Е.А. Зилов
Гидробиология и водная экология
Учебное пособие. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2007.
Предыдущая |
Содержание статьи:
Раздел 2. Организация водных экосистем
7. Температурная стратификация озер
7.2. Классификации озер, основанные на стратификации
Хотя генетическая классификация озер и опирается на их происхождение, т.е., в основу ее положен естественный признак, она далеко не всегда удачна. Конечно, многие озера схожие по происхождению, сходны и по своим другим показателям. Так, рифтовые озера очень близки по морфометрическим параметрам, хотя и отличаются по биологическим. То же можно сказать и о многих озерах, образовавшихся в грабенах и других. С другой стороны, многие озера одного происхождения могут сильно отличаться и по морфометрии. Например, многие кратерные и фьордовые озера, будучи близки по форме, различаются по абсолютным размерам (площадь зеркала, объем, глубина) в десятки и сотни раз. Ледниковые озера, даже если взять только троговые — отличаются и по форме и по размерам. Тоже можно сказать о плотинных и других типах озер.
Выше мы видели, что процессы перемешивания вод в течение года, следовательно, и биологические процессы определяются годовым ходом стратификации. Поскольку сама стратификация основана на том, что температуры у дна и поверхности различны, то кажется естественным использовать этот признак для классификации озер.
Первую классификацию такого рода предложил Дж. Уиппл в 1898 г. По температуре поверхностного слоя (ts) и температуре максимальной плотности воды (td) он разделил все озера на
— полярные, у которых температура поверхности ниже температуры максимальной плотности в течение всего года;
— озера умеренного пояса, у которых температура поверхностного слоя в течение года бывает и ниже и выше температуры максимальной плотности;
— тропические озера, температура поверхностного слоя которых всегда выше температуры максимальной плотности.
Порадовавшись полученному результату, Дж. Уиппл решил пойти дальше и подразделил полученные классы озер на подклассы по температуре придонного слоя (tb). Он выделил:
— озера с постоянной температурой придонного слоя, равной температуре максимальной плотности;
— озера, у которых температура придонного слоя изменяется в течение года;
— озера, с температурой придонного слоя равной температуре поверхностного слоя.
Получилась классификация, схематично представленная в таблице 12.
Таблица 12
Классификация озер по температуре поверхностного слоя Дж. Уиппла (td – температура максимальной плотности, ts – температура поверхностного слоя, tb – температура придонного слоя воды)
|
ts<td |
td>ts> td |
ts>td |
tb=td |
|
|
|
tb варьирует |
|
|
|
tb=ts |
|
|
|
Такая теоретическая работа не могла пройти мимо внимания Ф. Фореля, который, как основатель лимнологии и гидробиологии, полагал, что теории должны выходить, все же, из под его пера. В 1904 г. Ф. Форель предлагает свою, основанную на температуре придонного слоя, а не поверхностного, как у Дж. Уиппла, классификацию. Он делит озера на:
— полярные, у которых температура придонного слоя никогда не превышает температуру максимальной плотности;
— умеренных широт, температура придонного слоя которых может быть выше, ниже или равна температуре максимальной плотности;
— тропические, температура придонного слоя равна или больше температуры максимальной плотности.
Сочтя такое деление недостаточным, Ф. Форель добавляет подразделение озер на:
— мелководные, температура придонного слоя которых может варьировать, и
— глубоководные, температура придонного слоя в которых постоянна круглый год.
Получилась следующая схема (табл. 13).
Таблица 13
Классификация озер по температуре придонного слоя Ф. Фореля (td – температура максимальной плотности, ts – температура поверхностного слоя, tb – температура придонного слоя воды)
|
tb≤td |
td≥tb≥td |
tb≥td |
tb варьирует |
|
|
|
tb постоянна |
|
|
|
После того, как свое слово сказал живой классик, попытки создания новых классификаций долгое время не возобновлялись. Было лишь уточнение этой классификации Иосимурой в 1936 г. Он выделил следующие группы озер:
тропические – температура поверхностного слоя от 20 °С до 30 °С, в течение года температура почти не меняется, вертикальный температурный градиент мал, циркуляция нерегулярна;
субтропические – температура поверхностного слоя не бывает ниже 4 °С, температура в течение года меняется в широких пределах, вертикальный температурный градиент хорошо выражен, в зимнее время отмечается циркуляция;
умеренные – температура поверхностного слоя летом выше, зимой ниже 4 °С, годовой ход температуры выражен хорошо, весной и осенью отмечается циркуляция;
субполярные – температура поверхностного слоя выше 4 °С отмечается летом, термоклин слабо выражен, циркуляция дважды в год, но может происходить и чаще во время похолоданий летом;
полярные – температура поверхностного слоя всегда ниже 4 °С, циркуляция раз в год – летом.
Но появился новый классик – Дж. Хатчинсон. Он во главу угла поставил не температуру того, или иного слоя, а гомотермию, т.е. перемешивание водных масс, принципиально важное для перераспределения питательных веществ в толще воды и, следовательно, для всего функционирования водной экосистемы. Среди озер Дж. Хатчинсон в 1957 г. выделил следующие классы:
— Амиктические озера. Полярные арктические и антарктические озера. Круглый год покрыты льдом, постоянная обратная стратификация. Перемешивание отсутствует.
— Холодные мономиктические озера. Приполярные озера. Большую часть года покрыты льдом. Летом лед сходит и наступает гомотермия.
— Димиктические. Типичные водоемы умеренной полосы. Весенняя гомотермия с перемешиванием водной массы, летняя прямая стратификация, осенняя гомотермия, второе перемешивание вод за год, зимняя обратная стратификация.
— Теплые мономиктические. Субтропические озера. Весной, летом и осенью – прямая стратификация. Зимой наступает гомотермия и перемешивание водных масс.
— Олигомиктические. Тропические, экваториальные и субэкваториальные озера. Круглый год – прямая стратификация. При редких охлаждениях поверхностного слоя происходит перемешивание.
Ф. Раттнер добавил к этой классификации в 1963 г. еще два класса:
— Холодные полимиктические. Субарктические, субантарктические, а также высокогорные озера. Температура воды круглый год близка к 4°С и происходит почти постоянное перемешивание.
— Теплые полимиктические. Относительно мелководные тропические озера, часто перемешиваемые при температурах выше 4 °С за счет ветров.
Надо отметить, что классификация усложнялась и дальше (например, новые классы озер ввел В. Льюис в 1983 г.), но для нашего курса вполне достаточно ставшей классической классификации, представленной на таблице 14.
Таблица 14
Схема классификации водоемов по Дж.. Хатчинсону
Тип водоема |
Широта (при расположении озера на уровне моря) |
Весна |
Лето |
Осень |
Зима |
Амиктический |
80-90° |
Обратная стратификация |
Обратная стратификация |
Обратная стратификация |
Обратная стратификация |
Холодный мономиктический |
70-80° |
Обратная стратификация |
Гомотермия, перемешивание |
Обратная стратификация |
Обратная стратификация |
Димиктический |
40-60° |
Гомотермия, перемешивание |
Прямая стратификация |
Гомотермия, перемешивание |
Обратная стратификация |
Теплый мономиктический |
20-40° |
Прямая стратификация |
Прямая стратификация |
Прямая стратификация |
Гомотермия, перемешивание |
Олигомиктический |
0-20° |
Прямая стратификация, возможны гомотермия, перемешивание |
Прямая стратификация, возможны гомотермия, перемешивание |
Прямая стратификация, возможны гомотермия, перемешивание |
Прямая стратификация, возможны гомотермия, перемешивание |
Предыдущая |