Jeziora - artykuły

Warstwowość

Na wstępie spróbujmy wyjaśnić sobie znaczenie słów: epilimnion, metalimnion i hypolimnion, bowiem używać ich będziemy bardzo często. Otóż oznaczają one poszczególne warstwy wody w jeziorze. Wyobraźmy sobie pionowy przekrój przez zbiornik. Przy powierzchni jest woda ciepła, a wraz ze wzrostem głębokości ochładza się (w zimie odwrotnie). Na podstawie zmiany temperatury możemy ustalić "nasze warstwy". Powierzchniowa warstwa nosi nazwę epilimnionu i kończy się gdy gradient temperatury (różnica na 1 m głębokości) jest większy od 1°C. Gdy przekroczony zostanie próg 1°C to znak, że rozpoczyna się metalimnion. Trwa on do momentu, aż różnica temperatur ponownie nie spadnie poniżej 1°C. Spadek ten, wyznacza granice między metalinianem, a hypolimnionem, który występuje do samego dna zbiornika.

Klasyfikacja termiczna

Podział ten, lub raczej klasyfikacja opiera się na położeniu geograficznym jezior. W zależności od tego, w jakiej szerokości geograficznej dany zbiornik znajduje się, możemy wyróżnić:

• Jeziora polarne - zbiorniki, które położone są wysoko w górach lub za kołem podbiegunowym. Są one prawie cały czas zamarznięte. Pokrywa je lód i śnieg. Jedynie na krótko rozmarzają, by mogła zajść bardzo krótka cyrkulacja letnia. Temperatura wody nie przekracza wówczas 4°C. W zbiornikach tego typu występuje odwrócony układ termiczny. Przy powierzchni są zimne warstwy wody, których temperatura podnosi się wraz ze wzrostem głębokości do około 4°C przy dnie.

• Jeziora strefy umiarkowanej - w zbiornikach tych, okresy stagnacji (nie mieszania się wód) podzielone są okresami cyrkulacji (mieszania się wód). Występują prądy konwekcyjne, o których dokładniej opowiem w dalszych częściach artykułu. W skrócie, zjawisko to polega na wynoszeniu cieplejszych mas wody ku powierzchni. Cechą charakterystyczną jezior strefy umiarkowanej jest też stratyfikacja czyli uwarstwienie. Po nastaniu stagnacji można obserwować wyraźnie zaznaczony epilimnion, metalimnion i hypolimnion.

• Jeziora strefy równikowej - woda w tych jeziorach ma prawie stałą temperaturę przez cały rok. Warstwy powierzchniowe mają około 30°C - 34°C, a przydenne 24°C - 26°C. Występują tu prądy konwekcyjne, podobne do tych, które zdarzają się w zbiornikach strefy umiarkowanej, z tym że bardziej intensywne.

W niedługim czasie, klasyfikację termiczną rozszerzono o jeszcze jedną pozycję. Między jeziora strefy umiarkowanej, a równikowej wprowadzono jeziora strefy subtropikalnej. Scharakteryzowano je, jako jeziora uwarstwione, posiadające epilimnion, metalimnion i hypolimnion. Latem ich woda nagrzewa się, by później powoli oddawać ciepło i ogrzewać chłodne powietrze. Bardzo rzadko temperatura wody spada poniżej 4°C, a co za tym idzie zbiorniki te prawie nigdy nie zamarzają.

Klasyfikacja Whipple'a

Autor tej klasyfikacji sugerował się dwoma czynnikami - zmianami temperatury przy dnie i występowaniem cyrkulacji. Wyróżnił on:

• Jeziora I rzędowe - których temperatura wód przydennych utrzymuje się na stałym poziomie, oscylując w granicach 4°C. Są to jeziora o bardzo dużej powierzchni i głębokie.

• Jeziora II rzędowe - są to zbiorniki płytkie. Ich wody przydenne znacznie odbiegają od 4°C. Występują duże wahania temperatur, co świadczy o braku stabilności mas wodnych. Ulegają łatwo cyrkulacji. Nawet słabe wiatry są wstanie przemieszać całą objętość wody jeziora.

• Jeziora III rzędowe - zalicza się tu zbiorniki, które są prawie cały czas mieszane. Temperatury epilimnionu, metalimnionu i hypolimnionu są do siebie zbliżone. Bardzo często trudno wychwycić granice między poszczególnymi warstwami.

Klasyfikacja rybacka

Rybacka klasyfikacja jezior opiera się na przewodnich gatunkach ryb (nie zawsze występujących najliczniej), które stanowią wskaźnik specyfiki jeziora. Obrazuje on o skład gatunkowy jeziora oraz o warunki środowiskowe danego ekosystemu jeziornego. Początkowo wyróżniano w Polsce siedem typów jezior (1950 r.):

• pstrągowe
• siejowe
• sielawowe
• leszzczowo-stynkowe
• uklejowo-leszczowe
• okoniowo-płociowe
• karasiowe

Obecnie stosowany jest podział wg. IRŚ na pięć typów (1957 r.):

• sielawowe
  
  
• znaczna głębokość (ponad 20 m)
• stosunkowo duża (5-8 m) przezroczystość wody
• epilimnion sięga maksymalnie do 5 m
• metalimnion wąski i charakteryzuje się znacznym (kilkustopniowym) gradientem termicznym
• hypolimnion charakteryzuje się wysoką zawartością tlenu
• są to zbiorniki oligotroficzne, a i p-mezotroficzne, spotykane są również jeziora eutroficzne z rozległym plosem i zasobne w plankton skorupiakowy
• dno jest twarde praktycznie niezamulone
• roślinność zanurzona jak i wynurzona w wąskim pasie przybrzeżnym (łąki podwodne tworzą tam ramienice, mech zdrojek, moczarka kanadyjska)
• przeciętna wydajność połowowa w jeziorach sielawowych powinna wynosić 34,0 kg/ha (w tym 5,5 kg sielawa a 5,0 kg lin).

• leszczowe
  
  
• powierzchnia powyżej 100 ha
• głębokość maksymalna od 15 do 20 m
• dno pokryte jest najczęściej warstwą mułu
• epilimnion sięga w do 5-6 m
• metalimnion charakteryzuje się mniejszym niż w jeziorach sielawowych gradientem termokliny, rzadko przekraczającym 2,5°C/m
• rozległe dno leży w zasięgu górnego profundalu
• roślinność wynurzona i zanurzona tworzy rozległe łąki podwodne bogate w gatunki i zajmuje większą powierzchnię niż w typie sielawowym
• wydajność połowowa jezior leszczowych powinna wynosić 34,0 kg/ha (w tym 6,0 kg leszcza i 5,0 kg lina)

• sandaczowe
  
  
• głębokość maksymalna od 6 do 12 m
• powierzchnia od kilkunastu do kilkudziesięciu hektarów
• dno jest twarde, miejscami pokryte większymi ilościami mułu
• roślinność wynurzona silnie rozwinięta z dominacją trzciny pospolitej, a roślinność zanurzona słabo rozwinięta
• ograniczona przezroczystość wody od około 0,9 - 1,5 m
• na głębokości 5-6 m może czasami powstawać deficyt tlenowy
• Jeziora sandaczowe można podzielić na 4 podtypy:
  
  
  1. zbiorniki o głębokości 5 - 8 m z umiarkowanie występującą roślinnością i częstym brakiem tlenu w warstwie przydennej, przezroczystość mała (0,4 m) z liczną populację sandacza. W ichtiofaunie dominuje drobna płoć i mały leszcz (pokarm dla sandacza), węgorz, lin i szczupak. Wydajność tych zbiorników to 15-35 kg/ha w jeziorach śródleśnych, 20-40 kg/ha w jeziorach śródpolnych, 30-70 kg/ha w jeziorach przepływowych.
  2. zbiorniki, które pod względem głębokości, przezroczystości i warunków termicznych są zbliżone do poprzednio omówionych, a różnią się uboższą roślinnością podwodną. Brzegi miejscami kamieniste, żwirowe lub piaszczyste. Mniej jest szczupaka, brak lina, leszcz rośnie zdecydowanie słabiej, liczny węgorz. Wydajność dla jezior śródpolnych 20 - 30 kg/ha, śródleśnych 20-40 kg/ha.
  3. zbiorniki o małej przezroczystości wody i deficytem tlenowym, a przy dnie występuje H₂S. Brzeg mulisty utrudnia rozród sandacza. Wydajność ryback 15 20 kg/ha w jeziorach śródpolnych, 10-20 kg/ha w śródleśnych, 20-40 kg/ha w przepływowych.
  4. jeziora rzadko spotykane, głębokość maksymalna do 10 do 30 m, ze spadzistym stokiem, brak roślinności podwodnej i mało oczeretów. Częsty siarkowodór na głębokości 6-10 m i aż do dna.

• lionowo-szczupakowe
  
  
• przypominają stawy karpiowe
• maksymalna głębokość do 6 m (średnio 3 m)
• przezroczystość wody do 1,5 m
• temperatura w okresie lata do 25 - 28°C
• dno muliste, w większości porośnięte roślinnością wynurzoną i zanurzoną
• latem brak stratyfikacji termicznej
• bardzo wysoka produktywność biologiczną (zbiorniki eutroficzne), w tym i rybacką
• często nadmierny rozwój fitoplanktonu - zakwity i deficyty tlenowe
• wydajność 40 kg/ha (lin - 8,0 kg/ha, szczupak 4,0 kg/ha, karaś 2,0 kg/ha, węgorz 2,0 kg/ha)

• karasiowe
  
  
  • jeziora małe, kilku - kilkunasto hektarowe
  • głębokość maksymalna 2-4 m
  • zarośnięte roślinnością wynurzoną
  • często zimą występuje przyducha
  • dno zamulone i torfiaste
  • brzegi porośnięte skrzypami i mchami
  • mała przezroczystość wody
  • wydajność 20 kg/ha (6 kg/ha karasia; 2 kg/ha lina; 3 kg/ha szczupaka, l kg/ha węgorza)

J. Filipiak, R. Trzebiatowski, J. Sadowski. Rybactwo-przewodnik do ćwiczeń z przedmiotu Gospodarka na wodach otwartych. Akademia Rolnicza w Szczecinie 1995.


Klasyfikacja florystyczna

Opiera się na składzie gatunkowym roślin wodnych. Bada się zbiornik pod względem dominującego gatunku rośliny. Mogą to być, przykładowo jeziora z przewagą rogatka, wywłócznika, moczarki, tataraku, trzciny czy pałki wodnej. W tym przypadku, również jesteśmy w stanie dużo powiedzieć o takim zbiorniku. Znając preferencje danej rośliny wiemy czy jezioro jest natlenione czy nie. Możemy nawet w przybliżeniu określić skład chemiczny wody i jej przejrzystość.

Jeziora harmonijne i nieharmonijne

Pojęcia to, po raz pierwszy użył Thinemann. W jeziorach harmonijnych związki biogenne (wpływające na ilość pokarmu) występują w ilościach, które umożliwiają harmonijny rozwój organizmów wodnych. W fitoplanktonie takich wód, stosunek takich pierwiastków jak: węgiel (C), azot (N) i fosfor (P) wynosi w przybliżeniu 106:16:1.
Do zbiorników harmonijnych zalicza się jeziora:

• oligotroficzne - wody przydenne zawierają dużo tlenu (ich nasycenie tlenem nie spada poniżej 50 - 60%). Dwutlenek węgla występuje w bardzo małych ilościach i równomiernie w całej objętości jeziora, z tendencją do minimum przy dnie. Woda jest czysta i ma dużą przejrzystość. Widzialność sięga nawet do 10 - 15m.
  W jeziorach oligotroficznych nie zdarzają się zakwity. Mało jest też roślinności, której rozwój jest skutecznie ograniczany brakiem związków biogennych. Uboga roślinność powoduje, że fauna denna (bentos) rozwija się bardzo słabo i można spotkać niewiele gatunków. Obecność tlenu w całej objętości wody eliminuje procesy gnilne zachodzące w osadach dennych. Jest to bardzo korzystne dla zbiornika, gdyż mineralizacja zachodzi wtedy w całej objętości wody, a związki biogenne są trwale wiązane w osadach.
  Do jezior oligotroficznych należą zbiorniki leżące na terenie małych, ubogich w związki pokarmowe zlewni (J. Hańcza) i na terenach górskich (Morskie Oko).

• mezotroficzne (a i b) - zbiorniki tej grupy, posiadają cechy pośrednie pomiędzy jeziorami oligo-, a eutroficznymi. Jest to stadium przejściowe między jeziorem czystym a zanieczyszczonym. Trwa stosukowo krótko i jest to najlepszy moment do rozpoczęcia zabiegów ochronnych i rekultywacyjnych (poprawiających jakość wody).
  Cechą tych jezior są okresowo pojawiające się zakwity, które trwają bardzo krótko w jeziorach a-mezotroficznych, a dłużej w b-mezotroficznych. Woda ma kolor żółto-brunatny, co związane jest charakterem zlewni. Brak jest na niej typowych gruntów rolnych, a dużo humusu i bagna.

• eutroficzne - są to zbiorniki zanieczyszczone. W okresach stagnacji często obserwuje się deficyty tlenowe. Zimą często zdarzają się niebezpieczne przyduchy, powodujące masowe śnięcie ryb.
  Przy dnie, a nawet kilka metrów nad nim występować może siarkowodór (H₂S), metan (CH₄) i dwutlenek węgla (CO₂), które wskazują na istnienie intensywnych procesów gnilnych.
  Woda takiego jeziora zawiera dużo związków biogennych, które sprzyjają zakwitom, a te występując masowo, zużywają ogromne ilości tlenu, którego i tak jest niewiele.

• politroficzne - jest to stadium przejściowe, jeziora eutroficznego do hypertroficznego. Zbiorniki takie, występują z reguły w zlewniach silnie rolniczych lub stanowią bezpośredni odbiornik ścieków przemysłowych.
  Obserwuje się tu regularne występujące zakwity i masowe śnięcia ryb. Woda ma zapach gnilny, a kolor brązowawo-czerwony.

• hypertroficzne - termin ten oznacza praktycznie "śmierć jeziora". Poza niewielkimi ilościami glonów występują masowo bakterie. Woda przypomina gęstą zupę, w której jest dużo fosforu, azotu i toksyn pochodzących z zakwitów glonów i od masowo namnażających się bakterii.
  Poniżej kilku centymetrów głębokości tlen już nie występuje.

Weziorach nieharmonijnych wyróżnia się inne czynniki wpływające na rozwój organizmów niż węgiel, azot czy fosfor. Mogą to być kwasy humusowe, wapń (Ca) czy żelazo (Fe). Thinemann zakwalifikował do zbiorników nieharmonijnych jeziora:

• dystroficzne - które są bogate w związki humusowe, o barwie wody żółtej lub czarnej. Woda jest mętna i ma niewielką przejrzystość. Występuje mało biogenów, gdyż są one absorbowane i odkładane w osadach dennych. Pociąga to za sobą słaby rozwój planktonu roślinnego i roślin pasa litoralu. W przeciwieństwie do fitoplanktonu, zooplankton występuje w dużych ilościach, gdyż związki humusowe stanowią dla niego doskonały pokarm.
  W okresie stagnacji letniej i zimowej, ubytki tlenu można zaobserwować już w metalimnionie.
  Woda ma pH w granicach 7 -4,5.

• alkalitroficzne - występują w zlewniach bogatych w związki wapnia (Ca). Do takich terenów należą góry wapienne lub obszary silnie rolnicze. Nasuwa się pytanie: Czy można zakwalifikować takie zbiorniki do jezior eutroficznych ? Otóż niekoniecznie, związki biogenne (N i P) dostają się do tych jezior w dużych ilościach, lecz są natychmiast wiązane w trwałe kompleksy z wapniem i odkładane w osadach dennych. Powoduje to, że fitoplankton rozwija się bardzo słabo, co wpływa na dużą przejrzystość wody. Jedyną korzyść z biogenów magazynowanych w osadach czerpią rośliny rosnące na dnie.

• siderotroficzne - zawierają dużo żelaza (Fe). W jeziorach tego typu, podobnie jak w alkalitroficznych, związków biogennych jest bardzo mało w toni wodnej. Dzieje się tak, gdyż żelazo w obecności tlenu, tworzy trwałe kompleksy z fosforem, wykluczając go z obiegu pokarmowego.

• acidotroficzne - są to jeziora "kwaśne". pH ich wody jest jeszcze niższe, niż jezior dystrofcznych. Spada bowiem poniżej 4,5. Kwaśny odczyn spowodowany jest obecnością dużej ilości związków mineralnych, pochodzenia wulkanicznego.
  Zbiorników takich jest dużo w Indonezji i Japonii. Powstają na skutek wypełnienia wodą wygasłych kraterów.

• argillotroficzne - woda takich zbiorników jest mętna i sprawia wrażenie brudnej. Jest w niej dużo zawiesiny mineralnej wypłukiwanej z lodowców lub nanoszonej przez potoki górskie.

• saprotroficzne - zbiorniki te, znajdują się najczęściej na zlewniach silnie uprzemysłowionych, sztucznie utworzonych przez człowieka. Odprowadzane są do nich zazwyczaj ścieki bezpośrednio z zakładów przemysłowych, produkujących duże ilości odpadów organicznych (mleczarnie, zakłady celulozowe, zakłady przetwórstwa owoców i warzyw).
  W całej objętości wody występuje siarkowodór i metan, które uniemożliwiają rozwój tlenolubnych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Występują tu głównie bakterie siarkowe, powodując charakterystyczne pomarańczowo-różowe zabarwienie wody.
  
  

Jak zatem widać, podziałów jezior jest wiele. Starałem się opisać te, najczęściej spotykane i używane. Wydaje mi się, że trafnie oddają one charakter danego zbiornika, jego czystość i stan ekologiczny.
Zapoznanie się z powyższą terminologią, znacznie ułatwi nam rozważania nad rozmaitymi zjawiskami występującymi w naszych jeziorach. Ponadto, znając charakterystyki poszczególnych typów jezior, jesteśmy w stanie sami ocenić jakość jeziora, w którym będziemy zażywać letnich kąpieli.