Е.А. Зилов
Гидробиология и водная экология
Учебное пособие. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2007.
Раздел 2. Организация водных экосистем
7. Температурная стратификация озер
7.1. Сезонные изменения стратификации и роль в годовой динамике гидробиоценозов
Динамика поведения водных экосистем во многом определяется
таким важным свойством водоемов, как температурная стратификация[22].
Температурная стратификация может быть прямой – температура воды от дна
водоема к поверхности увеличивается, или обратной – температура воды от
дна к поверхности уменьшается. Эти особенности стратификации основаны на одном
из аномальных свойств воды – наличии максимума плотности при 4 °C. Именно поэтому и вода, имеющая
температуру выше этой, и имеющая температуру ниже, занимает вышележащие слои
водного тела, тогда как вода с температурой максимальной плотности – нижние. Когда
температура верхних и нижних слоев уравнивается, наступает гомотермия,
во время которой возможно перемешивание всей массы воды (рис. 26).
Рис. 26. Температура на разных глубинах в озере при прямой
(1), обратной (2) стратификации и гомотермии (3)
В годовой динамике типичного водоема умеренных широт можно
выделить 4 основных фазы (рис. 27): летом – верхние слои воды прогреты, нижние
сохраняют температуру около 4 °C. Этот и есть период прямой стратификации, когда верхние слои воды теплее
нижних. Осенью – верхний слой воды охлаждается и становится возможным
перемешивание всей водной толщи (гомотермия). С наступлением зимы поверхность
водоема замерзает, подо льдом находится вода с температурой 0–1 °C, но с плотностью ниже, чем при
4 °C. Наступает явление обратной
стратификации. С таянием льда по весне температура в водной толще уравнивается
и вновь наступает перемешивание – гомотермия.
Рис. 27.
Годовой ход стратификации типичного димиктического водоема умеренных широт. 1 –
гиполимнион, 2 – металимнион, 3 – эпилимнион, 4 – лед.
Необходимо упомянуть несколько терминов, уже знакомых
студентам из курса гидрологии. Верхний слой воды озера в период стратификации
именуется эпилимнионом, нижний – гиполимнионом. Разделяющий их
слой температурного скачка или термоклин – металимнионом.
Эпилимнион, как правило, составляет трофогенный[23],
или «питающий» слой водоема. Именно в нем происходит продукция органического
вещества первичными продуцентами – водорослями или высшими водными растениями,
снабжающими всех обитателей водоема пищей. В гиполимнионе (трофолитическом
слое), напротив, главенствуют процессы разложения органики в ходе метаболизма
консументов (животных) и редуцентов (микроорганизмов). В их ходе высвобождаются
неорганические элементы питания, необходимые для продукции нового органического
вещества.
Металимнион, в силу разницы плотностей меж слоями
предоставляет широкое поле деятельности для бактерий и простейших, т.к.
взвешенное органическое вещество (живые и отмершие организмы планктона)
образовавшееся в ходе процессов продуцирования в эпилимнионе при осаждении
задерживается в этом слое и служит пищей многочисленным консументам и
редуцентам.
[22]
От strata (лат.) – слой.
[23]
От трофос (греч.) – пища, питание, генос (греч.) – рождающий.
|