Podział troficzny jezior

Ponieważ woda jest najpopularniejszym rozpuszczalnikiem związków chemicznych, to stanowi idealne środowisko większości reakcji i procesów chemicznych, fizycznych i biologicznych.

Jeziora są bardzo zróżnicowanymi zbiornikami wodnymi. Istnieje wiele podziałów pod względem różnych czynników ich kształtujących. Jednym z nich jest podział troficzny, zwany również limnologicznym lub biologicznym.

Trofia – produktywność biologiczna zbiorników wodnych i zespół czynników środowiskowych o niej decydujących, takich jak np. położenie, budowa geologiczna, sieć hydrologiczna, typ użytkowania i rodzaj zagospodarowania zlewni jeziora i wynikający z niej np. skład i ilość dostających się do wody nawozów rolniczych czy ścieków; skład gatunkowy i liczebność organizmów, szata roślinna, ingerencja człowieka itp. Trofia jest więc połączeniem wielu procesów wewnątrzjeziornych i zlewniowych.

Najpopularniejszy podział troficzny dzieli jeziora na 3 główne typy: oligotroficzny, mezotroficzny i eutroficzny.

Jeziora poszczególnych typów różnią się cechami morfometrycznymi, stopniem degradacji, właściwościami fizyczno-chemicznymi wody, zawartością substancji mineralnych, zawiesin organicznych itp.

W cyklu rozwojowym jeziora następuje zazwyczaj przechodzenie ze stadium oligotroficznego do eutroficznego, a następnie do jego stopniowego zanikania. Przechodzenie takie nosi nazwę harmonijnego ciągu sukcesyjnego. Jednak są też jeziora o odmiennej sukcesji zwanej sukcesją dysharmoniczną, czyli taką, w której przykładowo pojedynczy czynnik występujący w ilości odbiegającej od normy nadaje całemu zbiornikowi specyficzny charakter.

Jeziora o harmonijnym ciągu sukcesyjnym:

Jezioro oligotroficzne – mało żyzne. Zazwyczaj duże, głębokie i przezroczyste, o wodzie w kolorze niebiesko-zielonej. Posiadają dużą przenikalność promieni świetlnych i wyraźny podział na warstwy termiczne (epilimnion, metalimnion i hipolimnion). Temperatura przy dnie wynosi 4oC. Są ubogie w substancje biogenne, odżywcze i pokarmowe (z wyjątkiem wapnia). Natlenienie dosięga dna (nie spada poniżej 50-60%) sprzyjając szybkiemu rozkładowi materii organicznej, która ulega mineralizacji i z powrotem powraca do obiegu. Osad stanowi kreda jeziorna. Dno twarde (piaszczysto-żwirowe lub kamieniste). Jeziora oligotroficzne odznaczają się bogactwem gatunków flory i fauny, przy niewielkiej jednak liczebności osobników danego gatunku. Roślinność zanurzona (najczęściej: ramienice, mech zdrojek, moczarka kanadyjska), jak i wynurzona tworzy wąski pas przybrzeżny. Brak zakwitów wody. Jeziora takie odpowiadają typowi jeziora sielawowego. Ryby reprezentowane są więc głównie przez: sielawę, sieję, stynkę, ukleję, płoć, okonia, leszcza, krąpia, jazgarza, węgorza, szczupaka i miętusa.
W sensie geologicznym są to młode jeziora. Z upływem czasu i procesem naturalnego użyźnienia przekształcają się poprzez typ mezotroficzny w jeziora eutroficzne.
Przykład, to jeziora górskie czy Hańcza.

Jezioro mezotroficzne – umiarkowanie żyzne. Jest to typ przejściowy między jeziorem oligotroficznym, a eutroficznym - charakteryzuje się więc cechami pośrednimi. Typ rybacki, to typ leszczowy, ewentualnie sandaczowy. Dno z większą ilością mułu i niedoborami tlenu. Mniejszy gradient termokliny. Mniejsza przejrzystość i przenikalność promieni świetlnych. Bujniejsza roślinność zanurzona (mech zdrojek i moczarka kanadyjska) i wynurzona (trzcina pospolita) tworząca rozległe łąki. Bujna jest także ichtiofauna, w której ryby reprezentowane są przez: leszcza, lina, płoć, wzdręgę, krąpia, szczupaka, sandacza, okonia, węgorza, jazgarza, czasami sielawę i stynkę.

Jeziora mezotroficzne można szczegółowiej podzielić na:
- α-mezotroficzne – bliższe oligotroficznym. Duża głębokość, mały deficyt tlenowy przy dnie, duża przezroczystość wody, nieco bardziej zasobne w składniki pokarmowe
- β-mezotroficzne – bliższe eutroficznym. Duża głębokość, duży deficyt tlenu przy dnie, słaba przezroczystość, dużo wolnego CO2, soli biogennych.

Jezioro eutroficzne – żyzne. Płytkie, o mętnej, żółtej i zielonkawej barwie wody spowodowanej silnym rozwojem glonów i innego życia biologicznego, rozwijającego się dzięki zasobności wody w mineralne składniki pokarmowe, głównie w związki fosforu (P) i azotu (N). Sporo jest też wapnia (Ca). Jeziora eutroficzne w rybackim typie przedstawiają się jako jeziora linowo-szczupakowe i ewentualnie po części karasiowe. Główne gatunki ryb w nich występujących, to: lin, szczupak, płoć, węgorz, karaś, okoń, krąp. Ze względu na małą głębokość nie występuje stratyfikacja termiczna. Na dnie dominują procesy gnilne, prowadzące do niedoboru tlenu, pojawieniu się bakterii beztlenowych, braku mineralizacji, a tym samym powodują odkładanie się materii organicznej, czyli mułu jeziornego i wypłacania zbiornika, aż do jego całkowitego zaniku i powstania stawów, bagien oraz torfowisk niskich. Procesy te może przyspieszać zrzut nawozów rolniczych i ścieków napływających do jeziora.

Źródła fosforu:
- ścieki komunalne 86%
- spływ powierzchniowy 11,6%
- spływ gruntowy 1,6%
- erozja zlewni 0,4%
- erozja brzegowa 0,1%
- opad liści 0,3%

Zjawisko zarastania zbiornika nazywa się eutrofizacją (z greckiego: eu – dużo, obficie, bogato; trofos – pokarm, warunki pokarmowe). Eutrofizacja w skrócie, to proces związany z nadmierna produkcją materii organicznej w zbiornikach wodnych i z wtórnym ich zanieczyszczaniem. Nadmierna eutrofizacja traktowana jest jako zanieczyszczenie, którego ostatecznym skutkiem jest dyskwalifikacja wód i ich całkowita nieprzydatność do celów użytkowych.


Nieharmonijny ciąg sukcesyjny:

Jezioro dystroficzne (suchary, jeziora płone) – niewielkie zbiorniki zazwyczaj bezodpływowe, głównie leśne (lasy iglaste) i bagienne, położone w obszarach torfowisk wysokich, z których to przedostają się do wody kwasy humusowe i inne związki tego typu (substancje humusowe z rozkładu igliwia i innych szczątków roślinnych w leśnej zlewni), dające charakterystyczne żółtobrunatne zabarwienie i kwaśny odczyn. Kwasy te wiążą też trwale biogenny: azot i fosfor przyczyniając się do ich niskiej dostępności dla roślin, małej produktywności biologicznej zbiornika i ubogiego życia organicznego. Ze względu na ich dużą ilość, pochłaniają też znaczną część promieniowania słonecznego hamując rozwój naczyniowej roślinności podwodnej, a fitoplankton reprezentowany jest przez glony i wiciowce potrafiące odżywiać się heterotroficznie i które nie wykorzystują dużo światła do procesu fotosyntezy. Jedyne naczyniowe jakie występują mają liście pływające (neuston - grzybień biały czy grążel żółty). Roślinność porastającą brzegi jezior dystroficznych tworzą mchy torfowce (torfowiec spiczastolistny), a także rośliny torfowiskowe jak np. wełnianka, rosiczka, turzyca bagienna, paprocie, czy krzewinki jak żurawina błotna i wrzos zwyczajny. Roślinność ta narasta na lustro wody tworząc trzęsawisko, czyli tzw. pło (wiązary, spleja), które rozrastając się może prowadzić do całkowitego zarośnięcia jeziora i wytworzenia torfowiska wysokiego. Ze względu na brak ichtioflory nie ma też ichtiofauny, która opiera się głównie na organizmach przystosowanych do niskiego pH i obecności związków humusowych (tyrfobionty). Ryb brak lub są nieliczne (głównie karasie), minimalne ilości zooplanktonu. Nawet bakterie są ograniczone kwaśnym środowiskiem, przez co procesy rozkładu zachodzą powoli, co prowadzi do odkładania się grubej warstwy osadów i wypłycania zbiornika.

Jezioro humotroficzne – odmiana jezior dystroficznych. Woda zdominowana jest przez substancje humusowe (kwasy huminowe, kwasy fulwowe, huminy). Mogą powstawać w wyrobiskach potorfowych.


Jezioro politroficzne (hipertroficzne, hipertroficzne) – przeżyźnione. Powstają najczęściej z jezior eutroficznych, do których spływają w nadmiernych ilościach zanieczyszczenia w postaci nawozów rolniczych, ścieków komunalnych i innych biogenów. Powoduje to intensywny zakwit glonów i silny rozwój życia biologicznego przy jednoczesnym spadku ilości tlenu w wodzie, aż do deficytu w warstwie dennej, gdzie jego wykorzystanie jest największe. Dzięki bujnym glonom woda ma barwę zieloną o małej przezroczystości, co prowadzi do zaniku roślinności zanurzonej. Dochodzi do śnięcia ryb oraz zaniku wielu gatunków bezkręgowców wodnych oraz powstawania osadów dennych typu sapropel, charakteryzujących się ciemnym kolorem od siarczków żelaza i produkcją gazów, m.in. dwutlenku węgla, siarkowodoru i metanu.

Jezioro saprotroficzne – bardzo przeżyźnione. Jezioro o bardzo dużej żyzności, często będącej wynikiem działań człowieka.

Jeziora argalitroficzne – występuje dużo zawiesiny koloidalnej, która napływa ze zlewni. Duże zaciemnienie i mały rozwój organizmów.

Jezioro alkalitroficzne (jeziorko) – krajobrazowo są bardzo podobne do jezior dystroficznych. Odróżnia je jednak skład chemiczny wody. Jeziorka są bogate w wapń (Ca >100 mg/dm3) i mają odczyn alkaliczny. Suchary natomiast dzięki obecności związków humusowych i ubogich zasobów wapnia, charakteryzuja się odczynem kwaśnym. Na tak specyficzny chemizm wód jeziorek decydujący wpływ ma przepływowość tych zbiorników, która powoduje znaczny ubytek substancji organicznych oraz stałe zasilanie w związki wapnia i magnezu poprzez bijące w dnie źródliska. Dzięki ich wysokim koncentracjom jeziorka charakteryzują się silnymi właściwościami buforującymi, co powoduje, że wykazują dużą odporność na zmiany odczynu wody (pH) i nie ulegają zakwaszaniu przez związki humusowe oraz kwaśne opady atmosferyczne. Dno jeziora porastają rośliny lubiące czysta wodę, zasobną w wapń. Są to więc duże glony – ramienice, wywłóczniki, osoka aloesowata, grążele, grzybienie, rdestnice oraz rośliny ziemno-wodne skrzyp wodny, czy rdest. W okresie letnim bardzo intensywnie przebiega zjawisko biologicznego odwapniania wody, które polega na wytrącaniu się węglanu wapnia na powierzchni roślin podczas procesu fotosyntezy. Widać to gołym okiem w postaci białego osadu pokrywającego rośliny. W okresie zimy zjawisko wytrącania węglanów jest silnie ograniczone, a opadająca na dno materia organiczna mineralizowana jest w obecności mniejszej ilości tlenu. Dzięki temu osady zimowe są dużo ciemniejsze od letnich. Tak powstające osady noszą nazwę osadów laminowanych.
W wyniku degradacji jeziorka przekształcają się w torfowiska niskie.

Jezioro lobeliowe – odmiana jeziora oligotroficznego. Cechą charakterystyczną i klasyfikacyjną tego typu jezior jest występowanie zimozielonej rośliny lobelii jeziornej (Lobelia dortmanna) - reliktu borealno-atlantyckiego. Gatunkami wskaźnikowymi mogą też być niewymagające zbyt wielu związków mineralnych: poryblin jeziorny (Isoëtes lacustris) i brzeżyca jednokwiatowa (Littorella uniflora). Rośliny te są gatunkami, które najlepiej funkcjonują w odczynie kwaśnym i obojętnym, ponieważ do fotosyntezy mogą pobierać CO2 wyłącznie w postaci wolnej, a takiego jest najwięcej przy pH < 7. Z tego względu jeziora takie położone są wśród lasów (borów sosnowych, borów mieszanych i kwaśnych buczyn), z których w niewielkiej ilości spływają do zbiornika kwasy humusowe. Ale kwaśny odczyn nie jest regułą, gdyż spotyka się również jeziora lobeliowe o pH 8. Najczęściej jest to jednak odczyn obojętny pH 6-7,6. Prócz trzech charakterystycznych gatunków występujących w strefie płytkiego litoralu, na podmokłym brzegu wyrastają: torfowce, rosiczki (np. rosiczka okragłolistna Drosera rotundifolia), turzyce (np. turzyca bagienna Carex limosa) i widłaczki (np. widłaczek torfowy Lycopodiella inundata). Roślinność zanurzona to: wywłócznik skrętoległy (Myriophyllum spicatum), elisma wodna (Luronium natans) i jeżogłówka pokrewna (Sparganium angustifolium), oraz porastające dno ramienica delikatna (Chara delicatula) i torfowiec ząbkowany (Sphagnum denticulatum). Fauna jezior lobeliowych jest uboga ze względu na małą naturalną produktywność zbiornika. Niemniej występują tutaj specyficzne gatunki bezkręgowców, ważek, chrząszczy, chruścików (np. Phryganeidae, Limnephilus borealis) i pluskwiaków.
Szacuje się, że w Polsce znajduje się 178 jezior lobeliowych głównie na Pojezierzu Pomorskim, w Borach Tucholskich, na Równinie Charzykowskiej i Pojezierzu Kaszubskim.
Jeziora te są wyjątkowo wrażliwe na zanieczyszczenia.

Jezioro słone – to jeziora, w których rozpuszczona jest znaczna (ponad 20 ‰) ilość soli (chlorku sodu, siarczanu magnezu, związków potasu i innych). Jeziora takie są charakterystyczne dla obszarów suchych i gorących, ponieważ nagromadzenie soli następuje w wyniku silnego parowania w połączeniu z brakiem odpływu wód do morza lub w wyniku dopływu wód podziemnych. Ze względu na poziom zasolenia w słonych jeziorach zubożałe życie opiera się głównie na niektórych bakteriach i glonach. Jeziora słone zawierają ponad 40% wód wszystkich jezior świata. Największe tego typu jezioro to Morze Kaspijskie.



Materiały:

Literatura:
o Ekologia i ochrona wód – wykłady
o Spinning – Andrzej Skarżyski KAW 1989
o Kalendarz wędkarski 1998 CHORS s.c.
o Toksykologia ryb – W.I. Łukjanienko PWRiL 1967
o Rybactwo jeziorowe i rzeczne – J. Szczerbowski

Rysunki:
o Rys. 1. – autorstwo własne
o Rys. 2. – http://park.borytucholskie.info/index.php?lg=&a=102

Internet:
o http://www.turystykauj.yoyo.pl/hydro_pliki/filelist.xml
o http://park.borytucholskie.info/index.php?lg=&a=101
o http://park.borytucholskie.info/index.php?lg=&a=102
o http://www.funka.bydg.org/dydaktyka/sciezki/charzyk.html
o http://www.funka.bydg.org/dydaktyka/sciezki/4.html
o http://www.sciaga.pl/tekst/32999-33-typologia_jezior
o http://nevada.pl/nurkowanie/PROJEKT/PODSTRONY/jeziora.html
o http://www.agro.ar.szczecin.pl/%7Ekupiec/pdf/swidwie.pdf
o http://www.kul.lublin.pl/files/57/working_papers/zykubek_obciazenie_TP_2006.pdf
o http://www.wigry.win.pl/jeziorka.html
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Jezioro_oligotroficzne
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Jezioro_mezotroficzne
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Jezioro_eutroficzne
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Jezioro_politroficzne
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Jezioro_saprotroficzne
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Jezioro
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Typologia jezior
o http://linux.tol.pro.br/portal/artigo-pl/Tyrfobiont
o http://linux.tol.pro.br/portal/artigo-pl/Jezioroo humotroficzne
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Sapropel
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Suchar
o http://pl.wikipedia.org/wiki/Pło