Propiedades físicaseditar
Las propiedades físicas de los ecosistemas acuáticos están determinadas por una combinación de calor, corrientes, olas y otras distribuciones estacionales de las condiciones ambientales. La morfometría de un cuerpo de agua depende del tipo de característica (como un lago, río, arroyo, humedal, estuario, etc.). y la estructura de la tierra que rodea el cuerpo de agua. Los lagos, por ejemplo, se clasifican por su formación, y las zonas de los lagos se definen por la profundidad del agua. La morfometría del sistema de ríos y arroyos es impulsada por la geología subyacente de la zona, así como por la velocidad general del agua. La morfometría de los arroyos también está influenciada por la topografía (especialmente la pendiente), así como por los patrones de precipitación y otros factores como la vegetación y el desarrollo de la tierra.
Otros tipos de sistemas acuáticos que entran en el estudio de la limnología son los estuarios. Los estuarios son cuerpos de agua clasificados por la interacción de un río y el océano o mar. Los humedales varían en tamaño, forma y patrón, sin embargo, los tipos más comunes, pantanos, ciénagas y pantanos, a menudo fluctúan entre contener agua dulce poco profunda y estar secos, dependiendo de la época del año.
Interacciones con la luzeditar
La zonificación de la luz es el concepto de cómo la cantidad de penetración de la luz solar en el agua influye en la estructura de un cuerpo de agua. Estas zonas definen varios niveles de productividad dentro de un ecosistema acuático, como un lago. Por ejemplo, la profundidad de la columna de agua que la luz solar es capaz de penetrar y donde la mayoría de la vida vegetal es capaz de crecer se conoce como la zona fótica o eufótica. El resto de la columna de agua, que es más profunda y no recibe suficiente luz solar para el crecimiento de las plantas, se conoce como la zona afótica.
Estratificación térmicaeditar
Similar a la zonificación ligera, la estratificación térmica o zonificación térmica es una forma de agrupar partes del cuerpo de agua dentro de un sistema acuático basado en la temperatura de diferentes capas de lagos. Cuanto menos turbia sea el agua, más luz puede penetrar y, por lo tanto, el calor se transporta más profundo en el agua. El calentamiento disminuye exponencialmente con la profundidad en la columna de agua, por lo que el agua será más cálida cerca de la superficie, pero progresivamente más fría a medida que se mueve hacia abajo. Hay tres secciones principales que definen la estratificación térmica en un lago. El epilimnion está más cerca de la superficie del agua y absorbe la radiación de onda larga y corta para calentar la superficie del agua. Durante los meses más fríos, la cizalladura del viento puede contribuir al enfriamiento de la superficie del agua. La termoclina es un área dentro de la columna de agua donde las temperaturas del agua disminuyen rápidamente. La capa inferior es el hipolimnión, que tiende a tener el agua más fría porque su profundidad impide que la luz solar llegue a ella. En los lagos templados, el enfriamiento de las aguas superficiales durante la temporada de otoño produce una rotación de la columna de agua, donde la termoclina se interrumpe y el perfil de temperatura del lago se vuelve más uniforme. La resistencia térmica relativa es la energía necesaria para mezclar estos estratos de diferentes temperaturas.
Presupuesto de calor del LacoedItar
Un presupuesto de calor anual, también mostrado como θa, es la cantidad total de calor necesaria para elevar el agua de su temperatura mínima de invierno a su temperatura máxima de verano. Esto se puede calcular integrando el área del lago en cada intervalo de profundidad (Az) multiplicado por la diferencia entre las temperaturas de verano (θsz) e invierno (θwz) o ∫ {\displaystyle \displaystyle \int }
Az(θsz-θwz)
Propiedades químicasedItar
La composición química del agua en los ecosistemas acuáticos está influenciada por las características y procesos naturales, como la precipitación, el suelo subyacente y el lecho de roca en la cuenca de drenaje, la erosión, la evaporación y la sedimentación. Todos los cuerpos de agua tienen una cierta composición de elementos y compuestos orgánicos e inorgánicos. Las reacciones biológicas también afectan a las propiedades químicas del agua. Además de los procesos naturales, las actividades humanas influyen en gran medida en la composición química de los sistemas acuáticos y en la calidad de su agua.
Oxígeno y dióxido de carbonoeditar
El oxígeno disuelto y el dióxido de carbono disuelto a menudo se discuten juntos debido a su papel acoplado en la respiración y la fotosíntesis. Las concentraciones de oxígeno disuelto pueden ser alteradas por procesos y reacciones físicas, químicas y biológicas. Los procesos físicos, incluida la mezcla del viento, pueden aumentar las concentraciones de oxígeno disuelto, en particular en las aguas superficiales de los ecosistemas acuáticos. Debido a que la solubilidad del oxígeno disuelto está vinculada a la temperatura del agua, los cambios de temperatura afectan las concentraciones de oxígeno disuelto, ya que el agua más caliente tiene una menor capacidad de «retener» el oxígeno como el agua más fría. Biológicamente, tanto la fotosíntesis como la respiración aeróbica afectan las concentraciones de oxígeno disuelto. La fotosíntesis por organismos autotróficos, como el fitoplancton y las algas acuáticas, aumenta las concentraciones de oxígeno disuelto al tiempo que reduce las concentraciones de dióxido de carbono, ya que el dióxido de carbono se absorbe durante la fotosíntesis. Todos los organismos aeróbicos del medio acuático absorben oxígeno disuelto durante la respiración aeróbica, mientras que el dióxido de carbono se libera como subproducto de esta reacción. Debido a que la fotosíntesis es limitada a la luz, tanto la fotosíntesis como la respiración ocurren durante las horas de luz diurna, mientras que solo la respiración ocurre durante las horas oscuras o en las partes oscuras de un ecosistema. El equilibrio entre la producción y el consumo de oxígeno disuelto se calcula como la tasa de metabolismo acuático.
Los cambios verticales en las concentraciones de oxígeno disuelto se ven afectados tanto por la mezcla del viento de las aguas superficiales como por el equilibrio entre la fotosíntesis y la respiración de la materia orgánica. Estos cambios verticales, conocidos como perfiles, se basan en principios similares a la estratificación térmica y la penetración de la luz. A medida que la disponibilidad de luz disminuye en las profundidades de la columna de agua, las tasas de fotosíntesis también disminuyen, y se produce menos oxígeno disuelto. Esto significa que las concentraciones de oxígeno disuelto generalmente disminuyen a medida que se adentra en el cuerpo de agua debido a que la fotosíntesis no repone el oxígeno disuelto que se absorbe a través de la respiración. Durante los períodos de estratificación térmica, los gradientes de densidad del agua impiden que las aguas superficiales ricas en oxígeno se mezclen con aguas más profundas. Los períodos prolongados de estratificación pueden resultar en el agotamiento del oxígeno disuelto en el agua del fondo; cuando las concentraciones de oxígeno disuelto son inferiores a 2 miligramos por litro, las aguas se consideran hipóxicas. Cuando las concentraciones de oxígeno disuelto son de aproximadamente 0 miligramos por litro, las condiciones son anóxicas. Tanto las aguas hipóxicas como las anóxicas reducen el hábitat disponible para los organismos que respiran oxígeno y contribuyen a los cambios en otras reacciones químicas en el agua.
Nitrógeno y fosforoeditar
El nitrógeno y el fósforo son nutrientes ecológicamente significativos en los sistemas acuáticos. El nitrógeno generalmente está presente como gas en los ecosistemas acuáticos, sin embargo, la mayoría de los estudios de calidad del agua tienden a centrarse en los niveles de nitrato, nitrito y amoníaco. La mayoría de estos compuestos de nitrógeno disueltos siguen un patrón estacional con mayores concentraciones en los meses de otoño e invierno en comparación con la primavera y el verano. El fósforo tiene un papel diferente en los ecosistemas acuáticos, ya que es un factor limitante en el crecimiento del fitoplancton debido a las concentraciones generalmente bajas en el agua. El fósforo disuelto también es crucial para todos los seres vivos, a menudo limita la productividad primaria en agua dulce y tiene su propio ciclo ecosistémico distintivo.
Biológica propertiesEdit
Lago trófico classificationEdit
Una forma de clasificar los lagos u otros cuerpos de agua) es con el índice de estado trófico. Un lago oligotrófico se caracteriza por niveles relativamente bajos de producción primaria y bajos niveles de nutrientes. Un lago eutrófico tiene altos niveles de productividad primaria debido a los muy altos niveles de nutrientes. La eutrofización de un lago puede provocar floraciones de algas. Los lagos distróficos tienen altos niveles de materia húmica y, por lo general, tienen aguas de color amarillo-marrón, color té. Estas categorías no tienen especificaciones rígidas; el sistema de clasificación puede considerarse más como un espectro que abarca los diversos niveles de productividad acuática.