-зеленую окраску. Его междоузлия неравные, от 0,4 до 6 см длины. На узлах после отмирания листьев остаются кольцеобразные рубцы. Корни белые, неветвящиеся в воде или с тонкими корешками в торфянистой почве, имеют на всем протяжении одинаковую толщину (1,5-2 мм) и тупой кончик.