Loading

1. Hydrologický cyklus

Voda a sluneční energie jsou základem fungování všech systémů na Zemi. Hydrologický cyklus je základem fungování všech biogeochemických cyklů

• oceány 98,8%
• ledovce, polární led 1,2%
• podzemní voda 0,018%
• pevninské vody 0,002%
• pára v atmosféře 0,001%

dva hydrické biocykly:

1) limnický (sladkovodní) biocyklus
• ~ 2% povrchu Země, rychlý koloběh
• doba obměny v dnech, výjimečně v rocích
2) marinní (mořský) biocyklus
• 70,8% povrchu Země,
• doba obměny vody ~ 104 roků

Cyklus vody na souši
- Hydrologický cyklus je základem fungování všech biogeochemických cyklů
- Sluneční energie (via evapotranspiraci - viz bilance energie a rozdělení energie v ekosystému) -Hydroloický cyklus (via biologické procesy – rozpouštní živin, transport) --Biogeochemické cykly

Cyklus:
evapotranspirace – atmosférický transport vodní páry (slun. záření, mraky) – srážky (sníh, děšť, led) – povrchový odtok + ledovce – prosakování – podpovrchový odtok – povrch. voda

Vstup:
- primárně srážky
- spodní voda -mokřady
- některé pouštní rostliny
- jezera a řeky
- srážení vodní páry
(např. ekosystémy s nízkými srážkami, ale častými mlhami,ekosystémy s velkým rozdílem teplot den x noc)

Hlavní zásobník půda v suchozemském ekosystému.

Voda v půdě:

•póry
•vazba na org. hmotu a jílové částice

Závislost na:
•Obsahu jílových minerálů
•Obsahu organické hmoty
•Hloubce profilu

bod vadnutí – kdy už rostlina nedokáže využít půdní vodu - bod vadnutí vyšší u jílů, než u písků
vodní potenciál půdy – schopnost vázat pevně vodu nedostupně pro rostliny. Nulový má dest. voda.

Vodní pára propouští sluneční záření ale nepropouští dlouhovlnné záření Země. Tím je nejvýznamnějším skleníkovým plynem a hraje významnou roli v globálním oteplování Země. Globální oteplování způsobené ostatními skleníkovými plyny zvyšuje množství vodní páry v atmosféře a tím i účinnost s jakou atmosféra pohlcuje dlouhovlnné záření. Tato „zpětná vazba vodních par“ vysvětluje, proč podnebí odpovídá tak citlivě na zvyšování emisí. Oteplování akceleruje hydrologický cyklus, zvyšuje evaporaci i srážky na globální úrovni, zvyšuje hladiny světových oceánů (odtávání ledovců).

Bilance vody:
Vstup: srážky (P)
Výstup: evapotranspirace (E), odtok do řek a oceánů (R)
Zásoba: spodní vody a půda (S)


Pohyb vody
- podél gradientu od míst s vysokou potenciální energií do míst s nízkou potenciální energií
- Energetický status vody závisí na koncentraci (osmotický potenciál) a tlaku
- Tlak: v přirozeném ekosystému převládají
hydrostatické síly: gravitační síly (gravitační potenciál)
síly vytvářené fyziologickými procesy v organismu
matriční síly: výsledkem adsorpce vody na površích

Interception = zachycení v porostu (uzavřený porost až ½), stem flow = stékání po kůře? (více steče po hladké kůře), throughfall = spad skrz rostliny, jehl. les zadrží více vody, než listnatý.

Pohyb rostlinou
- hnací síla je gradient vodního potenciálu
- k listům proti gravit. tlaku, tzn. turgorový protitlak nebo podtlak odparem.
- v atmosféře je nižší parciální tlak vodních par než v rostlině – výpar regulován stomaty (průduchy) – ven H2O a dovnitř CO2,

Ztráty:
- evapotranspirace a odtok, jejich poměr regionálně významný
Vlhké ekosystémy (porosty): Evapotranspirace se většinou v průběhu roku příliš nemění,
- Les odpaří více vody než křoviny a louky; největší odpar –jehličnatý les
Suché ekosystémy: Evapotranspirace limitována nedostatkem vody v půdě

Změny zásoby změnou retence půdy, hladin spod. vod, vegetace. Retence spodních vod i tisíce let, jiné izotopové složení. Přebytečná voda se vrací na povrch.

Vliv člověka: otevřený koloběh vody v zemědělské krajině, kdy ztráty živin rozpuštěných ve vodě, která nezadržována nenasycenou půdou.




něco navíc:
- chemické a biologické polutanty ve vodě a ovzduší:

HYDROLOGICKÝ CYKLUS
Přísun vody do jezer a řek ze srážek, povrchových přítoků a podzemních zdrojů je v rovnováze s odtoky, průsaky do podzemních vod a odparem. Jsou to proměnlivé veličiny, mění se v čase, závisí na místních geografických podmínkách, geomorfologii, podnebí…

3 základní fáze hydrologického cyklu – srážky, odpar a odtok. Zahrnují transport, dočasné „uložení“ a změnu fyzikálního stavu vody.

GLOBÁLNÍ CYKLUS VODY:
Odpar: Z půdy, oceánů a vodních povrchů. Hlavně ze srážek, rostlin, oceánů, jezer, toků, půd, a transpirací rostlin. Zhruba ½ sluneční energie, dopadající na povrch Země, je využita k odparu. Atmosférická vodní pára představuje pool vody s nejkratší dobou zdržení (necelých 9 dní). Nejmenší pool (cca 0,001%) s nejrychlejším obratem. Vodní pára je skleníkový plyn.

Srážky: Příjem rostlinami, odtok po povrchu do toků, infiltrace. Většina (až 80% se odpaří). Infiltrovaná voda může být uložena dočasně (průměrně cca 280 dní) jako půdní vlhkost, pak je taky odpařena. Část vody pronikne do hlubších vrstev a je uložena jako podzemní voda (prům. čas obnovy 300 let). Retenční časy podzemních vod jsou velmi různé, závisejí na vegetaci, složení půd a hornin, sklonových gradientech, klimatu… Podzemní voda je aktivně vyměňována s ostatními pooly vody, může být použita rostlinami, vytéct na povrch jako pramen nebo prosakovat do toků.
Z oceánů se odpaří víc vody, než se do nich srážkami vrátí, většina přísunu vody na kontinent pochází z odparu z oceánů.

Největší množství sladké vody je uloženo v ledovcovém pokryvu Antarktidy a Grónska.


Obr. 2 Globální bilance vody. V = objem vody v 1000 km3 , hodnoty u šipek = transport v 1000 km3, RT = retenční čas. (Wetzel, 2001)

Tab. 1 Průměrné odhady doby zdržení vody na zeměkouli (Opportunities in the hydrological sciences)

INTERFÁZE (ROZHRANÍ) : Vliv na cyklus živin, jsou to místa intenzivních přeměn látek, tedy i polutantů. Např. biofilmy, kde může dojít fyzikálně-chemickými procesy ke zvýšení koncentrace substrátu na povrchu částic (díky např. adsorpci). Rozhraní sediment – voda: imobilizace vs. uvolňování (sorpce, změna redox potenciálu).


Žádné komentáře:

Okomentovat