Zjawiska degradacyjne w przyrodzie
Degradacja częściowa zasobów przyrody- obniżenie lub całkowita utrata (dewastacja)- wartości produkcyjnych, zdrowotnych, krajobrazowych, estetycznych, historycznych mających znaczenie w życiu człowieka (całkowita utrata wartości)
Antropopresja (wpływ człowieka) i jej skutki:
stosowanie ognia w celu pozyskiwania terenów uprawnych (wypalanie lasów, torfowisk)
stosowanie narzędzi z czasem coraz bardziej skomplikowanych i wydajnych
degradacja zbiorowisk roślinnych w wyniku karczowania lasów, zaorywanie i osuszanie stepów, osuszanie i wypalanie torfowisk i wrzosowisk niezbędne do wprowadzenia nowych zbiorowisk roślinnych tj. łąki, pastwiska czy pól uprawnych
niewłaściwe użytkowanie gleb- nadmierny wypas terenów trawiastych, zgrabianie ściółki leśnej, przesuszanie terenów, przenawożenie pól, użytkowanie terenów (nadmiernie) w celach rekreacyjnych
utrata stanowisk przez wiele gatunków roślin i zwierząt
Gatunki stają się rzadkie lub wymierające dotyczy to szczególnie gatunków o ściśle określonych wymaganiach (o wąskim zakresie tolerancji) szczególnie narażone gatunki siedlisk najsilniej zmienianych przez człowieka: rośliny i zwierzęta siedlisk mokrych i podmokłych, gatunki siedlisk oligotroficznych.
ekspansywność niektórych gatunków
przemysł i górnictwo- wzmożona emisja zanieczyszczeń powietrza, wód i gleb, nadmierna eksploatacja surowców mineralnych, przesuszenie obszarów rolniczych i leśnych wskutek wytworzonych lejów depresyjnych
eutrofizacja zbiorników i cieków wodnych, przedostawanie się ścieków rolniczych i komunalnych do wód przeżyźnienie, akumulacja substancji organicznej i jej rozkład, brak tlenu, zagrożenia dla gatunków siedlisk oligotroficznych
zakwaszenie jezior eutroficznych w skutek emisji siarki i azotu- ekspansja przybrzeżna mchów torfowców i zanik gatunków związanych z żyznymi wodami jezior eutroficznych
Przykładowe skutki zanieczyszczeń:
W 1987 roku obszary zagrożone ekologicznie, według danych WHO obejmowały 11% powierzchni Polski zamieszkiwanej przez około 12 mln ludzi tj. 1/3 populacji Polski
W Polsce na 1000 urodzeń 19 to urodzenia martwe na Śląsku liczba ta dochodzi do 60
W wyniku degradacyjnego wpływu obiektów przemysłowych obumiera 25- 50% lasów górskich
Połowa polskich rzek ma zanieczyszczone wody nie odpowiadające normą
Ok. ¼ produkowanej w Polsce żywności nie odpowiada normą sanitarnym
Straty wywołane zanieczyszczeniem środowiska wynoszą rocznie ok. 500 mln zł, będą wzrastały, jeśli nie podejmiemy działań.
Koszy, jakie ponosimy w skali globalnej poprzez nadmierne przeciążenie naturalnej wydajności układów naszej planety:
1.Straty gruntów uprawnych
Obszary uprawne stanowią ok. 1/10 z 13 mld ha powierzchni kontynentów
2.Użytkowanie oceanów jako zbiornika odpadów.
Oceany stanowią integralną część ekosfery, dostarczają żywność i tlen. W skutek katastrof każdego roku ok. 1 mln ton ropy dostaje się do mórz z frachtowców, urządzeń wiertniczych itp. Wiele innych szkodliwych produktów jest wrzuconych do mórz
3.Zagrożone gatunki
Działalność człowieka ma z reguły negatywny wpływ na przyrodę. Szczególnym zagrożeniem roślin i zwierząt jest zetknięcie się ze sztucznie wytworzonymi związkami chemicznymi. Drugim poważnym zagrożeniem jest fizyczne niszczenie ich naturalnych siedlisk. W ciągu ostatnich dziesięcioleci wyginęło wiele gatunków.
4.Choroby wywołane przez środowisko
Są to takie choroby, które pośrednio lub bezpośrednio związane są ze zmianami w środowisku, spowodowanymi przez człowieka (nowotwory, nerwice, choroby serca, choroby płuc i oskrzeli, pylica, alergie)
5.Nierozmyślne zmiany klimatu
Źródłem ich jest wzrost stężenia, CO2 i różnych zanieczyszczeń w atmosferze.
Wielokierunkowa klasyfikacja zanieczyszczeń degradujących środowisko:
A.W zależności od miejsca powstawania
Przemysłowe
Komunalne
Transportowe
Rolnicze
B.W zależności od rodzaju środka zanieczyszczającego
Materialne (stałe, ciekłe, gazowe)
Pozamaterialne (termiczne, akustyczne, promieniowanie radioaktywne, elektromagnetyczne oraz wibracje)
C.W zależności od elementów ulegających zanieczyszczeniu
Zanieczyszczenia powietrza
Zanieczyszczenia wód
Zanieczyszczenia gleby (i Ziemi)
Zanieczyszczenia przestrzeni
W klasyfikacji szczegółowej wyróżnia się około 30 rodzajów zanieczyszczeń są to m. in.:
Metale ciężkie i związki chemiczne
Środki ochrony roślin
Substancje nawozowe
Lekarstwa i związki o specjalnym działaniu
Substancje pomocnicze i dodatki do środków spożywczych
Obowiązująca na terenie UE klasyfikacja substancji chemicznych zawarta jest w „żółtej księdze” i dzieli je na 6 klas:
1.Substancje eksplozyjne
2.Substancje wspomagające palenie (utlenianie)
3.Substancje łatwopalne
4.Substancje trujące i niebezpieczne dla zdrowia
5.Substancje żrące i drażniące
6.Substancje promieniotwórcze
Budowa ziemi
Z jakich pierwiastków składa się wszechświat, a z jakich nasz układ słoneczny i ziemia?
Z takich samych- stosunki ilościowe różne
We wszechświecie dominuje wodór i hel (99,9% wszystkich atomów) 0,093%: węgiel, tlen, azot, neon
Ziemia posiada znacznie mniejszą ilość wodoru, helu, węgla, azotu ale zdecydowanie więcej tlenu.
Geosfera wykształciła się późno, już po pojawieniu się życia na ziemi.
Litosfera ziemi składa się głównie z 8 pierwiastków -99,05% jej masy
Budowa i skład litosfery
Litosfera (gr.: strefa kamienna) jest najbardziej zewnętrzną, względnie sztywną i kruchą powłoką złożoną ze skał zbliżonych do znanych nam z powierzchni Ziemi, nawet częściowo niestopionych. Obejmuje ona skorupę oraz zewnętrzną część górnego płaszcza (tzw. warstwę perydotytową). Ulega deformacjom tektonicznym (uskoki, fałdy). Zależnie od typu skorupy rozróżniamy litosferę kontynentalną (grubszą i sztywniejszą) i oceaniczną (cieńszą, bardziej plastyczną).
Litosfera kojarzy się z czymś stałym, jednolitym, trwałym, jest to mylące skojarzenie!
Powierzchnia ziemi nie jest ciągłym jednolitym płaszczem składa się z ogromnych płyt- „płyt kontynentalnych, które przemieszczają się po głębszej warstwie o konstelacji niestałej- atmosferze
Płyty kontynentalne mają różną wielkość i kształt; jest ich 15; płyta pacyficzna- prawie w całości płyta oceaniczna, pozostałe- płyty częściowo lądowe, częściowo oceaniczne
Płyty kontynentalne przesuwają się w płaszczyźnie pionowej i poziomej
Ogólna budowa ziemi
Jądro wewnętrzne
Jądro zewnetrzne
Płaszcz dolny
Strefa przejściowa
Płaszcz górny
Skorupa
Skorupa
Skorupa to cienka (stanowiąca przeciętnie zaledwie 0,5% promienia Ziemi), najbardziej zewnętrzna warstwa, zbudowana ze stosunkowo lekkich skał. Wyróżniamy 2 podstawowe typy skorupy – kontynentalną i oceaniczną – różniące się grubością i składem.
Jest strukturą nieciągłą zbudowaną z płyt kontynentalnych.
Grubość skorupy ziemskiej pod kontynentami wynosi od 20- 80km, pod oceanami od 5- 9km. Najczęściej spotykane pierwiastki: tlen, krzem, glin.
Stanowi 0,6% objętości naszej planety
Skorupa kontynentalna
Jest gruba, ma zwykle 35–40 km, a pod wysokimi młodymi górami (jak Himalaje, Kaukaz, Alpy) grubość ta wzrasta do 70, a nawet do 90 km, zaś w wyniku rozciągania lub podgrzewania może spadać do 15–25 km. Średnia gęstość skorupy kontynentalnej wynosi 2,8 g/cm3. Zbudowana jest zwykle (od góry) z warstwy skał osadowych o grubości kilku, czasem kilkunastu km, podścielonej warstwą granitową (od kilka do 30 km), pod która leży warstwa bazaltowa (od kilku do 40 km). Skorupa kontynentalna jest stara, często ma bardzo złożona budowę geologiczną, zaburzoną w trakcie licznych dawnych faz górotwórczych.
Skorupa oceaniczna jest wielokrotnie cieńsza, może mieć zaledwie 6–12 km. Ma zwykle 3-warstwową budowę, a jej gęstość wzrasta ku dołowi i wynosi od 2,5 do 2,9–3,3 g/cm3. Zbudowana jest zwykle ze skał zbliżonych do bazaltów (bazalty, diabazy, gabra), często przykrytych pokrywą skał osadowych różnej grubości (do kilku km). Jest zwykle stosunkowo młoda – nie znamy starszej skorupy oceanicznej niż jurajska (135–200 mln. lat). Współcześnie obserwujemy jej powstawanie na grzbietach śródoceanicznych.
Lokalnie występuje skorupa typu przejściowego między kontynentalną a oceaniczną (subkontynentalna, suboceaniczna).
Płaszcz
Płaszcz leży pod skorupą i jest dużo grubszy – sięga do głębokości 2900 km. Nie jest jednorodny, w jego obrębie stwierdza się nieciągłości sejsmiczne, dzięki którym zazwyczaj wyróżnia się płaszcz górny (sięgający do głębokości 200–400 km) oraz płaszcz dolny (od 660–900 do 2900 km), niekiedy rozdzielone strefą przejściową (od 200–400 do 660–900 km). Skały budujące płaszcz są przeważnie w stałym stanie skupienia (przewodzą zarówno podłużne, jak i poprzeczne fale sejsmiczne).
Płaszcz Ziemi pełni bardzo ważną funkcję: zachodzące w nim procesy konwekcji cieplnej – chociaż bardzo powolne – są motorem napędzającym ruch płyt litosfery, w następstwie czego możliwa jest cyrkulacja pierwiastków i związków chemicznych pomiędzy powierzchnią a wnętrzem Ziemi.
Płaszcz górny (astenosfera) charakteryzuje się szybkim przyrostem prędkości fal sejsmicznych, ma gęstość 3,2–3,4 g/cm3 i jest najprawdopodobniej zbudowany z perydotytów (ultrazasadowa skała głębinowa; zawiera mniej niż 45 proc. krzemionki).
Płaszcz dolny (mezosfera) jest wydzielany na podstawie wyraźnego spadku tempa wzrostu prędkości fal sejsmicznych wraz z głębokością. W jego dolnych częściach gęstość osiąga ok. 6,0 g/cm3, a temperatura 3000°C.
Jądro ziemi (barysfera)
Najbardziej wewnętrzna z geosfer, kula o promieniu ok. 3500 km, metaliczna (głównie Fe). Barysfera stanowi ok.16% objętości Ziemi i aż 31% jej masy. Na podstawie badań sejsmologicznych w obrębie jądra wyróżniono trzy strefy: jądro zewnętrzne, jądro wewnętrzne i położoną między nimi strefę przejściową.
Jądro zewnętrzne nie wykazuje sprężystości (tłumi sejsmiczne fale poprzeczne), z czego wynika, że znajduje się ono stanie ciekłym lub gazowym. Uwzględniając jego wysoką gęstość, należy sądzić, że zbudowane jest z roztopionych metali.
Dopiero poniżej 5100km od powierzchni Ziemi materia jądra posiada cech ciała sprężystego. Przyjmuje się, że w skład obydwu części barysfery wchodzą głównie metaliczne żelazo i nikiel z domieszkami tlenu, siarki, krzemu i potasu. Barysfera stanowi ok.16% objętości Ziemi i aż 31% jej masy.
Powierzchnie nieciągłości to cienkie strefy w głębi Ziemi będące granicami ośrodków o różnych własnościach fizycznych (najczęściej sejsmologicznych). Wyróżniamy 3 podstawowe powierzchnie nieciągłości:
Moho (= Mohorovičića) – na głębokości od kilku do kilkudziesięciu km, pomiędzy skorupą a płaszczem,
Wiecherta-Gutenberga – na głębokości ok. 2900 km, między płaszczem a jądrem,
Inge Lehman – na głębokości ok. 5100 km, między jądrem zewnętrznym a wewnętrznym
Jakie warunki panują w poszczególnych warstwach ziemi?
Wraz z głębokością rośnie temperatura, przeciętny wzrost temperatury 1OC/33m, wzrost jest jednakowy we wszystkich miejscach na Ziemi.
Degradacja gleb
Gleba- wierzchnia warstwa skorupy ziemskiej (litosfery). Wytworzona ze skał, które ulegają przekształceniom pod wpływem otaczającego je środowiska. Jest częścią przyrody i ma swoiste właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne. Jej cechą jest produkcyjność. Na produkcyjność wpływają wszystkie jej właściwości oraz klimat glebowy, który oddziałuje na produkcję masy roślinnej.
Stanowi ono środowisko i podłoże świata roślinnego, a roślinność jest podstawowym i głównym czynnikiem glebotwórczym (czynnik biotyczny). Jest jednym z najważniejszych zasobów przyrody.
Czynniki glebotwórcze
Elementy środowiska geograficznego wpływające na powstanie i rozwój gleb występujące jednoczesnie a typ gleb zalezy od charakteru ich oddziaływania. Czasem jeden z czynników dominuje.
Edafon
Ogólna nazwa wszystkich organizmów żywych, żyjących w przypowierzchniowej części gleby. Wlicza się do nich zarówno mikroorganizmy jak i rośliny oraz zwierzęta. Są one głównym ogniwem cyklu przemiany materii organicznej w przyrodzie i na lądzie. Obieg materii organicznej na lądzie można określić jako:
edafon roślina zwierzęedafon
edafon- bakterie, glony, grzyby, pierwotniaki, pierścienice, pajęczaki, nicienie
Degradacja gleby
Modyfikacja jej fizycznych, chemicznych i biologicznych właściwości, pogarszające biologiczną aktywność środowiska, ze szczególnym uwzględnieniem produkcji środków żywności i warunków ekologiczno- sanitarnych populacji ludzkiej i estetycznych walorów krajobrazu.
