Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Содержание

Слайд 2

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Зима

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,

Голомиктические озера – повергаются
полному сезонному перемешиванию

Классификация озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Слайд 3

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Голомиктические

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озера
– повергаются полному сезонному перемешиванию

Димиктические озера – полное перемешивание два раза в год:
весной и осенью

Мономиктические озера –полное перемешивание
один раз в год:

Классификация озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Полимиктические озера –
многократному перемешивание
в течение года

Олигомиктические озера
перемешиванию реже, чем раз в год

Слайд 4

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Зима

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,

Димиктические озера – полное перемешивание два раза в год:
весной и осенью

Глубокие крупные пресные озера
умеренной зоны, где температура
дважды в год переходит через +4С

Слайд 5

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

лёд

Мономиктическое

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озеро:

Зима

Глубокие небольшие озера,
защищенные от ветра + «дружная» весна; полная циркуляция осенью

Слайд 6

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

«Теплое»

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
мономиктическое озеро:

Осень

Зима

Незамерзающие озера
в теплом климате (t всегда выше +4С)
полная циркуляция зимой
при минимальной температуре

Слайд 7

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

«Холодное»

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
мономиктическое озеро:

Лето

Осень

Зима

лёд

Полярные озера, (t всегда ниже +4С)
полная циркуляция летом при
максимальной температуре

Слайд 8

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Полимиктические

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озера – подвергаются
многократному перемешиванию в течение года

Мелководные озера глубиной менее 5 метров,
эпилимнион не может сформироваться из-за ветров

Олигомиктические озера – подвергаются
перемешиванию реже, чем раз в год, причем нерегулярно.
Зависит о погодных условий: например холодная зима

Слайд 9

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Лето

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,

Осень

Зима

2. Меромиктические озера – не повергаются
полному сезонному перемешиванию

Классификация озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Весна

Слайд 10

Плотность, г/л

Миксолимнион - подвергается сезонной циркуляции
Монимолимнион - не захватывается сезонной циркуляцией как

Плотность, г/л Миксолимнион - подвергается сезонной циркуляции Монимолимнион - не захватывается сезонной
минимум больше одного года

Глубина

Меромиктический водоем:

Сероводород

Миксолимнион

Монимолимнион

Н2S

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Слайд 11

Chemical stratification of Shira Lake water column
in July 2002

O2

H2S

Chemocline

Меромиктические озера: вертикальная

Chemical stratification of Shira Lake water column in July 2002 O2 H2S
стратификация экологических ниш

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Слайд 12

H2S

Свет

Пурпурные
серные
бактерии (ПСБ)

Зеленые серные
бактерии (ЗСБ)

Редокс-зона

Фототрофные серные бактерии являются характерными обитателями

H2S Свет Пурпурные серные бактерии (ПСБ) Зеленые серные бактерии (ЗСБ) Редокс-зона Фототрофные
меромиктических водоемов. Каротиноиды фототрофных серных бактерий сохраняются в донных отложениях, и служат палео-индикаторами присутствия сероводорода в фотической зоне.

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Слайд 13

оз. Шунет

Численность ПСБ в «пурпурном слое» была экстремально высокой,
в летнее время

оз. Шунет Численность ПСБ в «пурпурном слое» была экстремально высокой, в летнее
превышала 108 кл мл-1.
Подобная численность известна для одного озера в мире –
озера Mahoney, Канада (Overmann et al., 1997).

Лето

Зима

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Слайд 14

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Озеро

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
Шунет, август 2016

Слайд 15

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Озеро

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
Учум, август 2016

Слайд 16

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Классификация

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Происхождение меромиктических озер
1. Креногенные

Пресное озеро + растворение солей из подстилающих пород
Примеры - карстовые озера, образующиеся на известняковых породах

Слайд 17

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Классификация

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Происхождение меромиктических озер

2. Эктогенные

А) В пресное озеро извне поступает соленая вода и проникает вглубь
Примеры: Черное море, прибрежные пресные озера,

Б) В соленое озеро извне поступает пресная вода и остается
на поверхности
Примеры: прибрежные озера, отделившиеся от моря
в результате изостатического поднятия (Антарктида,
побережье Белого моря), озеро Моно (США),
затопленные шахты

Слайд 18

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Классификация

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Происхождение меромиктических озер

3. Эндогенные

Биологические процессы

Деструкция органики в придонных
слоях может приводить к накоплению
растворенных продуктов:

Фотосинтез = продукция органики

Деструкция органики =
растворенные продукты + CO2

Оседание

Слайд 19

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Классификация

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Происхождение меромиктических озер

3. Эндогенные

Химические процессы:

CaCO3 + CO2 + H2O

Ca2+ + 2HCO3-

Осадок

CH2O + O2 + CaCO3

2HCO3- + Ca2+

Осаждение кальцита при увеличении рН в результате фотосинтеза,
его растворение в нижних слоях

Фотосинтез = увеличение рН

Слайд 20

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Классификация

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Происхождение меромиктических озер

3. Эндогенные

Химические процессы:

Осадок

CH2O + 4Fe(OH)3 + 8H+

CO2 + 4Fe2+ + 11H2O

4Fe2+ + O2 + 4H+

4Fe3+ + 2H2O

Fe3+ + 3H2O

Fe(OH)3 + 3H+

Двухвалентное железо окисляется трехвалентного, выпадает в осадок
Внизу в анаэробных условиях вновь восстанавливается до двухвалентного
и растворяется

Слайд 21

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Классификация

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Происхождение меромиктических озер

3. Эндогенные

Криогенные процессы:

Осадок

2Na+ + SO42-

Na2SO4

При концентрации > 30 г/л сульфат натрия (мирабилит)
Зимой кристаллизуется и выпадает в осадок

2Na+ + SO42-

Na2SO4

Слайд 22

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Классификация

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
озер по Hutchinson, 1957 (общепринятая)

Происхождение меромиктических озер

3. Эндогенные

Криогенные процессы:

Лёд

При кристаллизации воды образуются капли концентрированного
раствора солей, которые оседают, не успевая раствориться.

Слайд 23

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

1.

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
Схема вертикального распределения солености в голомиктическом озере
при постоянном уровне озера и постоянной толщине льда (H1 = H2 и L1 = L2).

2. Схема возникновения неоднородного вертикального распределения солености
(меромиксии) при подъеме уровня воды в голомиктическом озере.

Криогенные процессы:

Слайд 24

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Сезонная

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
динамика вертикальной структуры соленого озера

Оз. Учум

Слайд 25

Температура, °С

Кислород, мг л-1

Соленость, г л-1

Плотность, (ρ -1000) г л-1

Глубина, м

Сибирский

Температура, °С Кислород, мг л-1 Соленость, г л-1 Плотность, (ρ -1000) г
Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Rogozin DY, Genova SN, Gulati RD and Degermendzhy AG.Aquatic Ecology, 2010, V.44, No.3, P.485-496

Слайд 26

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Озеро

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск, 2016 Озеро Шира
Шира

Слайд 27

Глубина, м

Рогозин Д.Ю., Зыков В.В., Дегерменджи А.Г. Микробиология, 2012, Т. 81,

Глубина, м Рогозин Д.Ю., Зыков В.В., Дегерменджи А.Г. Микробиология, 2012, Т. 81,
№ 6, c. 786-795.

Соленость, г л-1

Плотность, (ρ -1000) г л-1

Температура, °С

Кислород, мг л-1

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Слайд 28

Многолетняя динамика озера Шунет

Глубина, м

Температура, °С

Кондуктивность,
мСименс см-1

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин

Многолетняя динамика озера Шунет Глубина, м Температура, °С Кондуктивность, мСименс см-1 Сибирский
Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Слайд 29

Происхождение меромиксии озер Шира и Шунет
2. Питание озер осуществляется за счет

Происхождение меромиксии озер Шира и Шунет 2. Питание озер осуществляется за счет
менее минерализованных источников:
оз. Шира – р.Сон, поверхностный сток, грунтовые воды
оз. Шунет – ручей, поверхностный сток, грунтовые воды

Причина солености озер Шира и Шунет –
испарительное концентрирование растворенных солей,
поступающих в результате выветривания горных
пород на окружающей территории (Гусева и др., 2012)

3. Соленость грунтовых вод 1.4 – 3 г л-1 (Природные воды…, 2003)

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Слайд 30

Rogozin DY, Genova SN, Gulati RD and Degermendzhy AG Aquatic Ecology, 2010,

Rogozin DY, Genova SN, Gulati RD and Degermendzhy AG Aquatic Ecology, 2010,
V.44, No.3, P.485-496

Динамика уровня воды и солености в оз. Шира

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Слайд 31

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Глубина

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2 Сибирский Федеральный Университет Рогозин Д.Ю. г. Красноярск,
и соленость в соленых озерах Минусинской котловины (Кривошеев, Хасанов, 1990)

Слайд 32

Мелкое соленое
озеро:

Происхождение меромиксии озер Шира и Шунет

Введение в физическую

Мелкое соленое озеро: Происхождение меромиксии озер Шира и Шунет Введение в физическую
лимнологию. Лекция-2

Сибирский Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Слайд 33

Происхождение меромиксии озер Шира и Шунет

Поступление пресной воды
с поверхностным стоком

Сибирский

Происхождение меромиксии озер Шира и Шунет Поступление пресной воды с поверхностным стоком
Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Слайд 34

Происхождение меромиксии озер Шира и Шунет

Меромиксия

Введение в физическую лимнологию. Лекция-2

Сибирский

Происхождение меромиксии озер Шира и Шунет Меромиксия Введение в физическую лимнологию. Лекция-2
Федеральный Университет
Рогозин Д.Ю.
г. Красноярск, 2016
Имя файла: Введение-в-физическую-лимнологию.-Лекция-2.pptx
Количество просмотров: 42
Количество скачиваний: 0