Различные элементы гидросферы тесно связаны с растительным покровом. В связи с этим, растительные индикаторы могут быть использованы при изучении вод морей, океанов, поверхностных вод суши, снежного покрова, подземных вод и почвенного мерзлоты.
Состав и распределение растительности бентоса и планктона морей является показателем освещенности, температуры, химического состава, богатства органическим веществом, перемещение водных масс, ледового режима и др.. Планктон выступает показателем гидрологического состояния и происхождения вод, а бентос-показателем среднего гидрологического режима придонных слоев в течение длительного времени.
Вертикальное распределение погруженной растительности отражает изменения освещенности с увеличением глубины. Например, в Черном море на поверхности сублиторали (глубина до 3-5 м), где освещенность равна 100 000 - 80 000 люкс преобладают светолюбивые виды (полифоты) - из высших водных растений-Zostera, зеленые водоросли Ulva, Cladophora, Enteromorpha, в смеси с бурыми - Padina и красными - Polisiphonia.
Среднюю сублиторали (глубина 3-5; 10-15 м, в зависимости от прозрачности воды), с освещением 40000 -20000 люкс занимают умеренно светолюбивые водоросли (мезофоты), преимущественно бурые Cystoseira и красные Ceramium.
Нижняя сублиторали и елитораль (10-15; 50-60 м), где освещение уменьшается до сотен люкс, распространены лишь теневыносливые (умброфильни) красные водоросли.
По глубине распространения поли-и мезофотних водорослей делают вывод о прозрачности воды.
Для многих водорослей специфичным является узкий температурный оптимум (стенотермнисть), в связи с чем они могут быть использованы как показатели определенных температурных свойств воды.
Например Криофильные водоросли Phaeocystis pouchetii, которая может жить только при температуре от +1 оС до +11,6 оС является индикационные показателем холодных полярных вод. К холодостойких (Криофильные) видов также относятся Fucus, Bangia и Enteromorpha. Существуют также исключительно теплолюбивые (термофильные) виды - Trichodesmium, Syracosphaera, которые существуют только при температуре выше +20 оС.
В результате разной чувствительности водорослей к солености воды, их распределение может характеризовать изменения вод различной степени минерализации. Так, например водоросль Halosphaera viridis живет в воде при солености более 30 промилле. В соленых морских водах с соленостью 3-30 промилле часто встречаются группировки бурых и красных водорослей (Fucus, Cystoseira, Laminaria, Macrocistis). Индикаторами пресных или слабоминерализованная вод (до 3 промилле) является Spirogyra, Sagittaria и Nymphaea candida.
Растительность используют также как индикатор химических свойств воды, определяют количественное содержание органического вещества, или засоления легкорозчиненимы солями.
По количественному содержанию органического вещества воды природных водоемов разделяют на:
1.Евтрофни воды, насыщенные гуминовыми соединениями и минеральными веществами. В таких водоемах отмечают наибольшее многообразие прибрежной, плавающей на поверхности и погруженной растительности.
2.Олиготрофни - чистые, бедные органическое вещество воды. Растительность таких водоемов очень специфическая, типичными представителями можно назвать Lobelia и Litorella.
3.Дистрофни воды - насыщенные гуминовыми соединениями, кислые, бедные минеральными веществами воды. Это, как правило, заболоченные, торфянисто территории лесов. Типичными представителями этих территорий являются Carex, Ecuisetum и Potamogeton.
Особенности распределения морских водорослей характеризуют направление и интенсивность морских течений. Появление теплолюбивой флоры в холодных местах свидетельствует о наличии теплых течений. Например, появление у западного берега Северной Африки холодостойких видов родов Laminaria и Macrocystis используется как индикатор вод холодной Бенгуельскои течения.
Водные растения могут также выступать индикаторами скорости течения. Так, в условиях медленной течения (0,05-0,07 м / с преобладают Typha latifolia, Nuphar luteum и Miriophilum spicatum, а в условиях быстрого течения - Phragmites communis, Potamogeton fluitans и Calla palustris. Наличие зарослей прибрежно-водной растительности значительно ослабляет влияние волн на берег. Так, тростник гасит волны на 4-7%, а при повышенной плотности, даже до 20%. Заросли погруженной растительности уменьшают течение в русле на 25%, а иногда даже больше.
Индикаторами изменений гидрологического режима выступают изменения соотношения мезофильной и гидрофильной растительности.
Распределение снежного покрова также тесно связан с характером растительности. Растительность влияет на распределение снега, интенсивность снегонакопления, условиях снеготаяния. Снежный покров обеспечивает тепловую защиту растениям от холода и ветра, увеличивает влажность почвы, влияет на сроки развития растительности. В условиях степи и лесостепи величина снегонакопления прямо пропорциональна высоте и плотности растительности. В тростниковых зарослях снега, как правило, в 1,5-2 раза больше, чем на целинных плакорах.
Значительная роль снежного покрова в распределении растительности тундры. Так, на участках, не имеющих снега зимой-растительность отсутствует. На участках с незначительным (до 10 см) и непостоянным снежным покровом растут только лишайники. Участки, покрытые снегом до 60 см занимают лишайниково-кустарничков группировки, а на заснеженных до 1 м участках растет много видов многолетних растений.
Состав, строение и распределение растительности является индикатором подвижности снега на склонах и одной из основных признаков при определении лавиноопасности. В местах схода лавин березы имеют искривленные стебли, отсутствуют елки, появляются просеки поросшие молодыми березами.
