15. Развитие ацидификации в системе озеро/водосбор. Глобальные, региональные и экосистемные аспекты. Классификация озер по рН и ров.

Закисление – процесс глобальный или региональный. Разная чувствительность озер, следовательно, одно закислено, другое нет. Природное закисление за счет заболачивания. Антропогенное – выбросы атмосферы. Природное – начальный этап. Торфяники после последнего Московского оледенения. Заболочено порядка 16%. Имеются краевые топи, системы озер и озерков. Озера до величины рН 5.5 – природное закисление. рН ниже 5.3 преобладает антроп-ое закисление. До 5.3 доминирует природное закисление. По цветности воды - РОВ > 14 мг С/л – темные водоемы 1. цветность больше 800 Pt-Co, как правило, нейтральные, либо переходные. 2. приурочены к верхушкам болотных массивов, вода прозрачная – светло водные озера, РОВ < 10 мг С/л, цветность < 300, бывает 5-100, маленькая уд площадь водосбора. Удельный водосбор –отношение площади водосборного бассейна к площади водоема, чем меньше ΔF, тем больше влияние атм-ых осадков, выпадающих на озера. Имеют большую S пов-ти, небольшая площадь водосбора. Схема развития закисления на региональном и экосистемном уровне Региональные процессы Антропогенное закисление атмосферы окислениями S и N ( уменьшение выноса C, N, P. закисление поверх-ых вод в чувствительных водосборах и ландшафтах). Экосистемные процессы - закисление вод озер с сод-ем Ca + Mg < 400 мкг Экв/л (1.а разрушение бикарбонатной буферной системы при рН < 5.3, замена HCO3 на SO4, 1.б нарушение циклов биогенных эл-ов (C, N, P), 2.а увеличение подвижности металлов Al, Hg, Cu, Pb, As и др., 2.б биоаккумуляция и токсическое воздействие тяжелых металлов). Изменение структуры трофической сети снижение интенсивности автотрофных процессов, усиление детритных пищевых цепей, A/R < 1 – эффекты «снизу», исчезновение многих выдов рыб, усиление влияния беспозвоночных хищников – эффекты «сверху». Вторичная олиготрофия/дисторофия озер.

16. Последствия закисления на уровне экосиcтемы. Изменение круговоротов основных биогенных эл-ов (c,n,p).

Классификация по степени закисления: ph 6,5-8,5 не закисленные водоемы, ph <5,3 сильнозакисленные с доминированием сульфат-ионов, ph 5,5-6,4 переходные озера, класс вод меняется зимой или в паводок, а летом возвращается в нормальное состояние-скрытое закисление. Перманганатная окисляемость мгО/л. Светловодные- 6-8 O/л, бпк 5- 1,8 мгО/л, низкое содержание орг. в-ва. Переходного типа – высокое содержание орг. в-ва, 15-30 мгО/л, бпк 5- 1,2-1,4 мгО/л// Нейтральные водоемы – лесные очень гумифицированы 30-45 мгО/л, бпк 5-3,4-3,6, большое количество растворенного орг. в-ва.

Чем более закислены водоемы, тем меньше там ОВ, в воде остается свободная углекислота, что меняет растительные сообщества –снижение трофического статуса озера.

Р. В закисленных водах образует комплексы с AL и Fe. Связываясь в прочные метал-ие комплексы Р становится не доступным для организмов. Аккумуляция в детрите и на водосборе. Соед-я Р разлагаются в анаэробных усл., при аэробных усл.,происходит связывание с Fe и растения не могут получить его. При низкой минер-и – низкое сод-ие Р.

Цикл N – это то, что больше всего изменяется при закислении, нарушение цикла. Соед-ия N из атмосферы поступают в виде нитратного N. Происходит редукция фиксации атм-го N. сниж скорости бактериал нитрификации аммония, накапливается аммоний N, его кол-во может перекрывать кол-во нитратного N в изменение скорости бактериальной денитрификации. Все это сильно изменяет содержание N в водоемах. Часто не P лимитирует развития растительности, а N, то есть не хватает минеральных форм N.

Цикл C. Закисленные водоемы менее цветны, РОВ меньше. Последствия антроп-го закисления – снижение поступ-ия в водоемы гуминовых к-т (РОВ) из водосбора. Механизм связан с тем, что при поступлении сильных минеральных кислот снижается растворимость гуматов. Гуматы более темно окрашены, чем фульвок-ты, следоват-но, снижение цветности воды. Неорган-ий C – гидрокарбонаты, которые исп-ся клетками водорослей, как субстрат для фотосинтеза. При рН ниже 5.3 гидрокарбонаты отитровались, углерод теперь представлен только CO2, который находится в равновесии от поступления от биол-их процессов и осадков. Неорган-го C меньше, нужен для сульфат-редукции, фотосинтез, метаногенез (анаэробн проц). Эти процессы разлагают ОВ в донных отложениях. В закисленных водоемах неорганического углерода может не хватать для этих процессов, процессы идут скачками. Дефицит неорганического углерода, следовательно, снижение скорости продуцирования органического вещества в процессе фотосинтеза.

Среди макрофитов- снижение кол-ва видов, ум. Зарослей. Фитопланктон –ум. Кол-ва сине-зеленых водорослей, ум видовое разнообразие, ум биомассы водорослей, ум скорости фотосинтеза. Зоопланктон –ум видовое разнообразие, исчезают циклопы, ракообразные, изменение структуры сообществ, биомасса зоопланктона не меняется ,а может даже возрасти т.к. исчезают почти все хищники. Донные сообщества – отсутсвуют моллюски, нет пиявок, веснянок, поденок, ув кол-во личинок насекомых и взрослых насекомых. Клопов очень много в закисленных водоемах, ув кол-во жуков и их личинок, личинок комаров, исчезает большая часть мирных животных, но появляется огромное кол-во хищников. Рыбы –большая часть в закисленных озерах исчезает, при ph <5,5 исчезает лосось,ручьевая форель ,платва , лещ. Остается окунь,щука. Паразиты рыб исчезают,но остаются паразиты в кишечнике окуня.

17. Особенности процессов продукции и деструкции органического вещества в озерах с рН<5. Олиготрофизация закисленных озер.

При рН<5 воды становятся сульфатными, ум запас неорганического C ,который необходим для фотосинтеза. Изменеяется структура трофической сети, исчезают многие виды, снижается продуктивность. При рН ниже 5.3 гидрокарбонаты отитровались, C теперь представлен только CO2, который находится в равновесии от поступления от биол-их процессов и осадков. Неорганического C меньше, нужен для сульфат-редукции, фотосинтез, метаногенез (анаэробн проц). Эти процессы разлагают ОВ в донных отложениях. В закисленных водоемах неoрганического С может не хватать для этих процессов, процессы идут скачками. Дефицит неорганического С, следовательно, снижение скорости продуцирования ОВ в процессе фотосинтеза.

Среди макрофитов- снижение кол-ва видов, ум. Зарослей. Фитопланктон –ум. Кол-ва сине-зеленых водорослей, ум видовое разнообразие, ум биомассы водорослей, ум скорости фотосинтеза. Зоопланктон –ум видовое разнообразие, исчезают циклопы, ракообразные, изменение структуры сообществ, биомасса зоопланктона не меняется ,а может даже возрасти т.к. исчезают почти все хищники. Донные сообщества – отсутсвуют моллюски, нет пиявок, веснянок, поденок, ув кол-во личинок насекомых и взрослых насекомых. Клопов очень много в закисленных водоемах, ув кол-во жуков и их личинок, личинок комаров, исчезает большая часть мирных животных, но появляется огромное кол-во хищников. Рыбы –большая часть в закисленных озерах исчезает, при ph <5,5 исчезает лосось,ручьевая форель ,платва , лещ. Остается окунь,щука. Паразиты рыб исчезают,но остаются паразиты в кишечнике окуня.

Взакисл водоемах Р образует комплексы с Fe и Al и становится недоступным для биоты. Чем ниже ph воды тем медленнее разлагаются орг остатки. С/Р >500000 не только в общем кол-ве ОВ , снижает развитие растительности.

При закислении нарушаются циклы азота,углерода и фосфора.

Р. В закисленных водах образует комплексы с AL и Fe. Связываясь в прочные метал-ие комплексы Р становится не доступным для организмов. Аккумуляция в детрите и на водосборе. Соед-я Р разлагаются в анаэробных усл., при аэробных усл.,происходит связывание с Fe и растения не могут получить его. При низкой минер-и – низкое сод-ие Р.

Цикл N – это то, что больше всего изменяется при закислении, нарушение цикла. Соед-ия N из атмосферы поступают в виде нитратного N. Происходит редукция фиксации атм-го N. сниж скорости бактериал нитрификации аммония, накапливается аммоний N, его кол-во может перекрывать кол-во нитратного N в изменение скорости бактериальной денитрификации. Все это сильно изменяет содержание N в водоемах. Часто не P лимитирует развития растительности, а N, то есть не хватает минеральных форм N.

Олиготрофизация – снижение количества орг в-ва засчет ум кол-ва доступных биогенных элементов. ОЛИГОТРОФИЗАЦИЯ, смена в сукцессии болотных биоценозов эвтрофной стадии мезотрофной, а затем олиготрофной.