Гидросера — это сукцессия растений , которая происходит в области пресной воды, например, в старицах и озерах-котлах . Со временем область открытой пресной воды естественным образом высыхает, в конечном итоге превращаясь в лес . Во время этого изменения ряд различных типов земель, таких как болота и топи, будут сменять друг друга. [1]
Сукцессия от открытой воды до климаксового леса занимает столетия или тысячелетия. Некоторые промежуточные стадии длятся короче других. Например, болото может превратиться в топь в течение десятилетия или меньше. Сколько времени это займет, во многом будет зависеть от количества заиления, происходящего в области открытой воды.
Гидросера — это первичная сукцессионная последовательность, которая развивается в водных средах, таких как озера и пруды. Она приводит к преобразованию водоема и его сообщества в наземное сообщество. Ранние изменения являются аллогенными , поскольку неорганические частицы, такие как песок и глина, смываются с водосборных площадей и начинают заполнять бассейн водоема. Позже остатки мертвых растений также заполняют эти тела и способствуют дальнейшим изменениям в окружающей среде.
Если водоем большой и очень глубокий, то происходит сильное волновое воздействие, поэтому в этих водоемах нельзя легко заметить заметные изменения. Однако в более мелких водоемах, таких как пруд, сукцессия легко распознается. Различные растительные сообщества занимают различные зоны в водоеме и демонстрируют концентрическую зональность. Края водоема заняты укорененными видами, погруженные виды находятся в литоральной зоне, а планктон и плавающие виды занимают зону открытой воды. [1]
Тем не менее, до сих пор ведутся споры о том, всегда ли сухой лес является окончательным климаксовым сообществом или же водное болотное сообщество также может быть окончательным, стабильным климаксовым сообществом. [2]
Фитопланктон (цианобактерии), зеленые водоросли (Spirogyra, Oedogonium), диатомовые водоросли и т. д. являются пионерами-колонизаторами на начальном этапе, начиная с водоема, такого как пруд. Их споры переносятся воздухом в пруд. За фитопланктоном следует зоопланктон . Они оседают на дно пруда после смерти и распадаются на гумус , который смешивается с илом и глинистыми частицами, принесенными в бассейн сточной водой и волновым воздействием, и образует почву. По мере накопления почвы пруд становится мельче, и следуют дальнейшие изменения окружающей среды. [1]
По мере того, как водоем становится мельче, больше подводных корневых видов могут обосноваться из-за увеличения проникновения света в мелководье. Это подходит для роста подводных корневых видов, таких как Myriophyllum , Vallisneria , Elodea , Hydrilla и Ceratophyllum . Эти растения укореняются в иле. После того, как подводные виды колонизируются, сукцессионные изменения происходят быстрее и в основном являются аутогенными, поскольку накапливается органическое вещество. Неорганический осадок все еще попадает в озеро и быстрее улавливается сетью корней растений и корневищ, растущих на дне пруда. Пруд становится достаточно мелким (2–5 футов) для плавающих видов и менее подходящим для подводных корневых растений. [1]
Плавающие растения укореняются в иле, но некоторые или все их листья плавают на поверхности воды. К ним относятся такие виды, как Nymphaea , Nelumbo и Potamogeton . Некоторые свободно плавающие виды также ассоциируются с корневыми растениями. Большие и широкие листья плавающих растений затеняют поверхность воды, и условия становятся неподходящими для роста погруженных видов, которые начинают исчезать. Растения разлагаются, образуя органический ил, который делает пруд еще более мелким (1–3 фута). [1] [3]
В настоящее время пруд заполонили такие растения, как Phragmites (тростниковые травы), Typha (рогоз) и Zizania (дикий рис), которые образовали тростниковое болото (в Северной Америке это место обитания называется болотом). У этих растений есть ползучие корневища, которые связывают грязь вместе, производя большое количество листового опада . Этот опад устойчив к гниению, и тростниковый торф накапливается, ускоряя аутогенные изменения. Поверхность пруда превращается в насыщенную водой болотистую землю. [1]
Последовательное снижение уровня воды и изменения в субстрате помогают членам Cyperaceae и Graminae, таким как Carex spp. и Juncus, обосноваться. Они образуют мат растительности, простирающийся к центру пруда. Их корневища еще больше связывают почву. Надводные листья испаряют воду, чтобы еще больше понизить уровень воды и добавить дополнительный листовой опад в почву. В конце концов осоковый торф накапливается над уровнем воды, и почва больше не полностью заболочена. Среда обитания становится подходящей для вторжения трав (вторичных видов), таких как Mentha , Caltha , Iris и Galium , которые пышно растут и вносят дальнейшие изменения в окружающую среду. Развиваются мезические условия , и болотистая растительность начинает исчезать. [1]
Почва теперь остается более сухой большую часть года и становится пригодной для развития влажных лесов. Она заполонена кустарниками и деревьями, такими как Salix (ива), Alnus (ольха) и Populus (тополь). Эти растения реагируют на среду обитания, создавая тень, еще больше понижая уровень грунтовых вод путем транспирации, наращивая почву и приводя к накоплению гумуса с сопутствующими микроорганизмами. Этот тип влажных лесов также известен как carr . [1]
Наконец, развивается самовоспроизводящееся климаксное сообщество. Это может быть лес , если климат влажный, луг в случае субгумидной среды или пустыня в засушливых и полузасушливых условиях. Лес характеризуется наличием всех типов растительности, включая травы, кустарники, мхи, тенелюбивые растения и деревья. Редуценты часто встречаются в климаксной растительности.
Общие изменения, происходящие в ходе развития сукцессионных сообществ, включают в себя наращивание субстрата, обмеление воды, добавление гумуса и минералов, почвообразование и аэрацию почвы. По мере того, как водоем заполняется осадками, площадь открытой воды уменьшается, а типы растительности перемещаются внутрь по мере того, как вода становится мельче. Многие из вышеупомянутых сообществ можно увидеть растущими вместе в водоеме. Центр занимают плавающие и погруженные растения с тростником ближе к берегам, за которыми следуют осоки и камыш, растущие по краям. Еще дальше находятся кустарники и деревья, занимающие сушу. [1]
Примером может служить небольшое озеро-котле под названием Свитмир в Шропшире , Великобритания . [3] Свитмир — одно из многих небольших озер-котле, которые образовались в конце последнего ледникового периода, когда температура начала повышаться. Лед начал таять и отступать примерно 10 000 лет назад.
Поскольку климат медленно начал теплеть, это позволило водорослям , водяным лилиям и плавающим водным растениям начать колонизацию озера. По сути, это были пионерные виды . Как только они начали умирать, это обеспечило органическим веществом осадок на дне озера и, следовательно, увеличило плодородие и уменьшило глубину. В результате это позволило развиться видам с более глубокими корнями, таким как тростник , камыш и рогоз . В этот момент в озере растет плавающий плот из толстого органического вещества. Поскольку у камыша и тростника относительно глубокие корни, это способствовало биоконструкции, которая улавливает больше осадка , позволяя осоке, иве и ольхе укорениться. Этот процесс еще больше уменьшил глубину воды и поднял дно озера, таким образом сделав его более сухим.
Более сухие условия теперь означали, что более широкий спектр видов мог обитать в этой области. Береза и ольха стали доминировать. Все выросшие виды произошли из-за переноса семян животными, птицами, ветром или водным путем. Уровень воды еще больше понижается в результате дальнейшего биостроительства, а также из-за повышения температуры увеличивается испарение из озера.
Под пологом березы развились наземные кустарники и травы. Это затем увеличило кислотность , что увеличило скорость обмена питательных веществ. Территория была искусственно осушена, что позволило развиться сообществу дуба и ясеня . Это сукцессионная стадия .
В настоящее время ведется контроль за состоянием озера путем вырубки определенных видов деревьев, чтобы не допустить полного высыхания озера и зарастания его дубовыми и ясеневыми лесами.
Другим примером гидросеры является озеро Лох-а-Муилин, расположенное на острове Арран , Шотландия . Это небольшое озеро находится за хребтом материала, отложившегося к концу последнего ледникового периода . Озеро демонстрирует характерные черты гидросеры, последовательность от пресной водной поверхности с небольшими пионерными видами растений к субклимаксовой растительности ольхи и ивы . Климаксовая растительность дубовых и буковых лесов не была достигнута из-за воздействия человеческой деятельности по расчистке пастбищ, а также выпаса благородных оленей и кроликов .