Charakter degradacji
względna- polega na przeobrażaniu się dotychczasowego układu stopniowo lub skokowo o aktywności nie mniejszej od poprzedniego
rzeczywista- polega na trwałym obniżeniu lub zniszczeniu aktywności biologicznej gleb (dewastacja)
Główne formy degradacji gleb:
wyjaławianie ze składników pokarmowych i naruszenie równowagi jonowej
zakwaszenie i alkalizacja środowiska
zanieczyszczenie składnikami o charakterze toksycznym
zasolenie
przesuszenie
zawodnienie
erozja
zniekształcenie struktury gleby
zniekształcenie rzeźby terenu
zanieczyszczenie mechaniczne
techniczno- przestrzenne rozdrobnienie powierzchni biologicznie czynnej
zanieczyszczenie (skażenie) biologiczne
mechaniczne zanieczyszczenie lub uszkodzenie poziomu próchniczego
Stopień degradacji gleby na podstawie zawartości próchnicy właściwej :
|
|
---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Do gleb zdegradowanych zaliczane są także gleby mające dużą zawartość próchnicy but winowej (ektohumus) odłożonej na powierzchni ziemi na skutek zakłóceń w procesach rozkładowych substancji organicznej wywołanej zanieczyszczeniami przemysłowymi.
Stopień degradacji bardzo duży i duży = 0,5% powierzchni Polski
Stopień degradacji średni i mały 2,2%
Strefy zagrożenia degradacją w pobliżu stref zdegradowanych -12%
Małe tereny zdegradowane nie ujęte na mapie od 17-20% powierzchni
Największe skupiska terenów zdegradowanych i zagrożonych degradacją- południowa i południowo- zachodnia część Polski
Mniejsze tereny zdegradowane- środkowa i północna część Polski
Oddziaływania przemysłu przetwórczego
W strefie intensywnego oddziaływania przemysłu przetwórczego wydobywczego degradacje może objawiać się w 4 formach:
1.Geotechniczna degradacja gleb- powodują zewnętrzne zmiany na powierzchni (zniekształcenia rzeźby terenu). Występują na całym obszarze kraju, najliczniej na terenach górniczych, budowlanych i miejskich. Zniekształcenia te powodowane są przez działalność górnictwa odkrywkowego i podziemnego, budownictwa wodnego, drogowego, kolejnictwa, zakładanie instalacji podziemnych.
2.Fizyczna degradacja gleb- polegająca na zagęszczeniu masy glebowej, pogorszeniu się struktury gleby; nadmiernym odwodnieniem gruntów spowodowanym lejem depresyjnym; wadliwej melioracji; zawodnieniu (na skutek osiadania gruntów na terenach górniczych); ciśnieniu zwałowisk nadpoziomowych; osuwisk; oddziaływaniu zbiorników wodnych; działaniu erozyjnym wodnym i powietrznym.
3.Biologiczna degradacja gleb- mająca charakter pośredni, bo wywołana przez niszczenie szaty roślinnej powodujące pogorszenie się warunków glebowych szczególnie gleb podatnych na degradację. Formą tej degradacji jest też tzw. zmęczenie gleb w wyniku. Którego następuje zatrzymanie procesów glebowych: amonifikacji, nitryfikacji, rozkładu substancji organicznej, a czasem koncentracja związków toksycznych wytworzonych przez grzyby i bakterie
4.Chemiczna degradacja gleb- zakwaszenie lub nadmierna alkalizacja gleby, naruszenie równowagi jonowej (składników pokarmowych roślin), wysoka koncentracja soli w roztworach glebowych (zasolenie), toksyczna koncentracja metali ciężkich, toksyczna koncentracja siarki, fluoru i związków biologicznie czynnych (węglowodorów, środków ochrony roślin itp.), degradacja w skutek nadmiernego stosowania gnojowicy, ścieków komunalnych, odpadów przemysłowych
Zewnętrznym przejawem degradacji gleby jest zmniejszenie lub całkowity zanik produkcji biomasy na zdegradowanych obszarach.
Gleba ma ogromne zdolności regeneracyjne (dzięki swoim właściwością fizycznym, biologicznym i chemicznym) i może opierać się przez długi czas czynnikom degradacyjnym. Najmniej odporne na degradację są gleby piaskowe i wszystkie słabo próchnicze, a odporność gleby wzrasta wraz ze wzrostem zawartości części koloidalnych i organicznych.
Zadania w zakresie ochrony, ulepszenia i rekultywacji gleb
Ochrona:
maksymalne ograniczenie przeznaczenia gruntów biologicznie czynnych na cele nierolnicze i nieleśne
ochrona gruntów o dużych walorach ekologicznych i produkcyjnych
przeciwdziałanie chemicznej degradacji gleb przez przemysł i rolnictwo
ograniczenie działania erozji wodnej i wietrznej
przeciwdziałanie przesuszeniu, zawadnianiu i technicznej degradacji gleb
zagospodarowanie ziemi próchniczej, torfu, gytii oraz innych wartościowych utworów organiczno- mineralnych zalegających na terenach przeznaczonych na cele nierolnicze i nieleśne
Ulepszenie (melioracja):
stosowanie zabiegów melioracyjnych w celu polepszenia stosunków fizyczno- wodnych gleb uprawnych
wzbogacenie gleb uprawowych w materię organiczną przez uprawę roślin i nawożenie substancją organiczną
poprawienie odczynu i wzbogacenie gleb w makro- i mikroelementy
zabiegi techniczne w celu zwiększenia retencji wody i odporności gleby na czynniki erozyjne
regulacja stosunków wodnych i poprawa rzeźby terenu gleb uprawowych
przebudowa gleby w celu poprawy właściwości sorpcyjnych; zwiększenia zawartości składników pokarmowych
Rekultywacja:
ukształtowanie rzeźby terenów zdewastowanych u układzie gruntów najkorzystniejszym dla przyszłego zagospodarowania (wyrównanie powierzchni, ukształtowanie zboczy i skarp, tworzenie tarasów itp.)
odtworzenie gleb metodami technicznymi (zwałowanie, dekoncentracja, izolacja, zapiaszczanie, przemywanie)
neutralizacja (wapnowanie, stosowanie popiołu) gruntów toksycznych i użyźnianie gruntów jałowych
odtwarzanie gleb metodami biologicznymi (zadrzewianie, zadarnianie, wprowadzenie roślinności pionierskiej, roślinności glebotwórczej, użyźnienie)
ukształtowanie warunków wodnych, umożliwiających należytą gospodarkę wodną na terenach zdegradowanych i przyległych
izolacja lub usunięcie warstwy toksycznej gruntu i wprowadzenie na jej miejsce żyznej ziemi
Erozja gleb
Erozja powodowana i sterowana przez czynniki naturalne to erozja naturalna (geologiczna)
Przyczyny erozji antropogenicznej
zniszczenie naturalnej szaty roślinnej
nadmierne wylesianie
nadmierny wypas
gospodarka rolna
Gleba łąkowa eroduje 5 razy szybciej niż gleba leśna, pod pastwiskiem 10 razy, pod zbożami 50 razy, pod okopowymi 100 razy (Dubos 1970)
Podstawowe czynniki determinujące nasilenie erozji:
rzeźba terenu (spadek terenu)
pokrywa glebowa (skład mechaniczny, przepuszczalność, zawartość różnych mineralnych i organicznych)
klimat
sposób użytkowania i organizacja przestrzenna danego obszaru
Erozję gleb dzielimy:
Erozja wietrzna
Deflacja
Korazja
Akumulacja
Erozja wodna
Rozbryzg
Spłukiwanie powierzchniowe
Warstwowe
Rozproszone
Erozja żłobinowa
Erozja liniowa
Erozja żłobinowa
Erozja wąwozowa
Erozja rzeczna (denna, brzegowa, rzeczna)
Erozja podpowierzchniowa
Sufozja chemiczna
Sufozja mechaniczna
Erozja krasowa
Abrazja
Ruchy masowe
Odpadanie
Obryw
Osuwiska
Spływy
Spełzanie
Osiadanie
Erozja śniegowa
Erozja niveo – eoliczna
Lawiny
Zsuwy
Erozja uprawowa
Erozja gleb
Erozja wietrzna - siła sprawcza: wiatr, wyróżnia się:
Deflację - wywiewanie ziaren i cząstek glebowych, ziemnych i skalnych. Powoduje tworzenie się rynien, mis, niecek i wydmuszysk w obrębie obszarów piaszczystych oraz ostańców i bruku deflacyjnego na obszarach piaszczysto - żwirowych i pyłowych. Podczas okresów intensywnego wywiewania powstają burze pyłowe i piaskowe (Sahara).
Korazję - żłobienie i szlifowanie powierzchni skał przez piasek niesiony wiatrem, najintensywniejsze na pustyniach i w górach. Charakterystyczne formy rzeźby korozyjnej to wygłady, żłobki, bruzdy, nisze, graniaki wiatrowe i skałki (słupy skalne).
Akumulację eoliczną - osadzanie się niesionych przez wiatr cząstek glebowych (deflatów) na powierzchni gleby powodujące stopniowe zasypanie górnych, żyznych poziomów profilu glebowego, jałowymi deflatami.
Zagrożenie erozją wietrzną w Polsce nie jest zbyt duże ze względu na klimat, występuje głównie w okresach susz
Najbardziej zagrożone tereny w strefie klimatu suchego i półsuchego: Północna Afryka, Bliski Wschód, Południowo- Wschodnia Azja, Australia, Południowa Ameryka
Stopień degradowania gleby i upraw, jaki występuje przy różnym nasileniu erozji wietrznej, przedstawia się następująco:
ˇ erozja słaba powoduje tylko wywiewanie niewielkiej ilości cząstek glebowych i minimalnie degraduje glebę;
ˇ erozja umiarkowana zapoczątkowuje już proces redukowania miąższości poziomu orno - próchniczego wskutek wywiewania cząstek mineralnych i organicznych. Powoduje też zapylenie atmosfery materiałem glebowym.
ˇ erozja średnia powoduje wyraźne zmniejszenie miąższości poziomu orno - próchniczego. Oprócz zapylania atmosfery może też powodować szkody w uprawach - odsłaniać system korzeniowy, uszkadzać mechanicznie lub zasypywać rośliny;
ˇ erozja silna prowadząca do trwałych zmian morfologicznych gleb, tzn. do ubytku profilu wskutek deflacji (gleby zwiewane) lub do jego narastania w wyniku akumulacji eolicznej (gleby nawiewane). Powoduje duże zanieczyszczenie atmosfery, zdzieranie lub zasypywanie upraw polowych, występowanie burz pyłowych i piaskowych oraz "czarnych zim" (nawiewanie ziemi na śnieg). Na większych obszarach piasków sandrowych lub starych tarasów rzecznych mogą tworzyć się wydmy;
ˇ erozja bardzo silna dotyczy terenów rozwydmianych (wydmy nadmorskie i śródlądowe).
Występowanie deflacji na hałdach i zwałowiskach jest bardzo uciążliwe i często niebezpieczne (wywiewanie substancji szkodliwych) dla otaczającego środowiska.
Podatność gleb na erozję wietrzną.
Gleby Polski, biorąc pod uwagę ich cechy rodzajowe i związane z nimi gatunkowe, można pod względem podatności na procesy eoliczne uszeregować następująco (Józefaciukowie,1975):
ˇ bardzo silnie podatne - piaski luźne drobnoziarniste (w tym wydmowe), mursze na torfach, mursze na podłożu mineralnym, gleby murszowate;
ˇ silnie podatne - piaski luźne gruboziarniste, piaski gliniaste lekko i silnie pylaste, piaski słabogliniaste (różne), lessy i utwory lessowate;
ˇ średnio podatne - piaski gliniaste lekkie (z wyjątkiem silnie pylastych), gleby pylaste, piaski słabogliniaste (różne), lessy i utwory lessowate;
ˇ umiarkowanie podatne - piaski gliniaste lekkie (z wyjątkiem silnie pylastych), gleby pylaste zwykłe (z wyjątkiem wymienionych w grupie 2).
ˇ słabo podatne - gliny i iły.
Ochrona gleb przed erozją wietrzną:
utrzymywanie możliwie stałej i dobrej osłony roślinnej i właściwego uwilgotnienia gleby
zalesianie, zalesianie wydm
zadarnianie
zakładanie pasów zadrzewień
utrzymywanie odpowiedniej wilgotności gleb
wprowadzenie roślinności znoszącej trudne warunki rozwoju
Erozja wodna - siła sprawcza: woda, wyróżnia się:
Rozbryzg - odrywanie i przemieszczanie na niewielkie odległości cząstek glebowych przez krople deszczu lub ziarna gradu z równoczesnym ubijaniem powierzchni gruntu.
Spłukiwanie powierzchniowe - odspajanie i transportowanie cząstek glebowych przez spływ powierzchniowy. Zasada przemieszczanie cząstek jest podobna do transportu osadów w korytach rzecznych, lecz odbywa się w strudze o znacznie większej szerokości i minimalnej głębokości (przepływ błonkowaty).
Erozja liniowa - dzieli się na 3 podtypy:
- erozję żłobinową, która polega na niegłębokim rozmywaniu górnych poziomów profilu glebowego przez wodę ze spływu powierzchniowego spływające po stoku w postaci niewielkich strużek;
- erozję wąwozową, której mechanizm polega na bardzo intensywnym rozmywaniu stoków przez skoncentrowane strugi spływu powierzchniowego, w wyniku, czego powstają wąwozy, które niezabezpieczone, podlegają następnie dalszemu silnemu rozwojowi;
- erozje rzeczną, dzielącą się na: denną, brzegową i wsteczną. Najogólniej ten typ erozji ujmuje całość zjawisk związanych z przeobrażaniem koryt cieków.
Erozja podpowierzchniowa - dzieli się również na 3 podtypy:
- sufozję chemiczną, której mechanizm polega na zubażaniu profilu glebowego w spoiwo (CaCO3) poprzez jego chemiczne rozpuszczanie i wynoszenie poza profil;
- sufozję mechaniczną, której mechanizm jest podobny, z tą różnicą, że zamiast wymywania chemicznego następuje tu mechaniczne wynoszenie koloidalnego spoiwa;
- erozja krasowa, której efektem są liczne jaskinie na obszarach zbudowanych ze skał węglanowych. Jaskinie te powstały poprzez długoletnie, stopniowe wymywanie CaCO3 z masywu skalnego.
Abrazja - jest to niszczenie brzegów zbiorników wodnych przez energię uderzających fal. Najbardziej spektakularnym efektem działania abrazji są w Polsce klify Pomorza Zachodniego, a szczególnie klif pod kościołem w Trzęsaczu.
Ruchy masowe - siła sprawcza: przyciąganie ziemskie, wyróżnia się:
Odpadanie - odpadanie mas skalnych bądź gruntowych z pionowych ścian.
Obrywanie - obrywanie się mas skalnych bądź ziemnych z nawisów, przy czym oderwane elementy przemieszczają się droga powietrzną;
Osuwanie - na ogół szybkie przemieszczanie się w dół stoku mas glebowo-zwietrzelinowych. Osuwanie ma miejsce najczęściej na skutek nadmiernego uwilgotnienia lub zmian w rzeźbie powodujących zwiększenie nachylanie stoku, w wyniku czego traci on stateczność przyjmując różne płaszczyzny poślizgu.
Spływy - (soliflukcja), spływanie nadmiernie uwilgotnionych mas glebowo - zwietrzelinowych po płaszczyźnie poślizgu utworzonej przez nierozmarzniętą jeszcze warstwę gruntu. Zachodzi najczęściej na utworach glebowych o dużej zawartości części ilastych i pyłowych, na stokach o wystawie północnej i spadkach powyżej 30%. Typową formą dla tego rodzaju erozji są jęzory soliflukcyjne.
Pełzanie - mechanizm podobny do osuwania, jednak ruch mas ziemnych przebiega wolniej, miąższość przemieszczanej warstwy bywa znacznie większa.
Osiadanie - powolne obniżanie się powierzchni terenu wskutek zmniejszenia objętości gruntu. Osiadanie często towarzyszy procesom syfozji.
Erozja śniegowa - siła sprawcza: śnieg bądź lód, wyróżnia się:
Erozja niweo- eoliczna - o podobnym do korazji mechanizmie niszczącym, gdzie rolę niszczącą ziaren deflatów spełniają kryształki śniegu, bądź lodu.
Lawiny - powodują bardzo gwałtowne przemieszczenia mas glebowo-zwietrzelinowych.
Zsuwy - powolne przemieszczanie się masy śniegu wraz z gruntem i skałami po powierzchni stoku.
Średnie roczne straty zmytej gleby w warunkach polskich zestawione z obliczeniami Fourniera (1960) dla różnych kontynentów
715 t/km2 - Afryka
701 t/km2 - Ameryka Południowa i Antyle
610 t/km2 - Azja
491 t/km2 - Ameryka Północna i Środkowa
273 t/km2 - Australia
280 t/km2 - Karpaty Fliszowe
84 t/km2 - Europa
76 t/km2 - Polska
2,7 t/km2 - Niziny Środkowopolskie
Ochrona przed erozją wodną
stosowanie w miarę możliwości kierunku upraw i siewu poprzecznie do spadku
uprawianie roślin hamujących spływy
zwrócenie uwagi na okresy zagrożenia erozją i okresy ochronnego działania roślin
poprawienie struktury i zwiększenie pojemności wodnej gleb
zwiększenie głębokości korzenienia się roślin poprzez stosowanie pogłębiaczy
zróżnicowanie nawożenia
Erozja uprawowa - siła sprawcza: człowiek.
Erozja ta obejmuje wszystkie przejawy wadliwej agrotechniki i urządzenia terenów rolniczych. Najbardziej znanym przykładem erozji uprawowej jest orka z odłożeniem skiby w dół stoku, co przyspiesza dodatkowo wynoszenie materiału z pola.
Inne formy degradacji gleb
degradacja wywołana przez zmęczenie gleb
degradacja gleb spowodowana związkami chemicznymi i innymi substancjami toksycznymi
ubytki gleb w wyniku wyłączenia z produkcji rolniczej
Hydrosfera
Hydrosfera jest wodną powłoką Ziemi przenikającą atmosferę i skorupę ziemską. Obejmuje wody występujące w przyrodzie w postaci gazowej, ciekłej i stałej.
Hydrosferę stanowią: oceany, morza, jeziora, rzeki, bagna, pokrywa śnieżna, lodowce kontynentalne (lądolody), lodowce górskie, lód gruntowy (trwała marzłoć), wody podziemne oraz para wodna występująca w atmosferze (w troposferze) i skorupie ziemskiej.
Hydrosferę cechuje stałość zapasów wodnych objętość wody znajdującej się na kuli ziemskiej wynosi ok. 2100000000 km3.
400000000 km3- w litosferze (do głębokości 16km w głąb ziemi)
300000000 km3 – w atmosferze
1400000000 km3- wody powierzchniowe (oceany, morza, rzeki, jeziora, lodowce itd.)
Hydrosfera to głównie wody słone.
Ze wszystkich wód hydrosfery, szacowanych na około 17 mld km3, największa część skupiona jest w oceanach i morzach – 96,5 % zasobów. Pozostałe 3,5 % przypada na wody śródlądowe, w których największy udział ma woda w postaci lodowców i śniegu (~69%) oraz wody podziemne (~30%). Wody jezior i rzek, wilgoć glebowa, lód gruntowy, para wodna i inne stanowią łącznie około 1% zasobów wód śródlądowych.
1% jeziora i rzeki, co stanowi zaledwie 1/700% całkowitych zasobów wodnych ziemi, są mimo to podstawowym źródłem wody w życiu człowieka.
Hydrosfera jest tą sferą biosfery, w której powstało życie.
Hydrosfera pokrywa 70,8% powierzchni Ziemi w postaci wód otwartych i 2,5% powierzchni w postaci lodowców. Cechuje ją stałość zapasów wodnych (ok. 1,3 mld km3). Gromadzi ona głównie wody słone. Wody słodkie stanowią jedynie 2,5% objętości hydrosfery; najwięcej wód słodkich magazynują lodowce (69% wody słodkiej hydrosfery) i wody podziemne (30%).
Woda pokrywa ponad 70% powierzchni ziemi.
Wody nie są rozmieszczone równomiernie na powierzchni Ziemi.
Na półkuli północnej 61% jej powierzchni (półkula lądowa)
Na półkuli południowej 81% (półkula morska)
Powierzchnia środowiska wodnego na ziemi jest duża- 2,5 razy większa od środowiska powietrzno- lądowego.
Grubość biosfery na lądzie jest zazwyczaj nieduża i sięga kilku metrów w głąb ziemi i do kilkudziesięciu metrów nad ziemią.
W środowisku wodnym organizmy docierają do głębokości kilku tysięcy metrów.
Pojemność środowiska wodnego jest dla życia wielokrotnie większa niż pojemność środowiska powietrzno- lądowego.
PODZIAŁ WÓD
Wody morskie (słone)
morza
oceany
Wody śródlądowe (głównie słodkie)
powierzchniowe
płynące (rzeki, strumienie, potoki)
stojące (jeziora, stawy, sztuczne jeziora)
podziemne
zaskórne
gruntowe
głebionowe
Oceany
Oceanem (światowym oceanem lub wszechoceanem) nazywamy wodną powłokę kuli ziemskiej rozdzielający ląd na kontynenty i wyspy.
Ocean dzielimy na trzy części: Spokojny, Atlantycki, Indyjski i czasem czwarty Północny Ocean Lodowaty (zwykle zaliczany do Oceanu Arktycznego).
Dno oceanu wykazuje duże zróżnicowanie rzeźby pionowej, często nieustępujące różnorodności rzeźby lądów.
W rzeźbie dna oceanu wyróżniamy elementy:
Szelfy (ok. 8% dna)- półka kontynentalna, platforma kontynentalna, platforma przylądowa, część bloku (cokołu) kontynentalnego znajdująca się pod powierzchnią morza. Szelf jest zwykle przedłużeniem równiny nadbrzeżnej, jego nachylenie na ogół nie przekracza 2-3°, leży na głębokości do ok. 200 m. Od strony oceanu przechodzi w stok kontynentalny.
Powierzchnia szelfu ma charakter abrazyjny (skalny) lub jest pokryta osadami pochodzącymi z lądów (przynoszonymi przez rzeki) bądź o genezie polodowcowej. Obszar szelfu pocięty jest często podmorskimi dolinami (kanion podmorski).
Szelf o różnej szerokości, miejscami do kilkuset km, towarzyszą wszystkim kontynentom, wzdłuż wybrzeży stromych, górskich ciągną się szelfy wąskie, wzdłuż wybrzeży nizinnych zaś - szelfy szerokie.
Baseny oceaniczne (78% dna oceanicznego)- nieckowate zagłębienie dna oceanicznego, na głębokości 2500-6000 m, zajmujące ok. 78% powierzchni oceanu światowego. Ograniczony stokiem cokołu kontynentalnego lub grzbietami podwodnymi.
Występują w nim różnorodne formy, m.in. niecki oceaniczne, płaskowzgórza, platformy, łańcuchy górskie i pojedyncze góry. Pokryty grubą warstwą czerwonych iłów głębinowych.
Rowy oceaniczne (2% powierzchni dna)- Rów oceaniczny, obniżenie dna oceanu, podłużne (do kilku tys. km), wąskie (kilkadziesiąt do ponad 100 km) i głębokie (poniżej 6000 m głębokości bezwzględnej, średnio 2000 m głębokości względnej), o stromych zboczach i płaskim dnie, występujące przeważnie na skraju płyty oceanicznej (płyta litosfery) w sąsiedztwie łańcuchów wysp wulkanicznych lub górzystych brzegów kontynentalnych. Zbocza od strony łuku wysp lub kontynentu są bardziej strome i odznaczają się silną sejsmicznością.
Stoki cokołów kontynentalnych (12% dna)- Stok kontynentalny, stok przylądowy, stok znajdujący się pod powierzchnią wody, pomiędzy płaską powierzchnią cokołu lądowego (szelfu lub bezpośrednio kontynentu), a głęboko położonym dnem basenu oceanicznego lub morskiego.
Stok kontynentalny cechuje się nachyleniem od 3 do 15°, jest często pokryty nie związaną z podłożem warstwą mułu i zwykle rozcięty kanionami podmorskimi. Analogiczny stok, będący podmorskim ograniczeniem wyspy, nosi nazwę stoku przywyspowego.
Grzbiet oceaniczny- Grzbiet śródoceaniczny - silnie wydłużona wypukła forma dna oceanicznego, o stromych stokach, położona zazwyczaj pośrodku oceanów, oddzielająca od siebie dwa baseny oceaniczne. Grzbiety śródoceaniczne są to największe struktury linijne na powierzchni Ziemi. Ich łączna długość wynosi ok. 60 000 km. Szerokość grzbietów oceanicznych dochodzi do 4000 km. Grzbiety wznoszą się ok. 2 km ponad powierzchnię dna oceanicznego - równi abisalnej.
Gujot- podmorska góra o kształcie ściętego stożka powstała w wyniku zniszczenia przez abrazję morską wulkanu podmorskiego, wystającego ponad poziom morza, a następnie pogrążenia go w głąb oceanu.
Formy ukształtowania dna oceanicznego.
Ukształtowanie pionowe dna oceanów jest prawie równie złożone, jak obszarów lądowych. Głównymi makroformami dna oceanicznego są:
• szelfy, czyli półki kontynentalne, stanowiące zalane wodami mórz brzeżne części cokołów kontynentalnych; szelfy leżą na głębokości do 200 m i zajmują mniej niż 8% dna oceanicznego
• stoki cokołów kontynentalnych, położone na głębokości od 200 do 3000 m; łącznie ok. 14% dna oceanicznego;
• równiny podmorskie, inaczej dna basenów oceanicznych, położone na głębokości od 3000 do 6000 m, stanowiące główny, podstawowy poziom dna oceanicznego; zajmują łącznie ponad 70% dna oceanicznego;
• grzbiety podmorskie, oddzielające poszczególne baseny oceaniczne, stanowią ok. 7% dna oceanicznego;
• rowy i głębie oceaniczne, będące najmniejszą (ok. 1%) i najniżej położoną (poniżej 6000 m) częścią dna oceanicznego.
Najgłębsze rowy przekraczają 10 000 m głębokości, a najgłębszy znany obecnie punkt w Oceanie Światowym znajduje się w Rowie Mariańskim – 11034 m.
Najgłębsze miejsca w oceanach:
1. Rów Mariański
2. Rów Portoryko
3. Rów Sundajski
4. Basen Nansena
Temperatura wód oceanicznych
Źródłem temperatury wód oceanu jest energia słoneczna.
Najcieplejsze są wody powierzchniowe w okolicach równika. W miarę wzrastania szerokości geograficznej temperatura staje się coraz niższa. Średnie temperatury powierzchniowych wód podbiegunowych na północy -0,75OC, na południu -0,79OC
Zasolenie wpływa na obniżenie temperatury.
TEMPERATURA
Głównym źródłem ciepła przypowierzchniowej warstwy wody jest:
promieniowanie słoneczne
ciepło wód lądowych
ciepło wód atmosferycznych (opadów)
wymiana wód (ciepłe prądy)
Rozkład temperatur w pionie:
Temperatury maleją wraz ze wzrostem szerokości geograficznej:
strefa okołobiegunowa (-1oC do - 2oC)
strefa umiarkowana (0o - 17oC)
strefa międzyzwrotnikowa (+28oC) a w morzach śródlądowych (M. Czerwone) nawet do (+34oC)
Średnia roczna temperatura wód powierzchniowych oceanów wynosi ok. 17oC.
Rozkład temperatur w pionie:
warstwa przypowierzchniowa - sięga do 400 m. głębokości. Temperatura dzięki mieszaniu się wód jest prawie jednakowa i zależy od czynników zewnętrznych
warstwa przejściowa - od 400 do 1200 m. głębokości. Charakterystyczny spadek temperatury do +5oC
warstwa głębinowa - poniżej 1200m. charakteryzuje się stałą temperaturą +1oC
Średnia temperatura wszystkich wód morskich wynosi +3,5oC.
W układzie pionowym wody oceaniczne można podzielić na zasadnicze trzy warstwy:
1. Wody powierzchniowe
2. Wody przejściowe
3. Wody głębokie
Zasolenie wód oceanicznych
Ogólna ilość soli (g) rozpuszczona w 1000g wody
Średnie zasolenie oceanu światowego wynosi ok. 35‰
Nie wszystkie oceany i morza są jednakowo zasolone.
W strefie przyrównikowej normalne lub nieco niższe (34- 37‰) z braku wiatrów, niskie parowanie, Morza podbiegunowe również niewielkie zasolenie.
Morza śródziemne strefy zwrotnikowej (Morze Śródziemne, Morze Czerwone) duże zasolenie.
Morza śródziemne strefy umiarkowanej słabo zasolone (Morze Bałtyckie).
Morze Bałtyckie- wody słone (mezohalinowe) średnie zasolenie 7‰, na ogół waha się w granicach 2- 12‰.
Najbardziej zasolony zbiornik Morze Martwe (ok. 231‰- 6,6 razy więcej niż średnie zasolenie oceanów)
Jezioro Gusgen u stóp Araratu 368‰
Morze o największym zasoleniu- Morze Czerwone 41‰
Średnie zasolenie wód oceanicznych jest prawie równe zasoleniu płynów ustrojowych organizmów
Woda morska jest roztworem w skład, którego wchodzą wszystkie znane pierwiastki chemiczne, ale aż 99% masy soli rozpuszczonych stanowią sole tylko 6 pierwiastków:
Chlor – Sód – Siarka – Magnez – Wapń - Potas
Ilość rozpuszczonych substancji stałych w określonej objętości określa jej zasolenie.
Zasolenie = masa w gramach substancji nieorganicznych rozpuszczonych w 1kg wody morskiej. Wyraża się ją w promilach [%o]. Za zasolenie wody morskiej odpowiadają chlorki (chlorek sodu 78 % wszystkich soli) - stąd słony smak. Smak gorzkawy wynika z zawartości soli magnezowych.
Średnie zasolenie wód powierzchniowych oceanu wynosi średnio 35 %o (33-37%o). Ogólne zasolenie wód oceanicznych i morskich różni się w zależności od szerokości geograficznej i innych czynników, natomiast skład chemiczny - stosunek poszczególnych jonów pozostaje zawsze ten sam. Mówimy o zasadzie stałych proporcji - wynika ona z bardzo długiego czasu obiegu pierwiastków we wszechoceanie (nawet miliony lat) - główne składniki są tak dobrze wymieszane, że zachowują podobne proporcje w każdym miejscu oceanu. Dlatego można określić zasolenie ogólne w dowolnym miejscu na świecie na podstawie zawartości tylko jednego składnika. Np. znając stężenie tylko chloru można określić ogólne zasolenie.
Na wielkość zasolenia mają wpływ następujące czynniki:
- opad atmosferyczny (zmniejsza),
- parowanie z powierzchni morza (zwiększa),
- dopływ wód rzecznych (zmniejsza),
- topnienie (zmniejsza) i tworzenie się (zwiększa) lodów.
W strefie równikowej (dużo opadów) zasolenie wód powierzchniowych oceanu wynosi 34 % a w strefie pasatów (duże parowanie, mało opadów) 38 %o. W Oceanie Lodowatym (topnienie lodów, małe parowanie) 10 i mniej %o.
Morza półzamknięte w szerokościach umiarkowanych i polarnych mają dodatni bilans wód słodkich – stąd ich zasolenie jest mniejsze od oceanu (dopływ rzek i słaba wymiana wód z oceanem) - np. Bałtyk 7-8 %o. Morza półzamknięte w szerokościach zwrotnikowych - bilans wód słodkich ujemny - zasolenie duże (M. Czerwone 41-45 %o )
Morze Bałtyckie
Bałtyk jest morzem połzamkniętym o bilansie dodatnim. Wymiana wody z oceanem jest utrudniona. Wlewy słonych wód z Morza Północnego poprzez cieśniny duńskie są sporadyczne, ze względu na to ich specyficzny układ i małą głębokość (w niektórych miejscach tylko 18 m): utrudnia to przepływ cięższych słonych wód oceanicznych przy dnie. Fakt ten oraz to, że Bałtyk jest zasilany dużą ilością rzek powoduje, że wody są w tym akwenie słabo zasolone (7-8 %o).
Morze
Część oceanu przylegająca do lądu i oddzielona od otwartych wód oceanicznych utworami lądowymi lub progami podwodnymi, zwykle płytsza od oceanów.
Ze względu na stopień otoczenia przez lądy wyróżniamy następujące typy mórz:
5 głównych typów mórz:
Morza bez linii brzegowej – ich granice wyznaczają prądy morskie, np. Morze Sargassowe.
Morza otwarte – oddzielone
od oceanu podwodnym progiem, np. Morze Arabskie.
Morza przybrzeżne – oddzielone od oceanu wyspami (archipelagiem), np. Morze Beringa, Morze Ochockie, Morze Japońskie.
Morza śródziemne – połączone z oceanem wąską cieśniną; wśród nich wyróżnia się morza międzykontynentalne (otoczone dwoma lub więcej kontynentami), np. Morze Czerwone i wewnątrzkontynentalne (otoczone lądami jednego kontynentu),
np. Morze Bałtyckie.
Morza międzywyspowe – otoczone wyspami, np. Morze Sulu, Morze Celebes, Morze Moluckie, Morze Jawajskie, Morze Flores, Morze Sawu, Morze Banda.
W morzu w zależności od środowiska można wyróżnić:
Litoral (strefa przybrzeżna)
Pelagial (otwary ocean)
Bentos (dno)
W morzu wyróżniamy następujące strefy:
-litoral - strefa przylegająca do brzegu, lądu, charakteryzują się najlepszymi warunkami
życia w wodach (dużo światła, tlenu, mniejsze zasolenie, urozmaicona rzeźba dna).
-pelagiczną ( środowisko otwartej toni wodnej).
Na głębokości około 55 m , gdzie przenika jeszcze światło słoneczne aktywność
fotosyntetyczna jest znaczna. Żyją tu zwierzęta aktywnie poruszające się, tzw. nekton
(ryby, ssaki wodne, głowonogi).
-bentoniczną (ogół organizmów roślinnych (fitobentos) i zwierzęcych (zoobentos)
zasiedlających dno zbiorników wodnych (bental).
Strefę bentoniczną morską tworzą otwornice, gąbki
W morzach wyróżnia się trzy podstawowe warstwy świetlne: euforyczną, dysfotyczną, afotyczna
Światło ma decydujący wpływ na życie w morzu. Wpływa bezpośrednio lub pośrednio na inne czynniki fizyczne, takie jak temperatura lub barwa wody, decyduje o życiu w morzu dostarczając energii niezbędnej dla procesu fotosyntezy.
Tylko w obecności promieni słonecznych glony morskie, zarówno osiadłe jak i planktoniczne, mogą ze związków nieorganicznych syntetyzować związki organiczne: węglowodany, a następnie tłuszcze, białka i witaminy, stanowiące pokarm dla wszystkich innych organizmów.
Ilość i charakter światła zmienia się wraz z głębokością, co decyduje o piętrowym rozmieszczeniu roślin i wpływa na zróżnicowanie i rozmieszczenie zwierząt. Wpływa też na pionową migrację planktonu wymagającego określonego natężenia światła, niezbędnego dla przebiegu procesów życiowych.
W morzach wyróżnia się trzy podstawowe warstwy świetlne:
eufotyczną, czyli prześwietloną, w której występuje ilość światła wystarczająca dla procesu fotosyntezy; sięga przeciętnie do 80 m w głąb,
dysfotyczną, w której występuje tylko światło rozproszone i zmodyfikowane, zamieszkałą przez zwierzęta reagujące na różnicę światła (m. in. zooplankton odbywający pionową migrację, zwierzęta o nadmiernie rozwiniętych organach wzroku); sięga od 80 do 350-400 m,
afotyczną, z ograniczoną ilością promieniowania niebieskiego i fioletowego w górnej części, zamieszkałą tylko przez zwierzęta i bakterie uzależnione pod względem pokarmowym od warstw górnych, sięga do dna największych głębin.
Ilość światła w morzu ograniczać może duża ilość drobnego materiału skalnego (mułu), unoszącego się w wodzie, dostarczanego z lądu przez rzeki. Zjawisko to szczególnie nasila się w pobliżu ujść większych rzek. Wpływ na ilość światła ma też kąt padania promieni słonecznych, związany z szerokością geograficzną.
Ocean Spokojny:
- średnia głebokość = -4028 m,
- najgłebszy punkt: Rów Mariański = - 11034 m
Ocean Indyjski:
- średnia głebokość = -3963
- najgłebszy punkt: Sunda (Jawajski) = -7455 m, m
Ocean Atlantycki:
- średnia głebokość = -3602 m,
- najgłebszy punkt: Puerto Rico= - 9219 m
Ocean Arktyczny:
- średnia głebokość = -1131 m,
Morze Bałtyckie jest najsłabiej zasolonym morzem świata – średnio 7,8‰. Wpływają na to głównie trzy czynniki:
- małe parowanie (z powodu niskich temperatur),
- słaba wymiana wód z otwartym oceanem (brak szerokiego połączenia – cieśniny duńskie są wąskie),
- znaczne wysładzanie przez wody uchodzących rzek (bardzo liczne strumienie spływające z Gór Skandynawskich oraz duże rzeki Niżu Środkowoeuropejskiego: Wisła, Dźwina, Odra, Niemen, Newa).
Największa zasolenie – około 18‰ – występuje w cieśninach duńskich (Wielki i Mały Bełt oraz Sund). Im dalej ku wschodowi i na północ tym jest ono mniejsze. U wybrzeży Polski osiąga 7‰, a w Zatoce Fińskiej i Botnickiej 4‰.
Bałtyk należy do mórz chłodnych. W zależności od szerokości geograficznej i zasolenia temperatura wody waha się od 0° do 18°C (w zatokach do 22°C). Każdej zimy znaczna część akwenu zamarza, a wody Zatoki Botnickiej i Fińskiej bywają skute lodem nawet przez okres dłuższy niż 6 miesięcy.
Temperatura
Temperatura wody jest także ważnym czynnikiem, warunkującym rozmieszczenie organizmów i wpływającym na różnorodność form i zjawisk. Poczynając od najwyższej temperatury, jaką osiąga woda na powierzchni oceanów w strefie klimatu gorącego (przeciętnie 20-25°C, maksymalnie 35°C w Zatoce Perskiej) następuje stopniowy jej spadek w kierunku biegunów oraz ku głębinom morskim. Wpływa to na geograficzne i batymetryczne, czyli pionowe rozmieszczenie życia w morzach. Z wyjątkiem strefy okołorównikowej temperatura wody w morzach i oceanach podlega sezonowym wahaniom związanym z porami roku. Czynnikiem wprowadzającym duże niekiedy różnice są zimne lub ciepłe prądy morskie. Zimne prądy niosą wody z okolic biegunów, a także wynoszą je z głębi oceanów (tzw. upwellingi).
Ciśnienie
Czynnikiem środowiska o wielkim znaczeniu w życiu organizmów morskich jest ciśnienie. W miarę zwiększania głębokości podnosi się ono średnio o 1 atmosferę na 10 m, czyli na głębokości 4000 m wynosi około 400 atmosfer. Organizmy żyjące w wodach płytkich nie wytrzymują ciśnienia przekraczającego 300 atm. Fauna zamieszkująca najgłębsze strefy mórz jest przystosowana do panującego tam bardzo wysokiego ciśnienia. Część organizmów wytrzymuje zmiany ciśnienia przekraczające 300 atmosfer - to tzw. eurybaty, część może zamieszkiwać wyłącznie strefy o określonym ciśnieniu - stenobaty.
Strefy w morzu
1. Litoralna- środowisko przybrzeżne,
2. Pelagiczna- środowisko otwartej toni wodnej,
3. Bentoniczna- środowisko denne.
Strefa litoralna
środowisko przybrzeżne jest ze wszystkich najbogatsze i najbardziej zróżnicowane. Inny zespół organizmów występuje na dnie mulistym, inny na piaszczystym, jeszcze inny na skałach. Na stosunkowo ubogim dnie piaszczystym mogą wyrosnąć trawy morskie? Jedyne rośliny kwiatowe, żyjące w morzu. Powstają wtedy rozległe łąki podwodne. Pasą się na nich żółwie morskie, a w gęstwinach traw gromadzi się różnorodny świat ryb, krewetek, ślimaków, małżów i jeżowców. U brzegów skalistych rosną zielenice, krasnorosty i brunatnice. Najbogatszym i najbujniejszym zespołem litoralu morskiego są rafy koralowe, charakterystyczne dla czystych wód tropikalnych. Korale są zwierzętami i w zasadzie są drapieżne, ale niemal wszystkie mają w komórkach swoich ciał symbiotyczne, jednokomórkowe glony.
Strefa pelagiczna
strefa otwartej toni wodnej, to najrozleglejsze środowisko życiowe. Organizmy pelagiczne są rozmieszczone bardzo szeroko. Producentami w pelagialu są niezliczone, mikroskopijne organizmy fitoplanktonowe. Konsumenci pierwszego rzędu to widłonogi-filtratorzy, eufuzje, ślimaki. W wodach szelfowych tym najważniejszym konsumentom towarzyszą larwy różnych zwierząt dennych: wieloszczetów, krewetek i krabów, a także i innych skorupiaków, ślimaków, małżów, jeżowców, rozgwiazd, strzykw. Do aktywnych pływaków należą między innymi kałamarnice, ryby takie jak makrele, tuńczyki, marliny, rekiny, żółwie morskie oraz ssaki ? delfiny i wieloryby. W wodach głębszych, strefy 200-2000 m niemal wszystkie zwierzęta maja narządy świetlne. Świecą, często różnymi kolorami, krewetki, kałamarnice i ryby.
Strefa bentoniczna
W strefie dennej, na szelfie kontynentalnym zamieszkuje wiele zwierząt. Możemy tam spotkać meduzy, kiełże, skorupiaki, ślimaki, małże, głowonogi, krewetki, langusty oraz ryby przydenne. Natomiast na dużych głębokościach, gdzie nie dociera światło i nie ma roślin fotosyntetyzujących, fauna jest dużo uboższa.
Jak dzielimy organizmy uwzględniając ich miejsce występowania
Plankton to zespół drobnych organizmów unoszonych przez wodę, które nie są zdolne przeciwstawić się silniejszym prądom. Organizmami planktonowymi są m.in. Drobne glony (okrzemki, zielenice), pierwotniaki, drobne skorupiaki, larwy wielu zwierząt bezkręgowych.
Nekton tworzą organizmy samodzielnie pływające w wodzie. Należą do nich duże owady, ryby, płazy, gady i ssaki wodne.
Bentos tworzą organizmy mieszkające na dnie zbiornika wodnego należą do niego: glony, pierwotniaki, denne skorupiaki, larwy wielu owadów, pierścienice (np. pijawki), mięczaki
JEZIORA
Jest to naturalne zagłębienie terenu wypełnione w sposób naturalny wodą.
Na kuli ziemskiej jeziora zajmują 2,7 mln km2
Powierzchnia poszczególnych jezior bywa różna
Rozróżniamy różne typy jezior:
Ze względu na rodzaj wody wyróżniamy:
jeziora słodkowodne
jeziora słone
Ze względu na okres wypełnienia wodą wyróżniamy:
jeziora stałe, w których zasilanie przez cały rok przewyższa straty wody na parowanie i wsiąkanie, jeziora okresowe (periodyczne), które wysychają w porze suchej;
Ze względu na dopływ i odpływ wód rzecznych wyróżniamy:
jeziora przepływowe(zasilane przez rzekę i jednocześnie oddające nadmiar wody innej rzece).
jeziora odpływowe (oddają nadmiar wody rzece).
jeziora dopływowe
jeziora bezodpływowe
Klasyfikacja jezior w oparciu o rozwój świata organicznego:
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.
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.
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.
Genetyczne typy jezior
Klasyfikacja jezior w zależności od ich powstawania:
I. Jeziora pochodzenia endogenicznego (powstają przez tektoniczne pęknięcia)
tektoniczne
wulkaniczne- kraterowe, kalderowe, maary (w efekcie jednorazowego wybuchu), lawowe, zaporowe – odpływy zatamowane przez potoki lawy
pochodzenia astronomicznego- jeziora meteorytowe
II. Jeziora pochodzenia egzogenicznego
polodowcowe- rynnowe, morenowe (moreny dennej lub czołowej), oczka, wytopiska (bryła lodu stopniała), kotły i kociołki eworsyjne, sandrowe (na nizinach fluwoglacjalnych, przed czołem lodowca...), przyozowe (wały), drumlinowe (wzgórki- wody nanoszą materiał), lodowcowe górskie (cyrkowe, morenowe, rynnowe, oczka)
krasowe – w lejach krasowych
rzeczne- starorzecza, j. korytowe
deltowe
przybrzeżne (przymorskie)
eoliczne – utworzone przez wiatr- (wydmowe, deflacyjne (wywiania), akumulacyjne (nawiania))
bagienne
zaporowe
reliktowe- pozostałość morza lub jeziora M.Kaspijskie fauna III-rzędowa
III. Jeziora pochodzenia poligenicznego
Poligeniczne misy jeziorne:
powstanie dzięki różnym siłom np. tektoniczno(pierwotne)-eoliczne (wtórne)
W Polsce jeziora pochodzenia polodowcowego (głównie)
Najwyżej położone jezioro Tititaka (3820m.n.p.m)
Charakterystyka wybranych typów jezior
Ad. I.
Tektoniczne- umiejscowione są w zagłębieniach – zapadliskach, rowach powstałych w skutek ruchów skorupy ziemskiej. Wielkość zróżnicowana, często głębokie o stromych stokach. Przykłady:
Jezioro Bajkał- najgłębszy zbiornik słodkowodny
Jezioro Genezaret
Jezioro Tanganika
Jezioro Wiktorii- największe jezioro Afrykańskie
Wulkaniczne- Powstaje najczęściej w kraterach wygasłych wulkanów, ale także gdy potok lawy zatamuje odpływ wody, przegrodzi dolinę rzeczna. Z reguły maja kształt kolisty i są niewielkie. Wyróżnia sie kilka podtypów.
Przykłady:
Jezioro Albano
Jezioro Kraterowe
Jezioro Sewan
Jezioro Taal
Reliktowe- Cześć dawnych mórz lub większych jezior. Czasami bardzo duże, o ciekawej florze i faunie – liczne endemity.
Przykłady:
Jezioro Kaspijskie
Jezioro Aralskie
Pochodzenia astronomicznego (kosmicznego)- powstaje w kraterach meteorytowych, najczęściej płytkie (po uderzeniu meteorytu)
Przykłady:
Jezioro Clearwater East
Jezioro Clearwater West w Kanadzie
Polski rezerwat przyrody „Meteoryt Morasko”
Ad. II.
Eoliczne (śródwydmowe)- jeziora powstałe w zagłębieniach między wydmami utworzonymi wskutek wywiania przez wiatr skał sypkich (jeziora deflacyjne) lub ich nawiania (jeziora akumulacyjne); są niewielkie, płytkie i okresowo wysychają. Rodzaj jeziora: zaporowego powstałego w wyniku zatamowania cieku wodnego przez wędrujące wydmy; powstałego w obniżeniu deflacyjnym; powstałego w obniżeniu śródwydmowym.
Przykłady:
Krasowe- powstają w wyniku podniesienia się zwierciadła wód podziemnych, niedostatecznego odwodnienia polja, wyścielania dna leja krasowego osadami. Wypełniają zapadliska, obniżenia na terenach zbudowanych ze skał wapiennych, gipsowych lub solnych, głębokie.
Przykłady:
Jezioro Białe Sosnowieckie
Jezioro Czerwone
Pochodzenia morskiego (przybrzeżne)- dawne zatoki morskie, laguny, limany odcięte mierzeja od morza. Duże i płytkie, o płaskich, bagnistych brzegach.
Przykłady:
Jezioro Łebsko, Gardno
Jezioro Patos
Zaporowe- powstałe wskutek przegrodzenia doliny rzecznej, np. obrywem, osuwiskiem, potokiem lawy, spływającym lodowcem, wałem morenowym
Przykłady:
Jeziora Duszatyńskie w Bieszczadach są przykładem jezior zaporowych, powstałych wskutek przegrodzenia doliny rzecznej obrywem.
Pochodzenia rzecznego, starorzecza- są fragmentem dawnego zakola rzeki odciętego od obecnego koryta; mają kształt wydłużony, sierpowaty, są wąskie i płytkie;
Deltowe- znajdują się na obszarze delty rzecznej, płytkie.
Przykłady:
Jezioro Dąbie
Druzno
Meandrowe, zakolowe, tzw. starorzecza- to fragmenty dawnych zakoli rzeki (meandrów) odciętych od koryta. Płytkie o wydłużonym, sierpowatym kształcie.
Przykłady:
Jezioro Czerniakowskie w Warszawie
Jezioro Druzno
Jezioro Kamionkowskie w Warszawie
np. rzeka Narew, Warta
Korytowe- jezioro będące rozszerzeniem rzeki na pewnej długości
Przykłady:
Jezioro Krutyńskie
Polodowcowe- powstałe dzięki erozyjnej i akumulacyjnej działalności kontynentalnych i górskich lodowców.
Ze względu na różny sposób powstawania zagłębień wśród jezior polodowcowych wyróżnia się jeziora:
Eworsyjne- jeziora powstały w dawnych kotłach eworsyjnych na skutek erozyjnej działalności wód lodowcowych
Cyrkowe (karowe) – niewielkie, głębokie jeziora o kolistym kształcie, zajmujące dno cyrku lodowcowego (dawne pola firnowe).
Przykłady:
Czarny Staw Gąsienicowy w Tatrach
Morskie Oko
Morenowe – powstałe w zagłębieniach morenowych lub w wyniku zatamowania odpływu wód przez morenę. Z reguły duże i płytkie, o urozmaiconych kształtach, łagodnych brzegach.
Przykłady:
Jezioro Śniardwy
Jezioro Mamry
Jezioro Snudy
Jezioro Roś
Rynnowe – typ związany z działalnością lądolodu. występują zwykle w miejscu, gdzie wody roztopowe płynące pod lodowcem
wyżłobiły głębokie bruzdy i rynny w podłożu skalnym. Przeważnie wąskie i bardzo długie, o stromych zboczach. długie, o licznych przegłębieniach w dnie.
Przykłady:
Jezioro Wigry
Jezioro Hańcza
Jezioro Jeziorak
Jezioro Drawsko
Jezioro Gopło
Wytopiskowe (oczka) – niewielkie, okrągłe lub owalne, powstałe z wytopienia się brył lodu zagrzebanych w osadach, po ustąpienia lodowca.
Przykłady:
Jezioro Sasek Mały
Jezioro Ostrowieckie
Pochodzenia Antropogenicznego- (zbiorniki sztuczne), które powstały wskutek działalności człowieka; najczęściej w wyniku przegrodzenia doliny rzecznej zaporą.
Przykłady:
Jezioro Solińskie
Jezioro Czorsztyńskie
Jezioro Otmuchowskie
Funkcje jezior antropogenicznych:
retencyjna, czyli przeciwpowodziowa
energetyczna
transportowa
rekreacyjna
dostarczanie wody pitnej
hodowlana
Największe jeziora antropogeniczne:
Kariba, Bracki Hydrowęzeł, Asuański (Zbiornik Nasera), Akosombo, Daniel Johnson, Guri, Krasnojarski Zbiornik Wodny, Benetta (Willinston), Zbiornik Zejski, Cabora Bassa,
Ad. III.
Tektoniczno- polodowcowe- tworzą się w wyniku ruchów skorupy ziemskiej w obniżeniach tektonicznych, przemodelowanych następnie przez lądolód i wypełnionych wodami z niego wytopionymi.
Przykłady:
Wielkie Jeziora Ameryki Północnej
Ładoga i Onega w Europie Północnej
Jezioro Niedźwiedzie
Klasyfikacja jezior ze względu na termikę wód:
Ciepłe - o temperaturze wód od +4oC
zmienne - gdy temperatura wód zależy do pór rok: latem od +4oC zaś zimą poniżej +4oC
zimne - o temperaturze wód poniżej +4oC
Zarastanie jezior
Jeziora są tworami „krótkotrwałymi”
„zasypywanie” (bardzo powolne) zbiornika cząstkami stałymi nanoszonymi (allochtonicznymi) ze zlewni przez wiatr i wody
opadanie na dno sestonu autochtonicznego- szczątki organizmów rozwijających się w jeziorze, produkty ich metabolizmu, fekalia
przesunięcie się linii brzegowej ku centrum zbiornika na skutek gromadzenia się w jego przybrzeżnych częściach materiałów nanoszonych z lądu oraz produkcji roślinności litoralnej
Najszybciej zarastają małe i płytkie jeziora
Jezioro Genewskie zasilane przez rzekę Rodan prawdopodobnie za 40 tys. lat zniknie, jezioro Bodeńskie za 12 tys. lat
Jeziora to naturalne zagłębienia terenu wypełnione wodą, charakteryzujące się brakiem bezpośredniego połączenia z morzem.
Powstanie jezior zależy od:
warunków klimatycznych
rodzaju podłoża
ukształtowania powierzchni
Jeziora, szczególnie mniejszych rozmiarów, należą do stosunkowo nietrwałych składników krajobrazu – z reguły ulegają stopniowemu procesowi zanikania. Odbywa się to poprzez:
• zarastanie przez roślinność,
• zasypywanie materiałem (przynoszonym przez potoki, wpadającym z góry),
• obniżanie zwierciadła wody (na skutek wcinania się potoku wypływającego z jeziora, ucieczki wody w głąb lub wyparowywania).
Zarastanie jezior:
O- oligotrofia- mało fosforu i azotu, prawie brak makrofitów, duża przejrzystość wody, cienka warstwa osadów dennych
M- mezotrofia- więcej fosforu i azotu, więcej makrofitów, mniejsza przejrzystość (przez większą ilość fitoplanktonu), więcej osadów dennych
E- eutrofia- duże stężenie fosforu i azotu, silny rozwój fitoplanktonu, mała przejrzystość intensywny rozwój makrofitów, ale tylko do niewielkiej głębokości
S- jezioro starzejące
L- ląd
Proces zaniku jezior położonych w klimacie wilgotnym prowadzi stopniowo do powstawania bagien i torfowisk. Natomiast w klimacie gorącym i suchym, po odparowaniu wody, jeziora przekształcają się w solniska.
Etapy życia jezior
Jeziora są geologicznie krótkotrwałym tworem. W swoim rozwoju przechodzą kilka etapów:
1. Powstanie.
2. Młodość - życie biologiczne dopiero się rozwija.
3. Dojrzałość - pełnia życia biologicznego.
4. Starość - przeobrażenie się jeziora w bagno.
5. Zanik, który może nastąpić z następujących powodów: zarośnięcie, zasypanie utworami naniesionymi przez rzekę, wyschnięcie wskutek zmiany klimatu, erozyjne otwarcie misy jeziornej przez wypływającą rzekę, działalność antropogeniczna.
Typowo wykształcone pło torfowcowe można podzielić na 4 strefy,
Charakteryzujące się odmiennym składem roślinności:
I. Bardzo wąski pas inicjalny
Przy krawędzi pła znajduje się bardzo wąski pas inicjalny, z dominującą turzycą nitkowatą lub turzycą bagienną (Carex limosa) biorących udział w przyroście pła na długość.
II. Pas tzw. torfowiska przygiełkowego
Bezpośrednio za pasem inicjalnym najczęściej spotyka się pas tzw. torfowiska przygiełkowego, z dominującą przygiełką białą (Rhynchospora alba)
III. Pas mszaru
Dalej w kierunku lądu występuje pas mszaru z dominującymi mchami torfowcami i nielicznymi
gatunkami roślin naczyniowych, charakterystycznych dla torfowisk przejściowych i wysokich.
IV. Bór bagienny
Ostatnią strefę stanowi bór bagienny.
Strefy jeziora
litoral
sublitoral
profundal
pelagial
Litoral - najpłytsza i najbliższa brzegu strefa, za jej dolną granicę przyjmuje się dolną granicę występowania roślinności. Jest najbardziej zmienny ze środowisk jeziornych. Podlega najsilniejszym dobowym wahaniom temperatury oraz wahaniom stężenia tlenu spowodowanym przez duże nagromadzenie szczątków organicznych. Płytsza część podlega bezpośrednim wpływom lądu, dopływowi wody i substancji przez nią niesionych po deszczach oraz okresowemu opadowi liści z drzew i krzewów. Fauna i flora jest bardzo bogata jakościowo i ilościowo. Występują tu makrofity, glony bentosowe, peryfiton, bentos, plankton, nekton. Litoral jest środowiskiem tarła większości ryb a także bytowania i żerowania ich narybku. Występują tu płazy, gady (żółwie błotne, zaskrońce) oraz wiele ptaków.
Sublitoral – to strefa poniżej litoralu, często w miejscu, gdzie zaczyna się (bardziej niż w litoralu) gwałtowny spadek dna. Na tym stoku gromadzi się zwykle dużo szczątków pochodzenia litoralnego: trudniej rozkładalne części roślinności twardej, muszle mięczaków itp. Rośliny już tu nie występują, fauna jest znacznie uboższa jakościowo zwykle złożona głównie ze skąposzczetów, niewielkiej liczby gatunków mięczaków, niektórych owadów (ważki, jętki), pijawki.
Profundal - cała strefa dna poniżej sublitoralu, zwana strefą głębinową. Jest to strefa allotroficzna, nie mająca własnych producentów gdyż nie dochodzi tu światło. Środowisko jest bardzo monotonne, występuje stały brak światła, niska temperatura przez cały rok (ok. 4OC). Najczęściej występuje tylko bakterio- i zoobentos. Zwierzęta nie drapieżne odżywiają się tu martwą substancją organiczną - detrytusem wraz z bakteriami, planktonem, który obumarł i ulega rozkładowi, mogą odżywiać się również w pelagialu.
Pelagial - strefa otwartej wody, ograniczona przez litoral i sublitoral , a od dołu przez profunal. W jeziorach o dużej powierzchni głębokości strefa ta znacznie przewyższa swą objętością pozostałe strefy. Jest jednolita, mało zróżnicowana poziomo, złożona z wody, substancji w niej zawieszonych i rozpuszczonych (seston) w tym organizmów (planktonu). Zachodzi tu sezonowa i dobowa zmienność temperatury i stężenia tlenu. Pelagial jest zamieszkany przez plankton i nekton. Plankton to różne grupy bakterio- i fitoplanktonu, a z zooplanktonu: pierwotniaki, wrotki, skorupiaki. W jeziorach eutroficznych występuje drapieżna larwa muchówki a w nektonie sielawa, stynka (w jeziorach mniej żyznych), ukleja, narybek wielu gatunków, a z ichtiożerców - okoń i sandacz.
JEZIORO
strefa | fauna | flora |
---|---|---|
(przybrzeżna) |
pijawki, kiełże, ośliczki, małże, ślimaki ryby (szczupaki, okonie, płocie), żaby, ptactwo wodne |
pałki wodne, sitowie, tatarak, rdestnice, rogatki, wywłóczniki, moczarki |
(toń wodna) |
plankton zwierzęcy ( zooplankton), rozwielitki, oczliki, ryby (ukleja, sieja, sielawa , glony | Fitoplankton -(zielenice, eugleny, okrzemki, bruzdnice) |
Profundal (strefa dna) |
rurecznik, larwy muchówek, ryby denne, bakterie, grzyby |
Procesy mieszania jezior
Woda odznacza się szczególną właściwością najwyższej gęstości w temperaturze 4OC, a gęstość zarówno powyżej jak i poniżej tej temperatury. Ten układ temperatur nazywamy uwarstwieniem czyli stratyfikacją odwróconą. W naszej strefie klimatycznej jest to stratyfikacja zimowa.
Zjawisko cyrkulacji wiosennej (krążenie, mieszanie, miksja)
Stratyfikacja prosta- stratyfikacja letnia, gdy warstwy cieplne znajdują się na górze.
W jeziorach płytkich, stan termiczny jest wyrównany gdyż woda ulega ciągłemu mieszaniu do dna. Występuje również jednolitość pod względem cech fizykochemicznych. Inaczej sytuacja wygląda w jeziorach głębokich, gdzie temperatura jest zróżnicowana. W okresie wiosennym zwanym homotermii, temperatura zostaje wyrównana w całym profilu jeziora, wiosenna cyrkulacja prowadzi do zróżnicowania masy wód jeziornych na trzy warstwy:
- warstwa powierzchniowa (epilimnion) - temperatura w tej warstwie jest wyrównana ulega ciągłemu mieszaniu przez wiatr, zróżnicowane czynniki fizykochemiczne, dynamiczny rozkwit procesów życiowych.
- warstwa głębinowa (hipolimnion) - temperatura zmienia się w niewielkim stopniu, jest jednolita i względnie niska, ruchy wody są niewielkie.
- warstwa pośrednia (metalimnion) - zwana również warstwą skoku termicznego, temperatura zmienia się od 20ºC latem w warstwie epilimnion, do poniżej 10ºC w warstwie hipolimnionu.
Dla strefy klimatycznej, w której znajduje się Polska, charakterystyczne są jeziora dimiktyczne, czyli mieszane w okresie wiosennym do dna a potem w okresie późnej jesieni. Występują również jeziora polimiktyczne, w których następuje stałe mieszanie w ciągu roku lub wielokrotne. Do tego typu zaliczane są przede wszystkim jeziora płytkie. W których wiatry nie są w stanie wytworzyć stałej stratyfikacji termicznej.
W naszej strefie rzadko spotka się jeziora meromiktycznych, do których zalicza się głębokie zbiorniki, w których strefa głębinowa nigdy nie ulega mieszaniu ze strefą powierzchniową.
Cechą charakterystyczną jezior jest temperaturowa i świetlna pionowa strefowość, której nie ma w stawach lub przynajmniej nie występuje ona w stawach regularnie i przez dłuższy czas. Istotną cechą jezior jest zróżnicowany pionowo układ temperatur warstw jeziora w ciągu roku. W Polsce większość jezior są to jeziora, w których wody są mieszane dwukrotnie - wiosną i jesienią.
W lecie, górna cieplejsza warstwa wody nie miesza się z dolną chłodniejszą warstwą wody. Między nimi powstaje warstwa skoku termicznego, charakteryzująca się gwałtownym spadkiem temperatury wraz z głębokością. Z nastaniem chłodów temperatura warstwy górnej spada i zrównuje się z temperaturą warstwy dolnej, woda zaczyna cyrkulować w całym jeziorze (cyrkulacja jesienna). Głębsze warstwy ulegają natlenieniu.
Typy mikcji jezior:
Typ miktyczny jeziora - w typologii jezior - rodzaj jeziora ustalony na podstawie częstotliwości i zasięgu mieszania mas wód.
Jeziora amiktyczne - stale skute lodem, nigdy niemieszane (wysokie góry, strefy polarne, np. jez. Wostok)
Jeziora meromikrtyczne- mieszana tylko powierzchniowa warstwa - miksolimnion (dolna warstwa - monimolimnion - ma zbyt dużą gęstość lub jest zbyt osłonięta od powierzchniowego ruchu wody, by ulegać cyrkulacji)
Jeziora holomiktyczne - mieszaniu ulega cała masa wody
jeziora oligomiktyczne - mieszane nieregularnie i rzadziej niż raz w roku, np. górskie jeziora stref ciepłych, w których temperatura spada do 4°C tylko w okresie nietypowego ochłodzenia
jeziora monomiktyczne - mieszane tylko w raz w roku
jeziora monomiktyczne zimne - mieszane tylko latem, gdy topnieje pokrywa lodowa obecna zimą, wiosną i jesienią, a temperatura epilimnionu wzrasta do 4°C lub poniżej (wysokie góry, strefy polarne)
jeziora monomiktyczne ciepłe - mieszane tylko zimą, gdy temperatura epilimnionu spada tylko do 4°C lub powyżej, praktycznie nigdy nie zamarzając (strefy o klimacie łagodnym, morskim itp., np. Jezioro Bodeńskie)
jeziora dimiktyczne - mieszane wiosną i jesienią, gdy woda odpowiednio wzrasta i spada do 4°C, zamarzające zimą (typowe jeziora strefy umiarkowanej)
jeziora polimiktyczne - mieszane często, czasem codziennie, gdy gęstość wody jest podobna na każdej głębokości (brak termokliny i chemokliny), a misa jeziora płytka na tyle, żeby mieszanie wiatrowe sięgało strefy dennej (jeziora stawowe).
Rodzaje jezior ze względu na częstość cyrkulacji wody (typy miktyczne jezior)
Nazwa | Cyrkulacja wody | Występowanie | Termika |
---|---|---|---|
amiktyczne | brak cyrkulacji | strefa polarna | zbiorniki przez cały rok pokryte warstwą lodu |
monomiktyczne zimne | raz w roku pełna cyrkulacja | strefa polarna i obszary wysokogórskie | temperatura wody zawsze poniżej 4 °C |
dimiktyczne | dwa razy w roku | strefa umiarkowana | temperatura wody latem powyżej 4 °C, zimą poniżej 4 °C |
monomiktyczne ciepłe | raz w roku | strefa równikowa i międzyzwrotnikowa | temperatura wody zawsze powyżej 4 °C |
oligomiktyczne | słaba (głównie górnych warstw) | strefa przyrównikowa | ciepła woda w całym przekroju zbiornika |
polimiktyczne | częsta (nawet codzienna) | różne strefy – jeziora płytkie | prawie jednakowa temperatura w całym przekroju jeziora |
Termiczna klasyfikacja jezior
jeziora polarne – mają stale odwrócone uwarstwienie termiczne wody. Maksymalna temperatura wody nie przekracza +4 °C
jeziora umiarkowane – mają najbardziej rozwinięty cykl termiczny: w lecie cechuje je uwarstwienie proste, natomiast zimą odwrócone, wiosną i jesienią stan homotermii
jeziora subtropikalne – nie mają uwarstwienia odwróconego, cały rok występują w nich proste uwarstwienia. Charakterystyczną cechą tego uwarstwienia jest duża różnica temperatury pomiędzy wodą powierzchniową a denną, która jest zbliżona do +4 °C
jeziora tropikalne – cechuje je tylko uwarstwienie proste i małe różnice pomiędzy temperaturą epilimionu i hypolimnionu, którego wody są cieplejsze niż w subtropikalnych jeziorach.
Główne zespoły organizmów wód powierzchniowych
Organizmy żyjące w ekosystemach wodnych możemy podzielić według różnych kryteriów: miejsca przebywania, sposobu odżywiania się, itp.. Jeśli przyjmiemy jako kryterium miejsce, w którym dana grupa roślin lub zwierząt żyje, to otrzymamy następujący podział:
Rys. Zespoły organizmów wodnych
Bentos – są to organizmy związane ze środowiskiem dennym zbiorników wodnych. Organizmy te mogą być zanurzone w mule, przytwierdzone do kamieni, innych przedmiotów znajdujących się w wodzie lub mogą poruszać się między nimi.
Peryfiton – są to drobne glony, pierwotniaki, czasem wrotki, nicienie, drobne skorupiaki i inne organizmy osiadłe na roślinach, palach, gałęziach wystających ponad dno zbiornika. Pojęcie to nie jest jednoznacznie określone, w związku z tym w badaniach ekologicznych jest obecnie pomijane lub zastępowane określeniem „organizmy osiadłe”.
Plankton – jest to zespół organizmów unoszących się w toni wodnej i nie mogących się przeciwstawić ruchom mas wodnych (ich zdolności lokomocyjne nie pozwalają im na przeciwstawienie się ruchom wody). Najbardziej ogólny podział to: plankton zwierzęcy – zooplankton, plankton roślinny – fitoplankton. Na fitoplankton składają się glony i sinice. Zooplankton wód słodkich tworzą głównie: pierwotniaki (wiciowce i orzęski), wrotki i skorupiaki (wioślarki, widłonogi). Okresowo w jego skład mogą wchodzić larwy owadów, między innymi larwy wodzienia, wodopójki, wczesne stadia larwalne ryb.
Większe organizmy i ryby wchodzą w skład Nektonu.
Psammon – są to drobne organizmy (niektóre glony, nicienie, wrotki i inne) żyjące w piasku, w strefie przybrzeżnej wód.
Neuston – są to organizmy związane z błonką powierzchniową wody. Mogą go stanowić bakterie, niektóre glony, a ze zwierząt np. Drobne wioślarki, które „przyklejają się” do błonki powierzchniowej wody od spodu. Pewne owady, np. Nartniki, przemieszczają się po powierzchni wody. Przebywają tu też larwy niektórych owadów i niektóre ślimaki. Podpływają ku powierzchni, by zaczerpnąć powietrza atmosferycznego.
Pływające rośliny wodne, np. Rzęsa oraz pływające blisko powierzchni wody niektóre dorosłe owady (chrząszcze, pluskwiaki) klasyfikuje się jako Pleuston.
Bagna
Bagna i mokradła to obszary o trwałym nadmiernym nawilgoceniu, wynikającym z utrudnionego odpływu wód powierzchniowych. Stanowią ważny element powierzchni Ziemi. Bardzo często są pozostałością po jeziorach, płytkich zatokach morskich, korytach rzecznych bądź rozległych deltach. Mogą też powstawać w wyniku procesów krasowych.
Bagna i mokradła są astrefowym elementem środowiska geograficznego. Spotkać je można niemal wszędzie – we wszystkich strefach klimatycznych oraz na wszystkich wysokościach między poziomem morza a strefą wieloletniego śniegu. Istnieją dla nich jednak pewne uprzywilejowane obszary – terasy zalewowe w dolinach rzecznych, pojezierza, rozległe płaskie obszary zbudowane z trudno przepuszczalnych skał, subarktyczne i arktyczne obszary wieloletniej zmarzliny, pobrzeża mórz i oceanów. Ze swą wodną specyfiką bagna i mokradła stanowią pomosty między wodami powierzchniowymi i wodami podziemnymi.
Bagna
trwałe, nadmierne uwilgocenie
roślinność porastająca bagna zwykle jest przystosowana do bardzo wilgotnych warunków
Mokradła (moczary) – występuje tutaj roślinność hydrofilna (wodolubna) ze względu na duże uwodnienie tych obszarów
Występowanie bagien:
strefa równikowa
obszary wiecznej zmarzliny
doliny i delty dużych rzek
obszary polodowcowe
wybrzeża mórz i oceanów
obszary o mały nachyleniu i nieprzepuszczalnym podłożu
Torfowisko:
podmokły teren porośnięty roślinnością wodolubną
wypełnione martwą substancją organiczną, która powstaje z tej roślinności
Największe bagna świata:
„Morze Wasjugańskie”
rozlewiska Kotliny Górnego Nilu
Pantanal
Stawy
Staw – zbiornik wodny, stosunkowo płytki (na całej powierzchni występuje roślinność zakorzeniona, jak w strefie przybrzeżnej), zarośnięty, zazwyczaj mniejszy od jeziora. Podobnie jak jeziora nie mają bezpośredniego połączenia z morzem. Niektóre z nich są zasilane przez wody rzeczne. Często otacza je sztuczne obwałowanie.
Światło dociera do samego dna, dzięki czemu rośliny zakorzenione mogą żyć na całym obszarze zbiornika.
W stawach nie występuje stratyfikacja termiczna.
Dzienne i sezonowe amplitudy powietrza są znaczne.
Rozróżnia się:
stawy naturalne (rozlewiska wody gromadzącej się w zagłębieniach terenu),
stawy sztuczne (zbiorniki wodne tworzone przez spiętrzenie wód do celów gospodarczych lub dekoracyjnych)
stawy rybne (służą do hodowli lub tymczasowego przetrzymywania ryb).
Staw jest bardzo podobnym zbiornikiem do jeziora. Różnią się one tylko kilkoma szczegółami:
głębokość nie przekracza kilku m (jak strefa przybrzeżna jeziora)
światło dociera do dna zbiornika, dzięki czemu rośliny zakorzenione mogą żyć na całym obszarze zbiornika.
znaczne amplitudy temperatur sezonowych i dobowych, ponieważ nie występuje stratyfikacja temperatur.
zawartość soli mineralnych większa niż w jeziorach, ale waha się znacznie w ciągu roku - np. wiosną topniejący śnieg i lód powoduje rozcieńczenie wody , a latem odparowująca woda powoduje zwiększenie stężenia soli.
duża zawartość tlenu mimo, że w wyniku letnich zakwitów powstają ubytki tlenu to na skutek cyrkulacji wody wywołanej wiatrem i ruchami konwekcyjnymi sytuacja szybko się poprawia. Występuje więc duże zróżnicowanie zależne od pory roku - inne bowiem zauważamy cechy stawu latem, a inne zimą, kiedy to jest mniej roślinności spowodowane między innymi temperaturą i ilością docierającego światła.
Drobne zbiorniki wodne
Torfianka – niewielki zbiornik wodny pochodzenia antropogenicznego, powstały w wyniku napełnienia wodą zagłębienia terenu po wydobyciu torfu. Obecność kwasów humusowych nadaje mu charakter dystroficzny.
Glinianki- zbiornik wodny pochodzenia antropogenicznego (powstały po eksploatacji gliny), ekologicznie zbliżony do jeziora i stawu. Ze względu na eutrofizację i zanieczyszczenia naturalnych zbiorników jeziornych, glinianki (obok innych zbiorników powyrobiskowych) mogą stanowić ważne siedlisko zastępcze dla hydrobiontów.
Oczko wodne – naturalny lub sztuczny, obudowany zbiornik wodny, w dowolnym kształcie lub geometrycznym (koło, elipsa – preferowane są kształty owalne), będący ozdobą ogrodu. Jest siedzibą roślin wodnych oraz zwierząt, głównie ryb. Może być połączony z fontanną, kaskadą, wodospadem.
Wody śródlądowe- stojące (lenityczne)
Siedliska okresowo wypełnione wodą:
a) kałuże i błota
b)wody w dziuplach drzew i pochwach liściowych roślin (tzw. wiszące akwaria)
Siedliska półstałe:
a) starorzecza i łachy
c) baseny i sadzawki parkowe
Siedliska stałe:
a) jeziora
b) zbiorniki wód podziemnych
Wody śródlądowe - płynące (lotyczne)
Siedliska pionowe:
a) hygropetryczne - wilgotne skały z sączącą się wolno wodą
b) torencjalne - wodospady.
Siedliska poziome:
a) źródła
b) potoki górskie o bystrym prądzie
c) potoki i rzeki o wolnym prądzie
d) ujścia rzek o wodzie słonawej
Wody przejściowe siedliska sztuczne
a) kanały
b) rowy melioracyjne
c) studnie
d) zbiorniki zaporowe
Zbiorniki retencyjne np. zbiornik zasolonych wód kopalnianych na zwałowisku skały płonnej
Sztucznie utworzony zbiornik „Na rybie”
Wody płynące – cieki
Źródła
Potoki i strumienie
Rzeki
Rzeki
Rzeka - naturalny, powierzchniowy ciek wodny płynący w wyżłobionym przez erozję rzeczną korycie, okresowo zalewający dolinę rzeczną. W Polsce przyjmuje się, że rzekę stanowi ciek wodny o powierzchni dorzecza powyżej 100 km².
Podział rzek w zależności od ilości opadów atmosferycznych
i ich zmian w ciągu roku
stałe prowadzące wodę, typowe dla klimatów wilgotnych, w których opady są wyższe od parowania np. Wisła, Odra
okresowe, na obszarach z klimatem okresowo suchym, zasilane opadami atmosferycznymi i spływem powierzchniowym, płyną każdego roku w porze wilgotnej, w suchej zanikają, np. Amundia, Coopers Creek w Australii
epizodyczne- powstają po obfitym deszczu i nie mają wyraźnie wykształconego koryta bardzo nieregularne, odprowadzają wody opadowe przez kilka godzin lub dni, występują na najsuchszych pustyniach
Czynniki wpływające na poziom wody w rzece:
- zasilanie (opadowe, spływowe, gruntowe)
- parowanie
- odpływ
Wielkość zasilania rzeki nieustannie się zmienia. Nawet na rzece stale płynącej stan wody, tzn wysokość poziomu wody ulega ciągłym zmianom.
Rzeki zasilane są wodami pochodzącymi z :
Opadów (zasilanie deszczowe)
Topnienia śniegu (zasilanie śnieżne)
Topnienia lodowców (zasilanie lodowcowe)
Zasilanie może odbywać się bezpośrednio wodami spływającymi po powierzchni terenu lub przez źródła z wód zgromadzonych pod ziemią (zasilanie podziemne)
Wyróżnia się 3 stany wody:
wysokie(woda płynie łożyskiem)
średnie
niskie
Niżówki
Inaczej okresy niskich stanów wody
Powstają, gdy długo nie ma opadów lub gdy zasoby wód podziemnych są bliskie wyczerpania
Rzeki zasilane są wtedy wyłącznie przez wody podziemne. W Polsce najniższe stany wód przypadają zwykle na jesieni i w zimie, kiedy opady są najmniejsze.
Wezbrania
Wezbrania mogą powstać wskutek:
-obfitych i gwałtownych bądź długotrwałych deszczy
-szybkiego, jednoczesnego topnienia dużych mas śniegu
-spiętrzenia wód przez lody tworzące na rzece zator
-wlewu wód morskich spiętrzonych pod wpływem sztormu, w ujścia rzek
Skutki katastrofalnych wezbrań można złagodzić, budując zbiorniki retencyjne, zatrzymujące w razie potrzeby nadmiar wody. Wzdłuż koryt rzecznych usypuje się obwałowanie, zmniejszając w ten sposób zalewany obszar choć powoduje to spiętrzenie fali wezbraniowej. Innym sposobem ochrony przeciwpowodziowej jest budowa polderów- nadrzecznych obszarów przewidzianych do zalania w przypadku wezbrania wód. Ważne jest odpowiednie planowanie zagospodarowania terenu, zwłaszcza unikanie budowy domów na terenach zalewowych.
Ustrój rzeczny (reżim)
sposób w jaki kształtuje się przepływ rzeki w ciągu roku. Przede wszystkim zależy on od źródeł zasilania (deszcz, śnieg, lodowiec górski) oraz od wahań stanu wód w ciągu roku
reżim prosty (1 okres wezbraniowy wywołany 1 rodzajem zasilania)
- lodowcowy (najwyższe stany wód początkiem lata) np.. Ren, Rodan
- śnieżny (topnienie śniegu na wiosnę)
- monsunowy (przepływ w okresie lata)
- śródziemnomorski (przepływ najwyższy zimą)
- deszczowy międzyzwrotnikowy (deszcze zenitalne)
- deszczowy oceaniczny (początkiem zimy, zmniejszone parowanie)
reżim złożony
- deszczowo śnieżny (bardzo wysokie stany wód dwa razy w ciągu roku) np.. Wisła
- deszczowy równikowy (dwa razy wysokie stany wód związane z deszczami zenitalnymi)
Najdłuższa rzeka
Nil 6671 km
Największe dorzecze i system rzeczny
Amazonka 7 180 tys. km2
Największa delta
Amazonka 100 000 km2
Największe zlewisko
Ocean Atlantycki 51,1%
Największe rzeki Polski
Rzeka | Długość w km | Pow. dorzecza w km2 |
---|---|---|
Wisła | 1047 | 194424 |
Odra | 854 | 118861 |
Warta | 808 | 54529 |
Bug | 772 | 39420 |
Narew | 484 | 75175 |
BIEGI RZEKI
Wyróżnia się:
Bieg górny rzeki:
z szybkim prądem
twardym, skalistym, kamienistym, grubożwirowym podłożem
z przewagą erozji nad sedymentacją
silnej turbulencji wody
bardzo dobrych warunkach tlenowych
plankton tu nie występuje
główny zespół organizmów to peryfiton na twardym podłożu oraz bentos
turbulencja sprzyja samooczyszczaniu
Bieg środkowy rzeki:
powolniejszym ruchu wody i słabszej turbulencji
zrównoważonym bilansie erozji i akumulacji materiału
z podłożem piaszczystym
występuje tu już niekiedy plankton oraz pozostałe organizmy
największa produktywność, a także zróżnicowanie roślin i zwierząt
Bieg dolny rzeki:
ze znacznie powolniejszym ruchem wód
przewadze akumulacji nad erozją
bogatszym planktonem
podłożem drobno piaszczystym a miejscami mulistym
Fizyczne cechy strumieni i rzek zmieniają się wzdłuż biegu. Z biegiem rzeki wzrasta antropopresja prowadząc do eutrofizacji. Nadmiar antropogennej materii organicznej prowadzi do spadku zawartości tlenu. Zanieczyszczenia silnie wpływają na skład i różnorodność fauny.
Zasilanie rzeki może odbywać się przez wody pochodzące:
- ze spływu powierzchniowego po opadach atmosferycznych,
- z topnienia pokrywy śnieżnej,
- z topnienia lodowców,
- z dopływu wód podziemnych.
Rodzaje ujść rzecznych:
Ujście deltowe tworzy rzeka wpadająca do płytkiego zbiornika o spokojnych wodach; rzeka rozwidla się na kilka ramion ujściowych, np. Wisła, Wołga, Nil
Ujście lejkowe (estuarium) powstaje przy głębokich zbiornikach, w których występują znaczne pływy, uprzątające przynoszony przez rzekę materiał skalny; w takich przypadkach rzeka uchodzi do morza jednym korytem, np. La Plata, Kongo, Loara.
Koncepcja ciągłości rzeki - funkcjonalne podejście do strefowości cieków, sformułowane w 1980 roku (Vannote R. L., Minshall G. W., Cummins K. W., Sedel J. R., Cushing C. E.), akcentujące ciągłość procesów ekologicznych i gradientowy charakter stref rzecznych. Od źródeł do ujścia różne czynniki takie jak: szerokość i głębokość koryta, szybkość prądu, objętość masy wodnej, temperatura, zawiesina, natlenienie, dopływ materii organicznej itd., zmieniają się w sposób ciągły. Gradienty geomorfologiczne, chemiczne i biologiczne tworzą ciągły system - continuum rzecze. Nie można wyróżnić wyraźnych granic pomiędzy poszczególnymi strefami cieku (krenal, rhitral, potamal), gdyż przejścia są stopniowe i ciągłe.
Wzdłuż biegu rzeki zmienia się stosunek produkcji pierwotnej do respiracji. W górnych odcinkach, zalesionych, produkcja pierwotna jest niewielka, natomiast duży jest dopływ grubocząsteczkowego detrytusu, w biocenozie dominują rozdrabniacze, liczni są zbieracze. W środkowych odcinkach rzeki, przy szerokim korycie nawet nadbrzeżne drzewa nie zacieniają całego cieku, w nurcie rozwijają się makrofity, wzrasta intensywność autochtonicznej produkcji pierwotnej (stosunek produkcji do respiracji jest zrównoważony). W biocenozie dominują zdrapywacze, liczni są zbieracze i filtratorzy, nieliczni rozdrabniacze. W dolnym odcinku rzeki dopływ allochtomicznego detrytusu jest niewielki, zwiększa się produkcja pierwotna także za sprawą fitoplanktonu (produkcja przeważa nad respiracją). W biocenozie dominują zbieracza i filtratorzy. Drapieżcy są jednakowo liczni na całej długości cieku.
Koncepcja ciągłości rzeki odnosi się do modelowego cieku, którego górny odcinek znajduje się na terenie zalesionym. Na skutek m.in. antropogenicznych zmian w środowisku, odnotować można odstępstwa od tego modelu, także za sprawą czynników zaburzających strefowość: dopływ zanieczyszczeń organicznych, jeziora przepływowe, zmiana spadku i szybkości prądu na terenach pojezierzy, melioracyjna przebudowa koryta rzecznego, zanieczyszczenie wód, urządzenia hydrotechniczne.
STRUMIEŃ
Ciek wodny o niewielkim znaczeniu, uchodzący do rzeki. Strumienie okresowe powstają w górach po silnych opadach deszczu, roztopach
POTOK
niewielki ciek wodny o wartkim nurcie występuje na terenach o znacznym lub średnim nachyleniu np. górach. Mówiąc inaczej mała rzeka.
Bilans wodny Polski
Bilans wodny = przychody(opady, spływ powierzchniowy i podziemny) – straty (parowanie, odpływ powierzchniowy i podziemny) +/-retencja (pokrywa śnieżna, wody podziemne)
Retencja
Czasowe zatrzymanie wody opadowej na powierzchni Ziemi w zbiornikach wodnych, ciekach, lodowcach, śniegu i bagnach (r. powierzchniowa) oraz w gruncie(r. podziemna).
Kategorie retencji:
śniegowa
lodowcowa
zbiornikowa
bagien
dolin i koryt rzecznych
szaty roślinnej
glebowa
gruntowa
podziemna
Normalny roczny opad w Polsce
Miara zasobów wodnych kraju – ilość wody/mieszkańca/rok:
Polska – 1 700 m3
Francja – 3 000
Niemcy - 2 500
Rosja - 7 000
Przyczyna niskich zasobów w Polsce: położenie pomiędzy klimatem morskim (Atlantyk) a kontynentalnym (Azja).
Zasoby wodne kuli ziemskiej
Pod względem ilościowym ogólna objętość zasobów wodnych jest wystarczająca do pokrycia aktualnych i przyszłych potrzeb wodnych. Ograniczenia w pokryciu potrzeb wodnych wynikają z dwóch przyczyn:
złej jakości wody
niekorzystnego rozmieszczenia zasobów wodnych na kuli ziemskiej (niewystarczające zasoby wodne notuje się w odniesieniu do 20% użytkowników miejskich i 75% użytkowników wiejskich)
Woda słodka to jedynie 2, 6% (35 mln km3) zasobów wodnych. Odpływ rzeczny globu ziemskiego (zasoby wodne brutto) wynosi zaledwie 21 000 km3. Szczegółowe zestawienie zapasów wodnych kuli ziemskiej przedstawiono w tabeli 2.1. Bilans wodny kuli ziemskiej obejmuje ogółem 577 000 km3 wody (tabela 2.2).
ATMOSFERA
Atmosfera jest powłoką gazową, zwaną powietrzem, otaczającą Ziemię. Rozciąga się ona od powierzchni Ziemi i przechodzi stopniowo w próżnię międzyplanetarną. Składa się z około 78% azotu, 21% tienu i około 1% innych gazów. Atmosfera wywiera również ciśnienie. Ciśnienie atmosferyczne wywoływane jest przez ciężar powietrza. Wywiera ono ciśnienie na powierzchnię Ziemi wynoszące około 1 kg na każdy centymetr kwadratowy. Nie zauważamy tego ogromnego ciśnienia, chociaż stale jest ono obecne.
Skład atmosfery
a) stałe składniki powietrza: azot, tlen, argon, neon, hel, metan, krypton, wodór
b) zmienne składniki powietrza: para wodna, dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, dwutlenek azotu, ozon
Tab.1 Najważniejsze gazy wchodzące w skład powietrza.
|
|
---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Do pozostałych składników powietrza w śladowych ilościach gazów zaliczamy :
c) Gazy szlachetne - hel, neon, krypton i ksenon
d) Inne gazy - metan, wodór, tlenek i podtlenek azotu, ozon i związki siarki radon jod, amoniak, pyły gleb, mikroorganizmy oraz substancje powstające w wyniku działalności gospodarczej człowieka
Rola pary wodnej i aerozoli w atmosferze:
a) para wodna: tworzy warstwy chmur, zapewnia obieg wody w przyrodzie, spada na ziemię w postaci deszczu lub śniegu a nawet gradu, maksymalna zawartość pary wodnej to 4%
b) aerozole: kropelki wody, kryształki lodu- to chyba jedyne nieszkodliwe aerozole. Pozostałe, to głównie składniki zanieczyszczeń: cząsteczki dymu, sadzy, popiołu, pyły wulkaniczne, roślinne oraz pyły pochodzenia przemysłowego.
Skład pierwotny atmosfery:
CO2 główny składnik
N2 mniejsze znaczenie
NH3 , CH4, SO2, HCl, śladowo
Brak O2
Zawartość i kontrola O2 w atmosferze
Produkcja wolnego O2 : wyłącznie organizmy żywe
początkowe 1-2 mld lat: większość tlenu wiązana na skutek utleniania minerałów, głównie związków żelaza
od ok. 2 mld lat temu: po utlenieniu większości Fe, gromadzenie tlenu w atmosferze
Około 1,5 mld temu zawartość O2 w atmosferze zblizona do obecnej → możliwośc wyjścia na ląd
Obecna około 21% zawartość tlenu jest wynikiem fotosyntezy.
Składniki chemiczne atmosfery:
Heterosfera (powyżej 90km)
Homosfera (od powierzchni Ziemi do 90km)
pierwszorzędowe ( azot 78%, O2 21%, argon 1%, CO2 0,03%)
drugorzedowe (neon, hel, ksenon, metan – ok. 0,01%)
Podział i warstwy atmosfery:
Troposfera
Stratosfera
Mezosfera
Jonosfera
Termosfera
Warstwy atmosfery i ich charakterystyka:
a) Troposfera - sfera przyziemna, spadki temperatur do -60°C, średnia wysokość 10 km, w troposferze zachodzą główne procesy kształtujące pogodę i klimat
b) Tropopauza - jest to warstwa przejściowa pomiędzy stratosferą a troposferą. Znajduje się na wysokości między 10 -17 km. Temperatura wynosi od- 40oC do - 70oC
c) Stratosfera - wahania temperatur od -60°C do 0°C, pod koniec stratosfery- warstwa ozonowa, powietrze bardzo rozrzedzone, ruchy mas powietrza w dolnej części stratosfery- tropopauzie.
d) Ozonosfera - występuje na wysokości 10–50 km, o podwyższonej koncentracji ozon maksymalna koncentracja ozonu występuje średnio na wysokości. 23 km.
Ozonosfera pochłania całkowicie promieniowanie nadfioletowe - bardzo szkodliwe dla organizmów żywych.
e) Stratopauza - znajduje się pomiędzy 50 a 55 kilometrem.
Temperatura wynosi w granicach od -10 do 10oC
f) Mezosfera - od 10 do 80 km, spadek temperatury wraz z wysokością
g) Mezopauza - znajduje się pomiędzy 80 a 90 kilometrem.
Temperatura wynosi około - 90C
h) Jonosfera - występuje powyżej 50-60 km nad powierzchnią Ziemi do 1000 km. Zawiera duże ilości jonów i swobodnych elektronów, powstających na skutek jonizacji cząsteczek gazu atmosferycznego pod wpływem promieniowania kosmicznego oraz nadfioletowego promieniowania słonecznego.
i ) Termosfera- od 80 do 700 km, strefy jonowe (niżej dodatnie, wyżej ujemne), zjawisko zorzy polarnej, wzrost temperatury nawet do 400°C( wyżej do 1500°C), granica atmosfery meteorologicznej- 2000km
j) Egzosfera - 500 - 2000 km - brak tlenu; słabe oddziaływanie grawitacyjne
Zjawiska zachodzące w atmosferze:
Termosfera
Zorza polarna
Spalanie meteorytów
Mezosfera
Nocne obłoki świecące
Stratosfera
Brak zjawisk dotyczących kondensacji pary wodnej i związany z tym brak burz, śniegu, chmur i mgły
gromadzi 90% ozonu z atmosfery podwarstwa nazywana ozonosferą
Troposfera
Zawiera około 80% wszystkich gazów atmosfery w tym 100% pary wodnej
Pionowe i poziome ruchy powietrza
Zjawisko związane z kondensacją pary wodnej obecne są chmury, mgły, opady
Atmosfera utrzymywana jest blisko Ziemi dzięki sile grawitacji. Podzielona jest na różne warstwy według różnic temperatury. Troposfera, w której żyjemy, stanowi ponad 75% atmosfery. Prawie wszystkie chmury, deszcz i śnieg występują w tej warstwie. Stratosfera rozciąga się do 48 km ponad powierzchnię Ziemi. Chmury rzadko tu występują, a samoloty zwykle latają w tej warstwie leżącej tuż ponad zmienną pod względem pogody troposferą. Warstwa ozonowa znajduje się pomiędzy stratosferą i mezosferą. Mezosfera rozciąga się do wysokości ponad 80 km od powierzchni Ziemi. Ponad nią znajduje się termosfera, gdzie powietrze jest bardzo rzadkie. Ponad 99,9% atmosfery leży poniżej niej. Niższa część termosfery - jonosfera - odbija fale radiowe z powrotem ku Ziemi umożliwiając przesyłanie sygnałów dookoła kuli ziemskiej. Egzosfera rozpoczyna się na wysokości około 480 km ponad Ziemią i przechodzi w przestrzeń kosmiczną.
Tęcza - jest bodaj najbardziej znanym zjawiskiem optycznym występującym w atmosferze. Powstaje wskutek załamania fal świetlnych w kroplach deszczu. Gdy promień światła słonecznego trafi na kroplę wody, ulega załamaniu w miejscu wnikania do tej kropli. Wychodząc z kropli, promień światła ulega ponownemu załamaniu, ale tym razem dzieje się to pod innym kątem. Fale o różnej długości ulegają załamaniu na różnym stopniu. Niebieskie i fioletowe części widma załamują się silniej niż czerwone. Białe światło rozszczepia się na poszczególne barwy spektrum i każda z nich wychodzi z kropli wody pod innym kątem - to znaczy odcienie niebieskiego pod innym kątem niż czerwone. Wokół każdej kropli deszczu tworzy się stożek promieni i to obserwator postrzega jako tęczę, natomiast oglądana z samolotu przybiera postać pełnego okręgu.
Zorza polarna - to zjawisko świetlne zachodzące w górnych warstwach atmosfery. Występuje przede wszystkim na obszarach polarnych, zarówno na półkuli północnej, jak i na południowej. Zorzę polarną wywołują elektrycznie naładowane cząsteczki wiatru słonecznego, przechwytywane przez pole elektromagnetyczne Ziemi. Protony i neutrony uderzają z ogromną prędkością w cząsteczki tlenu i azotu w górnych warstwach atmosfery. Wybijają elektrony z cząsteczek i pobudzają je elektrycznie. Powrót cząsteczek do stanu pierwotnego łączy się z występowaniem procesów świetlnych. Zorza polarna występuje na wysokości ok. 100 km. Szczególnie często pojawia się na eliptycznym obszarze w odległości ok. 23° od biegunów.
Halo - należy do najbardziej spektakularnych zjawisk, jakie możemy zaobserwować na niebie. Powstaje wskutek załamania bądź źródła odbicia światła od kryształków lodu zawartych w atmosferze. Najczęściej postrzegamy halo w postaci białych, rzadziej barwnych pierścieni wokół tarczy Słońca lub Księżyca. Halo towarzyszy przede wszystkim równomierne zachmurzenie (cirrusy), gdy w powietrzu krąży wiele kryształków lodu.
Aureole - obrazy tworzące się wokół tarczy słońca lub księżyca - powstaje nie wskutek załamania promieni świetlnych, jak to się dzieje w przypadku tęczy czy halo, lecz w wyniku ich ugięcia. Promienie światła, natrafiając na krople wody tworząc chmurę, w różnym stopniu ulegają ugięciu. Wokół Słońca lub Księżyca formuje się wtedy świetlny pierścień, którego promień zależy od wielkości kropel tworzących chmurę. Pierścień ten nazywamy aureolą.
Korona - to barwne i lśniące pierścienie wokół Słońca lub Księżyca. W tych pierścieniach zawarte są wszystkie barwy, począwszy od fioletu wewnątrz, skończywszy na czerwieni zewnątrz. Korony powstają poprzez dyfrakcję światła, gdy przechodzi ono przez cienką warstwę kropelek wody w chmurach typu Altostratus lub Altocumulus. Aby korona mogła się pojawić warstwa chmur musi być cienka, gdyż światło może w niej zostać rozproszone lub ugięte tylko raz. Barwy nie są jednak dokładnie rozdzielone, częściowo nakładają się sprawiając, że kolory, które widzimy w postaci pierścieni wokół Słońca i Księżyca są wynikiem ich mieszania. W centrum korony znajduje się biała aureola powstała z połączenia wszystkich barw, częściej zaobserwować można koronę wokół Księżyca. Dzieje się tak dlatego, że jego światło jest znacznie słabsze.
Iryzacja - jest to zjawisko podobne do powstawania korony. Jest to tęczowy układ barw obserwowany na chmurach średniowysokich, takich jak Altocumulus czy Altostratus. Odcienie na chmurach są najczęściej pastelowe, zielone i różowe. Nazwa iryzacja pochodzi od imienia greckiej bogini będącej personifikacją tęczy - Iris. Zjawisko to można obserwować stosunkowo często jednak na ogół by ja zauważyć, trzeba patrzeć przez przyciemnione okulary. Do niedawna zdecydowanie zakładano, że mechanizm zjawiska iryzacji chmur jest taki sam jak w przypadku korony, jednak zachodzi ona, gdy krople tworzące chmurę nie mają jednakowych rozmiarów - kolor danego fragmentu chmury zależy od rozmiaru tworzących ją kropel.
Niekorzystne zjawiska w atmosferze:
Domieszki a zanieczyszczenia
Domieszki – gazy obecne w atmosferze będące produktem działalności i funkcjonowania organizmów żywych i nie wywołujacych skutków ubocznych w środowisku np. amoniak, SO2, NO2, para wodna
Zanieczyszczenie – każdy składnik obcy dla danego środowiska który nie przynalezy do niego w sposób naturalny, a zniekształca jego cechy i właściwości oraz zaburza funkcjonowanie – gazy obecne w atmosferze, naturalne bądź też pochodzące od człowieka, które mają negatywny wpływ na środowisko np. tlenki siarki, tlenki azotu, metale ciężkie
Żródła zanieczyszczeń atmosfery:
Ze względu na żródło zanieczyszczenia:
naturalne
antropogeniczne (sztuczne)
Ze względu na genezę:
pierwotne – emitowane bezpośrednio do atmosfery
wtórne – powstające w wyniku reakcji chemicznych zachodzących w atmosferze
Ze względu na stan skupienia i wielkości cząsteczek:
pyłowe
gazowe
Zanieczyszczenia naturalne:
wybuchy wulkanów (CO2)
naturalne pożary lasów, stepów
procesy rozkładów materi organicznej CH4 – tzw.gazy cieplarniane
burze piaskowe
wyładowania cieplarniane
pylenie roślin
Mają charakter epizodyczny!
Zanieczyszczenia antropogeniczne:
działalność komunalna i bytowa np. systemy ogrzewania mieszkań, wysypiska śmieci
transpost np. silniki spalinowe
wydobywanie kopalin np. węgla, siarki, minerałów do produkcji nawozów
zakłady przemysłowe i elektrownie
Są zjawiskami lokalnymi mają charakter ciągły i powodują, że zanieczyszczenia przybierają zasięg globalny
Charakter zanieczyszczeń:
Punktowe – wprowadzone do środowiska jednoznacznie okreslonym punkcie mają charakter terytorialny często ich działanie jest epizodyczne czyli ograniczone w czasie
Liniowe – zaliczane do zanieczyszczeń obszarowych, powstają wzdłuż szlaków komunikacyjnych związane są m.in. z emisją spalin pojazdów mechanicznych przez co zawierają m.in. związki ołowiu
Zanieczyszczenia pyłowe atmosfery:
U roslin osłabiają fotosynezę oraz hamują wymiary gazową i transpirację
Najbardziej niebezpieczne są pyły drobne które nie odpadają pod wpływem grawitacji mogą przemieszczać się na bardzo dalekie odległości, trudno jest je zatrzymać i oczyścić
Działanie pyłów na organizmy żywe:
czynne: rozproszone w płynach ustrojowych, mają działanie toksyczne, zaburzają metabolizm oddziaływując na enzymy, bądź też powodują schorzenia dróg oddechowych (pyły alkaliczne w środowisku mogą neutralizować kwaśne deszcze),
bierne: nierozpuszczalne w płynach ustrojowych, obciążają i zmniejszają powierzchnię oddechową, sprzyjają infekcjom bakteryjnym i działaniu pasożytów
Dostają się do atmosfery z procesów technologicznych w których przekształceniu podlega faza stała np. pyły antropogeniczne powstają m.in. w przemysle paliwowo- energetycznym, materiałów budowlanych, chemicznym oraz w rolnictwie.
Zanieczyszczenia gazowe atmosfery:
Do najbardziej powszechnych i szkodliwych należą (tlenki siarki, tlenki azotu, tlenek węgla i CO2)
W dużych stężeniach powoduja trudno lub całkowicie nieodwracalne zmiany w środowisku
Wchodzą w reakcje wtórne
Działają bardzo szybko i bardzo toksycznie
Bardzo długo pozostają w atmosferze
Łatwo przemieszczają się na bardzo dalekie odległości
ilościowo znacznie przewyższają zanieczyszczenia pyłowe
Skala zachodzących zjawisk:
Bezpośredni wpływ poszczególnych gazów i pyłów toksycznych na organizmy żywe i inne elementy środowiska;
Efekty pośrednie:
w skali regionalnej
w skali kontynentalnej
w skali globalnej
Wpływ bezpośredni:
polega na toksycznym oddziaływaniu zanieczyszczeń występujących w atmosferze na przemiany biochemiczne i w efekcie na procesy fizjologiczne organizmów.
Efekty pośrednie
W skali regionalnej
Smog czarny (londyński; siarkowy; zimowy);
Smog fotochemiczny (typu Los Angeles; biały; letni) i wzrost stężenia ozonu troposferycznego poza miastami;
W skali kontynentalnej
Zakwaszenie opadów atmosferycznych („kwaśne deszcze”)
Transgraniczne rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń i depozycja azotu i innych biogenów
W skali globalnej
Nasilenie naturalnego efektu cieplarnianego;
Zubożenie warstwy ozonowej
(tzw. „dziura ozonowa”)
Smog – nagłe i silne zanieczyszczenie przyziemnej warstwy powietrza (troposfery) spowodowane duzymi lokalnymi emisjami gazów i pyłów przy jednoczesnym występowaniu specyficznych warunków meteorologicznych i topograficznych
CZYNNIKI | LONDYN | LOS ANGELES |
---|---|---|
Temperatura powietrza | 0-5oC jesień | 25-30oC lato |
Wilgotność powietrza | Pełne nasycenie parą wodną, mgła | Powietrze suche |
Predkość wiatru | Brak wiatru, zanieczyszcenia niemoga być przemieszczane | Wiatry słabe, zachodzi mieszanie się substancji, powstanie zanieczyszczeń wtórnych |
Widzialnośc | Spada pomiżej 30m | Spada od około 0,8 do 2m |
Rodzaj spalanych paliw | Paliwa stałe, olejowe, dużo pyłów | Paliwo ciekłe, węglowodory |
Składniki będące zanieczyszczeniami | Tlenki siarki, węgla, zanieczyszczenia pyłowe | Tlenki azotu, PAN, ozonu, związki organiczne |
Źródło zanieczyszczeń | Źródło stacjonarne | Źródło mobilne |