Растения индицирует также грунтовые воды. По характеру взаимосвязи с грунтовыми водами выделяют:
1. Постоянные гидроиндикаторы - растения связано с наличием грунтовых вод: гигрофиты индицирует наличие близких грунтовых вод, а фреатофиты имеют развитую корневую систему и используют воду глубинных горизонтов. Постоянные гидроиндикаторы разделяют на гликофильни - те, что растут на почвах с промывочным водным режимом и галофильные - те, что растут на почвах с выпотной режимом.
2.Переминни гидроиндикаторы - растения территорий с непостоянным грунтовым увлажнением. Это может быть межпластовых увлажнения, капиллярная кайма, конденсация атмосферной и почвенной влаги, внутрипочвенного испарения или глубинные линзы.
3.Негативни гидроиндикаторы - растения, которые используют очень малые запасы гигроскопической влаги и требуют хорошей аэрации почвы. При наличии близких грунтовых вод эти растения отсутствуют.
4. Индифферентные виды. Виды с широкой экологической амплитудой относительно влаги.
К физиологическим индикаторных признаков гидрогеологических условий относятся:
И.Показникы водного режима, такие, например как интенсивность транспирации, имеет высокие значения в мезофитам, фреатофитив и гигрофитов и низкие в галофитов и ксерофитов.
2.Пигментация, или окраска растений. Например, суккуленты при наличии близких грунтовых вод имеют интенсивную темно-зеленую окраску, а при глубине более 1 -1,5 м - желто-красную окраску.
3.Вмист солей в вегетативных органах. Выяснено, что фреатофиты имеют более выраженную корреляцию между содержанием солей в растении и минерализацией грунтовых вод. Например, в сарзана содержание солей в тканях повышается от 35% до 45% сухого веса с увеличением минерализации грунтовых вод от 7 до 85 г / л. Ксерофиты имеют незначительную зависимость между увеличением солесодержания растений и минерализацией воды более 8-10 г / л. Вероятно, что эти растения имеют корреляцию между содержанием и минерализацией вод только при небольших ее значений (до 10 г / л).
4.Анатомо-морфологические признаки. Это размеры растений, побегов, формы роста, характер ветвления, изменения анатомического строения тканей и т.д..
Контрольные вопросы к главе "Фитоиндикация".
1.Что такое фитоиндикация? На какие три типа ее разделяют?
2.Назовите основные периоды развития фитоиндикацийних исследований.
3.Какие операции включает в себя процесс фитоиндикации?
4.Какие виды индикации вы знаете? Что является индикато в каждом виде?
5.Как уровне фитоиндикации вы знаете? Что лежит в основе их распределения?
6.Что такое фитоиндикацийни шкалы? Какие шкалы используют для оценки экологических факторов?
7.Какие экологические показатели используют на разных уровнях фитоиндикацийних исследований?
8. Какова роль фитоиндикации в экологическом прогнозировании?
9.Как значение фитоиндикации в экологическом моделировании?
10.Что такое синфитоиндикация? Охарактеризуйте ее основные направления.
11.Какие возможности и перспективы дистанционного фитоиндикации?
12.Що такое индикационное ландшафтоведение?
13.Дайте определения созоекологичний индикации, каковы перспективы ее развития?
14.Какие сегодня существуют научные школы фитоиндикацийних исследований?
15.Що такое шкала обильности Друде? Охарактеризуйте ее.
16.Наведить примеры базовых шкал оценки экологических факторов.
17.Как внутренние и внешние факторы учитывают при фитоиндикацийних исследований?
18.Назвить пять основных прямодействующими факторов по Ю.Одумом.
19.Наведить основные показатели плодородия почвы.
20.Що такое синузии? Назовите основные признаки синузий.
21.Ярусы-как компоненты ландшафтной единицы. Какое значение ектоярусу в фитоиндикацийних исследованиях?
22.Наведить основные показатели влажности и классификацию растений по отношению к грунтового увлажнения.
23.Як можно кратко охарактеризовать морской и континентальный типы климата?
24.Наведить классификацию растений по отношению к температурному фактору.
25.Що такое растение-индикатор? Какие методы выявления растительных индикаторов вы знаете?
26.Що такое стенотопни и евритопни виды растений? Каково их значение в фитоиндикацийних исследованиях?
27.Що такое флорогенетичний метод выявления растительных индикаторов?
28.Що представляет собой полевой метод бонитировки выявления растительных индикаторов?
29.Яки существуют картографические методы в фитоиндикацийних исследованиях?
30.Що такое постоянные и переменные растительные индикаторы?
31.Наведить примеры прямых и косвенных растений-индикаторов.
32.Що такое экологическая амплитуда и градиент признаки?
33.Наведить классификацию растительных индикаторов по экологической сопряженность с объектом индикации. 34.Охарактеризуйте абсолютные, уникальные и вульгарные растительные индикаторы.
35.Наведить классификацию растительных индикаторов по частоте зустричання на объекте индикации.
36.Яки методы экстраполяции растительных индикаторов вы знаете?
37.Що понимают под удаленностью и полнотой экстраполяции? Какое значение возможности экстраполяции для фитоиндикацийних исследований?
38.Панареальни и субареальни растительные индикаторы, каково их значение?
39.Яка роль экологической заменимости в формировании фитоценозов?
40.Яки факторы и процессы лежат в основе формирования климата?
41.Яка роль компенсации факторов среды в формировании и поддержании фитоценозов?
42.Як оценивают устойчивость и динамику экосистем на основе фитоиндикации?
43.Що такое статические и динамические индикаторные признаки растительности? Где их используют?