Как называются растения которые произрастают во влажных местах суши
Обновлено: 05.10.2024
§ 7. Влажность как экологический фактор. Экологические группы растений по отношению к влаге
Влажность как экологический фактор среды
В наземных условиях влажность чаще других экологических факторов лимитирует рост и развитие организмов. Объясняется это тем, что вода играет огромную роль в их жизни. Она является универсальным растворителем, средой для биохимических реакций в клетке. Молекулы воды могут непосредственно участвовать в обмене веществ. Являясь основным структурным компонентом клеток, вода обусловливает поддержание их формы при отсутствии клеточной стенки. У некоторых животных (круглые и кольчатые черви) она служит гидростатическим скелетом. Обладая высоким поверхностным натяжением, вода выполняет транспортную функцию (передвижение веществ) в организме. Благодаря высокой удельной теплоемкости, теплопроводности и теплоте парообразования вода обеспечивает поддержание теплового баланса в организме и предотвращает его перегрев.
Недостаточная или избыточная увлажненность среды — главная экологическая проблема наземных обитателей. Степень увлажненности среды влияет на внешний облик и внутреннее строение организмов. В связи с этим выделяют различные экологические группы растений.
1. Водные растения, либо гидатофиты — большей частью погружены в воду. Примеры — валлиснерия, роголистник, пузырчатка. В эпидермисе устьиц не имеется, кутикула отсутствует, у определённых растений (ряска) нет и корневой системы. Хорошо развита аэренхима — воздухоносная ткань для обеспечения плавучести и доставки кислорода.
2. Наземно-водные растения, или гидрофиты. Погружены нижней частью в воду, растут на мелководьях, болотах. Тростник, кувшинка, вахта, рогоз, осока, калужница. У них лучше, чем у водных растений развита проводящая и механическая ткань, есть устьица, аэренхима.
3. Растения влажных мест суши, или гигрофиты растут в условиях высокой влажности. Это растения нижних ярусов сырых лесов, примеры — недотрога, папоротники, на открытых влажных местах — бодяк огородный, рис, папирус, росянка. Обводненность тканей достигает 80 процентов. На листьях имеются водяные устьица — гидатоды, выделяющие капельножидкую влагу. Во влажных тропиках к гигрофитам относят папоротников, в умеренных широтах — ряд тенелюбивых растений, таких, как кислица, зведчатка.
4. Растения умеренно-влажных мест суши, или мезофиты обитают в условиях нормального увлажнения. Вечнозелёные деревья верхних ярусов тропических, субтропических лесов, лиственные породы лесов умеренного пояса, кустарники, травы дубрав, лугов. Сюда относят и большинство сельскохозяйственных культур (горох, пшеница, кукуруза), многие сорные растения (пырей, сныть). Очень большая группа.
5. Растения сухих мест суши, или ксерофиты растут в степях, пустынях, высокогорьях. Покрыты кутикулой, восковым налётом или опушены, корни добывают влагу из глубоких слоёв почвы. Выделяют суккуленты (имеют сильно развитую запасающую ткань — алоэ, кактусы, агавы) и склерофиты (сухие растения с узкими и мелкими листьями — полынь, типчак, ковыль, эдельвейс).
Приспособления животных к изменению водного баланса. Как животные возмещают потери воды?
2. Всасывание воды посредством покровов тела в жидком состоянии или в виде пара (земноводные, некоторые насекомые, клещи).
3. Никогда не пьют, используют воду пищи (животные пустынь). Например, насекомые не выделяют влагу в окружающую среду, а продукты обмена выводят в виде кристаллов.
4. Использование метаболической (эндогенной) воды в процессе окисления жиров (верблюд, мучной хрущак, платяная моль).
Способы экономии воды
1. Ночной образ существования.
2. Плотные покровы тела.
3. Обезвоженные продукты выделения (мочевая кислота, гуанин).
4. Понижение выделения пота.
5. Летняя спячка (пустынные и степные грызуны, насекомые, черепахи).
Гидатофиты – это водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду. Среди них – цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни (элодея, рдесты, водяные лютики, валлиснерия, уруть и др.). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают. У них редуцированы устьица и нет кутикулы. Транспирация у таких растений отсутствует, а вода выделяется через особые клетки – гидатоды.
Рис. 32. Поперечный срез стебля урути Myriophyllum verticillatum (по Т. К. Горышиной, 1979)
Листовые пластинки у гидатофитов, как правило, тонкие, без дифференцировки мезофилла, часто рассеченные, что способствует более полному использованию ослабленного в воде солнечного света и усвоению СО2. Нередко выражена разнолистность – гетерофиллия; у многих видов есть плавающие листья, имеющие световую структуру. Поддерживаемые водой побеги часто не имеют механических тканей, в них хорошо развита аэренхима (рис. 32).
Корневая система цветковых гидатофитов сильно редуцирована, иногда отсутствует совсем или утратила свои основные функции (у рясок). Поглощение воды и минеральных солей происходит всей поверхностью тела. Цветоносные побеги, как правило, выносят цветки над водой (реже опыление совершается в воде), а после опыления побеги снова могут погружаться, и созревание плодов происходит под водой (валлиснерия, элодея, рдесты и др.).
Гидрофиты – это растения наземно-водные, частично погруженные в воду, растущие по берегам водоемов, на мелководьях, на болотах. Встречаются в районах с самыми разными климатическими условиями. К ним можно отнести тростник обыкновенный, частуху подорожниковую, вахту трехлистную, калужницу болотную и другие виды. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. Хорошо выражена аэренхима. В аридных районах при сильной инсоляции их листья имеют световую структуру. У гидрофитов есть эпидерма с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды.
Гигрофиты – наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. Среди них различают теневые и световые. Теневые гигрофиты – это растения нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (недотрога, цирцея альпийская, бодяк огородный, многие тропические травы и т. п.). Из-за высокой влажности воздуха у них может быть затруднена транспирация, поэтому для улучшения водного обмена на листьях развиваются гидатоды, или водяные устьица, выделяющие капельно-жидкую воду. Листья часто тонкие, с теневой структурой, со слабо развитой кутикулой, содержат много свободной и малосвязанной воды. Обводненность тканей достигает 80 % и более. При наступлении даже непродолжительной и несильной засухи в тканях создается отрицательный водный баланс, растения завядают и могут погибнуть.
К световым гигрофитам относятся виды открытых местообитаний, растущие на постоянно влажных почвах и во влажном воздухе (папирус, рис, сердечники, подмаренник болотный, росянка и др.). Переходные группы – мезогигрофиты и гигромезофиты.
Мезофиты могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Это растения, произрастающие при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и достаточно хорошей обеспеченности минеральным питанием. К мезофитам можно отнести вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, листопадные деревья саванн, древесные породы влажных вечнозеленых субтропических лесов, летнезеленые лиственные породы лесов умеренного пояса, кустарники подлеска, травянистые растения дубравного широкотравья, растения заливных и не слишком сухих суходольных лугов, пустынные эфемеры и эфемероиды, многие сорные и большинство культурных растений. Из приведенного перечня видно, что группа мезофитов очень обширна и неоднородна. По способности регулировать свой водный обмен одни приближаются к гигрофитам (мезогигрофиты), другие – к засухоустойчивым формам (мезоксерофиты).
Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны регулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарослей, песчаных дюн.
Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты.
Суккуленты– сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах. Стеблевые суккуленты – кактусы, стапелии, кактусовидные молочаи; листовые суккуленты – алоэ, агавы, мезембриантемумы, молодило, очитки; корневые суккуленты – аспарагус. В пустынях Центральной Америки и Южной Африки суккуленты могут определять облик ландшафта (рис. 33).
