AQUATIC PLANTS
Thousands of plant species live in freshwater habitats around the world: along edges, on the surface, or at the bottom of shallow lakes and ponds; in temporarily flooded low areas and meadows; at seeps and springs (cienegas) in hill or montane regions; in flowing water of streams and rivers; rooted in waterlogged soils; and along any other natural or human-produced drainage system. "Freshwater wetlands" occur from below sea level to some very lofty alpine habitats, where water may persist throughout the year or where it can be very ephemeral. Normally we classify a freshwater wetland as a place where at least half of the species found there are truly aquatic plant species.
Many species of aquatic plants are essentially cosmopolitan, meaning that they are widely distributed around the world. Some of the widest distributions are attributable to human activities. Humans have accidentally (sometimes intentionally) transported seeds, fruits, or vegetative clones from one pond or watershed to another, but many of the cosmopolitan distributions are attributable instead to birds, particularly waterfowl, which inadvertently transport the plant propagules when lodged in their features or trapped in mud on the feet.
Characteristics of a Freshwater Environment
Water is plentiful, at least during the growing season.
PFD (wavelengths of sunlight used for photosynthesis) is low for submerged leaves, because light penetration through the water column is very much reduced. At the water surface there often is unobstructed full sun for a photosynthetic organ floating, and an emergent canopy may intercept high PFD.
Concentration of carbon dioxide dissolved in water is low (higher in water strongly acidic or strongly basic than in neutral pH solutions).
Oxygen concentration of oxygen in the water and in thick tissues of the underwater plant is low.
Minerals and nutrients are scarce or dilute within the water medium, as compared with drier soil.
Moving water (currents and waves) can be damaging to the organs of the plant.
Types of Leaves
Many of the designs exhibited by plants living in water were obvious to early botanists. For example, Agnus Arber published a book in 1920 on aquatic plants, documenting many of the strategies that we still talk about today.
All accounts discuss three basic types of leaves:
submersed leaves, which are very thin and narrow, often highly dissected and very flexible
floating leaves, broader leaves that are firm or leathery but flexible enough to resist tearing by wave action
emersed leaves (aerial leaves), i.e., similar to typical leaves of terrestrial plants living nearby
Submersed leaves receive low levels of sunlight (PFD) because light energy diminishes rapidly while passing through a water column. Light penetration is especially poor in turbid water with dense surface populations of algae. Such underwater leaves are often so highly dissected that the segments may appear superficially to be macroscopic green algae (e.g., Chara and Nitella). This is a strategy to maximize surface-to-volume (S/V), permitting rapid diffusion of carbon dioxide into the chloroplasts of the cells by having proportionately greater surface area. Certain aquatic species have very high ratios of surface to volume (S/V) by having one- or two-cell layer construction. These leaves have a very thin cuticle (wax), but the wax is porous enough to permit easy diffusion of gases through the surface. On these leaves, stomates are generally absent, and would be useless for submerged plants, where water, not air, continually surrounds the photosynthetic organ. Such leaves have very poor development of xylem tissue (water transport), appropriate inasmuch as shoots are bathed in water. Intercellular air spaces are not well developed, thereby enabling this plant to remain submersed by having greater specific gravity. The highly dissected underwater shoot can be tugged at and pulled by water currents without damaging the segments (i.e., little mechanical resistance to current). In swiftly running streams, these shoots and leaves wave and dance wildly.
Examples of highly dissected submersed leaves
Parrot's feather (Myriophyllum aquaticum) and European milfoil (M. spicatum)
pondweed (Potamogeton pectinatus, P. filiformis, P. crispus, P. foliosus)
thread-leaved water-nymph (Najas gracillima) and rice-field water-nymph (N. graminea)
hornwort (Ceratophyllum demersum, C. submersum)
Examples of slightly wider but very thin submersed leaves
elodea (Elodea canadensis, E. nuttallii, Egeria densa)
mare's-tail (Hippuris vulgaris)
Examples of thread-like, undivided leaves:
horned-pondweed (Zannichellia palustris)
ditch-grass (Ruppia cirrhosa, R. maritima)
quillwort (Isoetes spp.)
Pilularia americana
Floating leaves tend to be much broader, without major lobing, and remain flat on the water, taking advantage of full sun. Stomates are present for gas exchange, especially on the upper (adaxial) leaf surface. The upper leaf surface tends to have a very prominent cuticle, thereby permitting water to roll off, and not interfering with photosynthesis or promoting growth of epiphytic algae. Epidermis may be rich in chloroplasts, and a bifacial mesophyll (palisade and spongy layers) is formed. Floating leaves often have well-developed air chambers (lacunae), which provide buoyancy, and they may also have hard cells, sclereids, within the mesophyll that provide some toughness for the leaf and prevent the layers from becoming collapsed.
