الثلاثاء، 22 نوفمبر 2016

التركيب الفيزيائي الكيميائي مياه البحيرات


التركيب الفيزيائي Terminology of physical strueture
يستخدم تعريف العناصر المكونة للبحيرة والتي تتضمن حركة الماء والتوزيع الحراري في وصف الأحوال بعيداً عن الشاطئ في البحيرات العميقة ، فإن المنطقة ما وراء تأثير الشاطئ أو القاع يطلق عليها pelagic or limnetic zone أما الكائنات التي تقطن في المنطقة فهي متأقلمة على السباحة أو تكون عالقة أو طافية 0 أما كتلة الماء فيكون لها تكوين حراري عمودي وهو غير معتمد على شكل المجرى والسابحين في البحيرات فهم يجدون المياه الباردة توجد في الصيف على مسافة قليلة تحت السطح ، أما الصيادون فإنهم يبردون محتويات القنينات في أيام الصيف الدافئة بتدليتها تحت سطح الماء 0 توجد ثلاثة مناطق عمودية في المناطق المعتدلة أثناء التوزيع الحراري : تسمى المنطقة الدافئة العليا في البحيرة المقسمة Epilimnion والمنطقة الوسطى حيث يكون التغير في درجة الحرارة مع العمق كبيراً Thermocline وتسمى Metalimnion أما المنطقة الأكثر عمقاً ( الباردة والكثيفة ) فتسمى Hypolimnion  يحدد التعبير Thermocline أحياناً على المنطقة التي يحدث فيها تغيير من 1مْ على الأقل لكل عمق متر واحد ولكن هذا التحديد ليس له قيمة محددة خاصة في مناطق مدار السرطان 0
إن توزيع الماء – قياساً بدرجات الحرارة 0 فهو انعكاس لاختلاف في كثافته ، فالماء البارد و الأكثر كثافة يوجد في القاع ، تليها لأعلى المنطقة السريعة التغير ، أما المنطقة الأكثر دفئاً والأقل كثافة فهي منعزلة بالقرب من السطح بواسطة التغير في الكثافة والتي تحدث في منطقة thermocline  مع أن العواصف قد تحرك المياه الدافئة في المنطقة العليا epilimnion إلى حركة عنيفة ، ومع هذا فإن الطاقة التي تنتقل من منطقة thermocline إلى المنطقة الباردة الساكنة التي تليها إلى أسفل hypolimnion فهي قليلة 0
يطلق على المنطقة الحرارية العليا عادة المنطقة المختلفة mixed layer  وينطبق هذا بالتساوي على البحيرات المقسمة والغير مقسمة0 في البحيرات الضحلة والتي لا تنقسم إلا لفترة زمنية بسيطة ، فإن المنطقة المختلفة mixed layer  يكون هو الأكثر تناسباً 0إن المقاومة الفائقة للاختلاط من اختلافات في الكثافة والتي تؤسس وتحتفظ بالتكوين المجزأ في بعض البحيرات فهو هام جداً لتوزيع الكيماويات المذابة والغازات والمكونات البيولوجية بسقوط نسبة قليلة من أشعة الشمس التي تصل إلى الماء والفقد الكبير للحرارة ليلاً ، فإن الانتقال الحراري والخلط بالرياح يبدأ في التأثير على منطقة thermocline وحينئذ تزيد المنطقة الحرارية epilimnion في العمق كما تقل درجة الحرارة 0 يكون الفرق في درجة الحرارة والكثافة بين الطبقة العليا م الماء وتلك التي تليها عادة من القلة بحيث أن الرياح العنيفة التي تكون في نهاية الخريف تقاوم ما بقي من مقاومة للخلط وتقع البحيرة تحت عدم وجود فيضان ، حينئذ لا يكون هناك تكوين مجزأ وتكون البحيرة متجانسة في درجات الحرارة في الطبقات المختلفة 0
في المناخ البارد فإن الخلط والازدياد في التبريد يستمران إلى أن يتجمد سطح البحيرة 0 يحدث هذا التجمد فقط حين تبلغ درجة حرارة الماء عند السطح صفر مْ ، حيث لا رياح وليل شتوي بارد ويكون الماء تحت هذا السطح أكثر دفئاً 0
يتكون الجليد فقط عند سطح ماء البحيرة وليس عند القاع وذلك لوجود خاصية متناسقة للماء خاصة أن يكون له كثافة قصوي عند 4 ْم وليس عند درجة التجمد 0 إن وجود غطاء من الجليد يمنع الخلط بالريح ويحافظ على الحرارة المتبقية في البحيرة 0 يزداد الجليد سمكاً بتقدم الشتاء وقد يبلغ طبقة من الثلج العازل تؤدي الحرارة الشتوية المكتسبة تحت الجليد إلى تكوين حراري متميز يعرف بالتقسيم المنعكس inverse strati fication وهنا يكون الماء عند درجة حرارة صفر مْ ملاصقة للجليد ولكن أكثر دفئاً على عمق القليل من السنتيمترات إلى أسفل وبالقرب من القاع يكون الماء أكثر دفئاً ودرجة حرارته 4مْ 0
يذوب الجليد في الربيع وتخلط الرياح الماء البارد حتى ترتفع درجة حرارة البحيرة بدرجة كافية حتى يتكون التوزيع الحراري thermal stratification  ثانية 0


التكوين الكيميائي chemical structure
يعد توزيع الكيماويات خاصة المغذية منها خلال مياه البحيرة العنصر الأساسي الثاني لتكوين البحيرة بعد تكوين التوزيع الحراري فإن المواد المغذية تستنفذ من المنطقة الدافئة epilimnion أو المنطقة المضاءة photic zone  ولكنها في نفس الوقت تتجمع في المنطقة الباردة hypolimnion أو المنطقة الغير مضاءة aphotic zone  مقارنة بدرجات الحرارة ، فإن العمق الذي يحدث فيه تغير سريع في المادة المغذية يسمى chemocline تكون ظاهرة هذه المنطقة chemocline  سمة دائمة في بعض البحيرات ، ولكن في الحالات المعتادة يعتمد التوزيع الكيميائي chemical stratification  على التوزيع الحراري والكثافة .
والظاهر أن هناك توزيع عمودي Vertical stratification  إلى حد ما للمكونات الكيميائية في المنطقة الشاطئية littoral zone  الجيدة الخلط إذا كان الشاطئ في أي بحيرة جيد التكوين بالعديد من التجاويف ، تكون هناك صلة تامة للماء بالشاطئ والقاع ، بالإضافة إلى أن البحيرة الضحلة لها نسبة كبيرة من الكتلة المائية على صلة مباشرة بالقاع عنها في البحيرة العميقة 0 تسمح هذه الصلة ببعض العناصر المغذية مثل الفسفور – النيتروجين – الحديد والعناصر ذات المقدار القليل trace elements بالذوبان الفعال من المجرى والترسبات إلى مياه البحيرة 0
تمهد المنطقة الشاطئية littoral zone  وحوض البحيرة الضحلة بيئة صالحة لوجود الكائنات والتي بتحللها وإفرازاتها تساعد على إعادة تنظيم المواد المغذية من القاع يكون للتركيب الكيماوي للبحيرة تكوين عمودي وآخر أفقي التكوين العمودي موسمي ويعتمد على وجود طبقات كثافيه للماء ، قد يتكون التركيب الأفقي طوال العام تحت تأثير حدود البحيرة 0
التركيب البيولوجي biological constitution  :
إن العنصر الأساسي الثالث في تركيب البحيرة هو التركيب البيولوجي 0 بالرغم من أن بعض الكائنات قد تمضي جزءاً من حياتها في أجزاء مختلفة من البحيرة ، فإن من الممكن تقسمها على حسب بيئاتها الهامة ، فهناك كائنات دقيقة تعيش تحت سطح البحيرة والتي ليس لها أي علاقة بالقاع 0 هذه الكائنات التي تقطن المنطقة الحرة pelagic zone  تنقسم بدورها تبعاً لطريقة انتقالها أو ارتباطها بماء السطح الفايتكوبلانكتو Phytoplankton هي الكائنات السابحة أو الهائمة تحت تأثير الأمواج والتيارات المائية 0
وتعتبر الطحالب العالقة Epiphytes من المكونات الهامة في المناطق الشاطئية littoral zone  حيث تكون الحجارة  والنباتات الراقية وسطاً ثابتاً 0وهناك أيضاً الطحالب القاعية Benthic algae  تؤثر التغيرات في نوع الصخور ، انسياب الماء ، النباتات المائية والظروف البيئية على الطحالب 0 وقد أتضح أن هناك فلورا Flora غنية من الديزميدات desmids والتي تصحب الصخور الجامدة القديمة كوسط للطحالب والتي تعرف باسم Oligotrophic waters ولكن تكثر الدياتومات Diatoms على الصخور الحديثة الملساء أو حينما تكون هناك رواسب طينية وبالتالي محاليل من الأملاح المعدنية وتعرف هذه المنطقة باسم Eutrophic waters 0
هناك نوع ثالث يوجد على المناطق المغطاة بالأعشاب وتعرف باسم Dystrophic waters حيث تكون الديزيدات هي الفلورا السائدة 0 وليس هناك في الحقيقة تمييز حاد بين هذه الأنواع الثلاثة (eutrophic waters , oligotrophic waters, dystrophic waters ) حيث يمكن تحول أي نوع إلى نوع آخر0
يعتمد نوع الفلورا الطحلبية على مدى التعرض للماء ، كيميائية الماء ، على المنطقة التحت شاطئية eulittoral zone  وعلى مدى التوزيع الأفقي تقطن في بعض البحيرات وفي المناطق العليا منها السيانوبكتريا Cyanobacteria مثل جليوكابسا Gloeocapsa  ، سكيتونيما Scytonema كلوروجليا Chlorogloea  ، حينما توجد في المنطقة المائية الأساسية سكيتونيما Scytonema كالوثريكس Calothrix ، توليبوتريكس Tolypothrix وتمتاز المناطق الصخرية الجيرية بجليوكابسا مصحوبة بـ سكيتونيما ، بينما المناطق الشاطئية الجيرية أساساً بمكونات سكيتونيما 0 كالوثريكس0
يوجد في المناطق التحت سطحية شيزوثريكس Schizothrix مع زيجنيماتاس Zygnemataceae ( من الطحالب الخضراء ) مع ريفيولاريا Rivularia 0
توجد على المناطق الساحلية الصافية كليوكيتا coleochate سيتجوكلونيم stigoclonium وكيتوفورا Chaetophora ( من الطحالب الخضراء ) توجد في المناطق المتوسطة العمق الدياتومات والطحالب الخضراء الخيطية 0
توجد كذلك الطحالب العالقة على الحجارة eplithc algae والتي تتضمن السيانوبكتريا وكذلك الدياتومات0
هناك ثلاثة أنواع من الطحالب التي تعيش على الطمي epipelicalgae : هناك الطحالب الكبيرة مثل chara كارا ، نيتيلا nitella والتي تثبت نفسها على الترسيبات بواسطة أشباه جذور متفرعة ، مستعمرات طحلبية غير متحركة non motile colonial algae أو كتل مخاطية من طحالب سبيروجيرا spirogyra ، موجوشيا mougeotia ، كذلك الطحالب الميكروسكوبية المتحركة microscopic motile algae مثل الدياتومات 0
السيانوبكتريا والطحالب السوطية Flagellates 0 توجد في الأغوار المحمية في البحيرات الواسعة الطحالب الكارية characeae ، وهي تكون منطقة سميكة تحت سطح الماء والتي تستمر عبر سنين طويلة حيث توجد منطقة غنية بالمواد الطينية العضوية بأعماق ملموسة 0
توجد في البحيرات العميقة ذات الصخور الجامدة ( oligotrophic ) كتل غير متماسكة من سبيروجيرا وموجوشيا 0


