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Il Lago di Sibolla è da considerare, almeno dal punto di vista floristico, il più importante ed integro biotopo palustre della Toscana in quanto conserva una vegetazione "relitta" sia di tipo quaternario che terziario sopravvissuta alle Ere Glaciali ed ai mutamenti climatici che si sono succeduti nel corso delle ultime decine di migliaia di anni.
Gli "aggallati" di torba ricoperti di sfagno (un muschio di origine nordica tipico delle "tundre" appartenente al genere Sphagnum), le delicate piante carnivore appartenenti ai generi Drosera, Aldrovanda e Utricularia (la cui presenza non è però stata confermata negli ultimi rilievi), la caratteristica distribuzione delle "cinture di vegetazione", ne fanno un ambiente singolare ed unico in Europa.
La zona palustre è prevalentemente coperta dal “magnocariceto”, costituito da elofite appartenenti al genere Carex, particolarmente significativo sia in quanto può essere considerata un relitto vegetazionale a carattere microtermico di origine centro-europea sia perché offre rifugio a numerose specie botaniche molto rare come Utricularia australis, Hydrocharis morsus-ranae, Hottonia palustris, Galium palustre, Peucedanum palustre.
Più al centro si ha la sfagneta che raggiunge spessori anche di alcune decine di centimetri.
Lo sfagno si inzuppa quasi totalmente d'acqua e crea un microclima che consente la contemporanea sopravvivenza di specie ad esigenze ecologiche molto diverse tra loro: sia relitti glaciali (Drosera rotundifolia, Cirsium palustre, Menyanthes trifoliata, Anagallis tenella, Rhynchospora alba) che piante termofile di origine preglaciale pliocenica o postglaciale atlantica (Osmunda regalis, Thelypteris palustris, Potamogeton polygonifolius, Hydrocotyle vulgaris, Hypericum mutilum).
La zona centrale del lago era occupata dal "lamineto" costituito da Ninfee bianche (Nymphaea alba) e Ninfee gialle (Nuphar lutea) di cui sopravvivono ancora oggi dei resti.
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