永久的静止淡水水体

大约一半的内陆水域存在于深的、永久的淡水湖中。这些湖泊中最大的是贝加尔湖俄罗斯拥有近20%的内陆淡水。另外20%是在五大湖北美.这些水域的特点是垂直差异的发展(垂直分层)的一些重要特征,这些特征通常也显示出明显的季节变化。是迄今为止最重要的可变特性,因为它不仅提供化学能对于生物过程,还有热量。它是热量的季节性和垂直差异最终导致了湖泊内大多数其他时空和物理化学差异。

不同的热模式通常发生在深层淡水湖中。在温带区域生物圈在美国,大多数此类湖泊都出现在这里,湖泊呈现出adimictic热模式(每年春季和秋季两个混合期)引起的季节性温度的差异和风的混合作用(图2).这种湖分层在夏季,地表水(变温层)变暖,不再与较低的较冷层混合(深水层).水循环在层内,而不是层与层之间,更有力地在尾声。这些层之间的边界是金属锰离子,一个温度快速变化的区域。与发病到了秋天,水珠冷却,水变得更密,下沉并与下水珠混合。将两层混合所需的工作由风提供,湖泊完全循环或翻转。环流一直持续,直到湖面上的冰保护湖泊不受进一步的风作用。春天,湖面冰层融化后,湖水再次翻覆,到夏天,湖水将再次分层。其他热模式有monomixis,其中单一的年循环周期与单一的热分层事件交替多重混合,其中发生频繁的分层时期。

许多其他理化特征在垂直分布上表现出季节差异。大多数与季节温差密切相关并依赖于季节温差。例如,在夏季,二微米湖泊的尾声可能含有高浓度的溶解氧气,低低浓度。溶解的则相反二氧化碳.然而,除了夏季,可能不存在垂直差异。氧气浓度的变化尤其重要,因为许多水生动物在氧气浓度下降到一定水平以下时就无法生存。氧的浓度还决定了几种重要物质的溶解度,特别是磷酸盐、铁和锰,因此也显示出垂直的季节变化。

深水淡水湖的某些特征,如水位和盐度,并不随季节而变化。在这样的湖泊中,盐度也没有垂直梯度。浅层的永久静淡水水体的物理化学特征很少是垂直分层的,尽管许多特征随季节有显著变化。然而,在位于永久淡水水域的地区比温带带、热分层和相关现象可能在较浅的深度发展,并且比形态相似的温带湖泊持续时间更长。这是由水的密度-温度关系(图1),即在较高温度下,水密度变化较快,而温度上升幅度较小。

暂存淡水水体

生物圈内的所有陆地表面,都会在一次气候变化后形成临时的淡水水体.虽然这些地方的淡水总量只是永久淡水湖的一小部分,但临时静淡水的生物作用是相当大的。他们代表了最特征所有水体的类型干旱生物圈景观(约占陆地总面积的三分之一)。在某些地区和特定时期,它们代表着最明显的景观特征(例如,在南非高原)。有许多类型的湿地,从不定期出现的小型、短暂的雨池,到持续数月的大型、定期淹没的湿地(见边界生态系统:水与陆地之间的边界系统).由于它们的无处不在,这些临时水体有许多名字,包括当地的衍生词,如vlei, claypan, pan,普拉亚和蒂娜佳。临时水持续的时间长短及其发生的时间和规律主要取决于气候和地形特征。然而,作为一般规则,越干旱环境它们的寿命就越短,它们的发生就越不可预测。

临时水体通常很浅;因此,在这些水域中,物理化学特征的垂直差异并不像在永久较深的水域中那样明显。当纵向差异出现时,它们通常是瞬态(但是,请参阅上面关于高温地区热分层的说明)。临时水体的物理化学特征比较深的永久水体对外界事件敏感得多。因此,水文变率(例如,输入、水位、深度)、沉积物-水的交换和风的影响比在深的、永久的淡水湖中更大。(然而,盐度很少波动在每升3克以上。)总的来说,在临时的常住淡水水体中,水生生态系统可能要少得多缓冲来自外部环境事件而不是永久的淡水。