Základy hydrobiologie (limnologie, limnoekologie, limnobiologie) Jan Helešic (helesic&sci.muni.cz) Základní učebnice Základní učebnice Základní učebnice Základní učebnice Voda na Zemi Koloběh vody v biómu Země Koloběh vody v biómu Země Voda na Zemi a v ČR a SR Zásoby vody - jezera Vývoj jezerních systémů Voda v ČR a SR Podzemní vody Vodohospodářsky významné oblasti ČR Voda základ života na Zemi Voda základ života na Zemi Voda základ života na Zemi Hustota vody Viskozita (dynamická) vody Adhezivní a kohezivní vlastnosti * Koheze (soudržnost) - adheze (přilnavost) * Vzájemný poměr určuje smočitelnost (hydrofilii) nebo nesmočitelnost (hydrofobii) * Důsledky: -- organismy dýchající vzdušný kyslík -- organismy dýchající rozpuštěný kyslík Povrchové napětí vody Tepelné vlastnosti vody * Velká měrná tepelná kapacita (3. nejvyšší po H, He) * Vysoké hodnoty skupenského tepla tuhnutí a varu * Velmi malá schopnost molekulárního přenosu tepla * Důsledky pro ekosystém a organismy: -- akumulátor tepla v biómu -- pomalu se zahřívá a pomalu ochlazuje -- vysoká tepelná kapacita a stabilita, účinné tlumení cirkadiálních a cirkanuláních výkyvů -- veškerý přenos pohybem vody a předáváním -- teplotní stratifikace Tepelný režim vod * Zdroje tepla -- Sluneční radiace -- Geotermální zdroj -- Antropický faktor * Ztráty tepla -- Vyzařování -- Výparné (skupenské) teplo -- Odvod tepla do terestických systémů -- Odtok oteplené vody ze systému Tepelný režim vod Záření a voda Záření a voda Záření a voda Záření a voda * Průhlednost vody -- Zákal vody * Anorganický * Vegetační * Barva vody -- Skutečná (primární) barva vody -- Druhotná (sekundární) barva vody Pohyby vody * Stojaté vody -- lenitické systémy -- vertikální pohyby -- seiche -- proudění vyvolané větrem -- vlnění -- proudění vyvolané přítokem nebo odtokem * Tekoucí vody -- lotické systémy -- jednosměrné proudění po spádnici -- laminární nebo turbulentní -- u velkých toků kombinace s vlněním a přítoky Pohyby vody Pohyby vody Další fyzikální vlastnosti vody * Hydrostatický tlak * Vodivost vody * Redox potenciál * pH Kyslíkový režim vodního prostředí Koloběh kyslíku * Rozpustnost ve vodě -- teplota, tlak, plocha aj. Kyslíkový režim * Rozpuštěný (mg/l) * Relativní sycení (%) * Procesy s kyslíkem -- Biochemická spotřeba kyslíku -- BSK (BOD) -- Chemická spotřeba kyslíku -- ChSK (COD) * Anoxie -- anaerobie: amoniak, sulfan Koloběh uhlíku Hydrogen -- uhličitanový systém pH a rH * pH -- Ústojný systém -- Přírodní vody -- 6,4 až 10,25 -- Závislost na rozpuštěných látkách * Acidifikace -- dystrofní vody -- humínové kyseliny * rH -- redox potenciál -- Míra množství reaktivního kyslíku Živinový režim * Hlavní živiny -- N, P, K -- Poměr 600C : 20N : 1P -- Biodostupné formy * Esenciální živiny -- Ca, Mg, Fe, Mn, Si * Síra a sulfan Koloběh dusíku Koloběh fosforu Koloběh síry Organické látky (organic matter) * Základní formy -- Rozpuštěné -- DOM -- Koloidní -- COM -- Partikulované -- POM * POM -- velikostní kategorie -- Hrubé -- CPOM větší 1mm -- Jemné -- FPOM do 500 mm -- Ultra jemné UFPOM Koloběh živin Koloběh živin Koloběh živin Koloběh živin a org. hmoty Organismy dle zdroje energie * Autotrofní org. - producenti * Heterotrofní org.- konzumenti -- Kouskovači (drtiči) -- shredders -- Sběrači -- collectors -- Seškrbávači (spásači) -- scrapers (grazers) -- Dravci (predators) * Heterotrofní org. - destruenti (dekompozitoři) Organismy dle zdroje energie Energie v ekosystému Celková trofie systému Celková trofie systému Ekologická nika