Войти
Лейк-Джордж, Нью-Йорк, олиготрофное озеро Индекс трофического состояния (TSI ) - это система классификации, разработанная для оценки водных объектов на основе величины биологической продуктивности, которую они поддерживают. Хотя термин «трофический индекс» обычно применяется к озерам, можно индексировать любой поверхностный водный объект.
TSI водоема оценивается по шкале от нуля до ста. По шкале TSI водные объекты могут быть определены как:
Количества азота, фосфор и другие биологически полезные питательные вещества являются основными детерминантами TSI водного объекта. Такие питательные вещества, как азот и фосфор, как правило, ограничивают ресурсы в стоячих водоемах, поэтому повышенные концентрации, как правило, приводят к усилению роста растений, за которым следует последующее увеличение последующих трофических уровней. Следовательно, трофический индекс иногда может использоваться для грубой оценки биологического состояния водоемов.
Индекс Карлсона был предложен Робертом Карлсоном в его основополагающей статье 1977 года «Индекс трофического состояния озер». Это один из наиболее часто используемых трофических индексов и трофический индекс, используемый Агентством по охране окружающей среды США. Трофическое состояние определяется как общая масса биомассы в данном водном объекте во время измерения. Поскольку они вызывают обеспокоенность общественности, индекс Карлсона использует биомассу водорослей в качестве объективного классификатора трофического статуса озера или другого водного объекта. Согласно Агентству по охране окружающей среды США, индекс Карлсона следует использовать только для озер с относительно небольшим количеством корневых растений и источниками мутности, отличными от водорослей.
Поскольку они имеют тенденцию коррелировать, три независимых Для расчета индекса Карлсона можно использовать переменные: пигменты хлорофилла, общий фосфор и глубина Секки. Из этих трех хлорофилл, вероятно, даст наиболее точные измерения, так как он является наиболее точным предсказателем биомассы. Фосфор может быть более точной оценкой летнего трофического статуса водоема, чем хлорофилл, если измерения производятся зимой. Наконец, глубина Секки, вероятно, является наименее точным, но также наиболее доступным и целесообразным методом. Следовательно, в программах мониторинга граждан и других волонтерских или крупномасштабных опросах часто используется глубина Секки. Путем перевода значений прозрачности по Секки в логарифмическую шкалу 2 каждое последующее удвоение биомассы представляется в виде целого числа индекса. Глубина Секки, которая измеряет прозрачность воды, показывает концентрацию растворенных и твердых частиц в воде, которые, в свою очередь, могут использоваться для получения биомассы. Это соотношение выражается в следующем уравнении:
Озеро обычно классифицируется как относящееся к одному из трех возможных классов: олиготрофное, мезотрофное или эвтрофное. Озера с экстремальными трофическими показателями также могут считаться гиперолиготрофными или гиперэвтрофными (также «гипертрофическими»). В таблице ниже показано, как значения индекса преобразуются в трофические классы.
| TSI | Chl | P | SD | Трофический класс |
|---|---|---|---|---|
| < 30—40 | 0–2,6 | 0–12 | >8–4 | Олиготрофный |
| 40—50 | 2,6—20 | 12—24 | 4—2 | Мезотрофный |
| 50— 70 | 20—56 | 24—96 | 2—0,5 | Евтрофный |
| 70—100 + | 56— 155+ | 96—384 + | 0,5 - < 0.25 | Гиперэвтрофные |
Олиготрофные озера обычно содержат очень мало или совсем не содержат водной растительности и относительно чистые, в то время как эвтрофные озера имеют тенденцию содержать большое количество организмов, включая цветение водорослей. Каждый трофический класс также поддерживает разные виды рыб и других организмов. Если биомасса водорослей в озере или другом водоеме достигает слишком высокой концентрации (скажем,>80 TSI), может произойти массовый вымирание рыб, поскольку разлагающаяся биомасса деоксигенирует воду.
