Ecosistemul unui lac include plante biotice (vii), animale și microorganisme , precumși interacțiuni fizice și chimice abiotice (nevii). [unu]
Ecosistemele lacurilor sunt exemple principale de ecosisteme stagnante. Apele stagnante sau cu curgere redusă sunt stagnante (din latinescul Lentus - leneș). Apa plată variază de la iazuri, lacuri până la zone umede . Ecosistemele staționare pot fi comparate cu ecosistemele fluide, care includ apele subterane curgătoare, cum ar fi râurile și pâraiele. Împreună, aceste două domenii formează un domeniu mai larg de studiu în ecologia apelor dulci sau acvatice.
Sistemele stagnante sunt variate, mergând de la un mic bazin pluvial temporar, de câțiva centimetri, până la unul adânc, Lacul Baikal , care are o adâncime maximă de 1740 m. [2] Distincția generală între bazinele de iaz și lac este neclară, dar Brown [1] afirmă că iazurile și bazinele au zone de fund iluminate, în timp ce lacurile nu. În plus, unele lacuri au început să se stratifice sezonier (discutate mai detaliat mai jos). Iazurile și bazinele au două zone: zona pelagică de apă deschisă și zona bentoană , care include regiunile de fund și țărm. Deoarece lacurile au regiuni mai adânci care nu sunt expuse la lumină, aceste sisteme au o zonă suplimentară, adâncă ( profunde ). [3] Aceste trei zone pot avea condiții abiotice foarte diferite și, prin urmare, multe specii care sunt special adaptate pentru a trăi acolo. [unu]
Lumina furnizează energia solară necesară pentru a conduce fotosinteza , principala sursă de energie pentru sistemele în picioare (Bronmark și Hanson, 2005). Cantitatea de lumină primită depinde de o combinație de mai mulți factori. Iazurile mici pot rezulta din umbrirea copacilor din jur, iar acoperirea norilor poate afecta disponibilitatea luminii în toate sistemele, indiferent de dimensiune. Fluctuațiile sezoniere și zilnice joacă, de asemenea, un rol în facilitarea accesibilității, deoarece cu cât unghiul la care lumina lovește apa este mai mic, cu atât se pierde mai multă lumină prin reflexie. Aceasta este cunoscută drept legea lui Beer (Giller și Malmquist, 1998). După ce lumina pătrunde pe suprafață, poate fi împrăștiată și în particule suspendate în coloana de apă. Această împrăștiere reduce cantitatea totală de lumină odată cu creșterea adâncimii (Moss 1998, Kalff 2002). Lacurile sunt împărțite în zone luminoase și afotice, care primesc mai întâi lumina și apoi o împrăștie complet, ceea ce o face lipsită de potențial fotosintetic (Bronmark și Hanson, 2005). În conformitate cu zonalitatea lacului, zonele pelagice și bentonice sunt considerate a fi situate în regiunea luminii, în timp ce profundele sunt în zona afotică (Brown, 1987).
Temperatura este un factor abiotic important în ecosistemele stagnante, deoarece o mare parte din biotă este poikilotermă , unde temperatura corpului este determinată de sistemul înconjurător. Apa poate fi încălzită sau răcită prin radiație de la suprafață și prin conducție din aer sau substratul înconjurător (Giller și Malmquist, 1998). Corpurile de apă puțin adânci au adesea un gradient de temperatură continuu, de la ape calde de la suprafață la ape reci de la fund. În plus, fluctuațiile de temperatură pot fi foarte mari în aceste sisteme, atât diurne, cât și sezoniere (Brown, 1987).
