Litoral (od. łac. litus - brzeg) – strefa przylegająca do brzegu, lądu, charakteryzuje się najlepszymi warunkami życia w wodach (dużo światła, tlenu, mniejsze zasolenie, urozmaicona rzeźba dna). Litoral jest w zasadzie jedyną strefą jeziora, w której występują rośliny zakorzenione.

Profundal – dolna strefa głębokich jezior, obejmuje dno i kontaktującą z nim warstwę wody. Charakteryzująca się brakiem światła, a więc i roślin autotroficznych. Panuje w nim stała temperatura około 4,02°C (strefa hypolimnionu). Na dno zbiornika opadają martwe szczątki materii ze strefy litoralnej. Niska jest też zawartość tlenu – wynika to z zachodzącego na dnie rozkładu materii organicznej, przy jednoczesnym braku wymiany wody z warstwami wyższymi.

Trofizm (trofia wód) - termin określający produktywność biologiczną zbiorników wodnych. Pod pojęciem trofia zbiornika (trofizm) rozumie się także zespół czynników środowiskowych decydujących (wpływających) o żyzności zbiornika wodnego. Najczęściej trofia zbiornika utożsamiana jest z zawartością biogenów w toni wodnej (śródjezierzu) i zdeponowanych w osadach dennych profundalu, pomijając biogeny zdeponowane w litoralu. Trofizm odnoszony jest najczęściej do jezior (wód jeziornych).

Ze względu na stopień żyzności wody wyróżnia się:

·         jezioro oligotroficzne, jeziora płone, ilość substancji odżywczych bardzo niska (ilość substancji organicznej w suchej masie wynosi od 11,2% do 20%), produkcja materii organicznej w warstwie litoralu, niska, brak zakwitów, dość głębokie,

·         jezioro mezotroficzne, jeziora umiarkowanie żyzne,

·         jezioro eutroficzne, jeziora żyzne, w których ilość substancji odżywczych (ilość substancji organicznej w suchej masie wynosi od 18,1% do 60,9%) jest duża, intensywna produkcja materii organicznej głównie w warstwie litoralu, częste zakwity planktonu, niezbyt głębokie,

·         jezioro politroficzne, jeziora bardzo żyzne

·         jezioro saprotroficzne, jezioro przeżyźnione

Jezioro oligotroficzne - w typologii jezior: jezioro słodkowodne, charakteryzujące się niską zawartością substancji odżywczych rozpuszczonych w wodzie i dobrym natlenieniem. Cała wyprodukowana materia organiczna podlega procesowi mineralizacji i powraca do obiegu, stąd mała ilość osadów. Jeziora oligotroficzne odznaczają się bogactwem gatunków flory i fauny, przy niewielkiej jednak liczebności osobników danego gatunku. Są to cechy jezior młodych (w sensie geologicznym), dużych i głębokich, także górskich jezior polodowcowych. Wskutek procesu naturalnego użyźniania jezioro oligotroficzne przekształca się w eutroficzne. Proces eutrofizacji może przyspieszyć dopływ zanieczyszczeń produkowanych przez człowieka. Duża głębokość, do której dociera światło, mała ilość pierwiastków biogennych.

Zadni Staw Polski w Tatrach - przykład oligotroficznego jeziora polodowcowego

Jezioro eutroficzne - w typologii jezior: jezioro słodkowodne odznaczające się dużą koncentracją substancji odżywczych rozpuszczonych w wodzie, co powoduje silny rozwój życia biologicznego przy jednoczesnym spadku ilości tlenu w wodzie i ograniczeniu procesów mineralizacji. Skutkiem tego jest pojawienie się organizmów beztlenowych i powstawanie mułu jeziornego, które prowadzi do powolnego wypłycania zbiornika, przekształcania go w torfowisko, bagno itp., później do całkowitego zaniku jeziora.

Jezioro eutroficzne

Tempo akumulacji osadów w jeziorach

Tempo gromadzenia się osadów w zbiornikach, średnio wynosi od 0,5 do 1 mm, maksymalnie dochodzi do 4 mm na rok w najgłębszych miejscach mis jeziornych. Jeziora w wolnym tempie zostają wypełniane osadami. W jeziorze do głębokości około kilku metrów, światło dociera do dna, co sprzyja rozwojowi miękkiej roślinności niższej, w przypadku, gdy jezioro ulega znacznemu spłyceniu od około 2 metrów, rozpoczyna się rozwój roślinności mikrolitycznej, czyli przybrzeżnej, wysokiej roślinności. Ich rozwój jest bardzo intensywny

i sprzyja rozwojowi drobnych organizmów o wysokiej produktywności, unoszą się one na powierzchni wody tworzą tzw. plankton lub rosną na podłożu tzw. perifiton. Szybkie zarastanie jeziora prowadzi w ostateczności od wkraczania roślinności lądowej i powstania torfowiska.

Eutrofizacja, proces gromadzenia się materii organicznej (spływającej w ściekach komunalnych i przemysłowych) w jeziorach (lub ogólnie w środowisku) w tempie przekraczającym jej zasymilowanie. Eutrofizacja może być pochodzenia naturalnego lub antropogenicznego.

Termin eutrofizacji najczęściej odnosi się do wód i jest związany ze zwiększeniem się zanieczyszczenia ściekami, pestycydami i nawozami sztucznymi, które są spłukiwane przez opady atmosferyczne. Nadmierne użyźnienie (zwiększenie dostępności składników mineralnych, zwłaszcza azotu i fosforu) powoduje wzrost produktywności glonów (tzw. zakwity) i wyczerpanie zasobów tlenu w jeziorze, co prowadzi np. do śnięcia ryb i przyspieszenia sukcesji ekologicznej.

Eutrofizacja – proces wzbogacania zbiorników wodnych w substancje pokarmowe (biogeny), głównie w związki azotu i fosforu. Eutrofizacja jest procesem zachodzącym naturalnie lub antropogenicznie. Użyźnienie naturalne zachodzi przez spływ ze zlewni związków mineralnych i materii organicznej, rozkładanej następnie przez mikroorganizmy w zbiorniku. Jest to proces bardzo powolny, przejście zbiornika ze stanu oligotrofii (niskiej żyzności) do eutrofii (wysokiej żyzności), trwa setki lub nawet tysiące lat.

Eutrofizacja antropogeniczna zachodzi głównie przez spływ ścieków i nawozów mineralnych. Większość biogenów dostaje się do wody wraz ze ściekami organicznymi, np. w Wiśle takie pochodzenie ma ok. 2/3 azotu i fosforu. Proces ten zachodzi bardzo szybko, niewielki zbiornik może się zeutrofizować nawet w ciągu kilku do kilkunastu lat. W szczególnie drastycznych przypadkach, np. przy zrzucaniu do jezior surowych ścieków komunalnych czy gnojówki, dochodzi do osiągnięcia przez zbiornik stanów niespotykanych w naturze: politrofii i hypertrofii. Następuje wtedy niemal całkowity zanik organizmów wyższych poza cienką, kilkudziesięciocentymetrową warstwą wody stykającą się z atmosferą.

Następstwem eutrofizacji jest wzmożony rozwój roślin w szczególności glonów i planktonu, oraz zachwianie równowagi tlenowej zbiornika, zwłaszcza w obszarach przydennych, gdzie opadające obumarłe organizmy ulegają rozkładowi. Może to nawet spowodować zupełny zanik tlenu w warstwach dennych zbiornika i rozpoczęcie procesów beztlenowych, z wydzielaniem siarkowodoru, metanu i innych trujących substancji.

Gwałtowny rozwój olbrzymich ilości glonów i sinic (tzw. zakwity wody) które następnie masowo obumierają mogą doprowadzić do uduszenia się większości organizmów wodnych, w szczególności ryb, co w skrajnym przypadku może spowodować zanik bogatszego życia organicznego w zbiorniku. Uwalniane do wody metabolity wtórne glonów są trujące także dla zwierząt przychodzących do wodopoju (znane są przypadki śmierci krów i owiec pojonych w takich zbiornikach), mogą być szkodliwe dla ludzi – zwłaszcza dzieci.

Eutrofizacja powoduje również szybsze zanikanie zbiorników wodnych szybko odkładające się osady denne coraz wyżej podnoszą poziom dna, aż zbiornik zupełnie zniknie z powierzchni Ziemi.

Prostym sposobem kontroli trofii zbiornika jest badanie widzialności krążka Secchiego: białego krążka o średnicy 30 cm, opuszczanego na wyskalowanej lince. Jego widzialność (ang. 'Secchi depth') zależy od ilości zawiesiny w wodzie, a ta z kolei – głównie od ilości glonów. Na podstawie widzialności krążka Secchiego można obliczyć tzw. wskaźnik Carlssona, na podstawie którego porównuje się trofię poszczególnych zbiorników lub zmiany trofii danego zbiornika w czasie. Tenże wskaźnik można też obliczyć, mając do dyspozycji dane o ilości chlorofilu a (pomiary fotometryczne) lub związków fosforu.

Przyczyny i konsekwencje eutrofizacji wód.