Рис. 33. Суккулентное растение – древовидный кактус из пустыни Аризона
Листья, а в случае их редукции стебли суккулентов имеют толстую кутикулу, часто мощный восковой налет или густое опушение. Устьица погруженные, открываются в щель, где задерживаются водяные пары.
Днем они закрыты. Это помогает суккулентам сберегать накопленную влагу, но зато ухудшает газообмен, затрудняет поступление СО2 внутрь растения. Поэтому многие суккуленты из семейств лилейных, бромелиевых, кактусовых, толстянковых ночью при открытых устьицах поглощают СО2, который только на следующий день перерабатывают в процессе фотосинтеза. Поглощенный СО2 переводится в малат. Кроме того, при дыхании ночью углеводы разлагаются не до углекислого газа, а до органических кислот, которые отводятся в клеточный сок. Днем на свету малат и другие органические кислоты расщепляются с выделением СО2, который используется в процессе фотосинтеза. Таким образом, крупные вакуоли с клеточным соком запасают не только воду, но и СО2. Так как у суккулентов ночная фиксация углекислоты и переработка ее днем в ходе фотосинтеза разделены во времени, они обеспечивают себя углеродом, не подвергаясь риску чрезмерной потери воды, но масштабы поступления углекислого газа при таком способе невелики, и растут суккуленты медленно.
Осмотическое давление клеточного сока суккулентов мало – всего 3 · 10 5 – 8 · 10 5 Па (3–8 атм), они развивают небольшую сосущую силу и способны всасывать воду лишь атмосферных осадков, просочившихся в верхний слой почвы. Корневая система их неглубокая, но сильно распростертая, что особенно характерно для кактусов.
Склерофиты– это растения, наоборот, сухие на вид, часто с узкими и мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку. Листья могут быть также рассеченными, покрытыми волосками или восковым налетом. Хорошо развита склеренхима, поэтому растения без вредных последствий могут терять до 25 % влаги не завядая. В клетках преобладает связанная вода. Сосущая сила корней до нескольких десятков атмосфер, что позволяет успешно добывать воду из почвы. При недостатке воды резко снижают транспирацию. Склерофиты можно подразделить на две группы: эуксерофитов и стипаксерофитов.
К эуксерофитам относятся многие степные растения с розеточными и полурозеточными, сильно опушенными побегами, полукустарнички, некоторые злаки, полынь холодная, эдельвейс эдельвейсовидный и др. Наибольшую биомассу эти растения создают в период, благоприятный для вегетации, а в жару уровень обменных процессов у них очень низок.
Стипаксерофиты– это группа узколистных дерновинных злаков (ковыли, тонконоги, типчак и др.). Характеризуются низкой транспирацией в засушливый период и могут переносить особенно сильное обезвоживание тканей. Свернутые в трубочку листья имеют внутри влажную камеру. Транспирация идет через погруженные в бороздки устьица внутрь этой камеры, что снижает потери влаги (рис. 34).
Рис. 34. Поперечный срез листа ковыля Stipa capillata (по A. Кернеру, 1896): A – при засухе (лист свернут); Б – во влажную погоду (пластинка листа развернута)
Кроме названных экологических групп растений, выделяют еще целый ряд смешанных или промежуточных типов.
Различные пути регуляции водообмена позволили растениям заселить самые различные по экологическим условиям участки суши. Многообразие приспособлений лежит, таким образом, в основе распространения растений по поверхности земли, где дефицит влаги является одной из главных проблем экологических адаптаций.
Участки с избытком влаги – проблема для садовода. Если не получается осушить этот уголок сада, то можно создать там интересный цветник, используя для его оформления устойчивые, влаголюбивые многолетние растения.