În lacurile mari, regimurile de temperatură sunt foarte diferite (Fig. 1). În regiunile temperate, de exemplu, când temperatura aerului crește, stratul de gheață format pe suprafața lacului se rupe, lăsând apa la o temperatură de aproximativ 4 ° C. Aceasta este temperatura la care apa are cea mai mare densitate. Pe măsură ce sezonul avansează, aerul mai cald încălzește apa de suprafață, făcând-o mai puțin densă. Apele mai adânci rămân reci la atingere și dense datorită penetrării reduse a luminii. Când începe vara, două straturi distincte cu o diferență atât de mare de temperatură între ele rămân stratificate . Zona rece inferioară a lacului se numește hipolimnion. Zona caldă superioară se numește epilimnion. Între aceste zone este o bandă de schimbare rapidă a temperaturii numită termoclină . În timpul sezonului rece de toamnă, pierderile de căldură de suprafață răcesc și epilimnionul. Când temperatura în cele două zone este aproximativ egală, apele încep să se amestece din nou pentru a crea o temperatură uniformă, eveniment numit răsturnare a lacului. În timpul iernii, are loc stratificarea inversă, apa de lângă suprafață se răcește, îngheață și se încălzește, dar apa densă rămâne aproape de fund. O termoclină se instalează și ciclul se repetă (Brown 1987; Bronmark și Hansson 2005).
În sistemele deschise, vântul poate crea curenți de suprafață turbulenți, elicoidal, numiți rotații Langmuir. Acești curenți nu sunt încă bine înțeleși, dar este clar că implică o anumită interacțiune între curenții de suprafață orizontale și undele gravitaționale de suprafață. Rezultatul vizibil al acestor rotații, care poate fi văzut în orice lac, este o suprafață de linii care merg paralel cu direcția vântului. Particulele plutitoare și organismele mici sunt concentrate în spume la suprafață, obiectele care nu sunt plutitoare sunt în curent ascendent între două rotații. Obiectele cu plutire neutră ar trebui, în general, să fie distribuite uniform în coloana de apă (Kalff, 2002; Bronmark și Hansson, 2005). Această turbulență amestecă nutrienți în coloana de apă, făcând-o importantă pentru multe specii pelagice, dar impactul său asupra organismelor bentonice și demersale este minim (Kalff, 2002). Gradul de circulație a nutrienților depinde de un sistem de factori precum puterea și durata vântului, precum și adâncimea și productivitatea lacului sau bazinului.
Oxigenul este esențial pentru respirația organismelor. Cantitatea de oxigen prezentă în apa stătătoare depinde de: 1) zona de apă limpede care are acces la aer, 2) circulația apei în sistem și 3) cantitatea de oxigen care este produsă și utilizată de organisme. (Brown, 1987). În bazinele de mică adâncime, cu vegetație, pot exista fluctuații mari ale concentrațiilor mari de oxigen din cauza fotosintezei în timpul zilei și valori foarte scăzute pe timp de noapte, când respirația este procesul principal producător. Stratificarea termică în sistemele mari poate afecta și cantitatea de oxigen prezentă în diferite zone. Epilimnionul este o zonă bogată în oxigen, deoarece circulă rapid, obținând oxigen din contactul cu aerul. Hypolymnionul, la rândul său, circulă foarte lent și nu are contact atmosferic. În plus, există mai puține plante verzi în hipolimnion, astfel încât se eliberează mai puțin oxigen prin fotosinteză . Primăvara și toamna, când epilimnionul și hipolimnionul se amestecă, oxigenul este distribuit mai uniform în întregul sistem (Brown, 1987). Nivelurile scăzute de oxigen sunt caracteristice profundelor datorită acumulării de resturi vegetale și animale în descompunere care plouă din zonele pelagice și bentale și incapacitatea de a fi susținut de producătorii primari (Brown, 1987).
Fosforul este important pentru toate organismele deoarece este o componentă a ADN-ului și ARN -ului și este implicat în metabolismul celular ca componentă a ATP și a PRELUCRĂRII AUTOMATICE. În plus, fosforul nu se găsește în cantități mari în sistemele de apă dulce, fiind limitat la fotosinteză la marii producători, făcându-l un determinant major al producției sistemice stagnante. Ciclul fosforului este complex, dar modelul prezentat mai jos prezintă elementele de bază. Fosforul pătrunde într-un corp de apă sau lac în principal prin scurgerea bazinului de apă sau prin depunerea atmosferică. După intrarea în sistem, forma reactivă a fosforului este de obicei preluată de alge și macrofite, care eliberează compusul nereactiv de fosfor ca produs secundar al fotosintezei. Acest fosfor poate deriva în jos și devine parte din sedimentul bentonic sau profund sau poate fi remineralizat într-o formă reactivă de microbii din coloana de apă. În mod similar, fosforul nereactiv din sediment poate fi remineralizat într-o formă reactivă (Brenmark și Hansson, 2005). Sedimentele sunt de obicei mai bogate în fosfor decât apa lacului, cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că acest nutrient poate avea mult timp să rămână acolo înainte de a fi remineralizat și introdus în sistem (Kalff, 2002).
Bacteriile sunt prezente în toate zonele apelor stagnante. Formele de viață liberă se găsesc în materialele organice în descompunere, biofilmul de pe roci și suprafețele plantelor suspendate în coloana de apă și în sedimentele zonelor bentonice și profunde. De asemenea, alte forme se găsesc în intestinele animalelor stagnante ca paraziți sau ca însoțitori . [3] Bacteriile joacă un rol important în metabolismul sistemic prin reciclarea nutrienților, [2] care este discutat în secțiunea despre relațiile trofice.
Algele marine, inclusiv fitoplanctonul și perifitonul , sunt principalii fotosintetizatori în corpurile de apă și lacuri. Multe specii au o densitate mai mare decât apa, ceea ce le face să se scufunde și să rămână în bentos . Pentru a combate acest lucru, fitoplanctonul a dezvoltat un mecanism de modificare a densității prin formarea de vacuole și bule de gaz sau prin schimbarea formei acestora pentru a provoca rezistență, încetinind coborârea lor. O adaptare foarte sofisticată, folosită de un număr mic de specii, este biciul în formă de coadă care poate stabili o poziție verticală și permite mișcarea în orice direcție. [2] Fitoplanctonul își poate menține prezența în coloana de apă, fiind abundent în rotațiile Langmuir. [3] Algele periferice , pe de altă parte, sunt atașate de bază. În lacuri și rezervoare, acestea pot acoperi toate suprafețele bentonice. Ambele tipuri de plancton sunt importante ca surse de hrană și ca furnizori de oxigen. [2]
Plantele acvatice care trăiesc atât în zonele bentonice, cât și în cele marine pot fi grupate după modelul lor de creștere: 1) plutitoare = atașate la fund, dar cu frunze și flori situate la suprafață, 2) frunze plutitoare = atașate la fund, dar cu frunze plutitoare, 3) sub apă = cresc sub suprafață și 4) macrofite care plutesc liber = nu sunt încorporate la bază și plutesc la suprafață. [1] Aceste forme diferite de macrofite se găsesc de obicei în diferite zone ale zonei bentonice, împreună cu vegetația plutitoare aproape de țărm, în timp ce macrofitele de frunze care înot sunt însoțite de vegetație subacvatică. Macrofitele care înotă liber pot apărea oriunde pe suprafața sistemului. [2]
Plantele acvatice sunt mai mobile decât omologii lor terestre, deoarece apa are o densitate mai mare decât aerul. Acest lucru face ca rigiditatea structurală a plantelor să nu aibă importanță în lacuri și rezervoare (cu excepția tulpinilor și frunzelor aeriene). Astfel, frunzele și tulpinile majorității plantelor acvatice folosesc mai puțină energie pentru a construi și menține țesutul lemnos, investind în schimb excesul de energie într-o creștere rapidă. [1] Plantele trebuie să fie atât flexibile, cât și rigide pentru a rezista presiunii cauzate de vânt și valuri. Lumina, adâncimea apei și tipurile de substrat sunt cei mai importanți factori care controlează răspândirea plantelor acvatice scufundate. [4] Macrofitele sunt surse de hrană, oxigen și habitat în zona bentoană, dar nu pot pătrunde în adâncurile zonei afotice și, prin urmare, nu se găsesc acolo. [1] [5]
Zooplanctonul sunt animale minuscule suspendate temporar într-o coloană de apă. Ca fitoplancton, aceste specii au evoluat mecanisme care le împiedică să se scufunde în ape mai adânci, inclusiv forme ale corpului rezistive și apendice care rupe activ, cum ar fi antenele sau coloanele. [1] Existența în coloana de apă poate avea avantaje nutriționale, dar această zonă nu are frunzele zooplanctonului de refugiu vulnerabile la prădare. Ca răspuns, unele specii, în special specia Daphnia , fac zilnic migrații verticale în coloana de apă, coborând pasiv la adâncimi mai întunecate și mai joase în timpul zilei și deplasându-se activ spre suprafață în timpul nopții. De asemenea, deoarece condițiile într-un sistem necurgător pot fi destul de variabile în diferite anotimpuri, zooplanctonul are capacitatea de a trece de la depunerea normală de ouă la ouă în repaus atunci când nu există hrană, temperaturile scad sub 2°C sau dacă abundența prădătorilor este mare. . Aceste ouă de repaus au o stare de repaus sau o perioadă de repaus care permite zooplanctonului să aștepte condiții care sunt mai favorabile pentru supraviețuire atunci când în cele din urmă eclozează. [6] Nevertebratele care locuiesc în zona bentoană domină predominant speciile mici și sunt bogate în specii în comparație cu zooplanctonul de apă deschisă. Acestea includ crustacee (de exemplu, crabi, raci și creveți), moluște (de exemplu, scoici și melci) și numeroase tipuri de insecte. [2] Aceste organisme se găsesc mai ales în zonele de creștere macrofite, bogate în resurse, apă foarte oxigenată și cea mai caldă parte a ecosistemului. „Paturile” structural distincte ale macrofitelor sunt locuri importante pentru acumularea materiei organice, oferind o zonă ideală pentru colonizare. Sedimentele și plantele oferă, de asemenea, o mare protecție împotriva peștilor răpitori. [3]
Foarte puține nevertebrate sunt capabile să locuiască în zona profundă rece, întunecată și săracă în oxigen. Cele care pot sunt adesea de culoare roșie din cauza prezenței unor cantități mari de hemoglobină, care crește foarte mult cantitatea de oxigen transportată către celule. [1] Deoarece concentrația de oxigen în această zonă este destul de scăzută, majoritatea speciilor construiesc tuneluri sau îl împrumută de la cei care îl pot trage prin coloana de apă cu pierderi minime de energie. [unu]
Peștii au o gamă de toleranță fiziologică care depinde de specia căreia îi aparțin. Au temperaturi letale diferite, cerințe de oxigen dizolvat și nevoi de depunere a icrelor, care se bazează pe nivelurile, activitatea și comportamentul lor. Deoarece peștii sunt foarte mobili, ei sunt capabili să schimbe factorii abiotici nepotriviți într-o zonă, pur și simplu deplasându-se în alta. Un consumator de detritus din zona profundă, de exemplu, care a fost expus la o concentrație redusă de oxigen, se poate hrăni mai aproape de zona bentoană. Peștele își poate schimba, de asemenea, locul de reședință în diferite perioade ale ciclului său de viață: mai întâi se stabilește în cuib, apoi se deplasează într-o zonă bentonică slabă pentru a se dezvolta într-un mediu protejat cu resurse alimentare și, în cele din urmă, în zona marina ca adult.
Alți taxoni de vertebrate locuiesc și ei în sistemele stagnante. Acestea includ amfibieni (de exemplu salamandre și broaște), reptile (de exemplu șerpi, țestoase și aligatori) și un număr mare de specii de păsări de apă. [5] Majoritatea acestor vertebrate își petrec o parte din timp în habitate terestre și, prin urmare, nu sunt afectate direct de factorii abiotici într-un lac sau iaz. Multe specii de pești sunt importante ca consumatori și specii de pradă pentru vertebratele mai mari (menționate mai sus).
Sistemele care nu curg își obțin cea mai mare parte a energiei din fotosinteză, care este realizată de plantele acvatice și alge. Acest proces rădăcină implică combinarea dioxidului de carbon, a apei și a energiei solare pentru a produce carbohidrați și oxigen dizolvat. Într-un lac sau un corp de apă, rata potențială a fotosintezei scade de obicei odată cu adâncimea din cauza atenuării intensității luminii. Cu toate acestea, fotosinteza are loc adesea în principal la câțiva milimetri de suprafață, probabil din cauza interferenței razelor ultraviolete. Adâncimea exactă și rata fotosintetică a acestei curbe este un sistem specific și depinde de: 1) biomasa totală a celulelor fotosintetice, 2) cantitatea de materiale reducătoare de raze și 3) abundența și intervalul de frecvență al pigmenților care absorb lumina ( adică clorofilele) în celulele fotosintetice. [5] Energia creată de acești producători primari este importantă pentru comunitate deoarece este transferată la niveluri trofice superioare prin consum.
Marea majoritate a bacteriilor din lacuri și rezervoare obțin energie prin prelucrarea resturilor de animale și vegetație. În zona marină, peștii morți și ocazional așternut alohton sunt exemple de macroparticule de materie organică grosieră (CPOM>1 mm). Bacteriile le procesează în microparticule de materie organică (FPOM<1 mm) și apoi în nutrienți digerabili. Organismele mici, cum ar fi planctonul, sunt, de asemenea, caracterizate ca FPOM. Concentrații foarte scăzute de nutrienți se pierd în timpul descompunerii, deoarece bacteriile le folosesc pentru a-și construi propria biomasă. Bacteriile, însă, sunt consumate de protozoare, care la rândul lor sunt consumate de zooplancton, iar apoi mai sus la niveluri trofice. Nutrienții, inclusiv cei care conțin carbon și fosfor, sunt reintroduși în coloana de apă la orice nivel al acestui lanț trofic prin excreția sau moartea organismului, făcându-i din nou disponibili bacteriilor. Acest ciclu de regenerare este cunoscut sub numele de bucla microbiană și este o componentă cheie a rețelelor trofice stagnante. [2]
Descompunerea materialelor organice poate continua în zonele bentonice și bentonice dacă rămășițele cad prin coloana de apă înainte de a fi digerate complet de bacteriile marine. Bacteriile se găsesc în cea mai mare abundență în sedimente, unde sunt de obicei de 2 până la 1.000 de ori mai abundente decât în coloana de apă. [6]
Nevertebratele demersale, datorită diversităţii lor mari de specii, au multe metode de capturare a prăzii. Filtrele creează curent prin sifoane sau bătăi de gene pentru a atrage apa și conținutul ei nutritiv spre ele pentru a le strecura. Ierbivorele folosesc accesorii de curățare, tocat și tocat pentru a se hrăni cu alge și macrofite. Culegătorii pieptănează sedimentul, alegând anumite particule cu anexe prădătoare. Nevertebratele care mănâncă sedimente consumă sedimente fără discernământ, digerând orice material organic pe care îl conține. În cele din urmă, unii prădători nevertebrate captează și consumă animale vii. [2] [7] Zona de jos găzduiește un grup unic de filtre care folosesc mișcări ușoare ale corpului pentru a atrage curent prin vizuinile pe care le-au creat în sediment. Această metodă de hrănire necesită cea mai mică mișcare, permițând acestor specii să conserve energie. [1] Un număr mic de taxoni de nevertebrate sunt prădători bentonici. Aceste specii sunt probabil din alte zone și vin doar la aceste adâncimi pentru a se hrăni. Marea majoritate a nevertebratelor din această zonă se hrănesc cu sedimente, obținând energie din rămășițele din jur. [7]
Dimensiunea, mobilitatea și abilitățile senzoriale ale peștilor le permit să aibă o bază extinsă de pradă, acoperind mai multe zone de zonare. La fel ca și nevertebratele, obiceiurile alimentare ale peștilor pot fi clasificate în bresle. În zona marina, ierbivorele pasc pe macrofitele bentonice sau fitoplanctonul prelevat din coloana de apă. Carnivore includ peștii care se hrănesc cu zooplancton din coloana de apă (zooplanctivore), insecte de la suprafața apei, pe structuri bentonice sau în sedimente (insectivore) și cei care se hrănesc cu alți pești (prădători). Peștii care consumă resturi și obțin energie prin prelucrarea acestui material organic se numesc detritivori. Omnivorele consumă o mare varietate de pradă, inclusiv materiale vegetale, animale și organice. În cele din urmă, membrii breslei paraziților consumă alimente de la diverse gazde, de obicei alți pești sau vertebrate mari. [2] Taxonii de pești sunt flexibili în rolurile lor nutriționale, schimbându-și dieta ca răspuns la disponibilitatea prăzii și condițiile de mediu. Multe specii suferă, de asemenea, modificări alimentare pe măsură ce se dezvoltă. Prin urmare, este probabil ca un singur pește să ocupe o varietate de bresle de hrănire de-a lungul vieții sale. [opt]
După cum sa menționat în secțiunile anterioare, biomateria stagnantă este legată de o rețea complexă de relații trofice. Aceste organisme pot fi considerate a fi asociate vag cu anumite grupuri trofice (de exemplu, producători primari, ierbivore, carnivore primare, carnivore secundare etc.). Oamenii de știință au dezvoltat mai multe teorii pentru a înțelege mecanismele care guvernează abundența și diversitatea în cadrul acestor grupuri. Foarte probabil, procesele de sus în jos sugerează că abundența taxonilor de pradă depinde de acțiunile consumatorilor la niveluri trofice mai înalte. De obicei, aceste procese funcționează doar între două niveluri trofice, fără a le afecta pe celelalte. În unele cazuri, totuși, sistemele acvatice experimentează o cascadă trofică; de exemplu, acest lucru se poate întâmpla dacă producătorii primari sunt supuși mai puțină presiuni din partea ierbivorelor, deoarece acele ierbivore sunt copleșite de carnivore. Procesele de jos în sus funcționează atunci când abundența sau diversitatea membrilor de niveluri trofice superioare depinde de disponibilitatea sau calitatea resurselor la nivelurile inferioare. În cele din urmă, teoria reglementării unificate, de jos în sus și de sus în jos, combină influențele prezise ale disponibilității resurselor și ale consumatorilor. Acest lucru prezice că nivelurile trofice apropiate de cele mai joase niveluri trofice vor fi cel mai mult influențate de forțele ascendente, în timp ce efectele descendente ar trebui să fie cele mai puternice la niveluri mai înalte. [2]
Biodiversitatea unui sistem stagnant crește odată cu suprafața unui lac sau rezervor. Acest lucru se datorează probabilității mai mari de a găsi soiuri terestre într-un sistem mare. De asemenea, deoarece sistemele mai mari tind să aibă populații mai mari, șansa de dispariție a speciilor este redusă. [9] Factorii suplimentari, inclusiv temperatura, pH-ul, disponibilitatea hranei, complexitatea habitatului, procentul de speciație, competiția și prădarea sunt legați de numărul de specii prezente în sisteme. [2] [4]
Comunitățile de fitoplancton și zooplancton din sistemele de lacuri suferă o secvență sezonieră în ceea ce privește disponibilitatea nutrienților, prădarea și competiția. Sommer et al. [10] au descris aceste modele ca parte a modelului Plancton Ecology Group (PEG), cu 24 de afirmații construite din analiza mai multor sisteme. Următoarele includ un subset al acestor afirmații, așa cum au explicat Brenmark și Hansson [2] , ilustrând secvența printr-un singur ciclu sezonier:
Iarna: 1. Disponibilitatea crescută a nutrienților și a luminii duce la creșterea rapidă a fitoplanctonului spre sfârșitul iernii. Speciile dominante, cum ar fi diatomeele, sunt mici și au oportunități de creștere rapidă. 2. Acest plancton este consumat de zooplancton, care devin taxonii plancton dominanti.
Primăvara: 3. Are loc o fază de curățare a apei pe măsură ce populația de fitoplancton este epuizată din cauza prădării crescute de către numărul tot mai mare de zooplancton.
Vara: 4. Abundența zooplanctonului scade ca urmare a recoltei reduse de fitoplancton și a creșterii prădării juvenile. 5. Odată cu disponibilitatea crescută a nutrienților și reducerea pradării din zooplancton, o comunitate diversă de fitoplancton evoluează. 6. Pe măsură ce vara trece, nutrienții se epuizează într-o ordine previzibilă: fosfor, silice și apoi azot. Abundența diferitelor specii de fitoplancton variază în raport cu necesarul lor biologic pentru acești nutrienți. 7. Zooplanctonul de dimensiuni mici devine tipul dominant de zooplancton, deoarece sunt mai puțin vulnerabili la a fi prins de prădători.
Declin: 8. Predarea peștilor este redusă, temperaturile scad, iar zooplanctonul de toate dimensiunile crește ca număr.
Iarna: 9. Temperaturile scăzute și accesibilitatea redusă au ca rezultat o producție de bază mai mică și o abundență redusă de fitoplancton. 10. Reproducerea în zooplancton este în scădere din cauza scăderii temperaturii și a scăderii numărului de pradă.
Modelul PEG reprezintă o versiune idealizată a acestei secvențe, în timp ce sistemele naturale sunt cunoscute că le schimbă. [2]
Există un exemplu global bine documentat care corelează scăderea diversității plantelor și animalelor cu creșterea latitudinii, adică mai puține specii care se deplasează spre poli. Motivul acestui exemplu este unul dintre cele mai mari mistere pentru ecologistii din ziua de azi. Teoriile care o explică includ disponibilitatea energiei, variabilitatea climei, tulburările, concurența și așa mai departe. [2] În ciuda acestui gradient de diversitate globală, acest exemplu poate fi neconcludent pentru sistemele de apă dulce în comparație cu sistemele marine și terestre globale. [11] Acest lucru ar putea fi legat cu siguranță, deoarece Hillebrand și Azovsky [12] au descoperit că organismele mai mici (protozoare și plancton) nu au urmat prea mult tendința așteptată, în timp ce speciile mai mari (vertebratele) au urmat. Ei au atribuit acest lucru abilității mai bune de dispersie a organismelor mai mici, ceea ce duce la o populație globală ridicată. [2]
Lacurile pot fi formate într-o varietate de moduri, dar cele mai comune sunt discutate pe scurt mai jos. Cele mai vechi și mai mari sisteme sunt rezultatul activității tectonice. Lacurile cu fante din Africa, de exemplu, sunt rezultatul activității seismice de-a lungul liniei de separare a două plăci tectonice. Lacurile în formă de gheață au fost create atunci când ghețarii s-au retras, lăsând în urmă goluri în formele de relief care au fost apoi umplute cu apă. În cele din urmă, lacurile Oxbow sunt lacuri fluviale, care apar atunci când un cot rătăcitor este tăiat de canalul principal. [2]
Toate lacurile și rezervoarele primesc precipitații. Deoarece aceste sisteme nu se extind cu adevărat, este logic să presupunem că vor deveni din ce în ce mai puțin adânci, devenind în cele din urmă zone umede sau vegetație terestră. Durata acestui proces ar trebui să depindă de combinația dintre nivelul de sedimentare și adâncimea. Moss [5] dă exemplul lacului Tanganyika, care atinge o adâncime de 1500 m și are o viteză de sedimentare de 0,5 mm/an, sugerând că dacă sedimentele sunt depuse fără intervenție antropică, acest sistem ar trebui să dispară în aproximativ 3 milioane de ani. [5]
Dioxidul de sulf și oxizii de azot provin în mod natural din vulcani , compuși organici din sol, zone umede și sisteme marine, dar cei mai mulți dintre acești compuși sunt formați din arderea cărbunelui, petrolului, benzinei și din topirea minereurilor care conțin sulf. [3] Aceste substanțe se descompun în umiditatea atmosferică și intră în sistemele stagnante prin ploaia acide. [1] Lacurile și iazurile care conțin o bază bogată în carbonați au un tampon natural care nu are ca rezultat modificarea pH-ului. Sistemele fără această bază, totuși, sunt foarte sensibile la adaosurile de acid deoarece au putere de neutralizare scăzută, rezultând scăderi ale pH-ului chiar și cu cantități mici de acid. [3] La pH ≈ 5-6, multe specii de alge sunt distruse și biomasa este redusă, ceea ce duce la creșterea transparenței apei - o trăsătură caracteristică lacurilor oxidate. Pe măsură ce pH-ul scade, întreaga faună scade în diversitate. Cea mai semnificativă caracteristică este distrugerea reproducerii peștilor. Astfel, populația este în cele din urmă alcătuită din câțiva indivizi bătrâni care în cele din urmă mor și lasă sistemele fără pești. [2] [3] Ploaia acidă a fost deosebit de dăunătoare pentru lacurile din Scandinavia, vestul Scoției, vestul Țării Galilor și nordul estului Statelor Unite.
Sistemele eutrofice conțin concentrații mari de fosfor (~30 +µg/L), azot (~1500 +µg/L) sau ambele. [2] Fosforul intră în apă stagnantă din canalizare, din canalizare brută sau din scurgerea terenurilor agricole. Azotul provine în principal din îngrășămintele agricole în curs de scurgere sau de scurgere și scurgerea ulterioară a apelor subterane. Această creștere a nutrienților necesari producătorilor primari duce la o creștere masivă a creșterii fitoplanctonului, care se numește înflorire de plancton. Această înflorire reduce transparența apei, ducând la pierderea plantelor subacvatice. Datorită reducerii structurii habitatului, există impacturi negative asupra speciilor care îl folosesc pentru reproducere, maturizare și viață. În plus, o cantitate mare de fitoplancton cu viață scurtă are ca rezultat depunerea unei cantități mari de biomasă moartă pe fund. [5] Bacteriile au nevoie de o cantitate mare de oxigen pentru a procesa acest material, ceea ce duce la o scădere a concentrației de oxigen din apă. Acest lucru este deosebit de pronunțat în lacurile stratificate, unde termoclinul împiedică amestecarea apei bogate în oxigen la suprafața cu niveluri inferioare. Condițiile scăzute sau anoxice distrug existența multor taxoni care nu sunt toleranți fiziologic la aceste condiții. [2]
Speciile agresive au fost introduse în sistemele stagnante prin acțiuni țintite (de exemplu, proiecte de aprovizionare și prin specii alimentare), precum și evenimente neintenționate (de exemplu, în apa de balast). Aceste organisme pot afecta nativii concurând pentru pradă sau habitat, prădare, modificarea habitatului, hibridizare sau introducerea de boli și paraziți dăunători. [13] În ceea ce privește o specie nativă, invadatorii pot provoca schimbări în dimensiunea și modelul de vârstă, distribuție, densitate, creșterea populației și pot chiar conduce o populație la dispariție. [2] Exemple de invadatori faimoși ai sistemelor stagnante includ midii zebră și lampreda de mare din Marile Lacuri .