Examples:
water lily (Nymphaea odorata)
yellow pond-lily (certain species of Nuphar)
cape-pondweed (Aponogeton distachyon)
pondweed (e.g., Potamogeton nodosus, P. natans)
Victorian water lily (Victoria regia, V. cruziana)
water-shield (Brasenia schreberi)
floating heart (Nymphoides)
water-chestnut (Trapa natans
frog-bit (Hydrocharis morsus-ranae)
Emersed (aerial) leaves are essentially like typical leaves of herbaceous angiosperms that inhabit full-sun environments. Such leaves are emergent from the water and, consequently, have a waxy cuticle on both surfaces. Many are also amphistomatic (stomates on both surfaces and in nearly equal densities) and have well-developed leaf mesophyll, to take advantage of the abundant light.
Herbaceous perennial examples:
cattails (Typha)
wetland irises (Iris)
buttercups (e.g., species of Ranunculus and Caltha palustris)
hundreds of grass species (Poaceae), including the giant reed, Phragmites australis
sacred lotus, Nelumbo nucifera, N. lutea, and in some species of yellow pond-lily (e.g., Nuphar polysepala)
skunk-cabbage, Symplocarpus foetidus, as well as aquatic aroids from the tropics
arrowleaf (Sagittaria spp.) and water-plantains (Alisma)
some species of knotweed (Persicaria or Polygonum)
lizard's tail (Saururus cernuum) and yerba mansa (Anemopsis californica)
bur-reed (Sparganium)
Thalia geniculata (Family Marantaceae) and pickerelweed (Pontederia cordata, Family Pontederiaceae)
umbellifers, e.g., cutleaf water-parsnip (Berula erecta) and species of Hydrocotyle
Lifeforms of Aquatic Plants
Among the many species that are required to inhabit fresh water, there are a number of plant designs or lifeforms:
Plant rooted in the mud or muck
with emersed leaves (see Types of Leaves)
with photosynthetic stems and relatively small leaves
species of tule (Scirpus) and other species of sedges (e.g., Carex, Eleocharis, and Cyperus) with or without noticeable leaves, e.g., papyrus (Cyperus papyrus, Family Cyperaceae)
most species of rushes (Juncus, Family Juncaceae)
horsetails (Equisetum, seedless land plants)
with plant body modified as submersed thallus, which is attached to a rock substrate (Family Podostemonaceae); species in this family have photosynthetic roots
with floating leaves only (see Types of Leaves)
with submersed leaves only (most examples in Types of Leaves)
Floating plant with no attachment to the mud or bottom and with inflated portions of leaves or stems or special hairs that enable the plant to remain floating
Examples:
water-lettuce (Pistia stratiotes) with nonwettable leaves
water-hyacinth (Eichhornia crassipes) with inflated petioles
duckweeds (Subfamily Lemnoideae of Family Araceae, Lemna, Spirodela, Wolffia, Wolffiella), among the tiniest vascular plants
bladderworts (Utricularia) with a modified, submersed stem system for photosynthesis and catching invertebrate prey and, sometimes, a rosette of inflated stems floating at the surface of the water (U. inflata)
featherfoil (Hottonia inflata) with dissected submersed leaves and at the surface inflated, leafless stems
water soldier (Stratiotes aloides)
Phyllanthus fluvitans
Salvinia with nonwettable leaves by possessing special hairs
mosquito fern (Azolla filiculoides, A. mexicana)
Free-floating, submersed plant (in most cases, due to fragmentation of rooted plants)
Plant rooted in the bottom mud and muck but with two distinct types of leaves, i.e., submersed and emersed leaves or submersed and floating leaves (amphibious plant)
Examples of amphibious plants with dissected submersed leaves and unmodified emersed leaves:
Rorippa amphibia
Myriophyllum heterophyllum
Prosperinaca palustris
water-marigold, Megalodonta beckii
Examples of amphibious plants with dissected submersed leaves and broader floating leaves
Potamogeton natans, P. amphibium, P. vaseyi, P. spirillus
Cabomba caroliniana and water-shield (Brasenia schreberi, Family Cabombaceae)
Plants rooted in soil or mud (also sand) along edge or bank of freshwater. This is essentially terrestrial (e.g., along a stream bank or lake shore, in freshwater marsh or a very wet mountain meadow) or with stiff shoots that arise from the water, i.e., where a plant shoot does not require support by the water. A number of shoreline herbs have a land form and water form, where the individuals formed in standing water have more highly dissected leaves than the land form (e.g., Marsilea and Ranunculus sceleratus, R. aquatilis).
