| 
 | 
 | 
                    
 | 
 

Аннотированный список лекций курса
«Экология прибрежно-водной растительности»


(для студентов кафедры гидробиологии - 28 часов)

Программа курса  / Аннотация учебника 

Лекция 1. Общее представление о прибрежно-водной растительности и ее научное толкование в различных интерпретациях. Основные направления гидроботанических исследований в нашей стране: геоботаническое, экологическое, анатомо-морфологическое, гидробиологическое, физиологическое, систематическое, продукционное и хозяйственное. История изучения прибрежно-водной  растительности. Сведения об основных направлениях изучения прибрежно-водной растительности в историческом аспекте, в первую очередь – для решения рыбохозяйственных задач, водоснабжения и водопотребления,  классификации и экологии растений, продуктивности прибрежной растительности, использования растений в качестве биологического фильтра для очистки сточных вод, зарастания водохранилищ и др.

Лекция 2. Основные понятия классификации прибрежно-водной растительности. В научной литературе отсутствует единая классификация прибрежно-водной растительности, поэтому в данном разделе приводятся понятия и обозначения, которые наиболее часто используются специалистами. Приведены термины и  классификации сообществ и растений, обитающих в погруженном, полупогруженном состоянии и плавающих на поверхности воды; классификация, основанная на эколого-физиологических показателях, на приспособленности растений к условиям жизни в воде и др.

Лекция 3. Прибрежно-водная растительность и типология водоемов. Классификация водоемов по их трофности получила широкое распространение в гидробиологии. В качестве характеристики трофности используются различные показатели: содержание кислорода, количество фитопланктона, его продукция и др. В данном разделе наряду с общими показателями представлены сведения о развитии прибрежно-водной растительности в различных по трофности водоемах. Представлена  классификация водоемов исходя из интенсивности развития в них водной растительности с выделением наиболее характерных видов для того или иного типа вод. Динамика развития сообществ прибрежно-водной растительности. Сведения о зарастании различных типов водоемов, процесс их заболачивания. Виды растений, принимающие участие в этом процессе. Приведятся рисунки и схемы зарастания водоемов.

Лекция 4. Описание сообществ и ассоциаций прибрежно-водной растительности; составляется полная характеристика растительности водоема с выделением и классификацией отдельных растений, особенности их флористического состава, размещение в пределах водоема, занимаемая площадь. Составляется детальная карта распределения растительности; на картосхему наносится видимая и погруженная растительность. При оформлении схем распределения растений пользуются условными значками. Описание растительности проводится на учетных площадках разного размера. Количество и размер площадок для определения численности проективного покрытия и других элементов структуры фитоценоза зависит от строения и густоты травостоя. При описании фитоценоза на площадке отмечается общее состояние фитоценоза, флористический состав, обилие видов, особенности размещения их по площади. Указывается ярусность, высота растений, проективное покрытие, жизненность, фенологическое состояние.
Инструменты для сбора и  учета прибрежно-водной растительности. Орудия сбора и количественного учета прибрежно-водной растительности: якорек-кошка, драга Раменского, скребок Дулькейта и их модификации, зарослечерпатель Липиных, драга Бернатовича и др. Преимущества и недостатки указанных инструментов.

Лекция 5.  Биомасса и продукция прибрежно-водной растительности. Раздел посвящен методам определения биомассы прибрежно-водной растительности. Описаны методы рекогносцировки береговой зоны водоемов, методы описания и сбора растительности. Описана методика учета биомассы воздушно-водных растений, растений с плавающими и погруженными стеблями и свободно плавающих растений. Приведены сведения по обработке собранного материала для гербаризации. Особенности сбора подземных органов и корней. Описаны методы определения продукции растений по максимальной их биомассе; растений, прирост которых начинается как бы с нуля, от корня, и растений, вегетирующих круглый год. Описаны методы определения продукции погруженных растений по величине фотосинтеза (кислородным и радиоуглеродным скляночными методами).
Фенологические наблюдения. Проводятся в основном  в стационарных условиях (учетных площадках). Отмечаются следующие фенологические фазы: вегетация, бутонизация, цветение, плодоношение и отмирание. Прирост и потери биомассы при различных фенологических фазах.

Лекция 6. Размножение (семенное и вегетативное) и возобновление прибрежно-водных растений. Определение средней семенной продуктивности и урожай семян следует проводить на учетных площадках. Перед сбором семян и плодов подсчитывается количество плодоносящих особей изучаемых видов. Количество генеративных побегов, плодов, соплодий, количество семян на каждый плод или соплодие. У обильно плодоносящих растений регистрируется только число генеративных особей, а количество семян подсчитывают только у небольшого числа экземпляров. Изучение вегетативного размножения проводится на отдельно растущих маркированных особях или в фитоценозе на небольших учетных площадках. Учет осуществляется в течение всего вегетационного периода в различных экологических условиях. Определяется состояние органов вегетативного воспроизводства растений, делаются зарисовки, фотографирование, проводится количественный учет. Необходимо учитывать, что в течение года растения могут размножаться различными способами. При изучении скорости восстановления растений после срезания (скашивания) закладываются постоянные площадки, на которых отмечаются темп их роста, возобновление по численности, распределение и т.д.
Гербаризация прибрежно-водных растений. Гербаризация осуществляется для уточнения видового состава прибрежно-водных растений. В гербарии должны быть представлены все части растения – корневая система, подземные и приземные образования, все типы вегетативных не цветущих побегов, стебли и листья цветущего побега (цветки, плоды, семена) и зимующие органы. Если растения двудомные, надо собирать оба типа растений. По отношению к каждому собираемому виду нужно ориентироваться в его изменчивости и собирать экземпляры, представляющие наиболее характерный для данной популяции тип.

Лекция 7. Факторы среды, влияющие на развитие прибрежно-водных растений. Интенсивность развития водных растений зависит от многих факторов, в первую очередь, – от прозрачности и температуры воды, содержания в воде биогенных элементов, величины рН и др. Рассмотрено влияние некоторых из них на развитие и распределение растений в толще воды. Рассмотрено влияние основных элементов минерального питания (различных форм азота и фосфора) на развитие растений; влияние активной реакции среды (рН) на фотосинтетические процессы и развитие растений. Рассмотрено участие  водной растительности в формировании газового режима водоемов (содержание в воде кислорода, свободной углекислоты, метана, сероводорода), влияние этих газов на развитие самих растений и водных организмов.

Лекция 8. Трофическая роль прибрежно-водных растений. В разделе описана трофическая роль водных растений; использование их различными группами организмов, обитающих в зарослях макрофитов: нематодами, моллюсками, различными  ракообразными (низшими, равноногими, бокоплавами и др.), личинками и взрослыми насекомыми (поденками, тлями, клопами, водолюбами, листоедами, долгоносиками и др.), рыбами (фитофагами и всеядными), птицами и млекопитающими.
Прибрежно-водная растительность в системе водного биоценоза. Прибрежно-водная растительность и ее связь с беспозвоночными, перифитоном, фитопланктоном, бактериопланктоном, водными грибами. Рассматриваются видовые и количественные показатели различных групп организмов (сообществ) в системе биоценоза прибрежно-водной растительности.

Лекция 9.  Прибрежно-водная растительность и процессы самоочищения водоемов. Данный раздел посвящен роли прибрежно-водной растительности в процессах самоочищения водоемов: в качестве механического фильтра, поглотителя и деструктора различных токсичных соединений. Рассмотрено значение и роль обитающих в зарослях растений организмов в деструкции органических загрязнителей, участии растений в очистке водоема от нефтяных загрязнений.
Оценка степени загрязнения вод по видовому разнообразию организмов: индексы видового разнообразия, индексы сходства (сравнения). Индексы видового разнообразия учитывают всю структуру исследуемого сообщества, а степень ее изменения в условиях токсического воздействия оценивают по разности одного и второго измерения. Используются индексы Фишера, Шеннона, Макинтоша, Менгиника, Кернса, Маргалефа, Симпсона и др. Показатели сходства организмов могут быть использованы для оценки уровня загрязнения среды, так как сами загрязнения оказывают влияние на состав биоценоза. Описаны индексы степени сходства  между сообществами Жаккара, Кульчинского, Съеренсена, Маунтфорда, Раабе, Вайнштейна, Константинова и др.

Лекция 10. Прибрежно-водная растительность в различных регионах страны. Описаны сообщества прибрежно-водной растительности в различных типах равнинных и горных рек, озер, ручьев, растительности галечниковых и аллювиальных отложений в различных регионах страны. Представлен видовой состав ассоциаций прибрежно-водных растений на указанных выше территориях. Далее представлены сведения об основных видах и сообществах прибрежно-водных растений, встречающихся на территории нашей страны.
Методы ограничения численности прибрежно-водных растений. Методы борьбы с зарастанием водоемов прибрежно-водной растительностью подразделяют на механические, химические и биологические. В борьбе с зарастанием водоемов тростником, рогозом, камышом и др. используется весенний двухразовый укос, когда молодые растения могут быть использованы на корм животных. В качестве химических методов борьбы применяются различные гербициды. Однако они, токсичные по своей природе, оказывают отрицательное влияние на весь биоценоз непосредственно, либо через пищевые цепи. В качестве биологических методов используются различные насекомые, патогенные грибы, растительноядные рыбы. Биопомехи, обусловленные зарастанием водоемов-охладителей высшей водной растительностью. Методы борьбы с этим явлением.
Культивирование, акклиматизация, использование и охрана прибрежно-водных растений. Массовое использование водоемов приводит к деградации зарослей прибрежных растений. Ряд редких и реликтовых форм значительно сократили свой ареал. Вблизи крупных промышленных центров исчезают или становятся редкими обычные виды растений. Акклиматизация и культивирование водных растений позволит решить следующие задачи: культивирование в лабораторных условиях  для научных исследований, декоративных целей и нужд аквариумистов; посадка растений для повышения очистительной способности водоемов; культивирование растений в рыбоводных хозяйствах в качестве корма рыб; посадка растений для укрепления берегов.

Лекция 11. Водные растения в питании сельскохозяйственных животных и птиц. Рассмотрена роль прибрежно-водных растений в качестве корма для сельскохозяйственных животных и птицы; показано содержание в них различных питательных веществ и дано сравнение с наземными кормовыми культурами.
Красная книга и прибрежно-водные растения. Описаны редкие прибрежно-водные растения и растения, внесенные в Красную книгу России. Декоративные и аквариумные растения. Представлен список декоративных и аквариумных растений,  дается  их описание, способы разведения и выращивания.

Лекция 12. Макрофиты в морских экосистемах. Основные систематические группы морских водорослей. Зональность и распределение водорослей в толще воды. Роль морских водорослей в функционировании прибрежных биоценозов; взаимоотношения с планктонными и бентосными организмами, обитающими в их зарослях. Морские водоросли как пищевой продукт, корм для животных, звено в искусственных экосистемах, источник для получения биогаза. Морские водоросли и загрязнения. Использование водорослей в народном хозяйстве, сырье для получения ценных веществ. Выращивание водорослей в искусственных условиях.

Вопросы для промежуточной аттестации:
1. Основные понятия классификации прибрежно-водной растительности.
2. Прибрежно-водная растительность и типология водоемов. Классификация водоемов исходя из интенсивности развития в них водной растительности.
3. Сообщества и ассоциации прибрежно-водной растительности. Инструменты и приборы для сбора и  учета прибрежно-водной растительности.
4. Биомасса и продукция прибрежно-водной растительности. Описана методика учета биомассы воздушно-водных растений, растений с плавающими и погруженными стеблями и свободно плавающих растений.
5. Фенологические наблюдения.
6. Размножение (семенное и вегетативное) и возобновление прибрежно-водных растений. Гербаризация прибрежно-водных растений.
7. Факторы среды, влияющие на развитие прибрежно-водных растений.
8. Трофическая роль прибрежно-водных растений.
9. Прибрежно-водная растительность в системе водного биоценоза.
10. Прибрежно-водная растительность и процессы самоочищения водоемов.
11. Оценка степени загрязнения вод по видовому разнообразию организмов
12. Прибрежно-водная растительность в водоемах различного трофического статуса и разной гидрологии.
13. Методы ограничения численности прибрежно-водных растений.
14. Культивирование, акклиматизация, использование и охрана прибрежно-водных растений.
15. Водные растения в питании сельскохозяйственных животных и птиц. Декоративные и аквариумные растения.
16. Макрофиты в морских экосистемах. Основные систематические группы морских водорослей. Зональность и распределение водорослей в толще воды.
17. Роль морских водорослей в функционировании прибрежных биоценозов; взаимоотношения с планктонными и бентосными организмами, обитающими в их зарослях. Морские водоросли как пищевой продукт, корм для животных и пр.

Экзаменационные вопросы:
1. История изучения прибрежно-водной  растительности. Основные направления исследований.
2. Основные понятия классификации прибрежно-водной растительности.
3. Прибрежно-водная растительность и типология водоемов.
4. Классификация водоемов в зависимости от интенсивности развития растений. Зарастание водоемов, процесс заболачивания.
5. Описание сообществ и ассоциаций прибрежно-водной растительности. Составление картосхем. Ярусность и высота растений, проективное покрытие.
6. Инструменты и приборы для сбора и  учета прибрежно-водной растительности.
7. Биомасса прибрежно-водной растительности. Методы определения биомассы.
8. Методы определения продукции растений по их биомассе растений и величине фотосинтеза (кислородным и радиоуглеродным скляночными методами).
9. Фенологические наблюдения. Методы определения фенологических фаз вегетирования растений.
10. Семенное и вегетативное размножение прибрежно-водных растений. Определение средней семенной продуктивности и урожая семян.
11. Гербаризация прибрежно-водных растений.
12. Факторы среды, влияющие на развитие прибрежно-водных растений. Развитие водных растений в зависимости от прозрачности и температуры воды, содержания в воде биогенных элементов, величины рН и др.
13. Влияние основных элементов минерального питания на развитие прибрежно-водных растений.
14. Трофическая роль прибрежно-водных растений. Потребление растений различными группами водных организмов.
15. Прибрежно-водная растительность в системе водного биоценоза. Водная растительность и беспозвоночные, перифитон, фитопланктон, бактериопланктон, водные грибы.
16. Прибрежно-водная растительность и процессы самоочищения водоемов. Роль растений в деструкции органических загрязнителей.
17. Оценка степени загрязнения вод по видовому разнообразию организмов: индексы видового разнообразия, индексы сходства (сравнения).
18. Сообщества прибрежно-водной растительности в различных типах равнинных и горных рек, озер, ручьев, растительности галечниковых и аллювиальных отложений в различных регионах страны.
19. Методы ограничения численности прибрежно-водных растений. Борьба с зарастанием механическими, химическими и биологическими методами.
20. Культивирование, акклиматизация, использование и охрана прибрежно-водных растений.
21. Водные растения в качестве корма сельскохозяйственных и диких животных в охотхозяйствах.
22. Декоративные и аквариумные растения.
23. Макрофиты в морских экосистемах. Основные систематические группы морских водорослей. Зональность и распределение водорослей в толще воды. Использование морских макрофитов для получения ценных продуктов.
24. Роль морских водорослей в функционировании прибрежных биоценозов; взаимоотношения с планктонными и бентосными организмами, обитающими в их зарослях. Морские водоросли как пищевой продукт, корм для животных.

  • PDF