Во многих садах, особенно расположенных на осушенных болотах, в пониженных местах, встречаются участки с избыточной влажностью. Порой после обильных дождей или весеннего таяния снега там на некоторое время остается вода. И даже в засушливые сезоны растения в таких уголках сада долго не нуждаются в дополнительных поливах. Можно заняться осушением – проложить дренажные трубы, откопать канавки для стока воды или привезти дополнительную землю и поднять уровень такого участка. Но если сырое место невелико, то совсем несложно занять его влаголюбивыми видами и создать привлекательный цветник из многолетних растений.
Высокорослые виды подойдут для посадки на заднем плане цветника, для создания фона, декорирования непрезентабельных уголков и строений и даже в качестве живой изгороди, укрывающей вас от нескромных взглядов.
1. Астильба
Универсальная астильба стабильно сохраняет декоративность в течение всего сезона, в середине лета оживляет участок нежно-розовыми, сиреневыми, ярко-красными или белыми метельчатыми соцветиями, до и после цветения выигрышно оттеняет соседей эффектными, блестящими, перисто-рассеченными листьями, отлично выглядит в группе и в компании с хостами.
Астильба Арендса сорта Opal. Фото автора
В садоводстве наиболее часто встречаются сорта, созданные в результате многократного скрещивания различных видов астильбы японской, китайской, Давида, Тунберга с другими видами, они объединены под названием астильба Арендса (Astilba×arendsii) по фамилии их создателя, немецкого садовника и селекционера Георга Арендса. Растения отличаются яркой окраской соцветий, мощными кустами с темно-зелеными, блестящими листьями.
Популярные сорта – Amethyst с пурпурно-лиловыми цветками, Opal с бледно-лиловыми цветками, Granat с густо-розовыми цветками, Glut с красными цветками, Fanal с темно-красными цветками, темно-зелеными листьями и красноватыми черешками.
Астильба гибридная (Astilbe hybrida) объединяет компактные сорта, созданные Эмилем Лемуаном (Magenta, Salland) и другие современные новинки.
Астильбы предпочитают легкую тень или полутень, участки с повышенной влажностью воздуха, с постоянным, равномерным поступлением воды и достаточно высоким уровнем грунтовых вод. Растение долговечное, может длительно расти без пересадки, но через 5-6 лет кусты требуют осеннего мульчирования, чтобы прикрыть нарастающие вверх корневища. При пересадке и делении куста обязательно удаляют нижние отмершие части корневищ. Растения зимостойкие, не страдают от болезней и вредителей.
2. Белокопытник
Соцветие белокопытника широкого
Дальневосточный белокопытник широкий (Petasites amplus) быстро образует заросли благодаря длинным ветвистым корневищам. Особенно хорошо развивается на сырых тенистых участках с плотными глинистыми почвами. Белокопытник зацветает до появления листьев. Ранней весной после схода снега над землей показываются плотные колосовидные соцветия, состоящие из мелких, невзрачных, желтоватых корзинок, цветонос со временем вытягивается до высоты 30-40 см, соцветие становится метельчатым. В мае отрастают мощные листья. Черешки поднимаются на высоту 70-150 см и несут округлые или почковидные листовые пластинки диаметром 50-60 см.
Листья белокопытника широкого
Верхняя сторона листа темно-зеленая, нижняя – белая, опушенная. Белокопытник устойчив, долговечен, создает плотный полог, сохраняет декоративность до заморозков, может быстро распространяться, хорошо подавляет сорняки. Белокопытник весьма популярен в Японии, где его выращивают как овощную культуру, в пищу используют молодые соцветия и листья.
Соцветие белокопытника гибридного
Европейский белокопытник гибридный (Petasites hybridus), или лекарственный отличается красноватыми цветками.
3. Бузульник
Бузульник Вильсона. Фото автора
Многие виды бузульника хорошо себя чувствуют на влажных почвах, в сырых местах, их рекомендуют сажать по берегам водоемов. Эти крупные многолетники с мощными листьями и высокими цветоносами образуют плотные кусты. Бузульник Вильсона (Ligularia wilsoniana) отличается крупными почковидными листьями на длинных черешках. Цветонос с желтыми корзинками, собранными в кисть, достигает высоты 120-150 см.
Бузульник зубчатый сорта Дездемона
Наиболее известен садоводам бузульник зубчатый (Ligularia dentata), его прикорневые почковидные листья диаметром до 50 см образуют мощный куст. Корзинки с ярко-желтыми язычковыми цветками собраны в крупное щитковидное соцветие диаметром 30-40 см, цветонос достигает высоты более 100 см. Существует несколько популярных сортов: Othello с темными пурпурными листьями и стеблями и темно-оранжевыми соцветиями; Desdemona с оранжевыми соцветиями и сиреневато-коричневыми черешками и листьями; Britt Marie Crowford – компактный сорт высотой около 80 см с ярко-желтыми соцветиями, фиолетовыми черешками и темными листьями, шоколадными сверху, пурпурными снизу.
Бузульник Хессей (Ligularia×hessei) – гибрид двух предыдущих видов, внешне напоминает бузульник зубчатый, но с более рыхлым соцветием.
Бузульники предпочитают плодородные почвы, им не помешает регулярная весенняя подкормка. Растения долговечные, на одном месте живут 10-15 лет.
Растения среднего размера удобно компонуются в цветники, их можно легко сочетать друг с другом, использовать для групповой посадки.
4. Ирис
Некоторые виды ирисов предпочитают переувлажненные и даже затопляемые весной участки, берега водоемов. Ирис болотный (Iris pseudacorus) с сизо-зелеными листьями отличается цветоносом высотой 70-80 см, на котором располагается 12-15 золотисто-желтых цветков. Их особенность – недоразвитые верхние лепестки, на нижних лепестках имеется крупное оранжевое пятно.
Ирис гладкий (Iris laevigata) назван так потому, что его листья лишены ярко выраженной центральной жилки, они образуют рыхлый куст. Эффектным цветкам присуща интенсивная фиолетово-синяя окраска с узким золотисто-желтым пятном ("глазком") на нижних лепестках. Существуют сорта с трех- и шестилепестковыми цветками разной окраски (сине-фиолетовые, красновато-пурпурные, белые). Более влаголюбивый вид, чем ирис болотный, при выращивании на берегу водоема со временем может переместиться на достаточно большую глубину.
Ирис щетинистый (Iris setosa) отличается строением цветка, три верхних лепестка в процессе эволюции превратились в неприметные щетинки. Окраска цветков белая, бледно-голубая, фиолетово-синяя. Интересная особенность этого вида – зрелые семенные коробочки на ветру шумят, как погремушки.
5. Купальница
Купальница европейская (Trollius europaeus) – один из наиболее влаголюбивых видов среди себе подобных. Многолетник с поверхностными корневищами и ажурными пальчатораздельными прикорневыми листьями образует куст высотой 50-70 см. Оригинальным плотным шаровидным цветкам диаметром 4-5 см свойственна лимонно-желтая окраска и легкий, приятный аромат. Цветет купальница в конце мая – начале июня, около 30-35 дней.
В полутени и при достаточном увлажнении цветение максимально длительное, а в засушливых условиях и на ярком солнце оно сокращается до 15-20 дней. Застойной воды купальница не любит. Учтите, что после окончания цветения растение теряет привлекательный вид, поэтому его следует сажать в середине цветника, на втором плане. Растет на одном месте не менее 10 лет, со временем требует мульчирования корневой системы, предпочитает плодородные почвы. Известен компактный сорт купальницы европейской Lemon Supreme.
6. Лабазник, или таволга
Лабазник камчатский. Фото автора
Дальневосточный лабазник камчатский (Filipendula kamtschatica) – наиболее крупное и весьма влаголюбивое растение. В отличие от других видов лабазника он хорошо выдерживает затенение, в природе достигает высоты около 3 м, в условиях средней полосы России – около 2 м. Лабазник отличается крупными темно-зелеными трех-пятилопастными листьями шириной до 30 см на длинных черешках.
