Změny sladkovodních ekosystémů v prostoru a čase Z8025 (učebna Z2) 5. Stojaté vody – vztahy k povodí, procesy ve vazbě na prostorové členění Mgr. Karel Brabec, Ph.D. brabec@sci.muni.cz SYLABUS 1. Úvod – teoretické koncepty 2. Prostorové škály říční krajiny 3. Změny vodních toků v podélném profilu 4. Laterální a vertikální interakce vodních toků s okolním prostředím 5. Stojaté vody – vztahy k povodí, procesy ve vazbě na prostorové členění 6. Dlouhodobé trendy ve vývoji vodních ekosystémů 7. Sezonní dynamika faktorů prostředí a biologických společenstev 8. Teplotní režim povrchových vod 9. Ekologické aspekty průtokového režimu a hydraulických podmínek 10. Antropogenní modifikace vodních ekosystémů (se zřetelem na časoprostorové aspekty) 11. Potenciální dopady změn klimatu ve sladkovodních ekosystémech 12. Časo-prostorové aspekty adaptačních opatření a revitalizací degradovaných ekosystémů 13. Případové studie STOJATÉ VODY prostorové členění • vlastnosti povodí • vertikální profil (teplota, kyslík, světlo, organismy) • jezera, mokřady, poříční tůně, rybníky, údolní nádrže VLASTNOSTI POVODÍ stojaté vody • eroze – zákal • živiny • další chemické parametry (pH/alkalinita, huminové látky) • variabilita přítoku, dynamika změn průtoku ve vazbě na srážky nebo tání sněhu/ledu • reliéf, tvar říční sítě SVĚTLO faktory • vliv na společenstva rostlin a primární produkci • úhrn a vlastnosti záření dopadajícího na říční autotrofy závisí na: - ročním období - geografické poloze - nadmořské výšce - vlastnostech atmosféry - lokálních podmínkám (hloubka, průhlednost) SVĚTLO pronikání do hloubky STOJATÉ VODY prostorové členění • bentál (oblast dna) • pelagiál (volná voda) • trofogenní a trofolytická vrstva STOJATÉ VODY prostorové členění STOJATÉ VODY prostorové členění • plankton (vznášející se organismy) a nekton (aktivně plovoucí) pelagiál bentál • litorál • profundál http://www.lakeaccess.org/ecology/lakeecologyprim9.html STOJATÉ VODY litorál • emergentní (rákos, orobinec, skřipinec, zblochan) • plovoucí (lekníny, rdesno) • submerzní (hvězdoš, vodní mor, stolístek, růžkatec) vegetace STOJATÉ VODY teplota a O2 STOJATÉ VODY teplota, O2 STOJATÉ VODY stratifikace • vlastnosti povodí • vertikální profil (teplota, kyslík, světlo, organismy) STOJATÉ VODY stratifikace STOJATÉ VODY stratifikace STOJATÉ VODY stratifikace Amictic lakes are "perennially sealed off by ice from most of the annual seasonal variations in temperature."[1] Amictic lakes exhibit inverse cold water stratification whereby water temperature increases with depth below the ice surface 0 °C (less-dense) up to a theoretical maximum of 4 °C (at which the density of water is highest). Holomictic lakes are lakes that have a uniform temperature and density from top to bottom at a specific time during the year, which allows the lake waters to completely mix. A meromictic lake has layers of water that do not intermix.[1] In ordinary, "holomictic" lakes, at least once each year, there is a physical mixing of the surface and the deep waters.[2] Monomictic lakes are holomictic lakes that mix from top to bottom during one mixing period each year. Monomictic lakes may be subdivided into Cold and Warm types. Polymictic lakes are holomictic lakes that are too shallow to develop thermal stratification; thus, their waters can mix from top to bottom throughout the ice-free period. Polymictic lakes can be divided into cold polymictic lakes (i.e., those that are ice-covered in winter), and warm polymictic lakes (i.e., polymictic lakes in regions where icecover does not develop in winter).[1] A thermocline (also known as the thermal layer or the metalimnion in lakes) is a thin but distinct layer in a large body of fluid (e.g. water, as in an ocean or lake; or air, e.g. an atmosphere) in which temperature changes more rapidly with depth than it does in the STOJATÉ VODY cirkulace meromixie – nedochází k promíchání celého sloupce (chemoklina – chemická skočná vrstva) - morfologicky podm. - topograficky podm. - chemicky podm. STOJATÉ VODY stratifikace STOJATÉ VODY stratifikace STOJATÉ VODY stratifikace STOJATÉ VODY eutrofizace makrofyta x fytoplankton rostliny • zvýšená eroze v povodí – zákal (málo světla pro makrofyta) • rozvoj makrofyt – úkryt pro zooplankton živící se fytoplanktonem (před rybami) • rozvoj fytoplanktonu – zhoršení světelných podmínek a odčerpávání živin (na úkor makrofyt) • stabilizační mechanismy – změnu dominance makrofyt na fytoplankton nelze dosáhnout jen zvýšením živin (ale experimentálním odstraněním makrofyt došlo k rozvoji fytoplanktonu) • naopak v řadě mělkých nádrží s dominujícím fytoplanktonem se nedaří jeho rozvoj snížit redukcí živin makrofyta x fytoplankton rostliny • v prostředí s nízkým přísunem živin dominují makrofyta (jsou schopny využívat živiny ze sedimentů, zatímco fytoplankton narazí na limity živin ve vodě) makrofyta x fytoplankton rostliny trofie jezera trofie – časový vývoj jezera trofie - revitalizace mělké jezero STOJATÉ VODY stratifikace bioty fytoplankton zooplankton STOJATÉ VODY stratifikace bioty STOJATÉ VODY rybníky • velmi úživné (přírůstek ryb 200-400 kg.ha-1.rok-1) • úživné (100-200 kg.ha-1.rok-1) • málo úživné (méně než 100 kg.ha-1.rok-1) podle přirozené produkce (Sládečková, Sládeček 1995) • extenzivní (pod 0.5 t ryb na ha a rok) • polointenzifikační a intenzifikační (hnojení, přikrmování) podle hospodaření rybníky polní, lesní, luční, návesní, podvesní STOJATÉ VODY údolní nádrže • energetická • vodárenská • vodní doprava (splavnost) • rekreační funkce • vnější faktory (nadmořská výška, tvar dna, charakter povodí, hydrologický režim, počasí) • vnitřní faktory (rozvoj vodní vegetace, stáří přehrady) trofie vod STOJATÉ VODY trofie • je ukazatel obsahu biologicky využitelných živin ve vodě Trofický potenciál • Oligotrofní vody - málo živin, chudé na množství organizmů, druhově velmi bohaté, průzračné, viditelností i více než 3 m vodního sloupce. • Eutrofní vody bohaté na živiny, vykazují značnou organickou produkci. Organismů je velké množství, voda je méně průhledná (méně než 2 m). V letním období se často vyskytuje vodní květ. • Dystrofní vody – obsahují velké množství huminových kyselin a málo živin, vody na rašeliništích STOJATÉ VODY zazemňování http://obio-paysage.fr/pages/un__cosyst_me__lentique_ STOJATÉ VODY paludifikace