Высшие растения и фитопланктон
Водная растительность и фитопланктон как автотрофные организмы нуждаются в свете, углекислоте, биогенных элементах и т. д. В. разреженных популяциях водная растительность и фитопланктон могут развиваться и заращивать фитомассу параллельно, не вступая в конкурентные отношения. Когда же интенсивность зарастания водоема увеличивается, высшая водная растительность подавляет развитие фитопланктона. По данным Кутовой (1973) снижение количества фитопланктона в зарослях погруженных водных растений в сравнении с открытой частью озера наступает при интенсивности зарастания свыше 1,5 кг/м3. Это явление можно объяснить главным образом недостатком света в зарослях и нехваткой биогенов, активно потребляемых высшими водными растениями, значительным изменением ионного состава водной среды. С другой стороны при резком снижении количества зарослей вследствие выедания их белым амуром отмечено возрастание в 10 раз первичной продукции фитопланктона.
На количественное соотношение в водоемах высших водных растений и фитопланктона оказывают влияние и другие факторы. Достаточно давно известен факт наличия веществ, задерживающих развитие фитопланктона при полной обеспеченности его биогенами, микроэлементами и витаминами. Водные экстракты различных частей рогоза и тростника (стебель, корневище) обладают высокой альгицидной активностью по отношению к синезеленой водоросли Microcystis aeruginosa, вызывающей часто сильное «цветение» воды. Экспериментальные исследования влияния высших водных растений на развитие фитопланктона показали сильное подавляющее действие роголистника на синезеленые водоросли Anabaena karakumica, A. robusta, Anabaenopsis intermedia, Microcystis aeruginosa. Возможность пищевой конкуренции исключалась, поскольку в конце опыта в культуральной среде было достаточно азота и фосфора. Причиной угнетения водорослей являются, очевидно, прижизненные выделения роголистника. Таким образом, погруженная водная растительность может быть использована для регуляции численности фитопланктона и борьбы с «цветением» воды.
Высшие растения и бактерии
В водоеме бактерии находятся во взвешенном состоянии (бактериопланктон), на водных организмах — в составе обрастаний, а также в донных отложениях. По мере роста, развития, старения и отмирания высшей водной растительности меняется и характер взаимоотношений с сапрофитной микрофлорой. Экспериментальные исследования, проведенные с элодеей и харовыми водорослями, показали заметное падение содержания бактерий по мере роста растений. При этом было выдвинуто предположение, что это явление связано с выделением в воду растениями продуктов типа фитонцидов, тормозящих развитие бактерий. Подавляющее действие на сапрофитную микрофлору было отмечено и при развитии водных мхов: печеночника Riccia jhutans и листостебельного Amblystegium riparium. В природных условиях содержание сапрофитной микрофлоры в зарослях погруженных водных растений было, как правило, ниже, чем на открытых участках.
При постепенном отмирании водных растений картина меняется. Автолиз клеток, отмирание тканей приводит к ослаблению защитных функций организма, и бактерии начинают активную деятельность. В процессе разложения значительное участие принимают и водные грибы, например, Septoria villarsiae, поселяющаяся на Nymphoidis peltata (Gmel.) О. Kuntze.
Разлагающаяся растительность обогащает воду продуктами распада, способствуя этим развитию планктона. Распад органического вещества водной растительности оказывает значительное влияние на качество воды. Различные виды растений разлагаются с разной скоростью: так, при гниении тростника создаются более неблагоприятные условия, чем при разложении нимфейника.
В связи с повышенным содержанием легкоусвояемого органического вещества в прибрежной зоне, в зарослях высшей водной растительности отмечено и большое содержание сапрофитных бактерий, растущих на РПА, и бактерий, определяемых прямым счетом.
Таблица 10 Содержание кислорода при навеске 60 г/л.
Вид | Начало опыта | Количество дней | ||
16 | 28 | 50 | ||
Нимфейник | 3,9 | 0,0 | 0,5 | 10,5 |
Тростник | 3,8 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
В евтрофных водах сапрофитная микрофлора, развивающаяся на разлагающейся водной растительности, во много раз богаче таковой на вегетирующих растениях. В мае — июне общее количество сапрофитных бактерий на 1 г сырого веса растения в период разложения составляло: для p. Spar- gatiium — 3 млн., Polygonum — 50 млн., Phr&gmites - свыше 10 мли. Следует отметить, что при этом происходят не только количественные изменения микробной флоры, но и качественные: по мере разложения высших водных растений увеличивается число бактерий, разлагающих клетчатку, сбраживающих сахара и крахмал.
Опыты по разложению ряда видов растений в лабораторных условиях в течение года показали, что содержание растворенного органического вещества достигает максимальных значений на 10 — 15 сут экспозиции, а биогенных веществ — к концу второго месяца. К концу года сухой остаток неразложившейся фитомассы составил 9,3 — 30,3% от исходной, т. е. за этот период в воду поступило 70 — 90% растительного материала.
Разложение водных растений происходит в несколько этапов:
- начало распада, экстракция воднорастворимых веществ в окружающую среду, интенсивное развитие микроорганизмов, минерализация органического вещества;
- стабилизация содержания в воде биогенов;
- биологическое потребление биогенных элементов, бурное развитие бактерий и планктона.
Отмирающая водная растительность в значительной мере определяет (при интенсивном зарастании) продуктивность литорали, так как включается в трофическую цепь: органическое вещество растений — бактерии — планктон — зообентос — рыбы.