An aquatic plant may experience abundant soil moistu
พืชน้ำพันชนิดพืชอาศัยอยู่ในน้ำจืดอยู่อาศัยโลก: ตามขอบ พื้นผิว หรือ ที่ด้านล่างของทะเลสาบตื้นและบ่อ ในพื้นที่ต่ำน้ำท่วมชั่วคราวและโดวส์ ที่ seeps และสปริง (cienegas) ในฮิลล์หรือภูมิภาค montane น้ำไหลในลำธารและแม่น้ำ ในดินเนื้อปูน waterlogged และ ตามระบบระบายน้ำธรรมชาติ หรือที่มนุษย์ผลิตอื่น ๆ "พื้นที่ชุ่มน้ำน้ำจืด" เกิด from below ระดับน้ำทะเลบางมากสูงส่งอัลไพน์อยู่อาศัย น้ำอาจคงอยู่ที่ตลอด ทั้งปี หรือที่สามารถมากข้อมูลแบบชั่วคราว โดยปกติเราแบ่งพื้นที่ชุ่มน้ำน้ำจืดเป็นสถานที่อย่างน้อยครึ่งหนึ่งของสปีชีส์ที่พบมีชนิดพืชน้ำอย่างแท้จริงพืชน้ำหลายชนิดมีทั้งหลัก หมายความ ว่า พวกเขาจะนำไปเผยแพร่ทั่วโลก ของการกระจายที่กว้างที่สุดได้รวมกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ มนุษย์ได้โดยไม่ตั้งใจ (ตั้งใจบางครั้ง) ขนส่งเมล็ดพืช ผลไม้ หรือผักเรื้อรังโคลนจากบ่อน้ำหรือลุ่มน้ำหนึ่งไปยังอีก แต่การกระจายทั้งหลายจะรวมแทนนก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง waterfowl ซึ่งตั้งใจขนส่ง propagules พืช เมื่อต่อศาลในคุณลักษณะของพวกเขาติดอยู่ในโคลนที่เท้าลักษณะของสภาพแวดล้อมที่ปลาน้ำอุดมสมบูรณ์ น้อย season จะเติบโตPFD (ความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง) อยู่ในระดับต่ำสำหรับน้ำท่วมใบ เนื่องจากเจาะไฟผ่านคอลัมน์น้ำจะลดลงมาก ที่ผิวน้ำ มักจะมีอะไรบดบังดวงอาทิตย์เต็มสำหรับอวัยวะ photosynthetic ลอยตัว และฝาครอบโผล่ออกมาอาจดัก PFD. สูงความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำอยู่ในระดับต่ำ (สูงกว่าในน้ำเปรี้ยวขอ หรือขอพื้นฐานกว่าโซลูชัน pH เป็นกลาง)ออกซิเจนความเข้มข้นของออกซิเจน ในน้ำ และ ในเนื้อเยื่อที่หนาของพืชใต้น้ำมีน้อยแร่ธาตุและสารอาหารขาดแคลน หรือ dilute ภายในสื่อน้ำ ตกดินแห้งย้ายน้ำ (กระแสและคลื่น) เสียหายกับอวัยวะของพืชชนิดของใบการจัดแสดง โดยพืชที่อาศัยอยู่ในน้ำออกมากมายถูกไปก่อน botanists ตัวอย่าง Agnus Arber เผยแพร่หนังสือในปี 1920 ในสาหร่าย เอกสารหลายกลยุทธ์ว่า เรายังพูดถึงวันนี้บัญชีทั้งหมดสนทนาพื้นฐานสามชนิดของใบไม้:ใบ submersed ซึ่งบางมาก และแคบ dissected มักจะสูง และมีความยืดหยุ่นมากน้ำทิ้ง ใบกว้างที่ยืนยัน หรือหนังฟอก แต่มีความยืดหยุ่นพอที่จะต้านทานการฉีกขาดจากการกระทำของคลื่นemersed ใบ (ใบทางอากาศ), เช่น คล้ายกับใบปกติของพืชบกทั้งหลายที่อาศัยอยู่ในบริเวณใกล้เคียงSubmersed ใบได้รับแสงแดด (PFD) ในระดับต่ำเนื่องจากพลังงานแสงที่ค่อย ๆ หายไปอย่างรวดเร็วขณะผ่านคอลัมน์น้ำ เจาะไฟไม่ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำ turbid มีประชากรหนาแน่นผิวของสาหร่าย ใบใต้น้ำดังกล่าวมีสูงจึงมัก dissected ว่าเซ็กเมนต์อาจปรากฏเผิน ๆ ว่า macroscopic สาหร่ายสีเขียว (เช่น คเตอร์ผู้พิทักษ์และ Nitella) นี่คือกลยุทธ์การขยายพื้นผิวการปริมาณ (S/V), อนุญาตให้อย่างรวดเร็วแพร่ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็น chloroplasts เซลล์มีพื้นที่ผิวมากตามสัดส่วน บางชนิดน้ำมีอัตราส่วนที่สูงมากของพื้นผิวกับปริมาตร (S/V) โดยมีการก่อสร้างชั้นเดียว หรือสองเซลล์ ใบไม้เหล่านี้มีการตัดแต่งหนังบางมาก (ขี้ผึ้ง), ได้ขี้ผึ้งเป็น porous พอที่จะอนุญาตให้มีการแพร่ของก๊าซผ่านผิวง่าย บนใบไม้เหล่านี้ stomates โดยทั่วไปขาดงาน แล้วจะเป็นประโยชน์สำหรับพืช น้ำท่วมที่น้ำ อากาศไม่ ต่อเนื่องล้อมอวัยวะ photosynthetic ใบดังกล่าวได้พัฒนายากของ xylem เนื้อเยื่อ (น้ำขนส่ง), สม inasmuch