A makrofita édesvízi vízi növény, amely szabad szemmel látható. Lehetnek növényzeti telepeken (virágos növények), mohák ( mohák és májmohák ) pterodophytes (horsetails, páfrányok), makroszkopikus algák vagy makroszkopikus telepeket ( rhodophytes vagy vörös alga , chlorophytes vagy zöld alga , a Xanthophycées vagy sárga alga) a Bacillariophyta (kovamoszatok ) vagy a Characeae.
A makrofiton állományokat gyakran módosítják és megzavarják a vízi ökoszisztémák ökológiai minőségének romlása ( vízszennyezés , felmelegedés , esővel történő savasodás , eutrofizáció , biológiai invázió, a hidrológiai rendszer változásai). Az ökoszisztémában elsődleges termelőként a makrofita közösségek különösen érzékeny a tavakat és vizes élőhelyeket , de a vízfolyásokat is érintő eutrofizációs jelenségekre .
Egyes fajokat dekoratív tavi növényekként vagy víztisztításra használják természetes lagúnákban, növényzetes ürítési területeken és mesterséges nedves pufferzónákban. A tavak vagy folyók partjának helyreállítása céljából végzett műveletek során is néha újratelepítik őket.
Nagyon érzékenyek a környezetükre és különösen a trófikus szint növekedésére , a makrofita közösségeket kutatták, hogy felhasználják őket a vízi környezet állapotának bioindikátoraként . Ezeket a mutatókat különösen a 2000-es évek eleje óta dolgozták ki értékelési eszközként, az európai vízügyi keretirányelv végrehajtása keretében .
A makrofiták funkcionális csoportokba sorolhatók annak a jövőképnek megfelelően, amelyet a szervezetüknél alkalmazni akarnak:
- Morfológiájuk és a környezetben betöltött szerepük szerint:
- Növekedési formájuk szerint
A makrofiták több osztályozása célja növekedési formáik szerinti osztályozás . Ezek az osztályozások hasznosak abban a munkában, amely funkcionális tulajdonságokat használ a közösségek elemzéséhez. A legátfogóbb, kifejezetten a vízi makrofitákra adaptált osztályozás a Wiegleb.
A makrofiták egy összetett ökoszisztéma részét képezik más szervezetekkel, például bentos gerinctelenekkel ( férgek , puhatestűek , rákok , rovarok stb.), Vízi gombákkal , halakkal és vízi madarakkal. A szerves anyagok elsődleges termelőiként ezek alkotják az élelmiszer-háló alapját és a vízi környezet ökológiai működését. A fotoszintézis útján létrehozott biomasszának két fő eredménye van: az egyik részt a növényevő állatok "zölden" fogyasztják, a másikat az újrahasznosítók elhalt szerves anyag formájában. A makrofiták élőhelyként, menedékhelyként és szaporodásként is szolgálhatnak. Mint ilyenek, a vízi élőhely szerkezeti elemeit képezik a többi biológiai rész számára. A víz alatti rétek gyakran fontos területek a csirkék és a fiatal egyedek számára (planktonban gazdag területek, amelyek faiskolák értékűek, de rejtekhelyekben is gazdagok, csökkentve a ragadozás kockázatát). Ezeknek a réteknek a növényi tömege csökkentheti a vízmozgások mechanikai hatásait, és ezért korlátozhatja a parterózió jelenségeit. Ezenkívül, mint szinte minden növény, a makrofiták fotoszintézissel is oxigént termelnek, és alapvető szerepet játszanak a víz kémiai egyensúlyában. A biológiai típusoktól és sűrűségüktől függően azonban néha megfigyelhetjük a napi ciklus zavarait az eutrofizációs jelenségek miatt: a nap közepén 200% -ot meghaladó oxigén túltelítettség, az éjszaka végén figyelemre méltó alultelítettség a lélegző biomassza miatt. Az oxigéntartalom ezen napi amplitúdója kétféle egységet is meghaladó pH-változással jár, amely a kalko-karbon egyensúly egyensúlyának (az oldott CO2 savas egyensúlya, légzéssel elutasított és fotoszintézis által elnyelt) elmozdulásához kapcsolódik. Ezek a nagy mértékű eltérések negatív hatással vannak a vízi élővilágra (például a halak pusztulása a nyári válságok idején).
A tájökológia skáláján a makrofiták zavarják a vizet (áramlása, minősége, mennyisége, áramlási viszonyai stb.). Ezek fontos szerepet fizikai mellett a gyakran mozgó ecotones térben és időben, hogy a természetes bankok és sekély mélységben (ahol a napfény behatol a víz, annál jobb) és a kis patakok (miszerint a „faj mérnökök ).
A makrofita közösségek termelékenysége magas lehet. Eutrof körülmények között (mocsarak, tavak, tápanyagokkal dúsított tavak), amikor a tápanyag- és fényforrások bőségesek, a biomassza-termelés rendkívül magas lehet. Ezt a magas termelékenységet használják fel a biomassza előállításához fehérjék (kacsafű, vízi jácint) előállításához, víztisztításhoz lagúnákban vagy ültetett létesítményekben (vízi jácintok, nádasok). A makrofita biomassza termelése egyensúlyban van más fotoszintetikus rekeszekkel, mint például a fitoplankton vagy a fit- perifiton . A floridai Everglades mocsárban kimutatták, hogy az eutrofikus és kevésbé eutrofikus zónákra jellemző makrofiták takarásában a fotoszintetikus perifiton felhasználható napsugárzás a Cladium mariscus alatt 35% -kal, a sűrűben pedig legalább 85% -kal csökkent. nádas medvék ( cathails ) ( Typha domingensis ). A perifitikus cianobaktériumok fotoszintetikus aktivitása csökkent (kb. 70% -kal) a Cladium lágyszárnyaiban az azonos mocsár "nyílt" vízi élőhelyein mért arányhoz képest, és csökkent a nádágyak perifitikus közösségeinek termelékenysége. 80 ± 8% -kal, összehasonlítva ugyanezekkel a közösségekkel nyitottabb környezetben. Úgy tűnik, hogy ennek következményei vannak a foszfor (P) és a nitrogén (N) ásványosítási képességére: a P (szervetlen és szerves) koncentrációja nagyon alacsony a magas perifitikus fotoszintézissel rendelkező élőhelyek vizében, míg a nitrogénszint (szervetlen és szerves) alacsonyabbak voltak a Cattail Reed eutróf élőhelyein. Ez utóbbi két megfigyelés szerzőik szerint a perifiton és a nádágy közötti fényért folyó versengéshez köthető (a perifitikus fotoszintézis elnyomása a makrofiták által létrehozott árnyékolással). Ugyanezen régió eutróf zónáiban a perifiton vastag „úszó matracot” képezhet, amely aszályos időszakokban sűrű szőnyeget képez a földön. Ez a szőnyeg megakadályozza a makrofiták összes magjának eljutását és csírázását a talajban, kivéve két behatolni és csírázni képes faj ( Cladium jamaicense és Eleocharis ) vetőmagjait , kivéve más fajokat, beleértve a lágyszárú Muhlenbergia filipes-t is .
A makrofitákat főként sok „legelő” gerinces és gerinctelen növényevő növénye korlátozza : vízi puhatestűek (limnea, planorbia), növényevő trichopterák , fitofág halak (tenisz, ponty) vízi madarak (kacsák), vízi emlősök (hódok, nutria). Egyes területeken a nagy emlősök vízi növényekkel is táplálkoznak ( jávorszarvas és jávorszarvas ). A szarvasmarha néha nagy nyomást gyakorolhat a folyópart helofita állományaira is. Bizonyos növényfajok védelmi stratégiát alkalmaznak a legelők ellen fenolos vegyületek szintézisével, amelyek DM Lodge (1991) szerint hatékonyabbnak bizonyulnak, mint az általuk is előállított alkaloidok .
A többi vízi biológiai közösséghez hasonlóan (halak, gerinctelenek, fitobentosz és fitoplankton), a makrofitákat is olyan kutatások tárgyává tették, amelyek célja a mutatók kidolgozása a helyszínen található makrofita fajok leltárából. Ez a munka azonosítja az állományleírók (szerkezet, taxonómiai összetétel, ökológiai és biológiai tulajdonságok) és a környezeti paraméterek (pl. Hőmérséklet, aktuális sebesség, nitrogén- és foszforvegyületek koncentrációja, karbonátok, az élőhely hidromorfológiai dinamikája) közötti kapcsolatokat. Ezekből a kapcsolatokból kiszámítják a leíró metrikákat, amelyek statisztikai validálást követően indikátorként szolgálnak. Ezeket a bioindikátorokat azután felhasználják a környezeti állapot diagnosztizálásában és értékelésében, az élőhely (víz, üledék, hidromorfológia) minőségének értékeléséhez a meglévő állományok ismeretére támaszkodva.
Franciaországban számos mutatót használnak szabályozási alapon az értékelési módszerek alapjaként a vízről szóló európai irányelv alkalmazása során:
Az adatgyűjtési protokollok (terepi felmérések és a minta meghatározása) szabványosítási munka tárgyát képezték annak érdekében, hogy harmonizálják a felügyelet felügyeletéért felelős valamennyi üzemeltető gyakorlatát (hivatkozások: NF T90-szabványok). A folyók esetében 395, a tavaknál pedig az XP T90-328-at). . Számos európai szabványt is közzétett a CEN - Európai Szabványügyi Bizottság, hogy keretet biztosítson ezekhez a módszerekhez.
Számos kutatócsoport dolgozik ezeken a kérdéseken Franciaországban, európai társaikkal együtt. Az ezekben a témákban aktív francia kutatók 1992-ben egyesítették erőiket a kontinentális vizek tudományos érdekcsoportjának makrofitáin belül. Bordeaux-ban az irsteai tudományos csoport szakosodott olyan eszközök kifejlesztésére, amelyek segítenek meghatározni a vízi környezetek referenciaállapotát és jó ökológiai állapotát.
A burjánzás vagy a használat konfliktusainak egyes eseteiben a makrofiták a tengeri tevékenységek, az úszás, a horgászat vagy a vízhasználat (például mezőgazdasági öntözéshez vagy vízhűtéshez való szivattyúzás) akadályának tekinthetők. Például ipari létesítmények). Fejlődésük korlátozása érdekében helyileg mechanikusan kaszálják ( kaszálják ), vagy akár manuálisan is elszakítják őket. Ezeknek a műveleteknek a hatékonysága a növényi képződmények mértékétől, sűrűségétől, a környezeti zavarok miatti ökológiai zavaroktól (eutrofizáció, morfológiai trivializálás stb.) Függően változik. A káros hatások elkerülése érdekében minden esetben figyelembe kell venni őket. A növényi töredékek elterjedése elősegítheti szaporodásukat. Ez különösen az invazív fajok esetében érvényes.
A leggyakrabban érzett kellemetlenségek az invazív idegen növényeket érintik, amelyek szaporodása az emberi tevékenységek (hajózás, halászat, nyári turizmus, az őszi áradások kockázata stb.) Egyik fő korlátozó tényezője, valamint a környezet romlásának oka. ökoszisztémák (áramlások csökkentése, a víz oxigénmentesítése, az őshonos növény- és állatvilágra gyakorolt negatív hatások). Ez a trópusi Amerikából származó jussiák (Ludwigia spp. ) Vagy Onagraceae ( Elodea sp., Egeria densa , Lagarosiphon major ) esete . A XIX . Század elejétől Európában dísznövényként bevezették , és fokozatosan gyarmatosították a vízi környezeteket: tavakat, meglehetősen lassú patakokat, édes és sós mocsarakat, hidraulikus csatlakozásokat, ártereket stb. Így a Poitevin-mocsárban 1991 és 1998 között a Sèvre Niortaise folyó gyarmatosított partjainak hossza néhány száz méterről 600 km-re nőtt. Nagyon szigorú gazdálkodási terveket vezettek be a helyi szereplők az irsteai (ex-Cemagref) tudósokkal együttműködve több mint 700 km parton nedves mocsaras területeken.
Az 1950-es évek elején K. Siedel által a németországi Max Planck Intézetben végzett kísérleti munka kimutatta a makrofiták érdeklődését a háztartási szennyvíz tisztítása iránt. Munkájuk eredményeként az 1980-as évek eleje az első francia szennyvíztisztító telepen ültetett nád felhasználásával történt. Az elmúlt három évtizedben Franciaországban egy egész nádas növényszűrőn (RPF) alapuló szennyvíztisztító rendszert vezettek be. A világ más részein más fajokat mozgósítanak. Egy 2013-ban elvégzett leltár közel 150 fajt azonosított. Csökkenő sorrendben a leggyakrabban használt Typha (cattails), Scirpus (bulrushes), Phragmites (nád), Juncus (rohanó) és Eleocharis (eléocharis) nemzetség. Számos helyszín különböző fajok keverékeinek ad otthont. Ezek a mesterséges mocsarak szennyvizei sokfélék: háztartási vagy ipari szennyvíz, mezőgazdasági kibocsátások, bányászati kibocsátások stb.
Újabban, 2012-ben vegetatív kibocsátási zónákat (vagy ZRV) telepítettek közvetlenül a tisztító telepektől lefelé. Franciaországban több mint 500 van. Céljuk az állomásról érkező víz mennyiségének csökkentése (a talajba való beszivárgással) és annak minőségének javítása, mielőtt a természetes környezetbe kerülne. Hatékonyságuk felmérése érdekében 2014-ben egy kísérleti helyszínt építettek. Ez a műszer a girondei Bègle város biostációjában található. Ami az AFB és az Irstea által vezetett ZRV monitoring projektet illeti, az első eredményeit 2019-ben kell elérnie.
A makrofitákat mesterséges nedves pufferzónákban (ZTHA) is mozgósítják a mezőgazdasági víz tisztítására a leeresztett parcellákról. Az ilyen típusú vizes élőhelyeken a vízi növények és baktériumok részt vesznek a vízelvezető vízben található nitrogénes tápanyagok és növény-egészségügyi termékek lebontásában (a peszticidek és nitrátok szintjének 50% -os csökkenése). Ezeknek a technikáknak a növénytervezésen alapuló egyéb előnyei, az esztétikai szempont, amelyet a makrofiták jelenléte javít.
Végül számos tanulmány kimutatta a makrofiták szerepét a jelen lévő nehézfémek felhalmozódásában, például az ipari szennyvízben (bárium, kadmium, króm, kobalt, réz, vas, mangán, higany, nikkel, ólom, titán és cink). A legérdekesebb úszó növények ázsiai páfrány ( Azolla pinnata ), vízi jácint ( közönséges vízijácint) , kozmopolita békalencse ( Lemna minor és Spirodela polyrhiza ), trópusi víz saláta ( Pistia stratiotes ), és a dél-amerikai Salvinia ( Savinia herzogii ). Ehhez a listához olyan növények kerültek ki, mint a helofita nád ( Typha latifolia ), vagy az alámerült fajok, mint az úszó gyertya ( Ceratophyllum demerson ) vagy a tófű ( Potamogeton crispus, Potamogeton pectinatus ). Ennek ellenére ezek a makrofiták némelyike egzotikus, és invazív jelleget mutat az európai vízi ökoszisztémák számára.