HYDROLOGIA

1. Elementy doliny rzecznej

Środowisko lotyczne - środowisko z wodą płynącą

Środowisko lenityczne - środowisko z wodą stojącą

1. Łożysko - część dna doliny rzecznej obejmująca koryto rzeki i teras rzeczny zalewowy, zajmowana przez wodę w czasie wysokich stanów wody (wezbranie czy powódź).

2. Koryto - najniższa część doliny, która znajduje się w obrębie jej dna i przez którą okresowo lub ciągle płynie woda dokonując zmian w kształcie powierzchni. Część koryta, którą woda płynie ciągle nazywa się korytem małej wody

3. Bystrza - wypłycone odcinki koryta odznaczające się wartkim prądem wody. Powstają z przemiałów podczas niskiego stanu wody.

4. Plosa - głębokie części koryta występujące pod stromym brzegiem wklęsłym

5. Przemiał - płytki odcinek koryta uformowany przez ruchome ławice przegradzające koryto pod kątem do kierunku wody, łączące odsypy prawo- i lewoboczne, a oddzielające plosa

6. Ławica - forma stanowiąca nagromadzenie rumowiska w środkowej części koryta. Są to często kamieńce lub piaszczyste mielizny, czasem ruchome, muliste wydmy o wydłużonym kształcie. Stanowi pierwsze stadium wyspy rzecznej, a po zarośnięciu wikliną przybiera nazwę kępy.

7. Przykosa - ruchome wypłycenie w nurcie rzeki, utworzone przez naniesiony piasek i drobny żwir

8. Odsypiska - fałdy boczne rozmieszczone między plosami na przemian po obu stronach koryta. Po stronie wypukłej tworzą plaże

9. Meander - zakole o dużym kącie środkowym powstałe w wyniku działania erozji bocznej. Meandry odcięte od koryta nazywa się starorzeczami.

Medial - centralna część rzeki

Ripal - przybrzeżna część rzeki

Ritron - górny, potokowy bieg rzeki

Potamon - część rzeki o spokojnym nurcie (biegi środkowy i dolny)

Krenon - część źródłowa rzeki

Bieg górny :

• szybki prąd, silna turbulencja

• twarde, skaliste, gruboziarniste lub żwirowe podłoże

• erozja > sedymentacja

• bardzo dobre warunki tlenowe

• głównie peryfiton i bentos

Bieg środkowy:

• powolniejszy ruch wody, słabsza turbulencja

• erozja ≈ sedymentacja

• podłoże piaszczyste

• niekiedy występuje plankton (głównie formy drobne; wrotki i pierwotniaki) oraz pozostałe zespoły zwierząt

Bieg dolny:

• powolny ruch wody

• erozja < sedymentacja (akumulacja)

• podłoże drobnopiaszczyste

• bogaty plankton

2. Bentos

Organizm merolimniczny - organizm, który część swojego cyklu życiowego spędza w wodzie, a część poza nią

Organizm hololimniczny - organizm, którego cały cykl życiowy przebiega w środowisku wodnym

Podział organizmów ze względu na rodzaj podłoża:

• litofilne - organizmy związane podłożem kamienistym

• psammofilne - organizmy związane podłożem piaszczystym

• argilloofilne - organizmy związane podłożem gliniastym

• peleofilne - organizmy związane podłożem mulistym

Dla określania organizmów zamieszkujących cieki wodne, po przedrostku oznaczającym charakter dna dodajemy określenie reo, np. litoreobentos

Mikrobentos - organizmy denne o wymiarach <1 mm bakterie (bakteriobentos), glony i pierwotniaki denne

Mezobentos - organizmy denne o wymiarach od 0,5 mm do kilku milimetrów, np. nicienie, wirki, wrotki, brzuchorzęski, małżoraczki, widłonogi, larwy owadów itp

Makrobentos - organizmy denne o wymiarach większych niż kilka milimetrów, np. pijawki, skąposzczety, mięczaki, większe skorupiaki i larwy owadów

Inbentos - organizmy denne zagrzebujące się w podłożu

Epibentos - organizmy denne bytujące na powierzchni podłoża

Zoobentos - bentos zwierzęcy

Fitobentos - bentos roślinny (także makrofity!)

Zależnie od siedliska w zbiorniku wodnym mówi się o bentosie litoralu, sublitoralu lub pelagialu. W ciekach wodnych - o bentosie ripalu lub medialu.

Przystosowania bentosu:

• znaczny ciężar właściwy

• posiadanie hemoglobiny

• ciało obciążone różnymi substancjami mineralnymi lub domkami czy skorupami

• w ciałach organizmów brak przestrzeni powietrznych czy kropli tłuszczu

• wytwarzanie śluzów lub innych tworów pozwalających uczepić się dna

Występowanie zoobentosu w środowiskach lenitycznych zależy od:

• charakteru i składu osadów dennych

• właściwości fizyko-chemicznych wody

• czystości wody

• wahania poziomu wody

• głębokości zbiornika

Obfitość bentosu zależy od:

• warunków tlenowych

• warunków pokarmowych

• charakteru podłoża

• żyzność podłoża

• warunki świetlne

• ruchliwość wody

• eksploatacji przez konsumentów

3. typy zbiorników wodnych i ich strefy

Typy zbiorników wodnych:

• jezioro - zbiornik wodny o powierzchni co najmniej 1 ha i charakteryzujący się stratyfikacją termiczną

• jezioro tektoniczne - powstałe w wyniku ruchów skorupy ziemskiej w zapadliskach lub rowach tektonicznych, np. Bajkał

• jezioro polodowcowe - powstałe w wyniku erozyjnej działalności lodowca, np. Śniardwy, Mamry

• jezioro wulkaniczne - powstałe w kraterach nieczynnych wulkanów lub w zagłębieniach zatamowanych przez potoki lawy, np. jezioro w kraterze Pinatubo

• jezioro przymorskie - powstałe przez odcięcie zatoki od morza np. przez mierzeję, np. Łebsko

• jezioro deltowe - powstałe między wałami brzegowymi rozgałęziającej się rzeki w obrębie delty, np. Dąbie

• jezioro krasowe - powstałe przez zapadnięcie powierzchni terenu i zalanie podziemnej komory rozmytej przez wodę w rozpuszczalnych skałach węglanowych, np. j. Łęczyńsko-Włodawskie

• staw - stosunkowo płytki zbiornik wodny o głębokości kilku metrów

• zbiornik zaporowy - zbiornik z reguły sztuczny, powstały w celu retencji wody, przez podpiętrzenie cieku.

• zbiornik hodowlany - zbiornik wodny służący z reguły do hodowli ryb lub innych organizmów wodnych

• grobla

• oczko wodne

• zatopisko

Typy jezior:

a) zależnie od żyzności

Oligotroficzne:

• duża głębokość

• duża przejrzystość

• woda barwy niebieskiej, szafirowej lub zielonkawej

• mała zawartość soli pokarmowych

• słabo rozwinięta roślinność wyższa i glony

• zakwity fitoplanktonowe są rzadkością

• fauna nieliczna, ale bogata w gatunki

• dobre warunki tlenowe

• całkowity rozkład osadów organicznych

• brak siarczków w osadach

• mogą się przekształcić w eutroficzne

• np. jeziora górskie

Eutroficzne:

• żyzne

• duża zawartość soli pokarmowych

• mała przezroczystość

• barwa wody zielonożółta

• płytkie

• deficyt tlenowy w warstwach przydenny

• procesy osadowe > rozkład

• osady czarne od nagromadzenia siarczków

• częste zakwity fitoplanktonu

• silnie rozwinięty litoral

• fauna liczna, uboga w gatunki

• mogą się przekształcić w torfowiska niskie

• większość polskich jezior

Mezotroficzne:

• mają charakter pośredni

b) niezależnie od żyzności

Dystroficzne:

• małe jeziorka śródleśne

• woda żółta lub brunatna

• mała przejrzystość

• duże ilości humusu

• odczyn kwaśny

• słabe natlenienie

• uboga roślinność i świat zwierzęcy

• brak zakwitów

• brak litoralu

• często przekształcają się w torfowiska wysokie

• występuje tzw. podwójne dno - warstwa mułu unosząca się nad dnem

d) zależnie od stopnia mieszania wód

Holomiktyczne - podlegają całkowitej cyrkulacji

• dimiktyczne - cyrkulacja dwa razy do roku

• polimiktyczne - wielokrotna cyrkulacja

Meromiktyczne - cyrkulacja w górnych warstwach wody (miksolimnion)

e) zależnie od pH

Alkalitroficzne:

• duża twardość wody

• wysoka koncentracja C, Ca, Mg

• mało związków N, P

• pH >7

• inkrustacja podwodnych przedmiotów wapniem

• brak deficytów tlenowych

• występują organizmy tlenolubne

• duża różnorodność ale małe zagęszczenie gatunków

Argilotroficzne:

• podłoże gliniaste

• wody zasadowe

• dno pokryte warstwą glonów

• jakość osadów dennych nie sprzyja różnorodności organizmów bentosowych

• stosunkowo trudne warunki świetlne

Acydotroficzne:

• często na podłożu wulkanicznym i bogatym w piryt

• woda przejrzysta

• pH 3-1

• ubogi swiat roślinny i zwierzęcy

Stratyfikacja termiczna - pionowy warstwowy układ temperatur w zbiorniku wodnym, będący wynikiem zróżnicowania gęstości wody w zależności od jej temperatury. Gdy temperatury niższe (<4°C) znajdują się bliżej powierzchni mówimy o stratyfikacji odwróconej.

Pionowe uwarstwienie wody (podczas stagnacji letniej):

• epilimnion - górne warstwy wody o wyższych temperaturach, ale ulegające znacznym wahaniom temperatury.

• metalimnion (termoklina) - strefa wody poniżej epilimnionu charakteryzująca się znacznym spadkiem temperatury

• hipolimnion - strefa wody znajdująca się poniżej warstwy spadku termicznego i charakteryzująca się najniższą temperaturą (4-6°C) z jednoczesnym niewielkim jej wahaniem.

Sezonowość wód w jeziorach:

• stagnacja letnia:

• cyrkulacja wód epilimnionu

• stagnacja pozostałej masy wody

• epilimnion najcieplejszy (18-25 °C)

• hypolimnion najchłodniejszy (4-6 °C)

• cyrkulacja jesienna:

• ochłodzenie wody epilimnionu do ok 4 °C

• wymieszanie się wody epilimnionu i hypolimnionu

• homotermia

• stagnacja zimowa:

• cyrkulacja wód epilimnionu tylko w miejscach wolnych od lodu

• stagnacja pozostałej masy wody

• epilimnion najzimniejszy (0,5 °C)

• hypolimnion najcieplejszy (4-6 °C)

• cyrkulacja wiosenna

• ogrzanie się wody epilimnionu do ok 4 °C

• wymieszanie się wody epilimnionu i hypolimnionu

• homotermia

Strefy zbiorników wodnych:

• litoral - strefa przybrzeżna;

• silne dobowe zmiany temperatury

• duże nagromadzenie materii organicznej

• duże wahania (nawet deficyty) stężenia tlenu

• duża różnorodność gatunkowa

• podlega wpływowi z lądu - spływ substancji itp.

• występuje roślinność strefowa

• występuje głównie plankton, bentos i peryfiton

Charakter, rozległość i rola litoralu zależy od:

• morfometrii jeziora

• wahań poziomu wody

• intensywności falowania

• charakteru i zasobności troficznej osadów dennych

• składu gatunkowego

Znaczenie litoralu:

• strefa graniczna między otwartą tonią a lądem

• strefa barierowo-ochronna, zatrzymująca spływ substancji z lądu

• sublitoral

• strefa przejściowa - poniżej litoralu

• gromadzenie szczątków pochodzenia litoralnego

• brak roślin

• uboższa jakościowo fauna

• profundal - strefa głębinowa (strefa dna poniżej sublitoralu)

• złe warunki świetlne (wyjątek - jeziora górskie, oligotroficzne)

• stała temperatura

• brak producentów

• małe stężenie tlenu (głównie w zbiornikach eutroficznych)

• duża ilość osadów i szczątków

• obecny głównie bentos (bakterio- i zoobentos)

• pelagial - strefa otwartej wody

• jednolity strukturalnie - woda + substancja rozpuszczona + zawiesina (seston)

• zmienność pionowa temperatury (dobowa i sezonowa) i światła

• duża zmienność warunków tlenowych

• obecny głównie plankton i nekton, neuston i pleuston

• Niektóre grupy roślin wodnych

Makrofity - rośliny kwiatowe, mchy, wątrobowce, kilka gatunków porostów, Charales i inne glony związane ze środowiskiem wodnym

Amfifity - rośliny ziemno-wodne o charakterze roślinności błotnej i bagiennej występujące w strefie podmokłej i strefie wahań poziomu wody, np. Eleocharis palustris, Calla palustris, Alisma plantago-aquatica

Helofity - rośliny ziemno-wodne o pędach wynurzonych, tworzące przybrzeżne szuwary, np. Typha, Butomus, Iris, Sagittaria

Nimfeidy - zakorzenione rośliny wodne o łodydze prostej lub słabo rozgałęzionej, z dużymi pływającymi liśćmi, np. Nuphar, Nymphea, Potamogeton natans, Polygonum amphibius

Elodeidy - rośliny podwodne zakorzenione w podłożu z długimi, ulistnionymi łodygami, ale bez specjalnych liści pływających, np. Elodea, Myriophyllum, Ceratophyllum, Hottonia

Pleuston, pleustofity - rośliny wolno pływające po powierzchni wody, nie zakorzenione, związane z litoralem, np. Salvinia natans, Lemna, Utricularia

5. Adaptacje makrofitów do życia w wodzie:

• szparki umieszczone na górnej powierzchni blaszek liściowych

• specyficzna budowa szparek i mechanizmy regulacji szerokości poru

• pokrycie powierzchni liści substancjami hydrofobowymi

• pokrycie liści brodawkami lub włoskami tworzącymi ochronną warstwę powietrza, nie dopuszczającą wody do powierzchni liścia

• uwypuklenie liści i umożliwianie spływania wody z ich powierzchni

• tworzenie liści z zawiniętymi do góry brzegami zabezpieczającymi przed zalaniem oraz z porami umożliwiającymi odpływ wody z powierzchni blaszki liściowej

• istnienie tworów umożliwiających pozbywanie się wody w stanie płynnym, jak otwory szczytowe czy hydatody

• redukcja systemu korzeniowego (korzenie służą często tylko jako element kotwiczący w podłożu)

• istnienie struktur lub mechanizmów pobierających wodę ze środowiska:

• hydropoty - komórki, grupy komórek lub włoski znajdujące się na spodniej stronie blaszek liściowych

• niski potencjał osmotyczny rośliny - umożliwia osmotyczne pobieranie wody

• redukcja tkanki waskularnej - im lepszy dostęp do wody, tym jest on bardziej zredukowany

• możliwość wykorzystania kwaśnego węglanu wapnia jako źródła CO₂

• silnie rozwinięte przestwory międzykomórkowe oraz aerenchyma - miękisz przewietrzający

• tworzenie pneumatoforów (korzeni oddechowych) oraz korzeni podporowych u wielu roślin błotnych

• wytwarzanie elastycznych organów, odpornych na działanie ruchu wody, jak wstęgowane, silnie podzielone, często małe liście, biczowate łodygi, skrócone międzywęźla i ogonki liściowe, zredukowana lub centralnie ułożona tkanka mechaniczna itp.

• pędy kwiatowe wynurzone ponad wodę

• heterofilia

• wysoka zdolność regeneracji

• hydrogamia (przenoszenie pyłku w wodzie) i hydrochoria (przenoszenie diaspor w wodzie)

• pączki (głównie u elodeidów)

1

---