Трофический статус водоемов

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «УФИМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И
ТЕХНОЛОГИЙ»
СТЕРЛИТАМАКСКИЙ ФИЛИАЛ
Естественнонаучный факультет
Кафедра биологии
Трофический статус водоемов: дистрофные, эвтрофные,
мезотрофные, олиготрофные водоемы.
Причины дистрофирования.
Выполнил студент группы OZSБио 31 Калугин М.С.

2.

Трофический статус
Трофический статус — это интегральная характеристика биологической продуктивности водоёма, определяемая
доступностью биогенных элементов (прежде всего азота и фосфора), прозрачностью, содержанием хлорофилла и
структурой экосистемы. Понимание статуса позволяет прогнозировать качество воды, устойчивость экосистемы и
риски эвтрофикации или дистрофирования.
В экологии используют не только четыре основных типа
(олиго-, мезо-, эвтро-, дистрофные), но и более дробные
градации (например, ультраолиготрофные,
гиперэвтрофные).
Кроме того, один водоём может быть разнородным по
зонам: прибрежная часть — эвтрофная, глубоководная —
мезотрофная.

3.

Подробная характеристика типов водоёмов
Олиготрофные водоёмы
- Химические показатели: низкие концентрации общего
фосфора (обычно <10 мкг/л) и общего азота; низкая
минерализация.
- Физические свойства: высокая прозрачность (по диску
Секки нередко 5–10 м и более), низкая цветность,
холодная вода в глубоких слоях.
- Биологические особенности: бедный фитопланктон,
преобладают диатомовые водоросли; зоопланктон и
бентос представлены видами, требовательными к
кислороду; ихтиофауна — холодолюбивые виды
(сиговые, лососёвые).
- Примеры: оз. Байкал, оз. Телецкое, альпийские озёра.

4.

Мезотрофные водоёмы
- Химические показатели: умеренные концентрации
фосфора (10–30 мкг/л), сбалансированное соотношение N:P.
- Физические свойства: прозрачность 2–5 м, умеренная
цветность.
- Биологические особенности: разнообразный
фитопланктон (диатомовые, зелёные водоросли), развитый
макрофит (прибрежная растительность), сбалансированные
пищевые цепи.
- Примеры: многие средние озёра умеренной зоны,
водохранилища с умеренным водообменом.

5.

Эвтрофные водоёмы
- Химические показатели: высокие концентрации фосфора
(>30–50 мкг/л), часто избыток азота; возможны сезонные
дефициты кислорода в придонных слоях.
- Физические свойства: низкая прозрачность (часто <1–2 м),
высокая цветность из-за биомассы водорослей.
- Биологические особенности: вспышки синезелёных
водорослей (цианобактерий), доминирование видов,
устойчивых к колебаниям условий; в бентосе — виды,
толерантные к дефициту кислорода; в ихтиофауне —
карповые, щука и др.
- Примеры: пойменные озёра, многие городские пруды,
оз. Ильмень.

6.

Дистрофные водоёмы
- Химические показатели: часто высокое содержание
растворённого органического углерода (DOC) и гуминовых
веществ, низкий pH (4,5–6,0), фосфор может быть в достатке,
но связан в трудноусвояемых формах.
- Физические свойства: тёмно-коричневая окраска,
прозрачность по диску Секки обычно <1 м, низкая
освещённость в толще воды.
- Биологические особенности: слабое развитие
фитопланктона из-за недостатка света и недоступности
биогенов; преобладают бактерии, разлагающие органику; в
зоопланктоне — виды, адаптированные к кислой среде; в
бентосе — хирономиды, олигохеты; ихтиофауна бедна.
- Примеры: заболоченные озёра Карелии, торфяные
водоёмы Полесья.

7.

Методы оценки трофического статуса
Для классификации используют комплекс показателей:
- Прозрачность по диску Секки. Простой и наглядный метод: чем ниже прозрачность, тем выше
продуктивность (эвтрофия) или гумификация (дистрофия).
- Концентрация хлорофилла. Прямой индикатор биомассы фитопланктона. В олиготрофных водоёмах —
единицы мкг/л, в эвтрофных — десятки, в гиперэвтрофных — сотни мкг/л.
- Содержание общего фосфора и азота. Фосфор — ключевой лимитирующий элемент в пресных водах.
- Индекс трофического состояния (TSI, Trophic State Index). Рассчитывается по прозрачности, хлорофиллу и
фосфору; позволяет количественно отнести водоём к одному из классов.
- Цветность и DOC. Важны для выявления дистрофии: высокая цветность и DOC указывают на гумификацию.
- Кислородный режим. Суточные и вертикальные профили кислорода помогают выявить дефицит у дна
(характерно для эвтрофии) или стабильное низкое насыщение (возможно при дистрофии).

8.

Биологические индикаторы трофического
статуса
Разные группы организмов служат надёжными индикаторами:
- Фитопланктон. Диатомовые — олиготрофия; зелёные и динофлагелляты — мезотрофия; цианобактерии —
эвтрофия. В дистрофных водах биомасса фитопланктона низкая, доминируют мелкие формы и бактерии.
- Макрофиты. Их обилие и видовой состав отражают доступность света и биогенов.
- Зоопланктон. Виды, чувствительные к кислороду и качеству воды, исчезают при эвтрофировании и
дистрофировании.
- Бентос. Хирономиды и олигохеты указывают на дефицит кислорода и органическое загрязнение.
- Ихтиофауна. Состав рыбного населения меняется: от холодолюбивых и требовательных к кислороду видов
к эврибионтным и устойчивым к гипоксии.

9.

Причины дистрофирования:
1. Поступление гуминовых и фульвокислот с водосбора. Болота, торфяники и хвойные леса с
кислой подстилкой поставляют в водоёмы большое количество трудноразлагаемого
органического вещества. Оно окрашивает воду, снижает прозрачность и связывает биогены.
2. Кислая реакция среды. Гуминовые вещества подкисляют воду (pH 4,5–6,0). В кислой среде
фосфор образует нерастворимые соединения с железом и алюминием, становясь
недоступным для водорослей.
3. Замедленный водообмен. В слабопроточных водоёмах органика и гуминовые соединения
накапливаются, а не выносятся. Это усиливает дистрофию.
4. Естественная сукцессия. В процессе «старения» озера оно постепенно заполняется
органикой, мелеет, берега заболачиваются, и водоём переходит от олиготрофии через
эвтрофию к дистрофии и далее к болоту.
5. Антропогенные факторы. Вырубка лесов, осушение болот, сельское хозяйство и сбросы
сточных вод могут ускорять дистрофирование, увеличивая сток органики и изменяя
гидрологию.
6. Климатические факторы. Увеличение осадков и стока в условиях потепления может
усиливать поступление органики с водосбора.

10.

Примеры сукцессии водоёмов
- Классический путь: олиготрофное озеро → мезотрофное
→ эвтрофное → дистрофное → болото. На каждом этапе
меняется видовой состав, продуктивность и химический
режим.
- Антропогенно ускоренная эвтрофикация: быстрое
поступление биогенов (удобрения, стоки) приводит к
вспышкам цианобактерий и гипоксии, минуя плавные
стадии.
- Дистрофикация после вырубки леса: потеря древесного
покрова увеличивает сток органики, снижается pH, падает
прозрачность, продуктивность фитопланктона падает,
несмотря на наличие биогенов.

11.

Практические аспекты: мониторинг и
управление
- Регулярные измерения. Прозрачность, хлорофилл, фосфор, азот, DOC, pH и кислород — базовый
набор для оценки динамики.
- Пространственная неоднородность. Важно брать пробы в разных зонах (литораль, пелагиаль, у дна)
и в разные сезоны.
- Меры по предотвращению дистрофирования. Защита водосборов (сохранение болот и лесов),
снижение стока органики, восстановление прибрежной растительности, контроль сбросов.
- Восстановление водоёмов. В запущенных случаях применяют аэрацию, удаление донных
отложений, биоманипуляции (управление популяцией рыб для снижения цветения водорослей).
Заключение
Таким образом, трофический статус водоёма — это динамичная характеристика, на которую влияет
комплекс абиотических и биотических факторов. Понимание этих процессов важно для оценки
экологического состояния водоёма и разработки мер по его сохранению или восстановлению