Как влияет паводок на прибрежные растения

Обновлено: 04.10.2024

Вода является очень важным экологическим фактором в жизни растений, поскольку все физиологические процессы происходят при её участии.

Роль воды в жизни растений заключается в следующем:

Вода играет важную роль как растворитель, поскольку минеральные вещества поступают в растение и перемещаются в нём в виде растворов.
Вода участвует в процессе синтеза органических веществ.
Количество поступающей в растение воды определяет облик растения, его жизненное состояние;
Вода влияет на распространение растений на Земле.
Для многих растений вода является средой обитания.

Вода воздействует на растения извне в различных формах: в виде дождя, тумана, искусственного полива, грунтовых вод. Получают растения воду из почвы и атмосферы. Но атмосферная влага в большинстве случаев играет косвенную роль, уменьшая испарение воды из почвы. Лишь немногие растения способны поглощать воду из атмосферы: мхи, лишайники, эпифиты, растущие в тропиках на стволах деревьев. В пустынях большое значение в жизни растений имеет роса, которая является основным источником воды в летний период.

Дождь, основной источник воды, поступающей в почву, а влажность почвы имеет первостепенное значение в жизни растений. Поскольку режим влажности на разных участках земной поверхности неодинаков, это ведёт к появлению разнообразных экологических групп растений, приспособленных к тому или иному водному режиму.

Классификация растений по водному режиму

Различают следующие экологические группы растений: гидрофиты, гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

Гидрофиты

Гидрофиты — водные цветковые растения. У них выработались различные приспособления к жизни в воде:

Интенсивность развития водных растений зависит от многих факторов, и в первую очередь - прозрачности и температуры воды, содержания в водоеме биогенных макро- и микроэлементов, газового состава вод, величины рН и др. В этой главе мы рассмотрим влияние некоторых из них на развитие и распределение растений в толще воды [Черепанов, 1995].

Прозрачность воды. Свет является необходимым условием существования всех фотосинтезирующих организмов, в том числе и прибрежно-водной растительности. Солнечные лучи, падающие на водную поверхность, частично отражаются от нее, другая часть, преломляясь, проникает вглубь. Количество отраженного света зависит от высоты солнца, то есть, от угла, под которым солнечные лучи падают на водную поверхность [Короткевич, 1982].

Водоемы, в которые поступают болотные воды, имеют коричневую окраску и низкую прозрачность (чаще всего не более 1 м.). Значительное влияние на распространение света оказывает поверхностный сток, который приносит в водоем различные взвешенные вещества, особенно при паводках. Прозрачность воды сильно снижается при развитии планктонных организмов, особенно при цветении водорослей [Короткевич, 1982].

Световые условия в водоеме меняются в течение суток и по сезону. Зимой ледовый покров и снег на нем сильно сказываются на световом режиме водоемов. Однако при небольшом снежном покрове подо льдом порой бывает достаточно для вегетации водной растительности [Короткевич, 1982].

Так же немаловажным фактором являются и животные, питающиеся водными растениями. К их числу можно отнести самых разнообразных, от рыб и птиц до грызунов и копытных [Якубовский, 1977].

Прибрежно-водные растения - это не только пищевой компонент для организмов, но и среда обитания. Видовое разнообразие животных в зарослях макрофитов значительно выше, чем в открытой части водоема; велика численность и биомасса планктонных и бентосных организмов. Растения является поверхностью для развития перифитона; кроме того, они связаны между собой трофическими и метаболическим взаимоотношениями. Растения определяют газовый состав воды, что оказывает непосредственное влияние на многие группы животных. В зарослях водных растений многие виды рыб (лещ, сазан, окунь, щука, карась золотой, карась серебряный, вобла, язь, плотва, верховка, уклейка, белоглазка, густера, линь, вьюн, голец, щиповка, ротан и др.) мечут икру. Здесь же происходит нагул молоди и взрослых рыб, которые питаются различными беспозвоночными и водорослями, обитающими в зарослях водной растительности, а также находят укрытия от хищников. Богатые растительными остатками донные отложения представляют собой питательную среду для бентосных организмов. Донные животные являются одной из наиболее многочисленных групп организмов, имеющих большое экологическое и хозяйственное значение. Они потребляют органическое вещество, принимают участие в самоочищении водоемов, составляют основу питания большинства видов рыб и водоплавающих птиц [Короткевич, 1982].

Сообщества растений играют существенную роль в жизни зоопланктона и других водных организмов. В их зарослях формируются благоприятные температурные условия и газовый режим, способствующие размножению и интенсивному росту животных. Они служат им надежным убежищем и защитой от хищников. Для большинства видов водоплавающих птиц заросли растений служат кормовой базой, а прибрежные растения - местом гнездовий. Водная растительность регулирует не только концентрацию кислорода и углекислоты в воде, но и влияет на минеральный состав воды, кислотность и др. и этим оказывает воздействие на экосистему. В зарослях растений интенсивность физико-химических процессов значительно выше, чем в открытой части водоема. Этому способствуют не только сами растения, но и их обрастатели (перифитон), бактерии, планктонные и донные организмы. Помимо абиотических факторов среды на состав и распределение прибрежно-водных растений значительное влияние оказывают взаимоотношения их с другими организмами водоема. От них зависит состояние водоемов, разнообразие, обилие населяющих их животных, водорослей, бактерий и грибов. В зарослях водной растительности обитает огромное множество разных беспозвоночных, биомасса которых может достигать несколько сот граммов на один квадратный метр поверхности воды [Короткевич, 1982].

Еще статьи по теме

Эколого-фаунистическая характеристика пресноводных моллюсков разнотипных водоемов Волгоградской области
Актуальность темы. Экологическая роль представителей малакофауны в экосистемах многообразна. Пресноводные моллюски, брюхоногие (Gastropoda) и двустворчатые (Bivalvia), представляют собой таксономически разнообразную, экологически пластичну .

Переработка отходов полимеров
Двадцатый век - век научно-технического прогресса. В тот период объем производства вырос более чем в сто раз благодаря значительному расширению научных открытий и внедрения их в новейшие технологии. Весомый вклад в новые технологии внесли .

Гусман Минлебаев

Из истории давней

Последние 10 тыс. лет после ледникового периода почвы на Земле формировались благодаря лесу. Многовековое и целенаправленное очищение территорий от леса для сельхозцелей привело к ряду фатальных последствий:

запустило механизм уничтожения плодородия почвы и самих угодий (за счет увеличения площади оврагов) и малых водотоков (это привело к уменьшению объемов пресной питьевой воды, обмелению рек и иссушению климата, что отрицательно влияет на существующий лес);
привело к сукцессии первоначального ценного широколиственного леса менее ценными мелколиственными и хвойными видами, которые делают почвы и климат менее влажными (то есть уменьшают водные ресурсы);
сокращение вышеописанных ресурсов ведет к уничтожению биоразнообразия.

Лишь после засухи и голода 1930х годов лесовосстановительные работы были возобновлены, и остатки водоохранных лесов охранялисберегали не лесники, а войска НКВД. Постановлением Совета Министров РСФСР от 17 марта 1939 года № 91 вокруг территорий рек, озер и водохранилищ выделялись водоохранные зоны. Нормы ширины рек были установлены в следующих размерах: при длине реки от истока от 101 до 200 км - 300 м, от 201 до 500 км - 400 м, свыше 500 км - 500 м. Продолжились и посадки лесов и лесополос.

Уничтожение лесных и водных ресурсов продолжилось в 1950е годы - в период освоения целины в Нечерноземье, на Урале и в Сибири. Леса на склонах водотоков вырубались под пашни, водосборы распахивались до бровок оврагов и до уреза воды водотоков. И вот результат лишь по одному региону России: с 50х годов XX века на территории Татарии плодородие почвы уничтожено на 50% площадей, исчезло 1775 родников, ручьев и малых речек, сегодня их осталось всего 4098! Ежегодно площадь оврагов увеличивается на 1 тыс. га, то есть безвозвратно утрачено уже более 40 тыс. га угодий!

Из истории новой

В 1991 году, после развала СССР, в соответствии с планами по развитию Российской Федерации водоохранные зоны мудро вывели из состава земель сельхозназначения и ввели в состав вновь образованной категории земель природоохранных. Но в 2006 году наши законодатели при молчаливом согласии научного сообщества узаконили прекращение посадок лесов, лесополосы стали бесхозными и начали исчезать, водоохранные зоны уменьшили в размерах и снова ввели их в состав земель сельхозназначения. Это означает введение запрета на посадку на этих землях столь необходимого там леса, а также обязательство для землевладельцев пахать и вносить удобрения в эти почвы, что ведет к их смыву, заилению рек и водохранилищ, увеличению количества паводков и уничтожению подземных стоков, то есть к уничтожению малых водотоков и увеличению угрозы пожаров. Эксперты оценивают ежегодные убытки от паводков, наводнений, подтоплений в нашей стране в 80-85 млрд руб.

И снова приходит на память петровский указ от 19 ноября 1703 года. Что же получается? Правители Российской империи еще в начале XVIII века понимали смысл природоохранных (экологических) норм, а нынешние депутаты и представители науки - нет, коль регулярно ухудшают природоохранные нормативы, что ведет к уничтожению водности рек, почв и лесов России? Сравните: в царские времена ширина водоохранной лесополосы составляла 20 верст, сегодня она меньше в 200 (!) раз. Вот одна из главных причин усиления эрозии почв и увеличения их смыва в реки, заиления рек и ручьев и сокращения объемов стока в водоемы, уменьшения количества осадков, усыхания лесов! В такой ситуации бесполезно вести разговоры об охране лесов. И это в то время, когда немалая часть сельхозугодий простаивает без дела и постепенно выходит из хозяйственного оборота!

В трудах некоторых отечественных ученых еще в конце 1960х годов указывалось, что естественная растительность управляет континентальным водным циклом, обеспечивая непрерывное возобновление осадков за счет транспирации через листовую испарительную поверхность, площадь которой в естественных экосистемах всегда намного превышает площадь водосбора. Почвы, сформированные лесными растительными сообществами, представляют собой водонакопители, предназначенные для обеспечения водой и биогенами производства органики (в том числе лесной). Для синтеза 1 т органического вещества древесными растениями требуется не менее 100 т воды. Указывается в научных исследованиях и на то, что уничтожение естественной лесной растительности на водосборе и замена ее агросистемами нарушают гидрологический цикл и качество природных вод, так как ежегодное производство биомассы агросистемами намного меньше, чем естественными лесами. И для синтеза одного зерна требуется уже не 100, а не менее 1000 т воды. Увы, никем и ни на каком уровне эта проблема сегодня не поднимается.

Действовать без промедления

Актуальность рекультивации деградированных почв, земель, восстановления водных ресурсов на своей территории, сохранение исчезающих ценных видов деревьев, то есть рациональное природопользование очевидны землевладельцам, но не наемным работникам и государственным служащим.

Действующие Земельный и Лесной кодексы РФ (ЗК и ЛК РФ) не запрещают гражданам иметь в собственности все виды природных ресурсов, а ст. 9 Конституции РФ вернула после 1917 года гражданам право обладать ими. Поэтому начиная с 1991 года в нашей стране толковый хозяинземлевладелец, посеяв официально приобретенные семена, может создать коллекциюарборетум и питомник ценных краснокнижных древесных видов и экзотов. В зависимости от числа видов и количества деревьев на частной земле можно создать: а) селекционносеменоводческий объект; б) особо защитный участок леса (п. 3, пп. 3, 4, 5, ст. 102 ЛК РФ); в) частный ценный лес (п. 2, пп. 4 (б, г, д, е), ст. 102 ЛК РФ и Приказ МПР РФ от 22 января 2008 года № 13). В терминах Лесного попечительского совета по добровольной сертификации (FSC) эти насаждения значатся как лес высокой природоохранной ценности (ЛВПЦ) с высоким биоразнообразием видов, имеющий мировое и национальное значение. Выделяют два типа: ЛВПЦ 1.1. - это ООПТ, а ЛВПЦ 1.2. - места концентрации редких и находящихся под угрозой исчезновения видов. В соответствии со стандартами FSC растущие в таких лесах виды насаждений относятся к видам, занесенным в Красные книги мира, России и регионов.

Деятельность по выращиванию сеянцев, саженцев, семенных (взрослых) деревьев - это фермерство (ПП РФ от 25 июля 2006 года № 458). Если землевладелец считает нужным для своего бизнеса проведение интродукции ценных древесных видов, их селекцию, сохранение, то это означает, что он занимается частной научной деятельностью. Важно отметить: ни в СССР, ни в современной России никто не занимался и не занимается интродукцией ценных лесных видов.

Экономически и экологически наиболее целесообразна рекультивация деградированных земель, ранее покрытых лесом, с помощью лесомелиорации. Коротко поясню практическую пользу от своей работы для тех, кто болеет душой за природу нашей страны и готов включиться в восстановление лесов, малых рек и родников.

Интродукция - путь к спасению рек и водоемов

Результаты моих усилий по выращиванию в одном из районов Татарстана на бросовых землях насаждений краснокнижных видов и реликтов, более эффективных, чем местные виды, доказывают практическую и юридическую возможность восстановления уничтоженного плодородия почв, достоинства и необходимость для экономики страны развития частной классической интродукции. Убежден: интродукция - это один из эффективных методов, которые могут привести к реальному восстановлению и сохранению биоразнообразия.

Отечественные ученые-лесоводы указывают, что полноценная интродукция возможна лишь в устойчивой лесной популяции. Для развития и роста каждого из сотен и тысяч всходов необходимы разнообразные условия на десятках и сотнях гектарах, где беспрепятственно осуществляется естественный отбор. Лишь в таких условиях возможно достичь генетического разнообразия и сохранения вида (без вырождения), что невозможно, например, в условиях ботанических садов.

В подтверждение сказанному приведу такой факт: для получения качественных семян карий и орехов (что и является основной целью интродукции) каждому дереву нужна площадь не менее 0,01-0,02 га, то есть для обеспечения полноценной интродукции этих видов в количестве не менее 100 экземпляров требуется площадь не менее 2 га. Ни один ботанический сад не может проводить полноценную интродукцию этих видов, для этого попросту нет достаточных площадей, времени и стимула для сотрудников - возможности написать диссертацию. В ботанических садах, как в зоопарке, выполняется, по сути, лишь охрана единичных экземпляров редкого вида, который там вырождается. А вот в частных устойчивых лесных популяциях на больших площадях происходит размножение без вырождения вида, что является целью интродукции и способствует сохранению находящихся под угрозой исчезновения видов.

Суть моей деятельности и одновременно цель исследований состоит в восстановлении деградированных почв, водных источников и биоразнообразия на заброшенных землях путем создания:

арборетума - для проверки правильности выбора ареала ценного и нужного хозяину частного леса экзота как источника семян для будущей интродукции вида;
пункта интродукции с устойчивыми популяциями древесных экзотов;
селекционносеменного пункта для последующего расширения площадей своих насаждений, что позволит увеличить генетическое разнообразие и будет наилучшим образом способствовать сохранению редких и исчезающих видов и интродукции экзотов;
ценного леса из редких видов в ходе увеличения площадей насаждений из выращенных семян;
условий для восстановления водного режима, родников и оптимального режима влажности почв на участке.

При подборе видов для своего леса я учитывал приносимую ими пользу. Бобовые растения за счет создания ими азотофиксирующих бактерий, широколиственные и углерододепонирующие виды за счет опада способствуют восстановлению почвенного плодородия, которое обеспечит благоприятные условия для выращивания насаждений других ценных видов и экзотов, более требовательных к плодородию почвы, чем бобовые. Выращивая виды из списка ценных (запрещенных к рубке в России) и из Красных книг, я способствую их сохранению; из наилучших экземпляров отберу плюсовые, из которых сформирую семенники ценных хозяйственных видов, включая экзоты, и создам свой ценный лес. Растущие на моей земле деревья при одинаковом возрасте спелости с местными видами имеют в разы большую ценность за счет своих рекреационных, продовольственных (орехи, плоды, мед) и иных хозяйственных свойств.

Обрабатывая на своих землях почву и семена микоризой, я с успехом выращиваю ценные виды, отсутствующие в ботанических садах, находящихся вокруг моего региона: бархат амурский и сахалинский; бундук двудомный; гинкго билоба; каштан конский (обыкновенный, павия и забытый); лещина древовидная; акация белая; лжетсуга Мензиса; орехи (айлантолистный, грецкий, маньчжурский, серый, черный, ланкастерский, кария, лапина); сосна желтая, корейская и сибирская; кипарис болотный; тис ягодный; шелковица белая и черная; свободноягодник колючий; хурма виргинская и другие виды.

Подводя итог всему сказанному ранее, хочу еще раз привлечь внимание читателей журнала к необходимости вернуть водоохранные зоны в земли категории природоохранных с обременением для их владельцев начать их облесение там, где это уместно, широколиственными ценными видами - иначе уже ближайшие наши поколения будут жить и без леса, и без воды.

Гусман МИНЛЕБАЕВ,
фермер-интродуктор и лесозаводчик

Город Нью-Йорк с населением 9 млн жителей потребляет в сутки 4 млн м 3 (0,004 км 3 ) воды (для сравнения: Москва - около 5 млн м 3 ). Питьевой водой город обеспечивают три крупные системы водохранилищ с общим запасом воды 2,2 км 3 (запас на 550 дней). К 1996 году застройка, интенсификация сельского хозяйства и развитие дорожной инфраструктуры в пределах водосборных бассейнов источников водоснабжения города привели к тому, что качество питьевой воды перестало отвечать санитарным нормам. Причинами его ухудшения стали увеличение стоков канализации, загрязнение воды удобрениями и пестицидами, смываемыми с полей, ливневые стоки с дорог. Власти города встали перед выбором: либо строить новые очистные сооружения стоимостью $2-6 млрд и ежегодно тратить на их поддержание до $300 млн, либо вложить средства в повышение защитных функций водоохранных зон рек и водохранилищ. Было решено выкупить часть земель (142 тыс. га) и обеспечить соблюдение природоохранных требований путем уточнения нормативов, просвещения местного населения и создания партнерств с местными сообществами. С 1997 года мэрия Нью-Йорка реализует 15-летнюю программу по обеспечению бесперебойного снабжения города питьевой водой приемлемого качества, стоимость которой - около $1,3 млрд. На выкуп земли вдоль рек и ручьев за пределами города было затрачено $255 млн. Средства пошли на строительство частных систем канализации и повышение качества очистных сооружений, а также на выплаты фермерам и лесовладельцам за применение экологических методов хозяйствования в водоохранных зонах. Главные цели - минимизировать затраты на обеспечение Нью-Йорка качественной водой и сохранение ключевых природных территорий - мэрией города достигнуты.