Oksigen dalam ketebalan air tasik • Alexey Gilyarov • Tugas-tugas saintifik yang popular mengenai "Unsur" • Ekologi

Oksigen dalam ketebalan air tasik

Di tasik-tasik yang dalam, di musim panas, stratifikasi suhu ditubuhkan (secara literal, "stratifikasi"). Air lapisan paling atas – epilimnion – dipanaskan dengan baik oleh matahari dan dicampur dengan angin. Di bawah, dari kedalaman tertentu (3-5 m), suhu tiba-tiba mula turun dengan mendadak. Ini adalah zon melompat suhu, atau metalimnion. Perbatasan yang lebih rendah dari metalimnion diburam kerana ia berjalan lancar hypolimnion – zon dalam yang luas, suhu air di mana kira-kira 4-5 ° C, iaitu, yang mana kepadatan maksimum dicapai. Dengan bermulanya musim sejuk musim gugur, suhu epilimnion sangat berkurang, dan pencampuran angin mempengaruhi segala-galanya.kira-kirajumlah lajur air terbesar. Pada akhirnya, keadaan berlaku homoteria – suhu yang sama dari bawah ke permukaan. Dalam kes ini, keseluruhan jisim air mudah dicampur dengan angin. Pada musim sejuk, apabila permukaan gulung ais dan tiada pencampuran, stratifikasi suhu terbalik ditubuhkan di dalam tasik: air yang paling sejuk terus di bawah ais, 1-2 ° C, dan lebih rendah – 4-5 ° C Pada musim bunga, selepas ais keluar, tiang air bercampur-campur semula, dan keadaan homoteria muncul di dalamnya untuk beberapa waktu.Kemudian, apabila lapisan atas memanaskan, stratifikasi musim panas secara beransur-ansur terbentuk di dalam tasik. Kitar tahunan ditutup (Rajah 1).

Rajah. 1. Sifat peredaran jisim air dan suhu menegak dalam tasik kecil tetapi dalam zon tengah. Keseluruhan ruangan air dicampur dua kali: pada musim bunga dan musim luruh. Tempoh ini dicirikan oleh homothermy – iaitu, suhu yang sama dari bawah ke permukaan. Pada musim panas, stratifikasi suhu ditubuhkan: lapisan epilimnion, metalimnion dan hypolimnion jelas dinyatakan. Pada musim sejuk, apabila permukaan tasik ditutupi dengan ais, stratifikasi suhu terbalik ditubuhkan di dalam ruangan air: terdapat air yang sangat sejuk di bawah ais, tetapi ia semakin hangat. Rajah. A. Gilyarova

Semua proses biologi dan kimia yang berlaku di dalam tasik sangat bergantung kepada kedua-dua suhu dan struktur hidrologi lajur air yang ditentukan olehnya (contohnya, sama ada terdapat pencampuran atau tidak). Sebahagian besar fitoplankton (alga mikroskopik dan sianobakteria) tertumpu pada epilimnion. Di sinilah sebahagian besar pengeluaran primer (bahan organik yang dihasilkan semasa fotosintesis) dibentuk, oleh sebab itu semua penghuni tasik lain wujud – dari bakteria hingga ikan.Di mana-mana, walaupun di tempat yang berbeza dengan intensiti yang berbeza, penguraian bahan organik berlaku – proses pemusnahan di mana semua organisme turut berpartisipasi, tetapi peranan bakteria sangat baik.

Rajah. 2 Pengedaran suhu menegak (garis merah, ° C) dan kandungan oksigen terlarut (garis biru, mg / l) di dalam tiang air dalam tasik yang dalam pada akhir musim panas

Tugas

Pada separuh kedua musim panas, ahli hidrobiologi bekerja pada satu tasik kecil tetapi dalam zon tengah, memperoleh lengkung pengedaran tegak suhu dan kandungan oksigen terlarut (Rajah 2). Keluk suhu menunjukkan kehadiran stratifikasi yang jelas pada lajur air, yang dibahagikan kepada epilimnion, metalimnion dan hypolimnion. Pengedaran oksigen terlarut bergantung kepada kedalaman lebih kompleks. Kepekatan yang tinggi dicatatkan dalam epilimnion, maka penurunan tajam (hampir kepada sifar) dalam metalimnion dilihat, peningkatan yang lebih tinggi diperhatikan, beberapa peningkatan, tidak lama lagi diikuti oleh kejatuhan. Pada kedalaman oksigen yang tinggi dalam lajur air hampir tidak.
Tugas Terangkan faktor-faktor dalam kes ini menentukan taburan oksigen menegak.Mengapa lengkung ini mempunyai ini, dan bukannya bentuk lain.