Куртковецкое озеро, олиготрофное озеро в Татрах на юге Польши Олиготрофное озеро - это озеро с низким первичным продуктивность в результате низкого содержания питательных веществ. Эти озера имеют низкую продукцию водорослей и, следовательно, часто имеют очень чистую воду с высоким качеством питьевой воды. Придонные воды таких озер обычно содержат много кислорода ; таким образом, в таких озерах часто обитают многие виды рыб, такие как озерная форель, которым требуется холодная, хорошо насыщенная кислородом вода. В глубоких озерах содержание кислорода, вероятно, будет выше из-за их большего гиполимнетического объема.
Экологи используют термин олиготрофные, чтобы отличать непродуктивные озера, характеризующиеся дефицитом питательных веществ, от продуктивных, эвтрофных озер с обильным или избыточным питанием. Олиготрофные озера наиболее распространены в холодных регионах, подстилаемых устойчивыми магматическими породами (особенно гранитными коренными породами).
Мезотрофные озера - озера со средним уровнем продуктивности. Эти озера обычно представляют собой озера с чистой водой и пруды с зарослями затопленных водных растений и средним содержанием питательных веществ.
Термин мезотрофный также применяется к наземным местообитаниям. Мезотрофные почвы имеют умеренный уровень питательных веществ.
Цветение водорослей в деревенской реке в горах недалеко от Чэнду, Сычуань, Китай Эвтрофный водоем, обычно озеро или пруд, имеет высокую биологическую продуктивность. Из-за чрезмерного количества питательных веществ, особенно азота и фосфора, эти водоемы способны поддерживать изобилие водных растений. Обычно в водоеме преобладают водные растения или водоросли. Когда преобладают водные растения, вода обычно прозрачная. Когда преобладают водоросли, вода становится темнее. Водоросли участвуют в фотосинтезе, который поставляет кислород рыбам и биоте, населяющим эти воды. Иногда происходит чрезмерное цветение водорослей, что в конечном итоге может привести к гибели рыб из-за дыхания водорослями и донными бактериями. Процесс эвтрофикации может происходить естественным путем и в результате воздействия человека на окружающую среду.
Eutrophic происходит от греческого eutrophos, означающего «хорошо питающийся», от eu, что означает хороший и trephein означает «питать».
Гиперэвтрофные озера - это очень богатые питательными веществами озера, характеризующиеся частым и сильным раздражением цветением водорослей и низкой прозрачностью. Гипереутрофные озера имеют глубину видимости менее 3 футов (90 см), они содержат более 40 микрограммов / литр хлорофилла и более 100 микрограммов / литр фосфора.
Чрезмерное цветение водорослей может также значительно снизить уровень кислорода и препятствовать функционированию жизни на более низких глубинах, создавая мертвые зоны под поверхностью.
Аналогичным образом, крупное цветение водорослей может вызвать биодилюцию, которая представляет собой снижение концентрации загрязнителя с повышением трофического уровня. Это противоположно биомагнификации и связано с пониженной концентрацией из-за повышенного поглощения водорослями.
Как естественные, так и антропогенные факторы могут влиять на трофический индекс озера или другого водоема. Водоем, расположенный в богатом питательными веществами регионе с высокой чистой первичной продуктивностью, может быть естественным эвтрофным. Питательные вещества, поступающие в водоемы из неточечных источников, таких как сельскохозяйственные стоки, удобрения с жилых помещений и сточные воды, увеличивают биомассу водорослей и могут легко привести к тому, что олиготрофное озеро станет гиперэвтрофным.
Часто желаемый трофический индекс различается между заинтересованными сторонами. Энтузиасты водоплавающих птиц (например, охотники на уток) могут захотеть, чтобы озеро было эвтрофным, чтобы поддерживать большую популяцию водоплавающих птиц. Однако жители могут захотеть, чтобы это же озеро было олиготрофным, так как оно более подходящее для купания и катания на лодках. Агентства по природным ресурсам, как правило, несут ответственность за согласование этих конфликтующих видов использования и определение того, каким должен быть трофический индекс водоема.
