Ekosystém stojatých vod Lenitický ekosystém
Fyziogeografické dělení Vodní tělesa recipienty přirozená jezera - ledovcová, tektonická, pobřežní, poříční, vulkanická a krasová tůně - poříční, nebeské, permanentní a temporální Geologický původ, počet a celková plocha hlavních typů jezer (Kalff, 2002) Původ Počet jezer % z celkového počtu jezer Celková plocha jezer (km 2 ) % z celkové plochy Glaciální 3, 875. 000 74 1. 247. 000 50 Tektonická 249. 000 5 893. 000 35 Pobřežní 41. 000 < 1 60. 000 2 Poříční 531. 000 10 218. 000 9 Vulkanická 1. 000 << 1 3. 000 << 1 Různé 567. 000 10 88. 000 4 Celkem 5, 264. 000 ~100 2. 509.000 100
umělá - rybníky - přehradní nádrže - umělé tůně lomy, pískovny - nádrže Klasifikace jezer a rybníků podle velikosti jejich plochy (Kalff, 2002) Typ Plocha (km 2 ) Počet jezer Celková plocha (km 2 ) Největší jezera > 10.000 19 997.000 * Velká jezera 10.000 100 1.504 686.000 Střední jezera 100 1 139.000 642.000 Malá jezera 1 0.1 ~ 1,110.000 ~ 288.000 Velké rybníky 0.1 0.01 ~7, 200.000 ~190.000 Jiné rybníky < 0.01 ND ND
20 největších světových jezer (km 2 ) (km 3 ) (m) Kaspické 374 000 Kaspické 78 200 Bajkal 1 741 Hořejší 82 100 Bajkal 23 000 Tanganjika 1 471 Aralské 66 900 (24 200) Tanganjika 17 827 Kaspické 1 025 Viktoriino 62 940 Hořejší 12 230 Malawi (Njasa) 706 Huronské 59 500 Malawi (Njasa) 6 140 Issyk-kul 702 Michiganské 57 750 Michiganské 4 920 Velké Otročí 614 Tanganjika 32 000 Huronské 3 537 Matana 590 Bajkal 31 500 Viktoriino 2 518 Crater 589 Velké Medvědí 31 326 Velké Medvědí 2 292 Toba 529 Tonle Sap 30 000 (11 000) Velké Otročí 2 088 Sarez 505 Velké Otročí 28 568 Issyk-kul 1 738 Tahoe 501 Čad 25 900 (2 500) Ontario 1 637 Hornindalsvatn 514 Erie 25 657 Aralské 1 090 (175) Chelan 489 Winnipeg 24 387 Ladožské 908 Kivu 480 Malawi (Njasa) 22 490 Titicaca 900 Quesnel 475 Balchaš 22 000 Reindeer 585 Adams 457 Ontario 19 000 Helmand 510 Fagnano 449 Ladožské 18 130 Erie 483 Mjøsa 449 Bangweulu 15 100 Hovsgol 480 Salsvatn 445 Maracaibo 13 010 Winnipeg 371 Manapouri 443
Fyzikální a biologické charakteristiky vybraných největších a nejstarších recentních starobylých jezer (Martens 1997) Jezero Stáří (mil.) Max. hloubka (m) Povrch (km 2 ) Objem (km 3 ) Počet druhů Endemismus (%) Bajkal 25-30 1700 31 500 23 000 1825 54 Tanganjika 9-12 1470 32 600 18 800 1119 56 Malawi/Njasa 4.5-8.6 785 30 800 8 400 A A Kaspické 2-3 1025 384 400 78 700 1495 27 Viktorino 0.75 70 70 000 2 760 B B Titicaca 3 284 8 448 8 959 533 13 Ochridské 2-3 295 348 51 C C Biwa 4 104 674 28 517 10 A - > 600 druhů cichlid (99 % endemismus); ostatní skupiny méně známé B 200 500 druhů cichlid (99 % endemismus); ostatní skupiny mnohem méně známé C bližší údaje nejsou k dispozici
VODY STOJATÉ eustatické vody stálé, minimální kolísání hladiny během roku astatické vody nestálé, velké kolísání hladiny, jejich existence časově omezena vlivem určitých podmínek systémy s relativně uzavřeným cyklem určující je: dotace vodou a ztráty vody srážky přítok podzemní vody odtok odpar - dopad na chemismus vody
Základní členění habitatů stojatých vod
Pelagiál volná voda epilimnion - horní, prosvětlená eufotická vrstva, trofogenní vrstva metalimnion - mezi nimi, skočná vrstva, termoklina hypolimnion - dolní vrstva s nedostatkem světla, trofolytická vrstva Společenstvo - plankton (organismy pasivně se vznášející ve volné vodě nebo s omezeným aktivním pohybem, např. korýši) - nekton (organismy aktivně plovoucí, např. ryby)
Bentál - dno litorál - příbřežní prosvětlená zóna bentálu profundál - část dna pod kompenzačním bodem, v přirozených mělkých nádržích chybí Společenstvo - obývá bentos
Litorál příbřežní prosvětlená zóna bentálu (toky ripál) odpovídá epilimnionu charakter a rozsah dán morfologií nádrže propustností vody pro světlo - epilitorál půda již není přeplavována, hladina závislá na výšce hladiny, přechod k terestrickému biotopu, z rostlin hygrofyty, mezofyty - eulitorál - dochází k velkému kolísání vody, převážně emerzní makrofyty (helofyty, hygrofyty) adaptace na vysoké teploty prohřívání - sublitorál - přechodná zóna, odpovídá termoklině, vymezený letní nízkou hladinou v hlubší části rostou natantní a submerzní hydrofyty, v mělčí části emerzní rostliny
Typy litorálu
Rostliny vyšší i nižší podle velikosti lze dělit: mikrofyty zelené řasy, sinice, rozsivky fytoplankton, perifyton, důležití primární producenti makrofyty většinou vyšší rostliny, ale i mechy, parožnatky, chaluhy, ruduchy Dělení makrofyt podle polohy rostlinných orgánů: 1. Hydrofyty vlastní vodní rostliny - submerzní ponořené, fotosyntetizující orgány pod hladinou - natantní splývavé, fotosyntetizující orgány na hladině nebo těsně nad ní 2. Helofyty - emerzní vynořené, fotosyntetizující orgány ve vzdušném prostředí
Vertikální proudění, míchání (mikce) nádrže, stratifikace
Teplotní stratifikace a cirkulace vody v nádržích
Mikce stratifikace a míchání holomiktická nádrž promíchává se celá - malé nádrže rybníky, tůně, jezera meromiktická nádrž promíchává se jen svrchní vrstva profundál je stabilní - hluboká tektonická jezera - slaná jezera monomiktická jezera 1x za rok arktická j. dimiktická jezera 2x za rok mírné pásmo polymyktická jezera více x za rok, tropické j., mělká j. atd.
Trofie Trofie čili úživnost obsah živin ve vodě Rozdělení vody podle obsahu živin oligotrofní - s malým obsahem živných látek mezotrofní - se středním obsahem živných látek eutrofní - s vysokým obsahem živných látek Stupeň trofie trofický potenciál Mp [mgl-1] 1 ultraoligotrofní (velmi slabě úživné až neúživné vody) <5 2 oligotrofní (slabě úživné) 5-50 3 mesotrofní (středně úživné) 50-200 4 eutrofní (silně úživné) 200-500 5 polytrofní (velmi silně úživné) 500-1000 6 hypertrofní (vysoce úživné) > 1000
Oligotrofní nádrže dobrá průhlednost,někdy s viditelností i více než 3 m dostatek kyslíku málo živin malá produkce organické hmoty v epilimniu abundance organizmů nízké, ale druhově bohaté mnoho stenooxybiontních živočichů v pelagiálu i bentálu roční přírůstek sedimentů je malý
Eutrofní nádrže bohaté na živiny, silnou organickou produkci velká produkce organické hmoty v trofogenní vrstvě vody bohatý déšť mrtvého planktonu, zvýšený přísun org. hmoty z vegetace litorálu - tvorba hnijícího bahna gyttja klesá množství kyslíku v profundálu - v zimě a v létě u dna kyslíkový deficitv bentálu žijí pouze euryoxybiontní živočichové (Chironomus, Tubifex, Chaoborus) vysoké abundance organismů, nízká diverzita typické bujení fytoplanktonu - vodní květ sinice ve vodě nasycené živinami léto vodní květ malá průhlednost
Dystrofní nádrže vysoký obsah huminových látek (žlutohnědá barva chudé na sloučeniny N, P, Ca bohaté na huminové látky v koloidním stavu omezený rozvoj planktonu (řas a sinic) chudý zooplankton i zoobentos (kyselá voda) - v planktonu dominují perloočky Ceriodaphnia, Chydorus, Polyphemus, v bentosu Chironomus, Tubifex) Humus blokuje rozvoj baktérií rozkladný proces na dně se hromadí organická hmota nehnijící bahno Polyphemus pediculus velkoočka slatinná do 2 mm, v zarostlých, slatinných vodách
Primární produkce v různých typech jezer Oligotrofní horská jezera Eutrofní jezera
Oligotrofní vs eutrofní jezero
Rybníky cílevědomý chov vodních organismů akvakultura rybníky: uměle vytvořené, vypustitelné nádrže, určené k chovu ryb nebo vodní drůbeže, dnes ale i další účely (rekreace, chráněná území) typy - nebeské - napouštěcí intenzifikační polointezifikační ostatní podle přirozené produktivity (tj. bez přikrmování):
Organismy dle zdroje energie autotrofní org. - producenti heterotrofní org.- konzumenti kouskovači (drtiči) shredders sběrači collectors keškrbávači (spásači) scrapers (grazers) dravci (predators) heterotrofní org. - destruenti (dekompozitoři)
Potravní sítě
Autotrofní organismy fytoplankton sinice, řasy perifyton sinice, řasy makrofyta
Plankton fytoplankton sinice, řasy (viz přednáška doc. Kopp) zooplankton vířníci, korýši buchanky, perloočky v zimě zahrabaní ve dně Copepoda plankton, pak do dna diapauza Chaoborus denní vertikální migrace larvy Chironomidae - 1. stádia zvětšování odporu těla, zvětšení povrchu, sliz, plynné vakuoly Nekton ryby, velcí brouci, ploštice
Cyklomorfóza - komplex faktorů prostředí teplota, potrava, turbulence, světelný režim, predace
Brachionus sp. predátor Asplanchna sp.
Denní migrace
Schema pulzů základních abiotických faktorů a rozvoje planktonních organismů během roku
Sezónní cyklus zooplanktonu
Konzumenti vířníci, zooplankton - makrozoobentos larvy hmyzu, korýši, měkkýši, červi
Predátoři - larvy vážek (Odonata) - larvy i dospělci brouků (Coleoptera) - pijavice (Hirudinea) - dravé ryby - ptáci
Zvláštní typy stojatých vod Rašeliniště - rozsáhlá území, tvorba humifikované půdy Slatiny - vznikly zazemněním jezer a jiných nádrží, spodní voda Vrchoviště dotována vodou srážkovou Voda rašelinišť nízký obsah elektrolytů vysoký obsah huminových látek (hnědá barva) vysoký obsah CO 2, ph 3,5 5,5 Společenstva - tyrfobiontní a tyrfofilní organismy - řasy dvojčatkovití (Desmidiales) - kořenonožci, vířníci, perločky, vážky, chrostíci, vířníci Pylové analýzy v jednotlivých horizontech - sledování historického vývoje okolních lesních porostů, vliv člověka
Periodické (astatické) vody - tůně vznik - jarní záplavy, tání sněhu, zvýšení podzemní vody, deště Společenstva - osídlují živočichové s krátkým generačním cyklem - Daphnia, Moina, vířníci, hlístice, brouci - jarní druhy - žábronožka sněžní (Siphonophanes grubei), listonoh jarní (Lepidurus apus) ihned po rozmrznutí Adaptace živočichů k vyschnutí (diapauza) i vymrznutí
Pluviotelmy (napájené dešťovou či sněhovou vodou) Potamotelmy (plněné vodou při stoupnutí hladiny řek buď infiltrací podzemní vody nebo přímým zaplavením povodňovou vodou svrchu)
Malá velikost tůní tepelná kapacita vodního tělesa je malá (rychlé změny ve stratifikaci) ovlivnění okolním terestrickým prostředím je zásadní. Se zmenšující se plochou hladiny roste poměr jejího obvodu k ploše (intenzívní interakce s břehem) vodní sloupec je vzhledem k malému objemu a malé hloubce více ovlivněn procesy v sedimentech ve srovnání např. s velkými jezery (rychlý úbytek kyslíku s hloubkou a naopak přibývání rozpuštěných látek)
Zvláštní typy tůní dendrotelmy dutiny stromů fytotelmy úžlabí listů lithotelmy štěrbiny a pukliny skalisek Společestvo - larvy vířníků, pakomárců (Dasyhelea) a pakomárů (Metriocnemus)
Saliny abnormální existenční podmínky - vysoká koncentrace solí, kolísání salinity Společenstva - osídleny euryhalinními druhy - bičíkovci - Dunaliella halina - žábronožka - Artemia salina - břežnice - Ephydra riparia v pelagiálu