Sinh thái học thủy vực

Tiếng Việt: Cơ sở sinh thái học thủy vực In English: FUNDAMENTALS OF AQUATIC ECOLOGY Giáo trình cho chương trình cao học ĐẶNG NGỌC THANH, HỒ THANH HẢI 197 trang Ngôn ngữ: Tiếng Việt Xuất bản: 2007

ĐẶNG NGỌC THANH, HỒ THANH HẢI BÀI GIẢNG CƠ SỞ SINH THÁI HỌC THUỶ VỰC ( FUNDAMENTALS OF AQUATIC ECOLOGY) HÀ NỘI - 2007 Chƣơng Môi trƣờng nƣớc thủy vực I ĐẶC TÍNH MƠI TRƢỜNG NƢỚC Chu trình nƣớc nguồn nƣớc thiên nhiên 1.1 Chu trình nước Chu trình nƣớc chu trình thuỷ học (hydrologic cycle) đƣợc khái qt nhƣ mơ hình dƣới đây, mô tả dự trữ chuyển vận nƣớc sinh quyển, khí quyển, thạch thuỷ Nƣớc hành tinh đƣợc dự trữ trong kho chứa nhƣ: khí quyển, đại dƣơng, hồ, sông, đất, sông băng, núi tuyết nƣớc ngầm Hình 1.1 Chu trình nƣớc tự nhiên (theo Pidwirny M., 1999-2005 Fundamentals of Physical Geography University British Columbia-Okanagan) Nƣớc chuyển vận từ nơi chứa nƣớc tới một nơi chứa khác thông qua bốc hơi, ngƣng tụ, mƣa, lắng đọng, dòng chảy, thấm, thăng hoa, nƣớc, tan băng, tuyết dòng nƣớc ngầm Các đại dƣơng cung cấp hầu hết lƣợng nƣớc bốc thấy có khí Trong lƣợng nƣớc bốc này, có 91% đƣợc trở lại đại dƣơng thơng qua mƣa, 9% số lƣợng lại đƣợc chuyển vận tới vùng khác đất liền mà yếu tố khí hậu tạo thành mƣa Sự cân lƣợng bốc lƣợng mƣa đất liền đại dƣơng đƣợc điều chỉnh dòng chảy mặt nƣớc ngầm chảy vào đại dƣơng Lƣợng nƣớc hành tinh đƣợc cung cấp chủ yếu từ đại dƣơng Khoảng 97% lƣợng nƣớc trái đất đại dƣơng 3% lại nƣớc sông băng, núi băng tuyết, nƣớc ngầm, hồ, đất, khí thể sống Bắt đầu từ đại dƣơng, mặt trời chiếu xuống trái đất làm nƣớc đại dƣơng nóng lên Một lƣợng nƣớc biển bốc thành nƣớc khơng khí Băng tuyết thăng hoa trực tiếp thành nƣớc Nƣớc thể thực vật đất đƣợc bốc Hơi nƣớc bay lên cao khí quyển, gặp nhiệt độ lạnh bị ngƣng tụ thành đám mây Dòng khơng chí vận chuyển đám mây vòng quanh đất Các phần tử mây va chạm với nhau, phát triển rơi xuống thành mƣa Một lƣợng mƣa rơi xuống thành tuyết tích luỹ thành băng sơng băng mà lƣu giữ nƣớc đóng băng hàng ngàn năm Khi mùa xuân tới, thời tiết bắt đầu ấm áp, tuyết tan tạo thành dòng nƣớc chảy mặt đất Hầu hết lƣợng mƣa trở lại đại dƣơng lục địa mà đó, trọng lực, dòng nƣớc mƣa mặt đất đƣợc xem dòng chảy mặt (surface runoff) Một phần dòng chảy mặt vào sơng tới đại dƣơng Dòng chảy nƣớc thấm qua đất đƣợc tích luỹ thành nƣớc đầm hồ Khơng phải tất dòng nƣớc tới sông, lƣợng lớn xâm nhập vào đất đƣợc xem nƣớc thấm đất Một lƣợng nƣớc thấm sâu xuống đất tạo thành tầng ngậm nƣớc (gần tầng mặt bão hoà) lƣu giữ lƣợng lớn nƣớc thời gian dài Sơ đồ sau trình bày thể tích nƣớc chứa