właściwości Fizyczneedytuj
Właściwości fizyczne ekosystemów wodnych są określane przez kombinację ciepła, prądów, fal i innych sezonowych rozkładów warunków środowiskowych. Morfometria zbiornika wodnego zależy od rodzaju obiektu (takiego jak jezioro, rzeka, strumień, tereny podmokłe, ujście rzeki itp.) i struktury Ziemi otaczającej zbiornik wodny. Na przykład jeziora klasyfikuje się według ich powstawania, a strefy jezior określa się głębokością wody. Morfometria systemu rzecznego i strumieniowego jest napędzana przez geologię terenu, a także ogólną prędkość wody. Na morfometrię strumieni wpływa również topografia (zwłaszcza zbocza), a także wzorce opadów i inne czynniki, takie jak roślinność i rozwój terenu.
Inne rodzaje systemów wodnych, które wchodzą w zakres badań limnologii, to estuaria. Estuaria są zbiornikami wodnymi klasyfikowanymi przez interakcję rzeki z oceanem lub morzem. Mokradła różnią się wielkością, kształtem i wzorem, jednak najczęstsze typy, bagna, torfowiska i bagna, często wahają się między płytkimi, słodkowodnymi i suchymi w zależności od pory roku.
oddziaływania Świetlneedytuj
Strefa światła to pojęcie, w jaki sposób ilość przenikania światła słonecznego do wody wpływa na strukturę akwenu. Strefy te określają różne poziomy produktywności w ekosystemach wodnych, takich jak Jezioro. Na przykład głębokość słupa wody, którą promienie słoneczne są w stanie przeniknąć i gdzie rośnie większość roślin, jest znana jako strefa fotyczna lub eufotyczna. Reszta słupa wody, która jest głębsza i nie otrzymuje wystarczającej ilości światła słonecznego do wzrostu roślin, jest znana jako strefa afotyczna.
stratyfikacja Termicznaedytuj
podobnie jak strefa światła, stratyfikacja termiczna lub strefa termiczna jest sposobem grupowania części ciała wodnego w systemie wodnym w oparciu o temperaturę różnych warstw jeziora. Im mniej mętna woda, tym więcej światła jest w stanie przeniknąć, a tym samym ciepło jest przenoszone głębiej w wodzie. Ogrzewanie spada wykładniczo wraz z głębokością słupa wody, więc woda będzie najcieplejsza w pobliżu powierzchni, ale stopniowo chłodniejsza w miarę przesuwania się w dół. Istnieją trzy główne sekcje, które definiują stratyfikację termiczną w jeziorze. Epilimnion znajduje się najbliżej powierzchni wody i pochłania promieniowanie długofalowe i krótkofalowe, aby ogrzać powierzchnię wody. W chłodniejszych miesiącach ścinanie wiatru może przyczynić się do chłodzenia powierzchni wody. Termoklina to obszar wewnątrz słupa wody, w którym temperatura wody gwałtownie spada. Dolną warstwą jest hipolimnion, który ma tendencję do najzimniejszej wody, ponieważ jego głębokość ogranicza światło słoneczne przed dotarciem do niej. W jeziorach o klimacie umiarkowanym jesienne ochłodzenie wód powierzchniowych powoduje obrót słupa wody, w którym następuje zakłócenie termokliny, a profil temperaturowy jeziora staje się bardziej jednolity. Względny opór cieplny to energia potrzebna do mieszania tych warstw o różnych temperaturach.
Lake Heat BudgetEdit
roczny budżet ciepła, pokazany również jako θa, to całkowita ilość ciepła potrzebna do podniesienia wody z minimalnej temperatury zimowej do maksymalnej temperatury letniej. Można to obliczyć przez zsumowanie powierzchni jeziora w każdym przedziale głębokości (Az) pomnożonej przez różnicę między temperaturami lata (θsz) i zimy (θwz) lub ∫ {\displaystyle \displaystyle \int }
Az(θsz-θwz)
właściwości Chemicznedytuj
skład chemiczny jeziora woda w ekosystemach wodnych zależy od naturalnych cech i procesów, w tym opadów atmosferycznych, podłoża glebowego i podłoża skalnego w zlewni, erozji, parowania i sedymentacji. Wszystkie zbiorniki wodne mają określony skład zarówno organicznych, jak i nieorganicznych pierwiastków i związków. Reakcje biologiczne wpływają również na właściwości chemiczne wody. Oprócz naturalnych procesów, działalność człowieka silnie wpływa na skład chemiczny systemów wodnych i ich jakość wody.
tlen i dioksyd węglowyedytuj
rozpuszczony tlen i rozpuszczony dwutlenek węgla są często omawiane razem ze względu na ich połączoną rolę w oddychaniu i fotosyntezie. Stężenia rozpuszczonego tlenu mogą być zmieniane przez fizyczne, chemiczne i biologiczne procesy i reakcje. Procesy fizyczne, w tym mieszanie wiatru, mogą zwiększać stężenie rozpuszczonego tlenu, szczególnie w wodach powierzchniowych ekosystemów wodnych. Ponieważ rozpuszczalność rozpuszczonego tlenu jest związana z temperaturą wody, zmiany temperatury wpływają na stężenie rozpuszczonego tlenu, ponieważ cieplejsza woda ma mniejszą zdolność do „zatrzymywania” tlenu jako zimniejszej wody. Biologicznie zarówno fotosynteza, jak i oddychanie tlenowe wpływają na stężenie rozpuszczonego tlenu. Fotosynteza przez organizmy autotroficzne, takie jak fitoplankton i glony wodne, zwiększa stężenie rozpuszczonego tlenu, jednocześnie zmniejszając stężenie dwutlenku węgla, ponieważ dwutlenek węgla jest pobierany podczas fotosyntezy. Wszystkie organizmy tlenowe w środowisku wodnym pobierają rozpuszczony tlen podczas oddychania tlenowego, podczas gdy dwutlenek węgla jest uwalniany jako produkt uboczny tej reakcji. Ponieważ fotosynteza jest ograniczona światłem, zarówno fotosynteza, jak i oddychanie występują w ciągu dnia, podczas gdy oddychanie występuje tylko w ciemnych godzinach lub w ciemnych częściach ekosystemu. Równowaga między produkcją rozpuszczonego tlenu a zużyciem jest obliczana jako szybkość metabolizmu w wodzie.
na pionowe zmiany stężenia rozpuszczonego tlenu wpływa zarówno mieszanie się wód powierzchniowych przez wiatr, jak i równowaga między fotosyntezą a oddychaniem materii organicznej. Te pionowe zmiany, znane jako profile, opierają się na podobnych zasadach jak stratyfikacja termiczna i przenikanie światła. Ponieważ dostępność światła zmniejsza się głębiej w słupie wody, zmniejsza się również szybkość fotosyntezy i wytwarza się mniej rozpuszczonego tlenu. Oznacza to, że stężenie rozpuszczonego tlenu na ogół zmniejsza się, gdy poruszasz się głębiej w wodzie, ponieważ fotosynteza nie uzupełnia rozpuszczonego tlenu, który jest pobierany przez oddychanie. W okresach stratyfikacji termicznej gradienty gęstości wody zapobiegają mieszaniu się wód powierzchniowych bogatych w tlen z wodami głębszymi. Długotrwałe okresy stratyfikacji mogą prowadzić do wyczerpania tlenu rozpuszczonego w wodzie dennej; gdy stężenie rozpuszczonego tlenu wynosi poniżej 2 miligramów na litr, wody są uważane za niedotlenienie. Gdy stężenie rozpuszczonego tlenu wynosi około 0 miligramów na litr, warunki są beztlenowe. Zarówno wody niedotlenione, jak i beztlenowe zmniejszają dostępne siedliska dla organizmów, które oddychają tlenem i przyczyniają się do zmian w innych reakcjach chemicznych w wodzie.
azot i fosforedytuj
azot i fosfor są istotnymi ekologicznie składnikami pokarmowymi w układach wodnych. Azot jest ogólnie obecny jako gaz w ekosystemach wodnych, jednak większość badań jakości wody skupia się na poziomie azotanów, azotynów i amoniaku. Większość z tych rozpuszczonych związków azotu przebiega sezonowo z większymi stężeniami w miesiącach jesiennych i zimowych w porównaniu do wiosny i lata. Fosfor odgrywa inną rolę w ekosystemach wodnych, ponieważ jest czynnikiem ograniczającym wzrost fitoplanktonu ze względu na ogólnie niskie stężenia w wodzie. Rozpuszczony fosfor ma również kluczowe znaczenie dla wszystkich żywych organizmów, często bardzo ogranicza pierwotną produktywność w wodach słodkich i ma swój własny charakterystyczny cykl ekosystemu.
właściwości Biologiczneedit
Klasyfikacja troficzna Jeziora edytuj
jednym ze sposobów klasyfikacji jezior (lub innych zbiorników wodnych) jest wskaźnik stanu troficznego. Jezioro oligotroficzne charakteryzuje się stosunkowo niskim poziomem produkcji pierwotnej i niskim poziomem składników pokarmowych. Jezioro eutroficzne charakteryzuje się wysoką produktywnością pierwotną ze względu na bardzo wysoki poziom składników pokarmowych. Eutrofizacja jeziora może prowadzić do zakwitów glonów. Jeziora dystroficzne mają wysoki poziom substancji humusowej i zazwyczaj mają żółto-brązowe, herbaciane wody. Kategorie te nie mają sztywnych specyfikacji; system klasyfikacji można postrzegać jako bardziej spektrum obejmujące różne poziomy wydajności wód.