Petunjuk

Perhatikan bagaimana kepadatan air bergantung kepada suhu (Gambarajah 3). Ingat bahawa dalam proses fotosintesis, oksigen dilepaskan sebagai produk sampingan ke dalam persekitaran luaran. Dalam proses pernafasan semua organisma (termasuk bakteria yang mengurai bahan organik mati), oksigen diserap.

Rajah. 3 Diagram ketergantungan ketumpatan air (g / cm3) suhu (° C)


Penyelesaian

Ahli hidrobiologi yang menjalankan kajian ini tidak dapat dinafikan bahawa profil menegak kandungan oksigen kompleks yang dikenal pasti mereka ditentukan oleh aktiviti penting organisma. Dilihat oleh graf di atas, pada masa tinjauan, suhu (dan, dengan itu, hidrologi) stratifikasi sangat dituturkan di dalam tasik. Terdapat banyak oksigen di lapisan atas oksigen – ia berasal dari atmosfera, dan di samping itu, ia dikeluarkan semasa fotosintesis (ingat bahawa jisim utama phytoplankton tertumpu di epilimnion). Penurunan suhu yang luar biasa dengan kedalaman di bawah epilimnion, dalam zon termoklin, pada masa yang sama peningkatan mendadak dalam ketumpatan air.Oleh itu, sesuatu seperti "bawah kedua" dibentuk di sini – lompat ketumpatan di mana zarah-zarah detritus turun dari atas (sel-sel fitoplankton mati, najis plankton crustaceous, mayat haiwan plankton, dll.) Terperangkap. Oleh kerana ia masih agak hangat pada kedalaman ini, bakteria, yang secara semula jadi bernafas, menyerang bahan organik dari atas, dan kadar metabolisanya sangat tinggi. Ia tidak menghairankan bahawa dalam kes ini semua oksigen hadir di sini dimakan oleh bakteria hampir sepenuhnya, dan apabila ada sedikit oksigen, keseluruhan proses penguraian bahan organik sangat terancam.

Lebih mendalam, seperti yang kita lihat dalam graf, oksigen menjadi agak lebih. Di manakah dia dari? Ia semata-mata masih kurang dimanfaatkan oleh oksigen bakteria yang kekal di dalam tiang air sejak pencampuran musim bunga. Bergerak di sepanjang lengkung profil yang jauh ke bawah, kita melihat bahawa dengan kedalaman oksigen menjadi sangat kecil. Ia juga merupakan hasil daripada aktiviti penting bakteria yang mengurai semua detritus, yang secara beransur-ansur turun dari lajur air.Sekiranya kita mempunyai siri profil oksigen menegak dari awal musim panas, kita akan melihat bahawa oksigen hilang di bahagian paling bawah segalanya, dan secara beransur-ansur sempadan zon bebas oksigen mengalir lebih tinggi dan lebih tinggi. Minimum oksigen logam dibentuk kemudian, biasanya menjelang akhir musim panas. Keadaan yang perlu bagi kejadiannya adalah kecerunan suhu yang tajam (dan, dengan itu, kepadatan) dan pengeluaran utama yang tinggi yang terbentuk dalam epilimnion.


Selepas perkataan

Situasi yang dijelaskan dalam masalah ini sebenarnya diperhatikan di Lake Glubokoe (daerah Ruza, wilayah Moscow). Di tepi tasik ini adalah yang tertua di Rusia dan salah satu stesen hidrobiologi air tawar tertua di dunia. Penurunan tajam dalam kandungan oksigen dalam metalimnion (yang disebut "oksigen minimum logam") mula-mula ditemui oleh penyelidik yang bekerja di stesen ini pada tahun 1930-an. Ia adalah salah satu bukti yang paling terdokumentasi dengan baik mengenai fenomena ini. Rujukan kepada artikel yang menerangkan minimum oksigen logam di Deep Lake diberikan dalam laporan dunia terbesar tentang limnologi, contohnya, dalam Treatise on Limnology (A Treatise on Limnology).London: Wiley & Sons. 1957) Ahli ekologi dan ahli hidrobiologi Amerika J. Evelyn Hutchinson (George Evelyn Hutchinson).


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: