Teplotní závislost hustoty vody
• voda (bez rozpuštěných látek) má maximální hustotu = 1 při teplotě 3,94 °C
• voda teplejší i studenější je lehčí
• zvláště výrazně lehčí je po přechodu do tuhého skupenství = led
• výsledkem je 1)rozvrstvení vodních mas podle jejich teploty a 2) „zakrytí“ hladiny zamrzajících vodních ploch ledem
Jezera
široké rozmezí od pelagických až po mokřadní ekosystémy
hluboká jezera –ve středu strukturou podobná mořským ekosystémům, litorál (pobřeží) podobné mokřadům
Stratifikace stojatých vod :
• teplotní rozvrstvení stojatých vod má za následek i rozvrstvení dalších vlastností vody
• stratifikace je narušována činností větru
• v podmínkách odpovídajících mírnému pásu trvá jen po dobu vývoje teplot jedním směrem = letní a zimní měsíce
• dvakrát do roka dojde k cirkulaci
• Epilimnion : horní prohřátá a větrem promíchávaná vrstva, na jaře zpočátku slabá, postupně se prohlubuje
• Metalimnion : vrstva s rychlým poklesem teploty, v něm rozhraní s největší změnou teploty = skočná vrstva, termoklina
• Hypolimnion : hlubinné vody, s teplotou i v létě jen o málo vyšší než při promíchání
• Sezónní vývoj :
- jarní cirkulace obvykle po kratší dobu, u hladiny se rychle vytváří slabé epilimnion a postupně se prohlubuje zvětšuje se také teplotní rozdíl na termoklině
- na konci léta (chladné noci) začíná dlouhá podzimní cirkulace – trvá řadu měsíců, postupně zasáhne celý sloupec (při teplotách od asi 18 – 16 °C) a teplota klesá až po 4 °C
- za mrazů může hladina zamrznout, u dna stále mohou být 4 °C
Stratifikace dalších faktorů : světlo
Světlo do vody proniká jen omezeně, a to různé vlnové délky různě
- zákon Lambert-Beerův
Nejvíce se absorbuje červené (ještě více infračervené), nejméně zelené …
- vrstva 1 m vody absorbuje 65% červeného a jen 1% zeleného světla
• eufotická vrstva – překrývá se s epilimnionem, je zde sít primární produkce,vyšší fotosyntéza než respirace
• kompenzační bod = bod kdy se fotosyntéza a respirace vyrovnává = CO2 vyrobené a spotřebované je stejné
• afotická vrstva – vrstva kde již respirace převládá na fotosyntézou
Světlo je podmínkou života zelených organismů – ve stojatých vodách zejména jednobuněčné řasy (stovky druhů) a sinice (cyanobakterie)
Stratifikace dalších faktorů : kyslík
• Rozpuštěný plynný kyslík :
- organismy potřebují k dýchání, do vody se dostává jednak difusí přes hladinu, jednak je dodáván rostlinami při fotosynthese
- obojí se děje v horní vrstvě, proto u vod s dostatečným rozvojem autotrofů vždy více kyslíku u hladiny
- naopak v hypolimniu rozkladné procesy
• Protichůdné závislosti respirace a rozpustnosti plynného kyslíku na teplotě :
- respirace organismů roste s rostoucí teplotou, rozpustnost plynného kyslíku ve vodě klesá s rostoucí teplotou:
Stratifikace dalších faktorů : pH
• Koncentrace vodíkových iontů je složitým výsledkem rovnováhy jednotlivých forem hlavního určujícího činitele, oxidu uhličitého:
ve vodě buď jako rozpuštěný oxid uhličitý (nedisociovaná kyselina) nebo jako hydrogenuhličitanový či normální uhličitanový iont
Další faktory : oxid uhličitý
• Oxid uhličitý je zdrojem uhlíku pro autotrofní organismy
• Ve vodě je dobře rozpustný, ale za vysokého pH je pro autotrofy nedostupný
• Zatímco v terrestrických biotopech oxid uhličitý není limitujícím faktorem primární produkce, ve vodě je o něj kompetice a za vysokého pH nouze
Další faktory : sloučeniny dusíku
• Jsou dobře rozpustné a v různých vodách v různém množství, zejména jako:
- dusičnany
- amonný iont (ten za vysokého pH přejde na toxický amoniak !)
Obě formy pro autotrofy přijatelné, řasy většinou preferují amonný iont.
U nás dnes vysoký přísun z povodí do vod.
Další faktory : sloučeniny fosforu
• Ve vnitrozemských vodách pro autotrofy většinou limitující faktor jejich rozvoje
• Rozpustnost fosforečnanů závisí na kationtech – u některých kationtů (Fe, Mn, Al) na stupni oxidace
• Výsledkem je závislost vnitřního koloběhu P v jezeře na kyslíkových poměrech u dna – ty jsou zase výsledkem množství živin
Primární producenti stojatých vod:
• Ve volné vodě (limnetická zóna jezer) jsou to převážně jednobuněčné řasy (málo s několikabuněčnými cenobii) nebo sinice (Cyanobacterie) s koloniemi tvaru vláken z desítek až stovek buněk - fytoplankton
• Na jaře obvykle rychlý rozvoj několika málo druhů – zelené řasy, rozsivky nebo často kryptomonády
- pastva pro rozvoj herbivorů
• Pak obvykle výrazné vymizení autotrofů = „období čiré vody“ – sežráním nebo oddělením od živin v hlubinách stratifikací
• V létě sinice nebo jiné druhy řas
• V mělčích vodách kořenující ponořené cévnaté rostliny – zcela ponořené nebo vzplývavé
• Poblíž břehu kořenující emergentní (z vody vynořené) rostliny – „tvrdá“ vegetace až mokřadní plochy zarostlé bažinnými druhy
• Konsumovatelnost pro herbivory omezená
• Různá doba potřebná k vyprodukování rostlinné hmoty:
- u jednobuněčných řas malý počet dní, proto i malá jejich biomasa vytvoří za rok produkci v několika desítkách cyklů – a tedy většinu vyprodukované biomasy
-cévnaté rostliny většinou jedenkrát za celou sezónu
• dle původu – tektonická (izolace, hluboká, endemiti = izolovaná), říčního původu (mělká, periodické spojení s řekou), ledovcová (většinou propojena říčkami)
• hluboká v pelagiálu podobná mořím, mokřady jako litorál a pořeží
• více než 1,000 druhů, čili >10% celosvětového počtu druhů sladkovodních ryb, vzniklo ve dvou afrických jezerech, Viktoriině a Malawi, během posledního milionu let - převážně cichlidy
• cichlidy vyvinuly různé způsoby obživy, včetně seškrabování řasových porostů z kamenů (rock scrapers), filtraci zooplanktonu, pojídání měkkýšů poté, co rozdrtily jejich schránku (mollusc-crushers), lov jiných ryb (piscivores) či členovců (arthropod-eaters), vykusování šupin (scale-eaters) nebo ukusování ploutví jiným rybám (fin-chopper) - každý způsob obživy vyžaduje jinou morfologii ústního ústrojí
• řízení NPP
• limitace P (10x víc N vs. oceán)
• vertikální míchání - spodní vody bohaté na rozp. anorg. C
• eutrofizace (splachy) - vyšší spotřeba O2 i vyšší dekompozice, gradient O2, za horka nebo zimy často anaerobní zony (biomasa řas, více detritu)
• fixace N – řízena dostatkem Fe a Mo (ten je ovlivněn koncentrací molybdenanu, rozuštěnou OH, redukčníma podmínkama a negativně ovlivněn koncentrací síranu),nízký N/P poměr u obíhajících živin a přítokem;
- negativní obvlivnění kyslíkem a rozpuštěným anorganickým dusíkem
• přeměny C a živin v pelagiálu jako v moři, v litorálu jako v mokřadu
• fotosyntéza spotřebovává CO2 z dekompozice, v mělku i z kořenů
Žádné komentáře:
Okomentovat