đất, đại dƣơng khí Các mũi tên thể trao đổi thể tích nƣớc hàng năm kho chứa nƣớc Khí 0,013 x 1015 m3 Mƣa 99 x 1012m3/năm Bốc hơi, thoát nƣớc Bốc 361 x 1012m3/năm Mƣa 62 x 1012m3/năm Đất 33,6 x 1015 m3 324 x 1012m3/năm Đại dƣơng 1.350 x 1015m3 Dòng chảy/nƣớc ngầm 37 x 1012m3/năm Hình 1.2 Sự trao đổi thể tích nƣớc kho chứa nƣớc hành tinh (theo Peixoto Kettani,1973) 1.2 Sự phân bố nước trái đất Sự phân phối nƣớc đất đƣợc tóm tắt hình 1.3 Khoảng 97% nƣớc đại dƣơng, lại khoảng 3% nƣớc Trong tổng lƣợng nƣớc ngọt, nƣớc mặt chiếm 0,3% mà đó, nƣớc đƣợc lƣu giữ chủ yếu hồ (87% tổng lƣợng nƣớc mặt), sông chiếm 2% tổng lƣợng nƣớc mặt 3% N-íc mỈn N-íc ngät 97% Nƣớc trờn trỏi t 30.1 0.3 Băng, sông băng N-ớc ngầm 1.2 0.9 N-ớc mặt Khác 68.7 Nc ngt 11% 2% Hồ Đầm lầy Sông 87% Nc ngt b mt Hỡnh 1.3 Sự phân bố nƣớc trái đất (Nguồn: Gleick, P H., 1996) 1.3 Nguồn nước Nƣớc chiếm 70% diện tích trái đất Trong đó, khoảng 97% (trên 109 km3) đại dƣơng Nguồn nƣớc trái đất nhỏ so với nƣớc đại dƣơng nhƣng có thời gian thay nƣớc (renewal time) lớn Nƣớc nội địa bao phủ khoảng 2% bề mặt trái đất Lƣợng nƣớc lại tập trung số hồ lớn, sâu Riêng hồ Baikal Nga chiếm khoảng 20% tổng dung tích nƣớc khơng đóng băng trái đất Năm hồ lớn Bắc Mỹ chứa dung tích nƣớc tƣơng tự Bảng 1.1 Ƣớc lƣợng phân phối nƣớc toàn cầu Nguồn nƣớc Đại dƣơng, biển Vịnh Băng tuyết vĩnh cửu Nƣớc ngầm N-íc ngät N-íc mỈn Đất ẩm Băng tầng đất đóng băng vĩnh cửu Hồ N-íc ngät N-íc mỈn Khí Nƣớc đầm lầy Sơng Nƣớc có nguồn gốc sinh học Tổng số Thể tích (Km3) Tỷ lệ % nƣớc Tỷ lệ % tổng số nƣớc 1.338.000.000 96,5 24.064.000 23.400.000 10.530.000 12.870.000 16.500 68,7 -30,1 -0,05 1,74 1,7 0,76 0,94 0,001 300.000 0,86 0,022 176.400 91.000 85.400 12.900 11.470 2.120 -0,26 -0,04 0,03 0,006 0,013 0,007 0,006 0,001 0,0008 0,0002 1.120 0,003 0,0001 1.386.000.000 - 100 Nguån: Gleick, P H., 1996 C¸c thủy vực n-ớc nội địa bao gồm suối, sông, hồ, ao, vùng cửa sông vùng đất ngập n-ớc có cấu trúc phân biệt rõ ràng đ-ợc xác định hính thái vùng l-u vực mối t-ơng tác vật lý, hóa học sinh học Cấu trúc vật lý đ-ợc xác định phân bố ánh sáng, nhiệt, sóng dòng chảy biến đổi theo ngày, mùa Cáu trúc hóa học đ-ợc xác định yếu tố dinh d-ỡng ô xy hòa tan Các yếu tố môi tr-ờng sở hính thành đặc tính sinh học thủy vực Ngoài ra, đặc điểm vùng l-u vực nh- khối khí vùng l-u vực yếu tố quan trọng xác định cấu trúc thủy vực nội địa, đặc biệt tác động đến chu trình dinh d-ỡng Một điều mà nhà nghiên cứu đầm hồ học (limnology) quan tâm phải bảo đảm đ-ợc chất l-ợng số l-ợng thủy vực n-ớc dân số ngày tăng lên Hầu hết chất dinh d-ỡng