Základy hydrobiologie (limnologie, limnoekologie, limnobiologie) Jan Helešic (helesic&sci.muni.cz) D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\Uvod.jpg Základní učebnice D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\sramek.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\lellak.jpg Základní učebnice D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\schwoerbel.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\wetzel.jpg Základní učebnice D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\lampert.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\Kalff.jpg Základní učebnice D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\Boulton.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\sterba.jpg Voda na Zemi D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\voda.jpg Koloběh vody v biómu Země D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\kolobeh1.jpg Koloběh vody v biómu Země D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\kolobeh2.jpg Voda na Zemi a v ČR a SR D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\voda1.jpg Zásoby vody - jezera D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\jezera.jpg Vývoj jezerních systémů D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\jezeravyv.jpg Voda v ČR a SR D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\srazky.jpg Podzemní vody D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\podzv.jpg Vodohospodářsky významné oblasti ČR D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\vodoblasti.jpg Voda základ života na Zemi D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\voda2.jpg Voda základ života na Zemi D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\voda3.jpg Voda základ života na Zemi D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\cluster.jpg Hustota vody D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\hust1.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\hust2.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\hust3.jpg • Termická stratifikace • Vysoká hustota (775x) – • Stavba těl a velikost vodních organismů Viskozita (dynamická) vody •Vnitřní tření – odpor prostřední (vody) proti vlastnímu pohybu nebo jiné částici. •100x vyšší než viskozita vzduchu •Jednotka Pa.s. •Závislost na teplotě D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\visk.jpg 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 • závislost na teplotě a množství rozpuštěných látek • vytvoření stabilizační plochy – specifického mikroprostředí • neuston – epi, hypo, pleuston D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\neuston.jpg 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 D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\strat1.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\strat2.jpg Záření a voda D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\zar1.jpg Záření a voda D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\zar2.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\zar3.jpg Záření a voda D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\zar4.jpg 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 D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\seiche1.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\seiche2.jpg Pohyby vody D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\vlny1.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\vlny2.jpg Další fyzikální vlastnosti vody •Hydrostatický tlak •Vodivost vody •Redox potenciál •pH Kyslíkový režim vodního prostředí D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\kyslik.jpg Koloběh kyslíku •Rozpustnost ve vodě – teplota, tlak, plocha aj. D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\kysl1.jpg Relativní podíl kyslíku a dusíku – 1:5 (vzduch) vers. 1:2 (voda) Distribuce O2 ve vodním sloupci – stratifikace (trofogenní versus trofolytická zóna Koloběh v biomu Země D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\kysl2.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\kysl3.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\kysl4.jpg 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 - Hlavní zdroj C – CO2, - 200x rozpustnější než O2, závislost na teplotě, až 5 mg/l - stanovení jako alkalita - KNK D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\uhlik.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\uhlik1.jpg Hydrogen – uhličitanový systém D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\uhlik2.jpg 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 D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\rh.jpg 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 D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\dusik1.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\dusik2.jpg Koloběh fosforu D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\fosfor.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\fosfor1.jpg Koloběh síry D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\sira.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\sira1.jpg Organické látky (organic matter) •Základní formy –Rozpuštěné – DOM –Koloidní – COM –Partikulované – POM •POM – velikostní kategorie –Hrubé – CPOM větší 1mm –Jemné – FPOM do 500 μm –Ultra jemné UFPOM Koloběh živin D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\ziviny.jpg Koloběh živin D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\ziviny1.jpg Koloběh živin D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\ziviny2.jpg D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\ziviny3.jpg Koloběh živin a org. hmoty D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\ziviny4.jpg 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 D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\organismy.jpg Energie v ekosystému D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\Energyb.jpg Celková trofie systému D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\trofie.jpg Celková trofie systému D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\trofie1.jpg Ekologická nika D:\docprace\DOKUMENTY\ucebnice\Hydrobiologie\nika.jpg