Z zanieczyszczeniem wód powierzchniowych związane jest zjawisko eutrofizacji. Może być ona pochodzenia naturalnego lub antropogenicznego. Eutrofizacja naturalna przebiega bardzo powoli od chwili powstania jeziora. Wywołana głównie zmianami klimatycznymi. Jej rola w środowisku wodnym jest znikoma i niezauważalna dla człowieka. Natomiast eutrofizacja antropogeniczna (cywilizacyjna, sztuczna) związana jest z gospodarką ludzką, tzn. z dopływem ścieków, wycinaniem lasów czy intensyfikacją rolnictwa. Jest to proces wzbogacania wód w zbiornikach wodnych pierwiastkami biogennymi (azot (N), fosfor (P) i inne). W geologicznej historii jeziora jest to naturalny, powolny proces. Na skutek wypełniania się misy jeziornej osadem dennym zmniejsza się stopniowo objętość wody (jeden z mechanizmów lądowacenia jezior). Prowadzi to do wzrostu żyzności, również wtedy, gdy dopływ pierwiastków biogennych ze zlewni nie wzrasta. Podczas ostatnich dziesięcioleci w licznych zbiornikach wodnych nastąpił ogromny wzrost żyzności

Do eutrofizacji przyczyniają się przede wszystkim ścieki miejskie (fosforany z detergentów), wody odpadowe z przemysłu, ścieki rolnicze (odchody z ferm zwierzęcych bogate w azot i potas oraz nawozy mineralne zawierające azot, fosfor i potas), erozja i ługowanie gleb oraz wody opadowe. Widocznym efektem jest tzw. zakwit wody. Eutrofizacja jezior jest najczęstszym i najbardziej brzemiennym w skutkach antropogenicznym zakłóceniem funkcjonowania ekosystemów wodnych.

Antropogeniczny wzrost dopływu pierwiastków biogennych obejmuje przede wszystkim wzrost obciążenia ściekami, wzrost zawartości zawierających fosforany środków piorących (detergentów) w ściekach, intensyfikacje nawożenia w rolnictwie i wzrost erozji w zlewni. Wzrost dopływu azotu wiąże się również ze wzrastającą emisją tlenków azotu do atmosfery i znaczną ich zawartością w opadach atmosferycznych. Nawożenie ziemi uprawnej oznacza przede wszystkim wzrost ładunku azotu, ponieważ fosfor w glebie jest stosunkowo mało mobilny. Silne deszcze wypłukują azot z powierzchniowej warstwy gleby i z nawozów, przy czym mogą być również wniesione do zbiornika wodnego znaczne ilości fosforu. Zrzut ścieków komunalnych prowadzi przede wszystkim do wzrostu ładunku fosforu. Stosunek N : P wynosi w ściekach zaledwie ok. 4 : 1 i dlatego dopływ ścieków może prowadzić do zwrotu od limitacji fosforem do limitacji azotem. Od czasu wzrostu popularności bezfosforowych detergentów udział tego źródła fosforu zmniejsza się stopniowo.

Eutrofizacja prowadzi do zachwiania równowagi ekologicznej, bujnego wzrostu danej roślinności wodnej, zbyt intensywnej aktywności drobnoustrojów zużywających duże ilości tlenu. Skutkiem tego jest deficyt tlenowy i zahamowanie rozkładu tlenowego materii organicznej (stopniowe zapełnianie zbiorników rozkładającą się substancją organiczną) i wyniszczenie wielu najwrażliwszych tlenowych organizmów, w tym najwartościowszych ryb. Bardzo wyraźne zagrożenie dla życia organizmów tlenowych, a także dla jakości wody, stanowią tzw. zakwity Wywołane są one gwałtownym rozwojem populacji glonów i sinic. Glony w późniejszym okresie wydzielają substancje toksyczne, których ilość wzrasta wraz ze zwiększeniem się ilości tych organizmów, stając się groźnymi dla zwierząt, a nawet dla samych glonów. Glony obumierając, wydzielają do środowiska inne substancje aktywne biologicznie (olejki eteryczne), nadające wodzie nieprzyjemny zapach i smak. Wzrost liczebności drobnoustrojów powoduje zwiększenie biologicznego zapotrzebowania na tlen. Rozpuszczony w wodzie tlen zużywany jest również do rozkładu martwych szczątków organizmów. Wody zmieniają swoją barwę i zapach. Stają się bardziej mętne. W górnych warstwach wody charakterystyczne są wahania stężenia tlenu oraz odczynu. Zaczynają powstawać obszary wody, w której zapasy tlenu zostały wyczerpane. Są one określane, jako pustynie tlenowe. W zbiorniku wszystkie organizmy tlenowe wymierają, natomiast dominują mikroorganizmy beztlenowe. Na dnie zbiornika zaczynają gromadzić się muły, co prowadzi do zmniejszania się jego głębokości. Na skutek eutrofizacji jezioro może ulec przekształceniu w bagno lub torfowisko.