4. Лимитирование процесса эвтрофирования. Полуэмпирические модели процесса эвтрофирования (Сакамото, Фоленвайдер). Понятие о нумерических шкалах (Карлсон, Бульон).

Развитие биоты в каждой экосистеме определяется набором гидрохим-их и гидролог-их параметров. Либих сформулировал закон лимитирования, в соответствие с которым главенствующая роль отводится тому фактору, который в данных условиях ограничивает норм-е развитие организма. Продуцирование фитопланктона и высшей водной растит-ти может зависеть от термических, гидродинам-их, гидрооптических, общей минерализации, газового режима, кислотности (pH) и конц-ции биогенных веществ и даже от морфометрии водоема.

Основным элементом, лимитирующим продуцирование водных фитоценозов, является фосфор. В некоторых водах наблюдается азотное лимитирование. Sakamoto, 1966 - работа с описанием связи общего фосфора и хлорофилла "а". Это показало, что концентрация общего фосфора в воде может считаться показателем уровня трофии водоема. Признание получил метод Фолленвайдера (1968), в соответствии с которым легко определить трофический уровень водоема, зная величину поступления в него фосфора (фосфорную нагрузку). Исходная формула Фолленвайдера (1969) была модифицирована Диллоном - Риглером (1974). lg Chl = 1.45 lg Pобщ. - 1.14, где Chl - концентрация хлорофилла в воде, Pобщ. - содержание общего фосфора

В настоящий момент предложено около двух десятков формул, в основе которых лежит пространственно - временное осреднение характеристик биогенного питания и продукционных процессов. Можно говорить, что создана полуэмпирическая теория эвтрофирования водоемов.

В основу расчетов трофического индекса Карлсона (TSI) положены тесные корреляции между параметрами водной среды - прозрачностью, конц-ии хлорофилла воде и сод-ем общего P. В основу основополагающего критерия трофности Карлсон выбрал прозрачность воды по белому диску, которая теоретически может меняться от 0.06 до 64 м. Этим крайним значениям присвоены индексы трофического статуса от 0 до 100. TSI = 60 - 10 log2 SD, где SD -прозрачность . 0-30 олиготроф, 40-50-мезотроф, 60-70 эвтрофный, 80-100 гипертрофный

Бульон (1987) - предложил индекс (ИТС), рассчитывающийся по концентрации хлорофилла (С) воде или скорости фотосинтеза на глубине оптимального фотосинтеза (А):ИТС = 40 - 20 lg C; ИТС = 10.4 - 20 lg A

5. Типология водоемов по уровню трофии. Их абиотические и биотические характеристики.

Трофический тип водоема - это интегральная характеристика, определяемая множеством взаимосвязанных физико-химических и биологических процессов. Наиболее информационный показатель - величина первичной продукции как мера интенсивности процесса новообразования органического вещества

I.20-30-е годы Тинеман и Науман предложили выделить 3 типа озер: олиготрофный, эвтрофный и дистрофный. Уровень биологической продуктивности (трофии) связан с абиотическими факторами, географическим положением водоема и характером водосбора. Олиготрофный водоем - незначит кол-во биогенных веществ, высокая прозрачность, низкая цветность, большая глубина, развитие фитопланктона слабое, содержание кислорода немного отклоняется от норм насыщения, накопление ОВ в донных отложениях слабо, пастбищные троф цепи, микроорганизмов мало и цепи разложения выражены слабо.

Эвтрофный водоем - большая минерализация, повыш содержание биогенных веществ, интенс развитие фитопланктона, увелич продукционные процессы и цикл взаимод орг и неорг компонентов, снижается глубина эвфотной зоны, где идет фотосинтез, низкая прозрачность, в верхних слоях избыток кислорода, а у дна – недостаток, детритные и редуцентные цепи.

Дистрофный водоем - низкая мин-ция, незнач кол-во биогенных в-в, много гумусовых в-в,низкое развитие фитопланктона, преоблад аллохтонное вещ-во.

Мезотрофный тип - промежуточный тип между олиготрофным и эвтрофным. Высокое сод биоген вещ-ва, фитопланктона, высок цветность.

II. 1955 Оле: типизация на оценке круговорота ОВ (инт-ть), осн пок-ль – фотосинтез; балансовый подход: соотнош продукции и деструкции

III. Соврем этап: водоем-единая сисс-ма (сист подход); все взаимосвязано; при опрде конц Р развив опред кол-во фитопланктона

Карлсон: трофич индекс (по прозрачности) TSI=60-10log2SD; Зная прозрачность воды по трофическому индексу Карлсона можно определить трофность водоема. Если ТSI олиго -0-40, мезо-40-60, эвтроф -60-80, гипер троф 80-100. Бульон: инд троф сост ИТС=40-20lgCh (по хлорофиллу),ИТС=10.4-20lgA (первич прод)

Олиготрофные водоемы: богатый O2 гиполимнион, ок-восст процессы, анаэр усл в придонных слоях нет, немного биог вещ-в, низк ур продукц процессов, низкое сод ОВ в ДО, небольшое превышение продукции над деструкцией- небольшое накопление ОВ. Эвтрофные водоемы: в гиполимнионе дефицит кислорода, анаэр усл, восст процессы у дна, накопление углек газа, сероводорода, аммиака, закисного железа, продуктов анаэр разлож ОВ. С увеличением эвтроф уменьш глубина водоема. Продукция сильно доминирует над диструкцией. Фитопланктон обеспечен минер питанием. Дистрофные: Скорость фотосинтеза невысокая из-за высокого содержания аллохтонного ОВ. Мало всего, но много гумуса.