Ievads hidrobiologija_2012

Transkripts

1 IEVADS HIDROBIOLOĂIJĀ

2 Ar ūdeņu u izpēti saistītās s zinātnes nozares: Hidrobioloģija ija pēta ūdenstilpēs s noritošos os bioloģiskos iskos procesus Hidroloģija ija pētījumu objekts ir hidrosfēra ra (ūdens riņķ ņķojums) Limnoloģija ija pēta kontinentālo ūdeņu ekosistēmas, to struktūru, ru, funkcijas, vielu un enerģijas plūsmas Hidroķī ķīmija pēta ūdeņu ķīmisko sastāvu un noritošos os ķīmiskos procesus

3 Hidrobioloģijāun limnoloģijāraksturojot dabas ūdeņus pareizi lieto terminu «ūdenstilpe» (Ļoti bieži lieto nepareizi ūdenstilpne) Pēc Akadēmiskās terminu datubāzes AkadTerm EN pond; pool; basin; reservoir; watercourse LV ūdenstilpe RU водоем; водоëмы; водоём; водный бассейн DE Becken; Wasserbehälter FR bassin (d eau)

4 Ūdeni nepieciešams pētīt, p t, jo ūdens ir resurss cilvēku eksistencei! Ėīmiskāformula: H 2 O Molmasa: 18,01528 g/mol Blīvums: 1000 kg/m 3 Kušanas temperatūra: 273,15 K (0 C) Viršanas temperatūra: 373,15 K (100 C)

5 Ja no visa uz zemes atrodošāūdens izveidotu sfēru (lodi), tad izveidotos lode ar diametru (1,385 kilometri)

6

7

8 ŪDENS ĪPATNĪBAS Blīvums Liels īpatnējais siltums Caurspīdīgums Kustīgums Spēja šķīdināt vielas

9 Ūdens uz Zemes mlj. km Ūdens atmosfērā Ezeri, upes, mitrāji Pazemes ūdens Ledāji un pastāvāgāsniega sega Pasaules okeāns Andris Andrušaitis

10 Ūdens procentuālā izplatība uz zemes

11 Ūdens izmantojamība

12 Saldūdeņu un jūras vides apstākļu salīdzinājums Faktors SaldūdeĦi Jūras un okeāni Vecums Parasti neliels ěoti seni Ūdenstilpes izmērs 10-ti kilometru 1000-ši kilometru Ūdenstilpes dziĝums 10-ti metru 1000-ši metru SāĜums 0-1 Parasti ap 35 Ūdens dzidrība Parasti mazāka par 10 m Līdz pat 100 m Paisums/bēgums Parasti nav Maksimālāp/b amplitūda var būt vairāki metri Straumes Upes, ezeros parasti nav pastāvīgu straumju Raksturīgas pastāvīgas, vai cikliskas straumes Andris Andrušaitis

13 Saldūdeņu un jūras vides apstākļu salīdzinājums (2) Faktors SaldūdeĦi Jūras un okeāni Stratifikācija DziĜākos ezeros mērenajā klimata zonāsezonāla termiska stratifikācija Bieži novērojama pastāvīga ūdens stratifikācija ko izraisa blīvuma starpība ViĜĦu iedarbība Vāja - mērena Var būt Ĝoti stipra Trofiskums Parasti eirofi mezotrofi izħemot oligotrofus ezerus un distrofas ūdenstilpes Plaši okeāna apgabali ir oligotrofi Barības vielu izcelsme Bieži allohtona Parasti autohtona Andris Andrušaitis

14 Jūras vides apstākļu ietekme uz biotisko sabiedrību struktūru un funkcionēšanu Faktors Jūras un okeāni Efekts Vecums ěoti seni Liela taksonomiskā daudzveidība, daudzas sugas specializējušās dzīves apstākĝiem jūrā Ūdenstilpes izmērs 1000-ši kilometru Ūdenstilpes dziĝums 1000-ši metru Andris Andrušaitis Liela fizikālo faktoru inerce, daudz liela izmēra organismu, iespējamas tālas migrācijas un organismu kosmopolītiska izplatība DziĜūdens biotopu un atbilstošu sabiedrību veidošanās, hemosintēze kā nozīmīgs org-c avots. Hemosintēze ir bioloăisks process, kurā daži mikroorganismi no neorganiskām vielām veido organiskās vielas.