تختلف مكونات الفلورا على حسب نوع السوط ، كذلك على حسب نسبة الرمال / الرواسب الطينية 0 كما تتغير مكونات الفلورا تبعاً للعمق والموسم 0
توجد الطحالب العالقة epiphytic algae على سطح النباتات المائية الزهرية على الحزازيات على الأشن والطحالب الكبيرة .
و تتأثر هذه الفلورا بالعمق – التركيب الكيميائي للماء – الموسم على طبيعة سطح النبات العائل وعلى مدى تواجده 0 وتتضمن هذه الطحالب الخضراء والدياتومات والسيانوبكتريا وتعتمد كثافة الطحالب العالقة epiphytes على المواد العضوية على طبيعة الوسط ، فإذا كانت طافية فيكون هناك القليل من الطحالب ، أما إذا كانت  مثبته أو مغمورة تحت الماء كانت الطحالب العالقة كثيرة أما إذا كان العائل على القاع كانت الطحالب نادرة كذلك تعتمد الفلورا الطحلبية على عمر الوسط العائل فمثلاً الخيوط الكبيرة في العمر من زيجيينماتاس zygnematacaae  فإنها تفقد الغلاف المخاطي المحيط بها ويتعلق بها الكثير من الطحالب.
إن العلاقة بين الطحالب العالقة بين الطحالب العالقة والعائل لها في غاية الأهمية ، حيث تعلق الطحالب في المنخفضات حيث تتلاصق الخلايا بعضها البعض ، وقد وجد أن المنخفضات على سطح العائل تزيد من أعداد الطحالب العالقة 0








ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق