Курсовая теория на тему Фитоиндукционные свойства макрофитов

ВВЕДЕНИЕ 2
1. Макрофиты. Биология, экология, классификация 4
1.1 Классификация макрофитов 4
1.2 Биология водных растений 6
1.3 Экология водных растений 13
2. Макрофиты как биоиндикаторы водной среды 21
2.1 Биотестирование качества вод 21
2.2 Биоиндикационные методы 24
2.3 Биоиндикация качества воды по растениям – макрофитам 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 34

Макрофиты или водные растения — это виды растений, приспособленные для жизни в водной среде. Они состоят из разнородной функциональной группы растений, имеющих экономическое значение в водных экосистемах.
Фактически, к этой группе относятся такие разные виды, как сосудистые растения — ангиосперм и птеридофиты, нитчатые водоросли, мохообразные, некоторые однодольные и двудольные.
В связи с этим водные или гидрофитные макрофиты имеют свои вегетативные структуры (корни, стебли и листья), плавающие или погруженные под воду. В эту категорию входят полностью погруженные, частично погруженные и плавающие растения.
Такие факторы, как климат, геологические условия, вода и топография, имеют основополагающее значение для определения распределения макрофитов. Колонизация разнообразных водных экосистем зависит от обилия корневищ, клонального развития и механизмов рассеивания.
Из большого разнообразия водных макрофитов, водный салат (Пистия стратиотес), водный гиацинт (Eichhornia crassipes) и сальвиния (Salvinia Spp.). Кроме того, раунд воды (Hydrocotyle ranunculoides) и некоторые виды ряски (Spirodella Spp. и Lemna Spp.).
При сбросе в водоем токсических веществ, содержащихся в промышленных сточных водах, происходит угнетение и обеднение фитопланктона. При обогащении водоемов биогенными веществами, содержащимися, например, в бытовых стоках, значительно повышается продуктивность фитопланктона. При перегрузке водоемов биогенами возникает бурное развитие планктонных водорослей, окрашивающих воду в зеленый, сине-зеленый, золотистый, бурый или красный цвета («цветение» воды). «Цветение» воды наступает при наличии благоприятных внешних условий для развития одного, редко двух-трех видов. При разложении избыточной биомассы, выделяется сероводород или другие токсичные вещества. Это может приводить к гибели зооценозов водоема и делает воду непригодной для питья. Многие планктонные водоросли в процессе жизнедеятельности нередко выделяют токсичные вещества. Увеличение в водоемах содержания биогенных веществ в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождаемые чрезмерным развитием фитопланктона, называют антропогенным эвтрофированием водоемов.
Каждая группа организмов в качестве биологического индикатора имеет свои преимущества и недостатки, которые определяют границы ее использования при решении задач биоиндикации.
Водорослям принадлежит ведущая роль в индикации изменения качества воды в результате эвтрофирования (заболачивания) водоема.
Цель работы: изучить биоиндикационные свойства макрофитов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Изучить биологию, экологию и классификацию макрофитов.
2. Рассмотреть макрофиты как биоиндикаторы водной среды
Объект исследования: Макрофиты
Предмет исследования: Биоиндикационные свойства макрофитов.

В отличие от биотестирования биоиндикация — это система оценки степени загрязнения водоема, основанная на учете состояния водных биоценозов, присутствии индикаторных организмов, на анализе видовой структуры биоценозов или на функциональных характеристиках биоценозов. С помощью биоиндикации выявляют последствия уже состоявшегося загрязнения водного объекта. Основная проблема при биоиндикации — идентификация фактора окружающей среды, который явился причиной изменения биологических объектов. В качестве биоиндикаторов выступает группа особей одного вида или сообщества, по наличию, состоянию или поведению которых судят о естественных и антропогенных изменениях в среде.
В результате возникшего воздействия на водный объект в первоначальной экосистеме могут происходить патологические изменения. После прекращения воздействия возможно восстановление экосистемы. Биотестирование позволяет получить быстрый сигнал о токсичности и необходимой степени разбавления сточных вод. Биоиндикация выявляет результат произошедшего воздействия. Таким образом, каждый из приемов, направленных на предотвращение и контроль загрязнения, находит свое место в мониторинге окружающей среды.
Ведущая роль в биоиндикации принадлежит водорослям. При эвтрофикации и соответствующем ухудшении качества воды сукцессия (т. е. последовательная смена) видового состава особенно проявляется в сообществе фитопланктона. Однако водоросли не могут быть индикаторами фекального загрязнения, они непосредственно не чувствительны к органическому загрязнению, тяжелым металлам и пестицидам.
Комплексная оценка (с одной стороны, по качеству вод, а с другой — через категории экологических градаций) позволяет наиболее полно характеризовать состояние экосистем.

1. Макрофиты. Биология, экология, классификация
1.1 Классификация макрофитов

Одной из самых важных систем классификации водных растений является их классификация в зависимости от условий произрастания.
В соответствии с ней растения делят на шесть больших экологических групп:
Мохообразные, обитают на дне водоемов или у поверхности воды: виды, входящие в семейства родниковых (Fontinalaceae), риччиевых (Ricciaceae), гипновых (Hypnaceae) и другие виды. За исключением света, вода дает этой группе растений все, что им нужно для жизни.
Эта группа растений имеет наиболее примитивное строение, что особенно характерно для печеночных мхов. Например, тело риччии плавающей (Riccia fluifans) не делится на стебли и листья, а имеет веточки толщиной до 1 мм, которыми разрастается, образуя слой печеночного мха (его иногда называют таллом). Однако многие виды мхов имеют разделение на стебли и листья.
Корней у мохообразных нет, и они прикрепляются к грунту или предметам подводного интерьера (камни, коряги, подводные скалы и др.) с помощью ризоидов: выростов эпидермиса [2].
Размножаются растения этой группы бесполым, половым и вегетативным способами. Некоторые листостебельные мхи, например, достигающие поверхности водоемов, имеют на верхушке стеблей коробочки со спорами: яванский мох (Vesicularia dubyana). В целом, в естественных условиях у мхов половое размножение преобладает над бесполым.
Вторую экологическую группу представляют растения, не прикрепляющиеся к грунту или другим поверхностям: они свободно плавают в толще воды или на поверхности: виды семейства росянковых (Droseraceae), рясковых (Lemnaceae), пузырчатковых (Lenfibulariaceae), роголистниковых (Cerafophyllaceae) и других семейств.
Растения данной группы имеют мутовчатые, рассеченные листья и ветвистые стебли. У некоторых видов (рясковые) стебли отсутствуют вообще. Корней либо вообще нет, либо они развиты очень слабо.
В холодный период года многие растения опускаются на дно водоема и образуют особые зимующие почки.
Размножаются чаще всего вегетативным способом, редко — семенным.
Третья экологическая группа — свободно плавающие на поверхности воды растения: виды семейств сальвиниевых (Salviniaceae), азолловых (Azollaceae), водокрасовых (Hydrocharifaceae), понтедериевых (Pontederiaceae) и другие виды.
В листьях и листоподобных стеблях и черешках растений этой группы имеются развитые воздухоносные полости и резервуары. У эйхорнии например, розетка листьев на поверхности воды имеет вздутые черешки, играющие роль поплавков. Некоторые из растений удерживаются на поверхности воды, благодаря особому «воздушному» строению листьев [4].
Поверхность листьев растений группы ворсистая или гладкая, покрыта специальным составом, с которого скатывается вода. Корни — тонкие, мочковатые, широко разрастающиеся, могут и отсутствовать вообще.
Размножаются растения группы чаще всего вегетативно, реже — семенами или спорами.
Четвертая экологическая группа, пожалуй, наиболее распространенная в аквариумистике — это растения, укорененные в грунте биотопа, растущие и цветущие под водой и не связанные с воздушной средой: наяда например, хотя иногда они могут выносить на воздух стебли с цветками.
Пятая экологическая группа объединяет растения, укореняющиеся в грунте, но образующие листья, плавающие на поверхности воды, а также цветущие над водой: апоногетоноцветные, кувшинковые и др.
У многих растений этой группы обычно ползучие или клубневидные корневища, им очень нужен питательный субстрат для развития и размножения генеративным путем.
Шестая экологическая группа — это болотистые или прибрежные растения. Они укореняются в грунте водоема, но сильно возвышаются над водой: частуховые (Alismataceae), ароидные (Araceae), осоковые (Cyperaceae) и другие виды.
Растения этой группы могут хорошо развиваться и вне воды, на сильно увлажненной почве и являются промежуточными группами между сухопутными и водными растениями. Обычно им необходим питательный субстрат.
Размножаются как вегетативно, так и генеративно.