Мелкие белые душистые цветки собраны в верхушечные метельчатые соцветия, они появляются в июне. Позднее образуются мелкие розоватые плоды. Легко размножается делением куста, деленки нужно высаживать на расстоянии 50-70 см друг от друга. Растение неприхотливое, весьма долговечное, может расти на одном месте 15-20 лет, не требуя практически никакого ухода и дополнительного укрытия на зиму.
Также любит влагу, но предпочитает хорошо освещенные места североамериканский лабазник красный (Filipendula rubra) с эффектными ярко-розовыми цветками, собранными в верхушечные метелки. Мощное растение высотой более 2 м легко разрастается, размножается делением куста.
7. Лизихитон
Лизихитон американский. Фото автора
Большой любитель увлажненных мест, хорошо растущий по берегам водоемов – лизихитон. В культуре известны два вида многолетников. Лизихитон американский (Lysichiton americanum) растет на влажных лугах и в горных лесах Северной Америки. Крупные листья собраны в прикорневую розетку. Соцветие – початок, окруженный наиболее эффектной частью – ярко-желтым "покрывалом".
Лизихитон камчатский (Lysichiton camtschatcense) обитает в болотистых местах Дальнего Востока. Растение отличает крупное белоснежное "покрывало".
Оба вида высотой около 60 см, со временем разрастаются и образуют колонии. Цветут в конце апреля – начале мая, к моменту созревания плодов (конец июля – начало августа), "покрывало" исчезает. Лизихитоны сажают в полутени на плодородных почвах, по берегам водоемов. Они легко переносят непродолжительное затопление. При посеве свежесобранных семян зацветают на 4-5-й год. Пересаживать их лучше в молодом возрасте, в дальнейшем они хуже переносят перемещения, длительно растут на одном месте. Растения не страдают от болезней и вредителей, листья иногда могут повреждать слизни.
8. Страусник
Один из наиболее устойчивых и привлекательных папоротников для посадок на увлажненных участках – страусник обыкновенный (Matteuccia struthiopteris). Это крупное растение с перистыми листьями, которые образуют чашу высотой 100-120 см. Растение неприхотливо, растет как на солнце, так и на затененных участках, на бедных и плодородных грунтах, но обязательно требует сырых почв.
Молодые листья страусника обыкновенного
Страусник привлекателен весь сезон, начиная с момента появления листьев, которые раскручиваются в начале мая, напоминая некие экзотические существа, до первых заморозков. Размножается отрезками корневищ, хорошо переносит пересадку, не страдает от морозов, быстро разрастается, корневище ежегодно нарастает на 20-25 см. Эффектно выглядит как зарослью, так и сочетании с другими растениями.
9. Хоста
Любимица многих садоводов – хоста (Hosta). В природе встречается около 40 видов, в культуре – более 2500 сортов, а благодаря работе селекционеров ежегодно появляется несколько десятков новинок. Можно найти растение на любой вкус – миниатюрное и гигантское, с однотонными и в разной степени пестрыми листьями.
Все хосты – травянистые бесстебельные растения с утолщенными корневищами и шнуровидными корнями. Прикорневые сердцевидные или ланцетные листья образуют крупные (70-80 см) или невысокие кусты. Лиловые или белые цветки собраны в высокое кистевидное соцветие.
Хосты нетребовательны, долговечны, лучше всего раскрывают свою красоту в полутени или в тени на влажном месте. Растения не любят частых пересадок, спустя 2-4 года после посадки приобретают полноценный декоративный вид и сохраняют его длительное время. Известны экземпляры хосты, растущие на одном месте по 20-25 лет. Хосты можно сажать одиночно или группами из пестролистных и однотонных сортов, они хорошие компаньоны для большинства многолетников.
Проблему озеленения влажного участка несложно решить, посадив там несколько растений, которые предпочитают именно такие условия. А как вы решаете подобные задачи?
Читайте также: