Elementy limnologii

1. Elementy limnologii Dr inż.Małgorzata Loga

2. Zagrożenia/zanieczyszczenia wód powierzchniowych • zrzut substancji organicznych -deficyt tlenu • eutofizacja - spowodowana dopływem biogenów, • zmiana pH - zakwaszanie, • zrzut substancji toksycznych np. pestycydy, metale ciężkie

3. Strefy jezior Litoral– strefa najpłytsza i najbliższa brzegu.Dolna granica litoralu jest granicą występowania roślinności. O zasięgu litoralu decyduje często zasięg przenikania słonecznego. Sublitoral- strefa poniżej litoralu. Rośliny tu nie występują; opadają tu szczątki pochodzenia litoralnego; fauna jest uboższa niż w litoralu. Pelagial – strefa otwartej wody. Toń wodna z zamieszkałymi w niej organizmami – fito- i zooplanktonem, nektonem. Profundal – strefa poniżej sublitoralu. Jest to strefa głębinowa.

4. Stratyfikacja jezior Epilimnion – temperatury epilimnionu są zależne od temperatury powietrza. Wody są dobrze wymieszane w wyniku działania wiatru, są jednocześnie dobrze natlenione i naświetlone. Metalimnion – zwany też termokliną. Tu następuje gwałtowny spadek temperatury i wzrost gęstości wody Hypolimnion – temperatura jest tu zwykle wyrównanaok.4C. Woda nie podlega mieszaniu, zwykle jest pozbawiona dostępu światła. Opadają tu zawiesiny z epilimnionu. Stężenie tlenu rozpuszczonego jest zwykle małe.

5. Dobowa dynamika termokliny

6. Powstawanie termokliny

7. Sezonowa dynamika termokliny

8. Sezonowa dynamika termokliny

9. Zanikanie termokliny

10. Klasyfikacja jezior ze względu na zmiany stratyfikacji • amiktyczne • meromiktyczne • holomiktyczne • oligomiktyczne • mononiktyczne • dimiktyczne • polimiktyczne

11. Amiktyczne – zbiorniki przez cały rok pokryte lodem, których masy wód nie mieszają się w ogóle. Jeziora takie występują w strefie arktycznej i antarktycznej oraz wysokich górach. Meromiktyczne– zbiorniki, których wody ulegają tylko częściowemu mieszaniu; głębokie warstwy wody nie są nigdy wymieniane, gdyż i) woda ze względu na znaczną zawartość rozpuszczonych soli ma dużą gęstość lub ii)jezioro jest całkowicie osłonięte od wiatru Holomiktyczne – zbiorniki w których następuje pełne mieszanie wód podczas cyrkulacji. W zależności jak często zachodzi cyrkulacja :.................

12. oligomiktyczne – w których wody w pełni mieszają się raz na kilka lat. Z powodu znacznej ich wielkości i związanej z tym podwyższonej zdolności do magazynowania ciepła, od aktualnych warunków klimatycznych zależy, czy dochodzi do całkowitego wymieszania monomiktyczne – których woda ulega mieszaniu jeden raz w roku latem lub zimą, monomiktyczne zimne i monomiktyczne ciepłe dimiktyczne– których wody mieszane są w ciągu roku dwukrotnie, są najliczniejszym typem miktycznym w strefie umiarkowanej polimiktyczne– w których okresy pełnego mieszania powtarzają się wielokrotnie, nawet w rytmie dobowym

13. Procesy mieszania jezior

14. Dopływ z rzekami Dopływ rzeki Leysse do jez.Bourget

15. Gradienty zależne od temperatury Strefa trofogeniczna – strefa prześwietlona w której przeważa synteza substancji organicznych i produkcja tlenu (w znacznym stopniu pokrywa się z zakresem epilimnionu) Strefa trofolityczna – strefa w której materia organiczna ulega rozkładowi a tlen jest wyczerpywany

16. Klasyfikacja troficzna jezior • oligotroficzne • mezotroficzne • eutroficzne • dystroficzne

17. oligotroficzne roślinność przybrzeżna uboga plankton i bentos ubogi osady nieorganiczne Jezioro oligotroficzne

18. Klasyfikacja troficzna jezior • Oligotroficzne – zawartość biogenów bardzo mała. Limituje to produkcję biologiczna i utrzymuje ją na niskim poziomie. Szybkość rozkładu materii organicznej jest równa jej produkcji. Wody czyste, zawartość tlenu wysoka. • Mezotroficzne – większy dopływ biogenów, wzrasta produkcja biologiczna, zwiększa się zawartość materii organicznej. Produkcja zaczyna przewyższać rozkład. Kumulacja osadów dennych, obniżenie stężenia tlenu przy dnie.

19. roślinność przybrzeżna bogata bogaty plankton muł organiczny Jezioro eutroficzne

20. Klasyfikacja troficzna jezior • Eutroficzne – Jezioro bogate w biogeny. Duża produkcja biologiczna, produkcja przewyższa rozkład. Występuje masowy rozwój glonów w postaci zakwitów. Zwiększa się mętność i barwa. Wysoka kumulacja materii organicznej. Zwiększa się zawartość osadów dennych.Przy dnie występuje znaczny spadek stężenia tlenu (nawet warunki anaerobowe) • Dystroficzne – nadmiar substancji biogennych. Produkcja wielokrotnie przewyższa rozkład. Gwałtownie rośnie warstwa osadów dennych. Jezioro się wypłyca i przekształca w bagno.

21. Czynniki wpływające na koncentrację tlenu • Typ miktyczny • Wielkość zapasu tlenu • Wielkość produkcji w epilimnionie • Tempo procesów rozkładu • (temperatura)

22. Przyczyny eutrofizacji przyczyna konsekwencje drapieżnictwo drapieżnictwo niezrównoważony dopływ/odpływ biomasa biomasa produkcja produkcja eutrofizacja

23. Skutki eutrofizacji • wzrost zawartości fitoplanktonu oraz zmiany jego gatunków • wzrost zawartości zawiesin i spadek przezroczystości wody • wzrost warstwy osadów dennych • spadek zawartości tlenu • zmiana w liczebności i gatunkach ryb

24. Kategoria troficzna Fosfor całkowity mg/m3 Chlorofil a mg/m3 Widzialność krążka Secchiego m Wartość średnioroczna Wartość średnioroczna Wartość maksymalna Wartość średnioroczna Wartość minimalna Ultra-oligotrofia < 4,0 < 1,0 <2,0 >12,0 >6 oligotrofia < 10,0 <2,5 <8,0 >6,0 >3 mezotrofia 10-35 2,5-8,0 8-25 6-3 3-1,5 eutrofia 35-100 8-25 25-75 3-1,5 1,5-0,7 hypetrofia >100 > 25 >75 <1,5 <0,7 Graniczne wartości parametrów dla różnych kategorii troficznych według klasyfikacji OECD (1982)

25. Wskaźniki jakości wody i klasyfikacja Wskaźnik jakości wody Punkt pomiaru i moment klasa I klasa II klasa III średni % nasycenia tlenem jez. stratyfikowane lato >40 >20 >5 tlen rozp. mgO2/dm3 jeziora niestratyfikowane lato ponad dnem >4 >2 >1 ChZT ( Cr 2O7) mg O2/dm3 j.s + j. n.s lato powierzchnia <20 <30 <50 BZT mgO2/dm3 j.s + j. n.s lato powierzchnia <2 <5 <8 BZT mgO2/dm3 j.s lato ponad dnem <2 <5 <10 fosforany j.s+j. n.s mgP/dm3 wiosna powierzchnia <0,02 <0,04 <0,08 fosfor całkowity j.s mgP/dm3 lato warstwa denna <0,02 <0,04 <0,08 fosfor całkowity j.s +j. n.s mgP/dm3 wiosna i lato średnia <0,06 <0,15 <0,60

26. Wskaźniki jakości wody i klasy czystości –cd.

27. Wskaźniki jakości wody i klasy czystości –cd.

28. podatność na degradację wskaźnik Kat I Kat II Kat. III wsp. Schindler’a głębokość średnia (m) >10 >5 >3 powierzchnia zlewni + powierzchnia jeziora (m2) ----------------------------------------------------- objętość jeziora (10 3 m3) ----------------------------------- długość linii brzegowej (m) > 4.0 > 2.0 > 0.8 objętość jeziora(m3) % of procent wód startyfikowanych > 35 > 20 > 10 powierzchnia aktywnego dna (m2) ----------------------------------------- objętość hypolimniomu (m3) < 0,1 < 0,15 < 0,30 % procent rocznej wymiany wody * < 30 < 200 < 1000 < 2 < 10 < 50 Typ zagospodarowania zlewni ** > 60% lasy <60 % lasy < 60% pola orne > 60% pola orne

29. Ramowa Dyrektywa Wodna Dyrektywa 2000/60/EC Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 23.XI. 2000r. określająca zakres obowiązków Unii w dziedzinie polityki wodnej.