Статья: Зональность растительного мира болот
Растительный мир заселяет водоем в строгой последовательности: растения распределяются как бы по зонам.
В разных типах болот выделяют различные типы зон. Кроме того, характер зональности может меняться в процессе сукцессии болотных сообществ.
В верховых болотах (особенно возникших на основе озер) чаще всего могут быть следующие зоны. Ближе к берегу расположена первая, или земноводная, зона растительности. Глубина водоема (болота или озера) здесь обычно не превышает одного метра. Зеленое население этой зоны хорошо переносит временную засуху, так как приспособилось к периодическому затоплению и высыханию. В этой зоне обычны осоки, частуха, ситник, стрелолист, рдесты, гречиха земноводная. В процессе заболачивания немалую роль играют вахта трехлистная, сабельник болотный, аир, пушица.
Вторая зона — тростниково-камышовая — идет в глубину водоема до 1 — 3 метров. Иногда озеро уже у берега начинается такой глубиной, и тогда тростники и камыши растут прямо от побережья. Кроме них здесь часто встречаются рогоз и другие растения.
Третья зона — местообитание кувшинок, кубышек и рдестов (глубина в этой зоне — 4 – 5 м). Здесь в основном развивается водная растительность: роголистник, элодея, ряска трехдольная. На большей глубине высшие растения обычно не встречаются. Там встречаются водоросли: макрофиты — макроскопические формы (например, харовые водоросли) и микроскопические формы — микрофиты.
Отмирая, растительность болот и озер продуцирует массу остатков: корневищ, стеблей, листьев. Со временем они заполняют водоем. Водоем постепенно мелеет и зарастает, превращаясь в болото. Таким образом, каждая зона растительности постепенно готовит "почву" (иногда и без кавычек) для следующей за ней зоной растительности. По этой же причине пояса растительности озер и болот постепенно продвигаются в центр биоценоза.
На поздних этапах развития верхового болота, скорее всего, будет наблюдаться иная картина. Обычно в экосистемах такого плана выделяются следующие зоны растительности:
1. мохово-осоково-пушицевый пояс,
2. сфагновый пояс,
3. гряды (грядо-мочежинный комплекс),
4. "окна" (места на болоте с участками открытой воды).
Рассмотрим, какие растения можно встретить в каждом из поясов.
Что такое осоки, наверное, представляет каждый. Но вероятно не все смогут рассказать, как выглядит пушица. Кто-нибудь все же, скорее всего, видел так называемый "болотный пух": на стройных стебельках, словно белые хлопья ваты сидят шаровидные головки. Это и есть пушица. Она так же, как и осока, относится к семейству Осоковых. В России встречается 12 различных видов пушиц. Все они очень похожи друг на друга. Некоторые пушицы характерны для низинных болот, другие — для сфагновых торфяников. Иногда пушица появляется и на опушке леса, где сравнительно сухо. Часто она образует настоящие заросли. Несмотря на то, что она растет в основном на болотах, очень влажной среды не выносит и там, где избыток воды, выбирает более возвышенные места — располагается по кочкам.
В старину соцветиями (соплодиями) пушицы набивали подушки. Однако пуховки пушицы годятся для набивки не только подушек, но и матрацев. Их применяют также в текстильном производстве, добавляя к шерсти, шелку или хлопку. Идут они и на изготовление ваты, шляп, фитилей. Из листовых и стеблевых волокон можно делать бумагу и грубые ткани.
Рассмотрим некоторых представителей рода Пушица. Очень распространенный у нас вид — это пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum L.). Ее стебли несут на концах по одному колоску (есть виды, у которых несколько колосков — например, Пушица многоколосковая). Колосок у большинства видов пушиц отцветает в конце мая. На его месте из нитей околоцветника вырастают белые волокна, окружающие в основании трехгранные черные плодики. Другой вид — Пушица узколистная. Это многолетнее растение, образующее ползучие побеги. Многочисленные прикорневые и нижние стеблевые листья с волокнистыми основаниями (влагалищами) хорошо сохраняются в торфе и составляют торфяную массу. Пушицевый торф тоже волокнистый. Из него можно делать ткани, одежду, ковры, дорожки и т. д. Распространение семян у всех пушиц происходит так же, как у одуванчика — с помощью ветра.
Сфагнум. Большое количество сходных видов сфагнума относят к классу Листостебельных мхов, принадлежащих к высшим споровым растениям. В нашей стране известно около 40 похожих друг на друга видов сфагнума, а на всем земном шаре их насчитывается до 340. Сфагнум представляет собой многолетник. Моховые подушки (кочки) на торфяниках состоят из бесчисленного множества растений сфагнового мха, которые своими верхушками все время нарастают, а в нижних частях отмирают, накапливая слой бурого торфа. Корней у сфагнума нет, лишь в молодом возрасте у него бывают нежные корневые волоски — ризоиды. Стебель тонкий, с многочисленными веточками; у верхушки они короче и образуют розетку, Веточки покрыты очень мелкими, черепитчато-расположенными листочками. У сфагнума два поколения. Светло-зеленое растение с розеткой веточек на верхушке — это половое поколение мха. На различных его веточках образуются антеридии и архегонии с мужскими и женскими половыми клетками. Из оплодотворенной яйцеклетки архегония развивается длинный стебелек, спорофит, — бесполое (диплоидное) поколение мха, каждая клеточка которого содержит ядро с двойным набором хромосом. Спорофит паразитирует на материнском растении; он лишен хлорофилла и сам не может создавать органические вещества. На его конце формируется красновато-коричневая, похожая на шарик (или цилиндр), коробочка со спорами. В процессе образования спор происходит их редукционное деление, при котором каждая спора получает вдвое меньше хромосом (т. е. становится гаплоидной). Из спор развиваются пластинчатые предростки, по краям которых возникают молодые светло-зеленые растеньица — половое (гаплоидное) поколение мха. Так у сфагнума происходит чередование поколений половое — бесполое — половое и т. д. Однако чаще мох размножается вегетативно. Ежегодно одна из веточек верхушечной розетки мха развивается сильнее остальных и становится похожей на материнское растение, от которого она впоследствии отделяется и превращается в самостоятельный организм. "Сфагнум" — по-гречески — губка. Мох назвали так за его способность хорошо впитывать воду благодаря особому строению листьев. Под микроскопом можно увидеть, что листья сфагнума состоят лишь из одного ряда клеток, но не одинаковых. Одни из них крупные, тонкостенные, бесцветные, лишенные содержимого; изнутри они снабжены спиральными утолщениями, предохраняющими их от высыхания и мешающими спадаться стенкам — это гиалиновые клетки, образующие сеть. Нижние стенки этих клеток имеют сквозные поры, через которые осуществляется впитывание воды и накопление ее. Другой тип клеток — обычные фотосинтезирующие. Сфагнум содержит антисептическое вещество сфагнол. Благодаря этому, а также тому, что сфагнум может впитывать воды в 20 раз больше своего сухого веса (это в несколько раз больше, чем у гигроскопической ваты). Он издавна (в Англии — с 11 века) используется в медицине как антисептик и кровоостанавливающее средство.
На болотах можно отыскать и 2 вида пузырчатки: средняя — Ufricularia infermedia Hayne, встречающаяся в "оконцах" торфяных болот, и обыкновенная — U. vulgaris L. — обычное растение канав, прудов, медленно текущих и стоячих вод, заводей рек. Стоит вынуть пузырчатку из воды, как за ней сразу потянется сеть из тонких, темных нитей. На первый взгляд эта странная сеть не имеет к растению никакого отношения. Однако, присмотревшись, можно увидеть, что это и есть стебель и листья пузырчатки (корней у нее нет). Листья густо покрыты наполненными воздухом пузырьками, каждый из которых около 2 мм величиной (отсюда и латинское название растения "ufricula" — мешочек). Маленький пузырек — самая настоящая ловушка: на конце, противоположном месту его прикрепления к стеблю, есть отверстие, прикрытое клапаном. Вокруг него расположены волоски, что придает пузырьку сходство с водяным рачком — дафнией. Чуть надавишь на клапан — и он открывается внутрь пузырька. Как только давление прекратится, клапан тут же принимает прежнее положение. Во внешнюю сторону он не открывается. Стоит дафнии или циклопу попасть на клапан пузырька, как рачок проваливается и выбраться из пузырька не может — ловушка захлопнулась. С пузырчаткой были поставлены специальные опыты. Наблюдения показали, что за 36 часов только один пузырек способен поглотить 12 водяных блох. Растеньице величиной в 15 см и с 15 листьями в течение нескольких часов поймало в свои ловушки 270 довольно больших рачков. Иногда пузырьки захватывают и крошечных рыбок, а если малек покрупнее, то один пузырек может схватить его за голову, а другой — за хвост. Пойманная добыча тотчас переваривается под действием сока, который выделяют пищеварительные железы, находящиеся внутри пузырька. Наполненные воздухом пузырьки имеют еще и другое значение: они служат как бы плавательными пузырями для подъема растения на поверхность воды. Происходит это следующим образом. Семена пузырчатки падают на дно и развиваются там, пуская во все стороны свои, лишенные корней, стебли, которые лежат до тех пор, пока на свету в процессе фотосинтеза не образуется кислород и не наполнит пузырьки. Тогда стебли, подхваченные ими, как десятками воздушных шариков, всплывут на поверхность. Если бы этого не произошло, растение не смогло бы образовать ни цветков, ни семян — они возникают только над поверхностью воды. Цветет пузырчатка в середине лета: растение выносит цветочную стрелку с довольно крупными ярко-желтыми цветками, двугубыми, как у губоцветных, и со шпорцем, в котором собирается нектар. Размножается пузырчатка не только семенами, но и "осенними почками" — клубочками, состоящими из множества мелких, узеньких листочков. Когда образуются "почки", стебелек отмирает, пузырьки заполняются водой и отяжелевшая "почка" опускается на дно. Весной она всплывает на поверхность и дает начало такому же растению, от которого произошла сама. Отмершие растения на дне превращаются в ил, слой которого, делаясь все толще и толще, постепенно уменьшает глубину водоема. "Почки" покрыты липкой слизью. Благодаря этому они могут приклеиваться к водоплавающим птицам и с их помощью переселяться в другие водоемы.