15 Jūras vides apstākļu ietekme uz biotisko sabiedrību struktūru un funkcionēšanu (2) Faktors Jūras un okeāni Efekts SāĜums Parasti ap 35 Organismiem citāda osmoregulācija salīdzinot ar saldūdeħiem, parasti pastāv osmotisks līdzsvars, vai šūnas (organismi) izvada lieko šėidrumu Ūdens dzidrība Līdz pat 100 m Bieza eifotiskā(produktīvā zona), liela fitobentosa kā producenta un struktūr - organismu loma. Paisums/bēgums Maksimālā paisums/bēguma amplitūda var būt vairāki metri Litorāls īpašs biotops, kas tikai daĝu laika klāts ar ūdeni. Mangroves biotops, kas lielāmērāatkarīgs no plūdmaiħas izraisītā barības vielu transporta. Andris Andrušaitis

16 Jūrās un okeānos raksturīgi -plūdmaiņas (paisums un bēgums) Plūdmaiņas ir pasaules okeāna ūdenslīmeņa, Zemes cietās virsmas un atmosfēras spiediena periodiskas svārstības, kuru cēlonis ir spēki, kas rodas summējoties Mēness un Saules gravitācijas spēkiem un tiem centrbēdzes spēkiem, kuri rodas riņķojot sistēmām ZEME- MĒNESS un MĒNESS- SAULE.

17 Koriolisa spēka ietekme uz straumēm Koriolisa spēks ir inerces Spēks, kas jāħem vērā gadījumos, kad ėermenis pārvietojas attiecībā pret rotējošu atskaites sistēmu. ĖermeĦi, kas pārvietojas pa zemes virsmu horizontālā plaknē, ziemeĝu puslodē novirzās pa labi attiecībā pret kustības virzienu, bet dienvidu puslodē pa kreisi. (Dabas ăeogrāfija)

18 Straumes, to ceĝi

19 Apvellings Apvellings ir parādība, kad auksti piegultnes ūdeħi paceĝas virspusē tā siltā ūdens slāħa vietā, ko aizpūtis vējš.

20 Piekrastes apvelinga zonas okeānā

21 Pasaules ūdeħu sāĝuma karte

22 Sāļuma atšķirības Pasaules okeānos

23 Baltijas jūras sāĝuma karte SāĜums Baltijas jūrā ir zems, līdz ar to ir maza bioloăiskā daudzveidība, jo jūras ūdens saldūdens organismiem ir par sāĝu, savukārt sālsūdens organismiem šeit sāls ir par maz.

24 Jūras vides apstākļu ietekme uz biotisko sabiedrību struktūru un funkcionēšanu (3) Faktors Jūras un okeāni Efekts Straumes Stratifikācija Raksturīgas pastāvīgas,vai cikliskas straumes Bieži novērojama pastāvīga ūdens stratifikācija ko izraisa blīvuma starpība Organismu dzīves cikli piemērojušies straumēm. Apvelingi, virpuĝi kā barībasvielu transporta mehānismi ViĜĦu iedarbība Var būt Ĝoti stipra Specifiski dzīves apstākĝi litorālē un piekrastes bentosā Trofiskums Plaši okeāna apgabali ir oligotrofi Oligotrofos ūdeħos pirmproducenti ir Ĝoti sīki, liela mokrobiālās ėēdes nozīme, veidojas garas barības kēdes Barības vielu izcelsme Parasti autohtona Liela barības vielu reăēnerācijas nozīme Andris Andrušaitis

25 Okeāna virsmas un sauszemes temperatūras atšķirības

26 Blīvuma izmaiņas pieaugot dziļumam Okeānā

27 Hidrostatiskā spediena atkarība no dziļuma okeānā Palielinoties dziļumam, ūdens stabāpieaug hidrostatiskais spiediens!

28 Atkarībāno jūras ģeogrāfiskāstāvokļa, klimata, valdošiem vējiem veidojas ūdens sāļums, blīvums, temperatūra, straumes, augu un dzīvnieku pasaule.

29 Jūru un okeāna iemītnieku dažādība atkarībā no dzīves apstākĝiem

30 Jūras un okeāni Ezeri Purvi (purvu ezeri) Upes (lielās, vidējās, mazās) Strauti, avoti Kanāli Ūdenskrātuves Estuāriji Mangroves Pazemes ūdeņi ŪDEŅU BIOTOPI

31 Pasaules Okeānu, jūru, līču karte

32

33 Latvijas upju baseini

34 Latvijas lielākie ezeri, ūdenskrātuves 2256 ezeri(lielāki par 1 ha), ar kopējo virsmu lielāku par 1000km 2-1,5% no LATVIJAS TERITORIJAS; Dziļākais Dridzis 66 m; 10 lielākās ūdenstilpes Latvijā: Lubāns ha; Rāznas ha; Engures ha; Burtnieku ha; Liepājas ha; Rīgas ūdenskrātuve ha; Pļaviņu ūdenskrātuve ha; Usmas ha; Babītes ha Ķeguma ūdenskrātuve ha

35 Latvijas upes Garums (km) Skaits Kop.garums Kop. laukums Īsākas par 10km km 39 km Vairāk kā Kopā

36 Ūdensguves baseins ir sauszemes teritorija, no kuras upes sistēma savāc ūdeħus. No blakus baseina to norobežo ūdensšėirtne.

37 Ūdenstilpēs (upēs, ezeros, jūras, okeānos) barības vielas nonāk no ūdensguves baseina no teritorijas, kur satek virszemes un pazemes ūdeħi

38 Litorāle Pelagiāle Epilimnions Metalimnions temperatūras lēcienslānis Trofogenā zona Bentāle Hipolimnions Profundāle Trofolītiskā zona -online.de/biologie/oekologie/imagervm.jpg&img

39 Ūdenstilpes šķērsgriezums Litorāle Pelagiāle - Limnētiskā zona Fotiskā zona Bentāle Profundāle afotiskā zona

40 Okeāna (jūras) škērsgriezums Fotiskā- zona no okeāna virsmas līdz 200 metru dziĝumam Afotiskā zona dziĝāk par 200m Jūra, Okeāns Nerītiskā zona atrodas virs kontinentālā šelfa Abisāle-dziĜjūras zona

41 Fitoplanktona biomasas, gaismas klātbūtnes un temperatūras savstarpējā saistība Epipelāăiskajā (fotiskajā) okeāna zonā

42 Ūdenstilpes šėērsgriezums litorāle profundāle bentāle

43 temperatūras lēciena slāni sauc par termoklīnu, Par hemoklīnu sauc tad, ja tajā līdz ar dziĝuma maiħu ir novērojamas straujas ėīm. koncentrāciju izmaiħas.

44 Pycnocline (Piknoklīns)-robežslānis, kas atrodas starp ūdens masām ar dažādu temperatūru un sāļumu

45 vasara rudens pavasaris ziema Ūdens cirkulācija un stagnācija (samaisīšanās pateicoties temperatūras, ūdens blīvumam un vēja ietekmei) mērenajos platuma grādos.

46 Temperatūras cikli ezeros

47 Ja ezeri visā dziĝumā ir vienmērīgi piesātināti ar skābekli kā oligotrofie ezeri, tad šādu piesātinājuma līkni sauc par ortogradu. Ja piesātinājums ir nevienmērīgi sadalīts, kad hipolimnija apakšējā slānī arī vasarā nav skābekĝa, tad līkni dēvē par klinogradu.

48 Oligotrofi un Eitrofi ūdeħi Oligotrofos ūdeħos maz barības vielu, neliela litorāles josla, maz fitoplanktona Eitrofos ūdeħos daudz barības vielu, izteikta litorāles josla, daudz fitoplanktona, vasarā masveidā cianobaktēriju savairošanās!

49 Ūdens dzidrību nosaka ar Sekki diska palīdzību, to iegremdējot ūdenī līdz izzūd atšėirība starp baltajiem un melnajiem segmentiem. Uz auklas nolasītais lielums (cm) rāda fitoplanktona klātbūtni, kas savukārt norāda uz barības vielu (P, N) ieplūdi ūdenstilpē. Nav pielietojams brūnūdens ezeros

50 UPES un EZERI Upe organiskās vielas noārda un aiztransportē (pašattīrīšanās) Ezers organiskās vielas akumulē.

51 LENTISKAS un LOTISKAS sistēmas stāvoši ūdeħi un tekoši ūdeħi Lentiski ūdeħi Lotiski ūdeħi Ezeri, dīėi, mitrāji Upes, u.c. tekoši ūdeħi

52 Upe attīstās ne tikai laikā, bet arī telpā: tas nozīmē, ka virzienā no iztekas uz grīvu ūdens kĝūst vecāks: Upe uzkrāj un pārveido visas ietekmes, kas bija augštecē; Upes ėīmisko sastāvu galvenokārt nosaka upes baseina ăeoloăiskās Īpašības.

53 Dzīves nosacījumi upēs būtiski atšėiras no stāvošiem ūdeħiem: Te dzīvos organismus vienmēr ietekmē straume, gan tos, kas pieplok upes dibenam, ierokoties gruntīs, -gan tos, kas meklējot aizvēju no straumes, turpina savu un upei atbilstošo dzīves ciklu. Vielu aprite upē nav noslēgta, kamēr ezeros to var uzskatīt par vairāk vai mazāk noslēgtu!

54 Estuārijs upes grīvas rajons, kur upe ietek jūrā vai okeānā Dažāds sāļums; Paisums-bēgums; Zemāka bioloģiskā daudzveidība; Ļoti augsta produktivitāte; Seklu turbidu ūdeņu platības Sāls ķīlis kad smagais, blīvākais un vēsākais jūras ūdens kīĝveidīgi pa apakšu ienāk upes grīvā, savukārt vieglākais, mazāk blīvais, siltais upes ūdens pa virsu ieplūst jūrā, sāls ėīlis atrodas nepārtrauktā kustībā!

55 Lielupes grīva (estuārijs) Gaujas lejtece un grīva (estuārijs) Daugavas grīva (estuārijs)

56

57 Ūdens sāļuma izmaiņas estuārijā

58 Ezeri ir dabiskas izcelsmes ūdenstilpes reljefa padziĝinājumos sauszemē Ezeri ir no visām pusēm slēgta zemes padziĝinājumā esoša ūdens masa (Georg Jung, 1990) Ūdens masa ir ar ūdeni piepildīts padziĝinājums kādā ăeoloăiskā slānī, kurš ir pakĝauts dēdēšanai, Tā satur bioloăiskas izcelsmes daĝas: Baktērijas, sēnes, augsnes dzīvniekus, humusu. Ūdens masas un reljefa pazeminājuma veids ezerdobe nosaka ezera kā dzīves telpas īpašības,

59 Ezerainums Ezerainums attiecība (%) starp kādas teritorijas ezeru kopplatību un šīs pašas teritorijas platību: Sauszemes vidējais ezerainums -1,8 %; Lielākais ezerainums Somijā 9,4 %; Latvijā 1,55 %; Krāslavas raj. 5,1 %; Bauskas raj. 0,07 %

60 Caurteces un beznoteces ezeri Caurteces ezeri ar pieteci un noteci Beznoteces ezeri bez pieteces un noteces

61 Dzidrūdens ezeri un Brūnūdens ezeri (maz humusvielu) (daudz humusvielu) Čertoks Islienas ezers

62 Dzidrūdens ezeri Oligotrofs un Eitrofs Maz barības vielu Daudz barības vielu

63 oligotrofs mezotrofs eitrofs diseitrofs distrofs politrofs hipertrofs EZERU TIPOLOĂIJA pēc to barošanās tipa

64 Purvu hidroekosistēmas - brūnūdens distrofie purvu ezeri Ezeri bagāti ar humusvielām, kas ir gan izšķīdušas, gan arīkoloidālāformā; vielas saistītas kompleksos Ūdens brūns, Zemo bioproduktivitāti nosaka zemais ph; Augu maz; maz fitoplanktona, nenotiek cianobaktēriju masveida savairošanās! Baktēriju maz-tās nespēj pārstrādāt humīnvielas; Epizodiski bagāts zooplanktons, kas pārtiek nevis no aļģēm, bet gan no izšķīdušām humīnvielām; Zema bioloăiskā daudzveidība, jo ezeros skābs ūdens (zems ph) Lielākoties šie ezeri atrodās aizsargājamās purvu teritorijās un ir Ĝoti tīras aizsargājamas hidroekosistēmas

65 Purvu distrofo ezeru fauna un aĝău flora Daphnia rosea Micrasterias Holopedium gibberum Perca fluviatilis Staurastrum Desmidium

66 Ekoloăiskie grupējumi ūdenstilpēs Litorāle josla, kur spēj attīstīties ūdensaugi Neistons organismi, kas noturas uz ūdens virsmas Pelagiāle brīvā ūdens josla Planktons ūdens masā pasīvi peldoši organismi Zooplanktons un fitoplanktons Psammonssmilšainā piekrastes josla Makrofīti makroskopiskie ūdensaugi Perifitons - Apaugumi uz ūdenī iegremdētiem objektiem Nektons organismi, kas spēj brīvi pārvietoties Zoobentoss uz bentāles dzīvojošie bezmugurkaulnieki Fitobentoss bentāli apdzīvojošās aĝăes

67 BAKTERIOPLANKTONS UN BAKTERIOBENTOSS Bakterioplanktons ir visu ūdenīsuspendēto baktēriju kopums, kas brīvo šūnu, mikrokoloniju vai detrītbakteriālu kompleksu veidā pasīvi peld ūdenī. Bakteriobentoss gruntī. No ekoloģiskāviedokļa bakterioplanktons ir planktona sastāvdaļa, kuru raksturo populāciju sugu daudzveidība, trofiskāstruktūra, vairošanās ātrums un vielu maiņa mijiedarbībāar abiotiskās un biotiskās vides komponentiem.

68 Fitoplanktons mikroskopiski fotosintezējoši organismi (galvenokārt aļģes), kuri atrodas suspendētāstāvoklīun pasīvi pārvietojas ar ūdens masām

69 Fitoplanktona produktivitāti limitē fotiskā zona!

70 Dzīvam fitoplanktonam raksturīgā C:N:P relatīvā atomu attiecība When nutrients are not limiting, the molar element ratio C:N:P in most phytoplankton is 106:16:1

71

72 Fitoplanktona loma barības ķēdē

73 Fitoplanktona sezonālās izmaiņas (pēc hlorofila daudzuma)

74 Zooplanktons dzīvnieku valsts izcelsmes planktona organismi

75 Zooplanktons barības ėēdē

76 Fitoplanktona un zooplanktona sezonālā attīstība gada laikā atkarībā no barības vielām (P,N) un saules gaismas

77 Perifitons (apaugumi) - organismu kopums, kas mīt uz ūdensaugiem un zemūdens priekšmetiem. Perifitons ļauj spriest par ūdenstilpēnotiekošajiem procesiem. To izmanto, lai noteiktu ūdenstilpes piesārņojuma pakāpi.

78 Fitobentoss -aļģes (galvenokārt kramaļģes, kuras ūdenstilpēdzīvo uz bentāles)

79 Fitobentoss (aĝăes, kas apdzīvo ūdenstilpes bentāles virsējo slānītī)

80 Zoobentoss uz bentāles dzīvojošie bezmugurkaulnieki

81 Makrofīti (ūdensaugi) noteikta biotopa augstāko augu komplekss

82 Barošanās

83 Ūdens organismu barošanās

84 Biomasas piramīda hidroekosistēmā marineodyssey.co.uk/primaryproductivity.html

85 Barošanās ezerā

86 Barošanās upē Ūdenī iekritušās trūdošās lapas Palienes augi Zivis Plēsēji «Skrāpētāji» AĜăes un lapas

87 Barošanās dīėī

88 Barošanās okeāna un jūras pelāăiskajā zonā kramaĝăes < zooplanktons < mazas zivis < lielas zivis < haizivs

89 Barošanās kontinentālajā šelfā un okeāna pelāăiskajā zonā marineodyssey.co.uk/primaryproductivity.html

90 Barības ķēdes jūru pelaģiskājās ekosistēmās

91 Ar ko Baltijas jūra atšķiras no citām jūrām? Baltijas jūrā ir iesāļš ūdens Baltijas jūrānav lielu paisumu un bēgumu. Baltijas jūra ir sekla. Baltijas jūrāir arhipelāgi. Stokholmas arhipelāgāvien ir vairāk nekā salu.

92 Mazais sugu daudzums ir izskaidrojams ar to, ka Baltijas jūras ūdens ir saldūdens organismiem par sāļu, savukārt sālsūdens organismiem šeit sāls ir par maz. Lai sālsūdens dzīvnieki varētu dzīvot iesāļāūdenī, tiem jāspēj regulēt ūdens saturu savās šūnās, mainoties osmotiskajam spiedienam un samazinoties sāls daudzumam ūdenī.

93 Osmoregulācijas atšķirības jūras un saldūdeņu zivīm

94 Sugu skaits Baltijas jūras piekrastes un atklātajā daļā

95 Jūras prakse Dīėa prakse