ขณะถ่ายภาพจะอาบน้ำ ช่องว่างอากาศ intercellular จะไม่พัฒนาดี submersed จึงเปิดโรงงานนี้ยังมีความถ่วงจำเพาะมากกว่า ยิงใต้น้ำสูง dissected สามารถ tugged ที่ และดึง ด้วยกระแสน้ำโดยไม่ทำลายส่วน (เช่น น้อยกลความต้านทานการปัจจุบัน) ในการเรียกใช้กระแสข้อมูลอย่างรวดเร็ว ถ่ายภาพและใบไม้เหล่านี้คลื่น และเต้นอาละวาดExamples of highly dissected submersed leavesParrot's feather (Myriophyllum aquaticum) and European milfoil (M. spicatum)pondweed (Potamogeton pectinatus, P. filiformis, P. crispus, P. foliosus)thread-leaved water-nymph (Najas gracillima) and rice-field water-nymph (N. graminea)hornwort (Ceratophyllum demersum, C. submersum)Examples of slightly wider but very thin submersed leaveselodea (Elodea canadensis, E. nuttallii, Egeria densa)mare's-tail (Hippuris vulgaris)Examples of thread-like, undivided leaves:horned-pondweed (Zannichellia palustris)ditch-grass (Ruppia cirrhosa, R. maritima)quillwort (Isoetes spp.)Pilularia americanaFloating leaves tend to be much broader, without major lobing, and remain flat on the water, taking advantage of full sun. Stomates are present for gas exchange, especially on the upper (adaxial) leaf surface. The upper leaf surface tends to have a very prominent cuticle, thereby permitting water to roll off, and not interfering with photosynthesis or promoting growth of epiphytic algae. Epidermis may be rich in chloroplasts, and a bifacial mesophyll (palisade and spongy layers) is formed. Floating leaves often have well-developed air chambers (lacunae), which provide buoyancy, and they may also have hard cells, sclereids, within the mesophyll that provide some toughness for the leaf and prevent the layers from becoming collapsed.Examples:water lily (Nymphaea odorata)สีเหลืองบ่อลิลลี่ (บางพันธุ์ Nuphar)แหลม-pondweed (Aponogeton distachyon)pondweed (เช่น Potamogeton nodosus, P. natans)ดอกอุบลวิกตอเรีย (Victoria regia, V. cruziana)น้ำโล่ (Brasenia schreberi)หัวใจลอยตัว (Nymphoides)แห้ว (Trapa natansกบบิต (Hydrocharis morsus-ranae)ใบ emersed (ทางอากาศ) เป็นหลักเช่นใบไม้ทั่วไปของ angiosperms herbaceous ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมของดวงอาทิตย์เต็ม ใบไม้ดังกล่าวโผล่ออกมาจากน้ำแล้ว จึง ตัดแต่งหนังแว็กซี่บนพื้นผิวทั้งสอง หลายมี amphistomatic (stomates บนพื้นผิวทั้งสอง และความหนาแน่นเกือบเท่า) และมี mesophyll ใบไม้แห่งการพัฒนา การใช้ประโยชน์จากแสงมากมายตัวอย่างเพเรนเนียล herbaceous:cattails (ถ่านธูป)พื้นที่ชุ่มน้ำ irises (ไอริส)buttercups (เช่น พันธุ์บัทเทอร์คัพและ Caltha palustris)หลายร้อยพันธุ์หญ้า (หญ้า), รวมทั้งลิ้นยักษ์ ออสเตรลิ Phragmitesดอกบัวศักดิ์สิทธิ์ Nelumbo nucifera ตอนเหนือ lutea และ ในบางพันธุ์สีเหลืองบ่อลิลลี่ (เช่น Nuphar polysepala)กะหล่ำ ปลีสกั๊งค์ Symplocarpus foetidus เป็น aroids น้ำจากเขตร้อนarrowleaf (โอ Sagittaria) และน้ำ-plantains (Alisma)บางพันธุ์ knotweed (Persicaria หรือ Polygonum)ของจิ้งจกหาง (Saururus cernuum) และฟรานซิส yerba mansa (Anemopsis californica)bur-reed (Sparganium)Geniculata Thalia (ครอบครัว Marantaceae) และ pickerelweed (Pontederia cordata ครอบครัว Pontederiaceae)umbellifers เช่น cutleaf น้ำ-parsnip (Berula เรือง) และพันธุ์ HydrocotyleLifeforms of Aquatic PlantsAmong the many species that are required to inhabit fresh water, there are a number of plant designs or lifeforms:Plant rooted in the mud or muckwith emersed leaves (see Types of Leaves)with photosynthetic stems and relatively small leavesspecies of tule (Scirpus) and other species of sedges (e.g., Carex, Eleocharis, and Cyperus) with or without noticeable leaves, e.g., papyrus (Cyperus papyrus, Family Cyperaceae)most species of rushes (Juncus, Family Juncaceae)horsetails (Equisetum, seedless land plants)with plant body modified as submersed thallus, which is attached to a rock substrate (Family Podostemonaceae); species in this family have photosynthetic rootswith floating leaves only (see Types of Leaves)with submersed leaves only (most examples in Types of Leaves)Floating plant with no attachment to the mud or bottom and with inflated portions of leaves or stems or special hairs that enable the plant to remain floatingExamples:water-lettuce (Pistia stratiotes) with nonwettable leaveswater-hyacinth (Eichhornia crassipes) with inflated petiolesduckweeds (Subfamily Lemnoideae of Family Araceae, Lemna, Spirodela, Wolffia, Wolffiella), among the tiniest vascular plantsbladderworts (Utricularia) with a modified, submersed stem system for photosynthesis and catching invertebrate prey and, sometimes, a rosette of inflated stems floating at the surface of the water (U. inflata)featherfoil (Hottonia inflata) with dissected submersed leaves and at the surface inflated, leafless stems
water soldier (Stratiotes aloides)
Phyllanthus fluvitans
Salvinia with nonwettable leaves by possessing special hairs
mosquito fern (Azolla filiculoides, A. mexicana)
Free-floating, submersed plant (in most cases, due to fragmentation of rooted plants)
Plant rooted in the bottom mud and muck but with two distinct types of leaves, i.e., submersed and emersed leaves or submersed and floating leaves (amphibious plant)
Examples of amphibious plants with dissected submersed leaves and unmodified emersed leaves:
Rorippa amphibia
Myriophyllum heterophyllum
Prosperinaca palustris
water-marigold, Megalodonta beckii
Examples of amphibious plants with dissected submersed leaves and broader floating leaves
Potamogeton natans, P. amphibium, P. vaseyi, P. spirillus
Cabomba caroliniana and water-shield (Brasenia schreberi, Family Cabombaceae)
Plants rooted in soil or mud (also sand) along edge or bank of freshwater. This is essentially terrestrial (e.g., along a stream bank or lake shore, in freshwater marsh or a very wet mountain meadow) or with stiff shoots that arise from the water, i.e., where a plant shoot does not require support by the water. A number of shoreline herbs have a land form and water form, where the individuals formed in standing water have more highly dissected leaves than the land form (e.g., Marsilea and Ranunculus sceleratus, R. aquatilis).
An aquatic plant may experience abundant soil moistu
การแปล กรุณารอสักครู่..