nguồn n-ớc thải có tính chất độc hại chảy vào sông, hồ tích tụ số l-ợng lớn chất gây ô nhiễm suy thoái chất l-ợng n-ớc Đặc tính thuỷ lý-hoá học môi tr-ờng n-ớc 2.1 Ánh sáng Nguồn ánh sáng chủ yếu thuỷ vực từ mặt trời từ mặt trăng toả xuống Ngồi ra, phải kể đến nguồn ánh sáng phát từ thuỷ sinh vật Cƣờng độ thành phần quang phổ ánh sáng nƣớc phụ thuộc vào lƣợng xạ mặt trời toả xuống mặt nƣớc phân bố ánh sáng lớp nƣớc Ánh sáng từ bên vào nƣớc phần bị phản xạ mặt nƣớc tán xạ tầng nƣớc, phần lớn đƣợc hấp thụ nƣớc Lƣợng ánh sáng phản xạ phụ thuộc vào góc nghiêng tia sáng mặt trời so với mặt nƣớc tình trạng tĩnh lặng mặt nƣớc, từ vài phần trăm đến vài chục phần trăm tổng lƣợng ánh sáng chiếu vào mặt nƣớc Nhƣ vậy, lƣợng ánh sáng mặt trời chiếu xuống nƣớc nhiều vùng xích đạo-nơi có lƣợng xạ mặt trời vào nƣớc lớn thời gian buổi trƣa mặt nƣớc yên tĩnh lúc lƣợng ánh sáng phản chiếu Một phần ánh sáng khác (khoảng 1%) bị tán xạ phần tử nƣớc vật lơ lửng nƣớc hấp thụ Hệ số hấp thụ ánh sáng nƣớc tỷ lệ nghịch với độ nƣớc khác loại tia sáng Do vậy, thuỷ vực nƣớc đục, có lƣợng chất (seston) lớn, hấp thụ ánh sáng nhiều thuỷ vực Tia đỏ đƣợc hấp thụ nhiều tầng nƣớc nơng, tia xanh, tia lục đƣợc hấp thụ tầng nƣớc sâu Bức xạ mặt trời cung cấp nhiệt hình thành chế độ gió Năng lƣợng gió thổi bề mặt nƣớc gây xáo trộn cho thủy vực nội địa đại dƣơng Ánh sáng cần thiết cho quang hợp nhóm thực vật nƣớc, mở đầu cho chuỗi dinh dƣỡng thủy vực Tác dụng ánh sáng thủy vực thuỷ sinh vật quan trọng, trƣớc hết cung cấp nhiệt cho nƣớc, làm nóng khối nƣớc bề mặt Ánh sáng ảnh hƣởng tới di động phân bố thuỷ sinh vật theo độ sâu, đặc biệt cung cấp lƣợng cho thực vật quang hợp Sự phân bố ánh sáng thuỷ vực không đồng theo độ sâu tạo nên vùng thực vật phong phú ứng với vùng sáng tầng nƣớc Sự chiếu sáng ngày đêm có tác động sâu sắc tới tƣợng di động ngày đêm thuỷ sinh vật Ánh sáng giúp động vật nƣớc định hƣớng di động nhờ đặc tính hƣớng quang, thúc đẩy q trình sinh hố đời sống cá thể, đặc biệt trình tạo vitamin Ánh sáng có ảnh hƣởng định đến q trình sinh sản lối sinh sản Ánh sáng liên quan đến biến đổi hình thái màu sắc thể, quan cảm quan động, thực vật vùng sáng khác Ánh sáng trăng, ánh sáng có nguồn lƣợng khơng lớn (bằng 1/30.000 tới 1/50.000 lần mặt trời), giúp cho di cƣ động vật cá Động vật nƣớc có khả nhận biết ánh sáng phân cực theo phƣơng Ánh sáng phân cực phƣơng tiện dẫn đƣờng dƣới nƣớc cho vận động động vật thủy sinh Một thí dụ quan trọng di cƣ cá hồi từ đại dƣơng vào bãi đẻ trứng chúng tận thƣợng nguồn sơng Mặc dù chúng sử dụng khả khứu giác sông, suối địa phƣơng nhƣng khơng thể sử dụng đại dƣơng Thay ánh sáng mặt trời, ánh sáng phân cực nƣớc đƣợc xem nhƣ địa bàn dẫn đƣờng cho hành trình dài tới hàng nghìn số (Hasler, 1966) 2.1.1 Ánh sáng nước Các tia sáng vào nƣớc nƣớc không đồng đều, phụ thuộc vào độ dài sóng độ nƣớc Độ sâu tia sáng xuyên nƣớc vào khoảng 1.5001.700 m Vùng sâu dƣới 1.700 m, coi vùng tối, ln ln khơng có ánh sáng mặt trời Do khả xâm nhập tia sáng vào nƣớc khác nhau, nên chia tầng nƣớc từ bề mặt xuống dƣới sâu thành vùng ánh sáng khác Vùng (vùng sáng) vùng có đủ tia sáng từ đỏ tới tím, bảo đảm phát triển thực vật quang hợp Đây vùng có thực vật nƣớc phát triển mạnh Vùng vùng tia sáng ngắn cực ngắn Vùng dƣới (vùng tối) vùng khơng tia sáng xuống tới đƣợc Sự phân bổ vùng ánh sáng biển tƣơng đối rõ rệt: vùng sáng khoảng 0-200 m, vùng từ 200-500 m, vùng tối vùng biển có độ sâu 1.700 m Ở thuỷ vực nƣớc ngọt, độ thấp, nhiều chất lơ lửng, độ xâm nhập ánh sáng kém, nên phân bố tầng sáng vùng nƣớc không đồng không sâu nhƣ biển Vùng sáng khoảng vài chục mét, đến 200 mét sâu vùng tối Ánh sáng xuyên xuống nƣớc đƣợc khúc xạ, tán xạ, truyền hấp phụ Ánh sáng bị khúc xạ qua mơi trƣờng có mật độ quang học khác Ánh sáng có bƣớc sóng ngắn có số khúc xạ cao ánh sáng có bƣớc sóng dài Nhƣ vậy, ánh sáng xanh có số khúc xạ cao nhất, ánh sáng đỏ thấp Ánh sáng mặt trời màu trắng đƣợc khúc xạ hạt mƣa bầu trời mà nhƣ lăng kính nhỏ tạo thành cầu vồng Ánh sáng đƣợc tán xạ nhƣ đƣợc hấp thụ đƣợc khúc xạ hạt số phân tử Một tia sáng qua cửa sổ thƣờng khơng nhìn thấy nhƣng lại dễ dàng nhìn rõ phòng có bụi ánh sáng bị tán xạ hạt bụi Hiện tƣợng tƣơng tự xảy vùng nƣớc đục Một bầu trời hồ nƣớc màu xanh phân tử xy khơng khí nƣớc tán xạ ánh sáng màu xanh nhiều màu khác Do ánh sáng xuyên đƣợc hấp phụ nên trở thành nhiệt nƣớc 2.1.2 Màu nước Vì ánh sáng xuyên vào nƣớc hồ đƣợc lựa chọn để hấp phụ mà thƣờng rìa phổ ánh sáng Sự hấp phụ tƣơng đối khác nƣớc đục nƣớc ảnh hƣởng tán xạ độ đục cho phép khả đâm xuyên ánh sáng có bƣớc sóng dài (tia hồng ngoại) nƣớc Hầu hết trƣờng hợp, tia cực tím hồng ngoại phổ ánh sáng đƣợc hấp phụ vậy, đâm xun Có phổ ánh sáng hẹp xuống đƣợc khối nƣớc sâu hơn, nhƣ hồ Tahoe, có ánh sáng lam đƣợc giữ lại độ sâu 100m Nếu ta chia phổ ánh sáng thành bậc ứng với tia cực tím (UV), lam (B), lục (G), đỏ (R), hồng ngoại (IR) thấy với nƣớc tinh khiết, giá trị triệt tiêu tăng truyền sáng giảm lần lƣợt B, G, UV, R, IR Trong hồ có chứa nhiều chất hòa tan, єλ cao ánh sáng có bƣớc sóng ngắn (UV) Nếu có hạt vật chất gây màu nhƣ thực vật (khi єλtrở thành yếu tố quan trọng) bậc hấp phụ nhƣ thay nƣớc có màu hạt vật chất Thí dụ, nở rộ tảo lam sản sinh màu xanh lục xanh lam chí nƣớc hồn tồn Trong số hồ mang tính kiềm Châu Phi, vi khuẩn sản sinh màu đỏ tía Có lẽ thí dụ điển hình cho thấy hồ vùng cửa sơng có phù sa, ánh sáng đỏ có khả đâm xuyên sâu nhất, khơng có ánh sáng đâm xuyên sâu nhƣ hồ có độ cao đại dƣơng Tảo thay đổi hàm lƣợng sắc tố để sử dụng ánh sáng thích hợp độ sâu mà chúng sống Điều làm cho dạng tảo sống bám đáy (periphyton) dễ phát triển điều kiện ánh sáng mờ thực vật tầng nƣớc mà ánh sáng thƣờng yếu Màu xanh hồ nghèo dinh dƣỡng đặc điểm quan trọng phân biệt chúng với hồ có tình trạng dinh dƣỡng khác Màu xanh nhiều phân tử nƣớc tán xạ Các ánh sáng có bƣớc sóng ngắn bị tán xạ nhiều với tỷ lệ hiệu ứng đạt tới (1/λ)4, ánh sáng lam màu ƣu tán xạ trở lại bề mặt hồ có độ Sự tán xạ ánh sáng lam mà mắt nhìn thấy đƣợc phân tử nƣớc hồ cực nghèo dƣỡng (ultraoligotrophic) chuyển sang màu xanh cobalt thẫm Màu hồ đƣợc biểu thị ánh sáng bị phản xạ hai nguồn màu thực tế màu hiển nhiên/biểu kiến Màu thực tế nƣớc đƣợc đo quang phổ kế, màu biểu kiến màu nhìn thấy quan sát từ bờ hồ Màu biểu kiến phụ thuộc vào mối tƣơng tác bƣớc sóng bị tán xạ trở lại mắt hấp phụ bƣớc sóng ánh sáng nƣớc độ sâu tán xạ bề mặt nƣớc Những biến đổi quang phổ ánh sáng theo ngày, mùa xạ tới, đám mây phủ, khúc xạ thảm thực vật, đồi núi xung quanh hồ làm thay đổi màu biểu kiến nƣớc Điều ảnh hƣởng tới nhận biết mắt màu đáy hồ nông mép hồ sâu Một hồ sâu có khơng có vật chất hòa tan lơ lửng có màu lam Tuy nhiên, có đám mây bão chí thủy vực nƣớc cực sạch, tạo thành màu xám, sắc chì xám đám mây Nếu có số lƣợng vừa phải chất hòa tan thực vật hồ có màu lục Kính râm phân cực kính lọc sáng phân cực máy chụp ảnh, quay phim cho thấy màu biểu kiến thực Màu xanh lục đƣợc sinh có hạt lơ lửng mịn Các hồ vùng cao có màu xám trắng đục có hạt đá mịn, gọi bột băng (glacial flour) Các hồ độ cao trung bình có màu xanh lục trắng nƣớc có nhiều hạt kơ lửng mịn Các hồ vùng thấp có màu lam tất hạt lơ lửng bị lắng Nếu có số lƣợng lớn chất hòa tan, đặc biệt chất hữu cơ, hồ có màu vàng màu nâu Một số hồ bị chua (acid) nặng có màu xanh lục xẫm có nhiều ion kim loại màu hòa tan Sự nở rộ thực vật hồ phú dƣỡng gây màu xanh lục, xanh lam tƣợng “thủy triều đỏ” tảo giáp (dinoflagellates) gây sắc màu nâu nhạt màu nâu đỏ Tảo lam làm cho hồ có xanh lục, trắng đục màu nâu tùy thuộc vào lồi tình trạng hồ Các hồ giàu chất hữu hòa tan, hàm lƣợng ô xy hòa tan thấp, vi khuẩn quang tổng hợp làm cho màu nƣớc đỏ nhƣ máu Tại sông vùng cửa sông, bùn nơi cƣ trú cho vi khuẩn xy hóa sulfua, tạo thành hạt sulfua làm cho nƣớc có màu vàng trắng đục Ở vùng biển có suất với mật độ thực vật cao, thấy màu xanh lam xanh lục Vào ngày đẹp trời, quan sát thấy màu nƣớc từ vũ trụ 2.2 Chế độ nhiệt Trong hệ sinh thái thủy vực, nhiệt giữ hai chức chủ yếu: - Tạo phân tầng nhiệt thuỷ vực - Điều chỉnh tốc độ phản ứng hố học q trình sinh học 2.2.1 Nguồn nhiệt Nguồn nhiệt chủ yếu nƣớc thuỷ vực từ xạ mặt trời tia có bƣớc sóng dài: hồng ngoại, đỏ, da cam Lớp nƣớc mặt hút nhiều nhiệt dƣới sâu, tia sáng có khối nƣớc tầng mặt Chế độ nhiệt môi trƣờng nƣớc tƣơng đối ổn định không khí có độ toả nhiệt thu nhiệt lớn, lớp nƣớc bề mặt dƣới sâu điều hồ nhiệt độ lẫn q trình lạnh bốc hơi, làm cho nhiệt độ khối nƣớc biến đổi Nguồn nhiệt mơi trƣờng nƣớc bao gồm nguồn nhiệt đầu vào đầu Nguồn nhiệt vào đƣợc xem nhƣ q trình tích nhiệt nguồn biểu thị lƣợng nhiệt bị khỏi môi trƣờng nƣớc Nguồn nhiệt vào đƣợc phân biệt nguồn nhiệt sơ cấp nguồn nhiệt thứ cấp:  Nguồn nhiệt sơ cấp: từ xạ mặt trời; từ khơng khí tới nƣớc; Nguồn nhiệt vào thứ cấp: từ q trình sinh hóa diễn môi trƣờng nƣớc đại dƣơng, từ hoạt động thuỷ nhiệt bên trái đât, từ ma sát dòng chảy từ hoạt động sóng vơ tuyến  Nguồn nhiệt ra: từ xạ ngƣợc sóng dài; nhiệt truyền trực tiếp vào khí quyển; nhiệt thoát từ bốc nƣớc; nhiệt truyền theo dòng chảy, hồn lƣu thẳng đứng, nhiễu loạn a Nhiệt đầu vào (Bức xạ mặt trời) Không phải tất xạ tiếp nhận từ bên khí tới đƣợc mơi trƣờng nƣớc Nếu tổng xạ bình thƣờng 100% 16% đƣợc hấp phụ khí quyển; 24% bị phản hồi lại đám mây; 7% đƣợc xạ lại vũ trụ từ khí 4% tới bề mặt trái đất mà chủ yếu đại dƣơng Năng lƣợng mặt trời tới đại dƣơng biến đổi bất quy tắc theo độ dài bƣớc sóng gây xạ nƣớc chất khí khác khí quyển, đặc biệt xy hydro bon Sự hấp phụ ánh sáng biển giảm nhanh theo độ sâu Năng lƣợng tối thiểu cần cung cấp để trì quang hợp 0,003 cal cm-2/phút Dƣới điều kiện tối ƣu (nƣớc tuyệt đối) tổng lƣợng 220 m b Nhiệt đầu Một số xạ mặt trời tới bề mặt môi trƣờng nƣớc mà chủ yếu biển đại dƣơng đƣợc xạ trở lại Sự biến động nhiệt độ nƣớc bề mặt biển hàng ngày theo mùa ảnh hƣởng tới lƣợng xạ trở lại Nhiệt độ trung bình nƣớc bề mặt đại dƣơng ấm 0,8oC so với khơng khí phía mặt nƣớc Bởi vậy, truyền nhiệt trực tiếp từ nƣớc tới khơng khí làm cho nƣớc nhiệt Sự truyền nhiệt theo hƣớng xảy dễ so với hƣớng ngƣợc lại hai lý do: Nó sử dụng lƣợng để làm nóng khơng khí so với nƣớc Năng lƣợng cần để làm tăng nhiệt độ lớp nƣớc dày cm 1oC tƣơng đƣơng với tăng nhiệt độ lớp khơng khí dày 31 m Nhiệt từ dƣới nƣớc vào khí gây không bền vững (thông qua giảm mật độ nƣớc đáy), gây hồn lƣu khí xáo động nhiệt Ngƣợc lại, nhiệt từ khí vào đại dƣơng làm tăng bền vững (thông qua giảm mật độ nƣớc bề mặt) ngăn cản truyền nhiệt tới khối nƣớc sâu Tổng lƣợng xạ mặt trời, 100% Mây hấp phụ mây phản xạ, 24% Nƣớc, bụi, ô zôn hấp phụ 16% Mặt đất hấp phụ phản xạ, 4% Bức xạ hồng ngoại phát từ mặt đất Bức xạ sóng dài phát từ mặt đất Phát từ khí quyển, 7% Khí quyển, hới nƣớc bụi hấp phụ Hình 1.4 Tỷ lệ nguồn nhiệt vào khỏi trái đất 2.2.2 Tầm quan trọng nhiệt Nhiiệt lƣợng hồ, sơng, đại dƣơng có hai vai trò đặc biệt, tác động tới cấu trúc hệ sinh thái hồ phản ứng sinh học, hoá học hồ Nhiệt lƣợng theo ánh sáng chiếu xuống nƣớc có khả tạo nhiều kiểu phân tầng nhiệt độ thuỷ vực Nhiệt điều chỉnh phản ứng hố học q trình sinh học.Vào mùa hè, nhiệt độ tăng thúc đẩy trình trao đổi chất Tốc độ chu trình chuyển hoá vật chất hữu thành phần khoáng hoá tăng nhiệt độ tăng Các phản ứng hố học thơng thƣờng hoạt động sinh học nhƣ q trình hơ hấp tăng lên gấp đơi nhiệt độ tăng lên 10C Do vậy, vào mùa đông, động vật cá tốn nhiều lƣợng nhƣng sinh trƣởng chậm so với mùa hè Quan hệ nhiệt độ-trao đổi chất dƣợc thể qua số Q10 Thông thƣờng, hầu hết sinh vật, Q10 = Tuy nhiên, mơi trƣờng lạnh Q10 cao Đối với số loài tảo vùng đầm lầy Nam Cực, Q10 cho cố định đạm lên đến nhiệt độ từ 0 đến 5C Điều mang lại thuận lợi hiển nhiên số ngày nắng ỏi mùa hè ven biển Nam Cực Khi nhiệt độ tăng, làm tăng tốc độ trao đổi chất loài sinh vật hồ sơng đồng thời tăng đòi hỏi nhu cầu ô xy hoà tan Khi nhiệt độ tăng lên đến cực đại vào mùa hè, tốc độ lọc thức ăn tiết động vật tăng Tất hoạt động làm gia tăng khối lƣợng lớn chất thải mà loài vi khuẩn phải phân giải Lƣợng dinh dƣỡng vô mà vi khuẩn động vật thải cung cấp lƣợng nhỏ cho thực vật vào mùa hè, sinh trƣỏng thực vật giai đoạn sớm hơn, chúng tiêu thụ hết dinh dƣỡng đƣợc tạo vào suốt mùa đông trƣớc Thậm chí lồi cá máu lạnh cá biến nhiệt (poikilotherma) trở nên nhanh nhẹn hơn, trƣởng thành lẫn giai đoạn cá trở nên phàm ăn nƣớc ấm lên Trên thực tế, ... thuỷ sinh vật hồ phong phú nhạy cảm với biến đổi môi trƣờng Các nhà sinh học cho hồ có ổ sinh thái bỏ trống số loài lại chiếm ổ sinh thái lồi chiếm số ổ sinh thái phụ thuộc vào mùa, giai đoạn sinh. .. dày 20-40 cm lƣợng dinh dƣỡng cao Hệ thuỷ sinh vật ao có nét chung nhóm sinh vật phát triển Hệ sinh vật đáy chủ yếu nhóm giun tơ Nếu ao có hệ thực vật thuỷ sinh bậc cao phát triển, hệ động vật... có hàm lƣợng cao : O2, CO2 , N2, CH4, H2S, NH3 Nguồn gốc chất khí là:  Từ khơng khí vào nƣớc (O2, CO2 , N2 )  Do trình sống thuỷ sinh vật q trình chuyển hố vật chất xảy thuỷ vực ( CO2 , CH4, H2S,