Озерные гидроэкосистемы
Озера относятся к категории замкнутых гидроэкосистем. Являясь водоемом, расположенным в естественной впадине суши, они имеют свои экологические зоны.
Первая от берега зона — литоральная — занята высшими водными растениями (полуводные, плавающие, погруженные растения). Следующая зона — сублиторальная, в которой развивается планктон и нектон. В основной зоне — профундалъ — главное значение имеет бентос (донные организмы). Это деление производится для больших озер и, в меньшей степени, для средних. В дополнение к этому большое значение имеет еще и периодически затопленная прибрежная зона озера. Площадь затопления и продолжительность стояния воды на ней, равно как и глубина, зависят от амплитуды колебаний уровня озера и строения его котловины. Так, средний объем оз. Ильмень в 8 раз, а площадь зеркала в 25 раз меньше, чем у Онежского озера. Зато площадь затопляемой поймы оз. Ильмень намного больше, что создает благоприятные условия для размножения рыбы и поэтому ее уловы в 1,3 раза превышают уловы в Онежском озере.
В озерах резко варьирует содержание кислорода, по сравнению с реками. В озерах с прозрачной водой во время интенсивного фотосинтеза водной растительностью быстро повышается содержание кислорода, но с ее отмиранием оно также быстро уменьшается, поскольку не только прекращается выделение кислорода, но он еще и поглощается разлагающейся фитомассой. В результате могут возникать летние заморы рыбы. Еще легче они возникают в озерах с бурой (гумусной) водой. Подобные же заморы могут происходить в суровые зимы, когда на озере образуется толстый слой льда, надолго изолирующий водную поверхность от воздуха и света. Поступление кислорода с поверхности и от водорослей прекращается, более того увеличиваются его затраты на окисление и в конце концов все запасы кислорода расходуются, происходит зимний замор рыб. Это случается обычно на бессточных (аккумулятивных) озерах, реже — на сточных.
В зависимости от глубины водной толщи, местного климата и содержания химических примесей в воде озера могут быть подразделены на несколько типов.
С учетом глубины водоема выделяют три типа озер.
— меромиктические — это очень глубокие озера, в них наблюдается постоянная стратификация водной толщи. При этом верхний, хорошо перемешиваемый и богатый кислородом, слой называется эпилгтнионом; нижний, застойный, более холодный и почти лишенный растворенного кислорода слой называется гиполим- нионом. Граница температурного перепада между этими слоями называется металимнионом. В озерах умеренных широт термоклин залегает обычно на глубине до 5 м;
— голомиктические озера имеют меньшую глубину, перемешивание водной массы на всю глубину происходит один или несколько раз в году, стратификация непостоянна.
К третьему типу относятся озера глубиной до нескольких метров, в которых термической и химической стратификации вообще не происходит.
Наибольший интерес, с точки зрения экологии, представляет классификация озер по химическому составу воды и по биологической продуктивности. Здесь также выделяют три типа озер:
— олиготрофные — как правило, глубокие озера с прозрачной и холодной водой, бедной минеральным азотом и фосфором, с достаточным содержанием кислорода, но низким содержанием С02;
— ефтрофные — неглубокие, малопрозрачные озера, из-за геологических и прочих особенностей водосбора богатые азотом и фосфором. Их биологическая продуктивность весьма высокая, поэтому временами (особенно на глубине) ощущается острый дефицит кислорода;
— дистрофные — мелкие озера, имеют торфяные берега, вода в них окрашена в бурый цвет взвесью гуминовых веществ, вымываемых из торфяной залежи. Кислорода в воде мало; жизнь в озере, да и само оно постепенно деградируют.
Между выделенными типами озер имеются взаимопереход — ные состояния. Человеческая деятельность на водосборных территориях оказывает существенное влияние на экосистему озер.
Большое значение для экосистемы озера имеет явление еф — трофирования, т. е. повышение биологической продуктивности водоема в результате накопления в воде минеральных и органических питательных веществ с водосбора. Это может происходить под действием естественных или антропогенных факторов. Последнее случается чаще.
Когда поступление веществ идет слишком интенсивно и они не успевают усваиваться биоценозом водоема, происходит загрязнение воды биогенами, т. е. веществами, образующимися в результате разложения сине-зеленых и других водорослей. При этом идет интенсивное потребление кислорода на реакцию разложения.
Ефвтрофикация водоема происходит в четыре этапа. На первом этапе увеличивается загрязнение за счет стока вод, насыщен-
ных органическими и (или) минеральными веществами (фосфор, азот и др.). Начинается бурный рост водорослей и их частичное отмирание. На втором этапе происходит разложение отмерших водорослей с интенсивным потреблением кислорода (первичное БПК — биологическое потребление кислорода), на третьем — аэробное разложение и потребление кислорода после отмирания водорослей (вторичное БПК). Вблизи дна возникает хемоклин, а в осадках идет накопление органических веществ, фосфора и азота. Наблюдается массовая гибель всего живого в воде. На чет, вертом этапе происходит; анаэробное разложение (увеличение вторичного БПК), приближение хемоклина к поверхности водоема, а содержание кислорода под ним приближается к нулю. Образуется сероводород и аммиак. Все это ведет к формированию гнилостного болота.
Ефтрофикации водоемов в большой мере способствует повышению температуры воды в жаркие месяцы и особенно при тепловом загрязнении за счет притока теплых вод.
В отличие от пресных озер соленые озера имеют множество специфических особенностей. Так, для соленых озер минерализация (содержание растворенных солей) характеризуется значением 3,5 %о; при минерализации 0,1-3,5 %о озера считаются солоноватыми Соленость и химический состав солей в соленых озерах изменяются в широких пределах. Известны карбонатные, углекислые (содовые), сульфатные, сернокислые, хлоридные и другие типы химического состава озерной воды. В зависимости от гидрометеорологических факторов соленость и тип минерализации в одном и том же озере могут периодически изменяться, подчиняясь хронологическим ритмам. Пресные и соленые озера могут находиться в непосредственной близости одно от другого, а иногда отдельные участки одного озера моїуг быть либо пресными, либо солеными (оз. Балхаш).
К интересным природным явлениям относятся озера термокарстового типа. Характерной особенностью этих озер является их высокая геоморфологическая активность. Народнохозяйственная роль таких озер очень многообразна: это биологические ресурсы, запасы различных солей, урожай тростника, лечебные грязи, залежи сапропеля, отложения торфа и др. Однако степень их использования невысока.