水域生態(tài)學(xué)：05-水環(huán)境-湖泊課件

4.水環(huán)境的主要類型及其特征靜水水體Standing(lentic)waters:如湖泊和池塘，無起支配作用(dominant)的單向水流流水水體flowing(lotic)waters:如河、溪，有強(qiáng)大的單向水流4.水環(huán)境的主要類型及其特征靜水水體Standing(l14.1.1湖泊的成因湖泊可形成于任何凹洼處構(gòu)造湖(Tectonic

lakes)因大規(guī)模地殼運動造成——斷層作用(faulting)裂谷湖，如GreatRiftValleylakesinEastAfrica：Victoria，Tanganyikaetc.地塹湖(grabenlake)

e.g.

Lake

Baikal

最深的淡水湖(1,742.2m).地壘湖(Horstlakes)

特點：歷史古老，水很深4.1.1湖泊的成因湖泊可形成于任何凹洼處22.火山湖Volcanic

lakes

火山口湖Caldera

lakes(volcanic

craters)e.g.長白山天池熔巖堰塞湖Coulee

lakes

（e.g.鏡泊湖).特點Verylowwatershedtolakearearatio(Aw:A0)SteepsidesLownutrientsoilsUnproductiveExtremelyclear2.火山湖Volcaniclakes火山口湖Calde33.冰川湖(Glacierlakes)冰斗湖(Cirque

lakes)

：在冰川作用的山谷上部，由冰融化和凍結(jié)交替作用挖空的圓形結(jié)構(gòu)(cirques)。

壺穴(Kettleorpit

lakes,Potholes):冰川退縮后留下的冰團(tuán)融蝕而成。冰磧堵蓄湖(Moraine

lakes):冰川沖刷山間通道留下的冰磧堵蓄河流形成。特點：流域面積：湖面積(Aw:A0)小3.冰川湖(Glacierlakes)冰斗湖(Cirque4Formationofsometypesofglaciallakes.(A)Acrosssectionofaglaciermovingdownavalley.(B)Aftertheglacierhasretreated,itleavescirque,morainedammed,andpotholelakes.(FromDodds,2002)Formationofsometypesofgla5冰川活動造成的湖泊.(a)冰舌前緣形成的冰磧堵蓄湖.(b)土壤中冰團(tuán)緩慢融化形成凹洼積水形成壺穴Kettlelakes冰川活動造成的湖泊.(a)冰舌前緣形成的冰磧堵蓄湖.(64.溶盆湖Solution

lakes也稱喀斯特湖(Karst

lakes

):

石灰?guī)r地區(qū)含二氧化碳的微酸水滲透溶蝕而成4.溶盆湖Solutionlakes也稱喀斯特湖(K7可溶性巖層上，巖石的溶蝕形成溶洞，隨溶洞增大，洞頂張力作用最終使洞穴塌陷，凹洼蓄水形成湖泊。在美國Florida的石灰?guī)r地區(qū)，這種湖泊非常普遍。Florida中部，地下溶洞的突然塌陷吞噬了這棟房屋。這種溶洞在地下已經(jīng)形成了很多年，洞頂?shù)乃菘赡芫桶l(fā)生在幾分鐘內(nèi)。溶盆湖的形成可溶性巖層上，巖石的溶蝕形成溶洞，隨溶洞增大，洞頂張力作用最85.河川湖Fluvial

lakes龍?zhí)禤lunge-pool：瀑布沖刷形成洪泛湖Leveelakes：泥沙沉積形成天然防洪堤岸，堵住小支流河口形成。牛軛湖Oxbowlakes：通常在低地洪泛平原，河流截彎取直，河曲從河干脫離形成，形似牛軛。5.河川湖Fluviallakes龍?zhí)禤lunge-p9Thepatternofbankerosionthatleadstotheformationofoxbowlakes.Thepatternofbankerosionth106.風(fēng)成湖(Lakesofaeolianorigin)，又稱游移湖，在干旱和海岸地區(qū)，風(fēng)重新分布碎石或沙形成丘湖(dune

lakes)6.風(fēng)成湖(Lakesofaeolianorigin117.岸線湖(Coastallakes

)

(lagoon

瀉湖)：海岸線不規(guī)則，有機(jī)會形成沙脊跨過凹洼，封閉成新的湖泊。e.g.西湖、太湖WestchesterLagoon7.岸線湖(Coastallakes)(lagoon128.生物成湖(Biogeniclakes)

生物活動形成e.g.海貍、某些植物，特別是人(pond,reservoir)Beaver—Aarchitectofdam8.生物成湖(Biogeniclakes)生物活動形134.1.2湖泊的形態(tài)和生境湖泊形態(tài)大小和分布：面積、水深、岸線等；湖盆大?。豪锖?71000km2最大 蘇比略湖82000km2最大的淡水湖 小至即使幾十平方米

深度：貝加爾湖1742m

海拔：青藏高原上，3000~5000ma.s.l； 艾丁湖(吐魯番盆地)－154m， 死海－392m4.1.2湖泊的形態(tài)和生境湖泊形態(tài)大小和分布：14形態(tài)度量學(xué)(morphometry)定義一個湖泊的物理尺度，包括湖盆形狀的量化和測量。湖泊及其流域的形狀和大小湖盆lakebasin：集水形成湖泊的凹洼，是集水區(qū)最低之區(qū)域。流域(catchmentareaordrainagebasin,watershed

)，集水并最終流入湖盆的地區(qū)，即為該湖泊的流域深度Depth(meanandmax),大小size(volume/area),“roundness”(shorelineconvolutions)這些尺度影響到湖泊的水質(zhì)和生產(chǎn)力水平形態(tài)度量學(xué)(morphometry)定義一個湖泊的物理尺度，15湖泊形態(tài)測量指標(biāo)面積：A長度L寬度b體積V深度Z：最大深度、平均深度、相對深度岸線發(fā)育系數(shù)E流域面積與湖面積之比滯留時間/周轉(zhuǎn)率湖泊形態(tài)測量指標(biāo)面積：A16長度、寬度和深度測量Maximumlength(fetch)MaximumwidthZmax最大長度L；最大寬度b、平均寬度baver.=A/L、長度、寬度和深度測量Maximumlength(fetc17深度(depth)最大深度()平均深度()=體積表面積淺水湖泊通常比深水湖泊生產(chǎn)力高，平均水深是估算總體水深的快捷途徑同樣,可表明風(fēng)浪和水混合事件攪動底質(zhì)的可能性假如體積不得而知，可以收集一些湖泊深度測量值，然后平均，當(dāng)然，這樣不夠準(zhǔn)確，只能用于小湖泊。相對深度：最大深度與同面積圓之直徑的比，%大多數(shù)湖泊Zr<2%，面積小而深的湖泊如火山口湖Zr>4%深度(depth)最大深度()大多數(shù)湖泊Z18AtopAbottomzzz計算湖泊體積Atop=頂層的面積Abottom=底層的面積z=等高線之間的距離V=一層的體積或可利用等深線求出V=1/2·h·∑An

h為等深線高差，An為各等深線時的面積AtopAbottomzzz計算湖泊體積Atop=頂19岸線發(fā)育系數(shù)(Shorelinedevelopment)E：

岸線長度U與等面積圓之周長的比值因水流、波浪等的沖擊，外來有機(jī)和無機(jī)物的沉積等，彎曲的湖岸逐漸變直，E逐漸變小

E越大，該生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力越高?；鹕娇诤﨓≈1岸線發(fā)育系數(shù)(Shorelinedevelopment)E20流域面積與湖面積之比值Ratio=WatershedArea=Aw:Ao LakeArea高低較高的比值=較高的生產(chǎn)力，經(jīng)常是較差的水質(zhì)流域面積與湖面積之比值Ratio=WatershedA21滯留時間=湖泊體積

流入或流出水量較長的滯留時間:湖泊水不經(jīng)常交換反應(yīng)較慢污染物滯留時間長需要多長時間使湖泊換一次水Howlongdoesittakeforthelaketoget“flushed?”何謂滯留時間(retentiontime)?Turnoverrate=inflow/volume滯留時間=湖泊體積較長的滯留時間:需要多長22湖泊生境(Habitat)類型（分區(qū)/成帶）

湖泊可以分成以下幾種主要生境類型：沿岸帶(Littoralzone):湖泊周圍光可以到達(dá)底部的淺水部分，可以讓挺水植物、漂浮植物和沉水植物。湖心帶(Limneticzone):沿岸帶外開闊地帶，向下延伸至補(bǔ)償深度

(pelagiczone)；生活有浮游生物和自泳生物。深底帶(Profundal

zone):湖心帶之下的區(qū)域(淺水湖泊無)。底棲帶(Benthiczone):湖泊底質(zhì)，埋棲有各種動物和微生物。湖泊生境(Habitat)類型（分區(qū)/成帶）湖泊可以分成23Lakezonation

littoral

自湖岸邊向中心到達(dá)水草生長之外緣

profundal

為光線無法穿透的深水層

profundal之上是開闊的limneticzoneLakezonation

littoral自湖岸邊向中心244.1.3

湖水分層Stratification和混合Mixing湖水熱分層(Thermal

stratification)湖上層(Epilimnion)溫暖、富含氧氣的上層水體，通常是季節(jié)性的變溫層(Metalimnion)湖上層和湖下層的過渡帶(Transitionzone)，溫度顯著下降(溫躍層thermocline)湖下層Hypolimnion

溫躍層下寒冷、缺氧的水層4.1.3湖水分層Stratification和混合Mix25溫帶地區(qū)湖泊中溫躍層、水深與溫度/溶解氧的關(guān)系溫帶地區(qū)湖泊中溫躍層、水深與溫度/溶解氧的關(guān)系26湖泊的垂直溫度曲線，示正分層和湖泊的三個部分湖泊的垂直溫度曲線，示正分層和湖泊的三個部分27分層的生態(tài)學(xué)影響

湖泊中分層現(xiàn)象導(dǎo)致了溶解氣體、營養(yǎng)鹽，以及生物的分層初級生產(chǎn)水層受限制——僅在湖上層進(jìn)行寒冷的深水層可能缺氧deoxygenated，對好氧生物可能是致命的分層的生態(tài)學(xué)影響湖泊中分層現(xiàn)象導(dǎo)致了溶解氣體、營養(yǎng)鹽，以28湖泊中溶氧、營養(yǎng)鹽和溫度的典型垂直梯度湖泊中溶氧、營養(yǎng)鹽和溫度的典型垂直梯度29水的混合(Mixing)紊動混合：由風(fēng)力和水力坡度力作用產(chǎn)生對流混合(turnover):由季節(jié)性溫度變化引起的上下層水的垂直混合春季對流Springturnover夏季(正)分層Summerstratification秋季對流Fallturnover冬季逆分層Inversestratificationinwinter水的混合(Mixing)紊動混合：由風(fēng)力和水力坡度力作用產(chǎn)生30在春季和秋季混合期，上下層湖水混合使得上層的溶氧和下層的礦物質(zhì)均勻分布，浮游生物得以迅速增長在春季和秋季混合期，上下層湖水混合使得上層的溶氧和下層的礦物314.1.4湖水運動和湖流湖水混合波浪(Wave）湖流：湖水在力的作用下，沿一定方向的運動。梯度流：重力流（吞吐流）：湖水進(jìn)、出形成密度流：水溫、湖水含沙量、含鹽量的變化引起風(fēng)成湖流蘭米爾環(huán)流(Langmuircirculationcellsorspiral)湖面波動Seiche(湖擺、風(fēng)成流)：大多是風(fēng)的作用

混合流Corioliseffect4.1.4湖水運動和湖流湖水混合32波浪作用(Waveaction)影響表層水的混合岸線的侵蝕影響沿岸帶底棲生物棲息的深度波浪高度的兩個主要決定因素風(fēng)的強(qiáng)度：風(fēng)速(speed)和持續(xù)時間(duration)受風(fēng)面湖泊的長度(fetch)：越長，越高波浪的影響與湖岸的幾何形狀和質(zhì)地有關(guān)波浪作用(Waveaction)影響33波浪當(dāng)水深≤1/2波長時，波浪開始影響湖底拍岸浪沖刷湖岸(直接破壞、回流攜帶泥沙)波浪當(dāng)水深≤1/2波長時，波浪開始影響湖底34蘭米爾環(huán)流(Langmuircellsorspirals)將表面的熱量和物質(zhì)向下傳遞，重新分布營養(yǎng)物和浮游生物PlanktonsinkingPlanktonrising水體中的蘭米爾環(huán)流。注意這些環(huán)流一個表面上有物質(zhì)積累，而鄰近的有上涌流。蘭米爾環(huán)流(Langmuircellsorspiral35湖面波動Seiche(湖擺、風(fēng)成流):通常由風(fēng)引起——氣壓差使上風(fēng)處水位下降，下風(fēng)低壓處水位抬升，下層水回流形成補(bǔ)償流(compensationcurrent).太湖臺風(fēng)時水位差1.48mWindCompensationCurrentSketchofSeiche漂流增水減水湖面波動Seiche(湖擺、風(fēng)成流):通常由風(fēng)引起——氣壓364.1.5湖泊的分類Lakeclassification按水溫分:3類 寒帶湖 溫帶湖 熱帶湖(水溫從不低于4℃，無逆分層)4.1.5湖泊的分類Lakeclassification37按湖水混合分

無循環(huán)湖(amictic):Arctic&Antarctic,Alpine

局部循環(huán)湖meromictic混成層(mixolimnion)化變層

(chemocline)永滯層

(monimolimnion)寡循環(huán)(oligomictic)單循環(huán)(monomictic)雙循環(huán)(dimictic)多循環(huán)(polymictic)全循環(huán)湖(holomictic)3大類按湖水混合分無循環(huán)湖(amictic):Arctic&38按礦化程度（含鹽量）分3類 淡水湖 <1.0‰

半咸水湖(咸淡水湖) 1.0~24.7‰

咸水湖 >24.7‰

(其中>35‰為鹽湖按礦化程度（含鹽量）分3類39按水的主要離子12類 氯化物型 硫酸鹽型 硫酸鹽-氯化物型 碳酸鹽型 硫酸鹽-碳酸鹽型 氯化物-碳酸鹽型三成分型硅酸鹽型硼酸鹽型硝酸鹽型磷酸鹽型酸性型湖水的變型：溶解與沉淀碳酸鹽型硫酸鹽型氯化物型按水的主要離子12類湖水的變型：溶解與沉淀碳酸鹽型硫酸鹽型氯40按營養(yǎng)類型(Trophicstatus)分4大類 貧營養(yǎng)型(oligotrophic) 中營養(yǎng)型(mesotrophic) 富營養(yǎng)型(eutrophic) 腐殖質(zhì)營養(yǎng)型(Dystrophic) 及過度類型按營養(yǎng)類型(Trophicstatus)分4大類41劃分方法及標(biāo)準(zhǔn)★浮游植物商(Phytoplankton

quotient,QP

)

(Nygaard1949)QP=(Cy+Ch+Ce+Eu)/DeWhere：Cy：藍(lán)藻綱Cyanophyceae

Ch：綠藻綱Chlorophyceae

Ce：中心硅藻綱Centrales

Eu：裸藻綱Euglenineae

De：鼓藻綱Desmidiaceae貧營養(yǎng)型:QP<1.0中營養(yǎng)型:1.0<QP<3.0富營養(yǎng)型:QP>3.0劃分方法及標(biāo)準(zhǔn)★浮游植物商(Phytoplanktonqu42Freedam(1995)基于營養(yǎng)條件將內(nèi)陸湖泊劃分為5類湖泊營養(yǎng)類型磷mg/m3葉綠素chl,mg/m3透明度SDT,m超貧營養(yǎng)型Ultraoligotrophic＜4.0＞12貧營養(yǎng)型Oligotrophic102.56中營養(yǎng)型Mesotrophic10-352.5-83-6富營養(yǎng)型Eutrophic35-1008-251.5-3超富營養(yǎng)型Hypetrophic>100>25<1.5Freedam(1995)基于營養(yǎng)條件將內(nèi)陸湖泊劃分為543不同營養(yǎng)類型湖泊的特征——貧營養(yǎng)型(Oligotrophiclake)通常很深，水清澈透明pleasantinappearance所有季節(jié)整個水層均富含溶解氧營養(yǎng)元素特別是N和P很低浮游植物初級生產(chǎn)力低次級生產(chǎn)力低浮游植物種類多樣性高、密度低有根植物和其他大型植物可能存在甚至可能數(shù)量比較大魚類種類可能比較多不同營養(yǎng)類型湖泊的特征——貧營養(yǎng)型(Oligotrophic44通常較淺營養(yǎng)豐富深水層可能夏季甚至全年無氧，甚至整個水柱缺氧浮游植物大量存在，并可能出現(xiàn)藻類水華藻類多樣性低，優(yōu)勢明顯普遍存在藻類腐敗引起的腥氣次級生產(chǎn)力高，動物多樣性低大型植物減少乃至消失僅少數(shù)魚類能存活，低氧或缺氧經(jīng)常導(dǎo)致魚類窒死，水面上經(jīng)?？梢姶罅科〉乃吏~不同營養(yǎng)類型湖泊的特征——富營養(yǎng)型Eutrophic

lake通常較淺不同營養(yǎng)類型湖泊的特征——富營養(yǎng)型Eutrophic45可能大量接受外源性allochthonous營養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)水體通常帶有顏色——stained浮游植物生產(chǎn)力很低不同營養(yǎng)類型湖泊的特征——營養(yǎng)障礙型Dystrophiclake可能大量接受外源性allochthonous營養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)物464.1.6AdaptationstolentichabitatsNekton(游泳生物、自游生物）Plankton（浮游生物）Neuston（漂浮生物）Benthos（底棲生物）Macrophytes（大型植物）Submergedplants（沉水植物）Floatingleavedplants（浮葉植物）Freefloatingplants（漂浮植物）Emergentplants（挺水植物）4.1.6Adaptationstolenticha47Questionsforthought湖泊成因有哪些？湖泊分類的方法和依據(jù)有哪些？湖泊的形態(tài)度量指標(biāo)有哪些？與湖泊的生態(tài)特征有何關(guān)系？貧營養(yǎng)型、富營養(yǎng)型和營養(yǎng)障礙型的區(qū)別何在？區(qū)別沿岸帶(littoralzone)和湖心帶(limnetic)，湖心帶和深底帶(profundal)的依據(jù)是什么？

為什么湖泊和池塘?xí)l(fā)生季節(jié)性溫度和溶氧的分層？湖上層、湖下層和變溫層的特征是什么？熱分層和對流混合對湖泊生態(tài)有何影響？人類入侵是如何影響湖泊的結(jié)構(gòu)和功能的?Questionsforthought湖泊成因有哪些？湖484.水環(huán)境的主要類型及其特征靜水水體Standing(lentic)waters:如湖泊和池塘，無起支配作用(dominant)的單向水流流水水體flowing(lotic)waters:如河、溪，有強(qiáng)大的單向水流4.水環(huán)境的主要類型及其特征靜水水體Standing(l494.1.1湖泊的成因湖泊可形成于任何凹洼處構(gòu)造湖(Tectonic

lakes)因大規(guī)模地殼運動造成——斷層作用(faulting)裂谷湖，如GreatRiftValleylakesinEastAfrica：Victoria，Tanganyikaetc.地塹湖(grabenlake)

e.g.

Lake

Baikal

最深的淡水湖(1,742.2m).地壘湖(Horstlakes)

特點：歷史古老，水很深4.1.1湖泊的成因湖泊可形成于任何凹洼處502.火山湖Volcanic

lakes

火山口湖Caldera

lakes(volcanic

craters)e.g.長白山天池熔巖堰塞湖Coulee

lakes

（e.g.鏡泊湖).特點Verylowwatershedtolakearearatio(Aw:A0)SteepsidesLownutrientsoilsUnproductiveExtremelyclear2.火山湖Volcaniclakes火山口湖Calde513.冰川湖(Glacierlakes)冰斗湖(Cirque

lakes)

：在冰川作用的山谷上部，由冰融化和凍結(jié)交替作用挖空的圓形結(jié)構(gòu)(cirques)。

壺穴(Kettleorpit

lakes,Potholes):冰川退縮后留下的冰團(tuán)融蝕而成。冰磧堵蓄湖(Moraine

lakes):冰川沖刷山間通道留下的冰磧堵蓄河流形成。特點：流域面積：湖面積(Aw:A0)小3.冰川湖(Glacierlakes)冰斗湖(Cirque52Formationofsometypesofglaciallakes.(A)Acrosssectionofaglaciermovingdownavalley.(B)Aftertheglacierhasretreated,itleavescirque,morainedammed,andpotholelakes.(FromDodds,2002)Formationofsometypesofgla53冰川活動造成的湖泊.(a)冰舌前緣形成的冰磧堵蓄湖.(b)土壤中冰團(tuán)緩慢融化形成凹洼積水形成壺穴Kettlelakes冰川活動造成的湖泊.(a)冰舌前緣形成的冰磧堵蓄湖.(544.溶盆湖Solution

lakes也稱喀斯特湖(Karst

lakes

):

石灰?guī)r地區(qū)含二氧化碳的微酸水滲透溶蝕而成4.溶盆湖Solutionlakes也稱喀斯特湖(K55可溶性巖層上，巖石的溶蝕形成溶洞，隨溶洞增大，洞頂張力作用最終使洞穴塌陷，凹洼蓄水形成湖泊。在美國Florida的石灰?guī)r地區(qū)，這種湖泊非常普遍。Florida中部，地下溶洞的突然塌陷吞噬了這棟房屋。這種溶洞在地下已經(jīng)形成了很多年，洞頂?shù)乃菘赡芫桶l(fā)生在幾分鐘內(nèi)。溶盆湖的形成可溶性巖層上，巖石的溶蝕形成溶洞，隨溶洞增大，洞頂張力作用最565.河川湖Fluvial

lakes龍?zhí)禤lunge-pool：瀑布沖刷形成洪泛湖Leveelakes：泥沙沉積形成天然防洪堤岸，堵住小支流河口形成。牛軛湖Oxbowlakes：通常在低地洪泛平原，河流截彎取直，河曲從河干脫離形成，形似牛軛。5.河川湖Fluviallakes龍?zhí)禤lunge-p57Thepatternofbankerosionthatleadstotheformationofoxbowlakes.Thepatternofbankerosionth586.風(fēng)成湖(Lakesofaeolianorigin)，又稱游移湖，在干旱和海岸地區(qū)，風(fēng)重新分布碎石或沙形成丘湖(dune

lakes)6.風(fēng)成湖(Lakesofaeolianorigin597.岸線湖(Coastallakes

)

(lagoon

瀉湖)：海岸線不規(guī)則，有機(jī)會形成沙脊跨過凹洼，封閉成新的湖泊。e.g.西湖、太湖WestchesterLagoon7.岸線湖(Coastallakes)(lagoon608.生物成湖(Biogeniclakes)

生物活動形成e.g.海貍、某些植物，特別是人(pond,reservoir)Beaver—Aarchitectofdam8.生物成湖(Biogeniclakes)生物活動形614.1.2湖泊的形態(tài)和生境湖泊形態(tài)大小和分布：面積、水深、岸線等；湖盆大?。豪锖?71000km2最大 蘇比略湖82000km2最大的淡水湖 小至即使幾十平方米

深度：貝加爾湖1742m

海拔：青藏高原上，3000~5000ma.s.l； 艾丁湖(吐魯番盆地)－154m， 死海－392m4.1.2湖泊的形態(tài)和生境湖泊形態(tài)大小和分布：62形態(tài)度量學(xué)(morphometry)定義一個湖泊的物理尺度，包括湖盆形狀的量化和測量。湖泊及其流域的形狀和大小湖盆lakebasin：集水形成湖泊的凹洼，是集水區(qū)最低之區(qū)域。流域(catchmentareaordrainagebasin,watershed

)，集水并最終流入湖盆的地區(qū)，即為該湖泊的流域深度Depth(meanandmax),大小size(volume/area),“roundness”(shorelineconvolutions)這些尺度影響到湖泊的水質(zhì)和生產(chǎn)力水平形態(tài)度量學(xué)(morphometry)定義一個湖泊的物理尺度，63湖泊形態(tài)測量指標(biāo)面積：A長度L寬度b體積V深度Z：最大深度、平均深度、相對深度岸線發(fā)育系數(shù)E流域面積與湖面積之比滯留時間/周轉(zhuǎn)率湖泊形態(tài)測量指標(biāo)面積：A64長度、寬度和深度測量Maximumlength(fetch)MaximumwidthZmax最大長度L；最大寬度b、平均寬度baver.=A/L、長度、寬度和深度測量Maximumlength(fetc65深度(depth)最大深度()平均深度()=體積表面積淺水湖泊通常比深水湖泊生產(chǎn)力高，平均水深是估算總體水深的快捷途徑同樣,可表明風(fēng)浪和水混合事件攪動底質(zhì)的可能性假如體積不得而知，可以收集一些湖泊深度測量值，然后平均，當(dāng)然，這樣不夠準(zhǔn)確，只能用于小湖泊。相對深度：最大深度與同面積圓之直徑的比，%大多數(shù)湖泊Zr<2%，面積小而深的湖泊如火山口湖Zr>4%深度(depth)最大深度()大多數(shù)湖泊Z66AtopAbottomzzz計算湖泊體積Atop=頂層的面積Abottom=底層的面積z=等高線之間的距離V=一層的體積或可利用等深線求出V=1/2·h·∑An

h為等深線高差，An為各等深線時的面積AtopAbottomzzz計算湖泊體積Atop=頂67岸線發(fā)育系數(shù)(Shorelinedevelopment)E：

岸線長度U與等面積圓之周長的比值因水流、波浪等的沖擊，外來有機(jī)和無機(jī)物的沉積等，彎曲的湖岸逐漸變直，E逐漸變小

E越大，該生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力越高?；鹕娇诤﨓≈1岸線發(fā)育系數(shù)(Shorelinedevelopment)E68流域面積與湖面積之比值Ratio=WatershedArea=Aw:Ao LakeArea高低較高的比值=較高的生產(chǎn)力，經(jīng)常是較差的水質(zhì)流域面積與湖面積之比值Ratio=WatershedA69滯留時間=湖泊體積

流入或流出水量較長的滯留時間:湖泊水不經(jīng)常交換反應(yīng)較慢污染物滯留時間長需要多長時間使湖泊換一次水Howlongdoesittakeforthelaketoget“flushed?”何謂滯留時間(retentiontime)?Turnoverrate=inflow/volume滯留時間=湖泊體積較長的滯留時間:需要多長70湖泊生境(Habitat)類型（分區(qū)/成帶）

湖泊可以分成以下幾種主要生境類型：沿岸帶(Littoralzone):湖泊周圍光可以到達(dá)底部的淺水部分，可以讓挺水植物、漂浮植物和沉水植物。湖心帶(Limneticzone):沿岸帶外開闊地帶，向下延伸至補(bǔ)償深度

(pelagiczone)；生活有浮游生物和自泳生物。深底帶(Profundal

zone):湖心帶之下的區(qū)域(淺水湖泊無)。底棲帶(Benthiczone):湖泊底質(zhì)，埋棲有各種動物和微生物。湖泊生境(Habitat)類型（分區(qū)/成帶）湖泊可以分成71Lakezonation

littoral

自湖岸邊向中心到達(dá)水草生長之外緣

profundal

為光線無法穿透的深水層

profundal之上是開闊的limneticzoneLakezonation

littoral自湖岸邊向中心724.1.3

湖水分層Stratification和混合Mixing湖水熱分層(Thermal

stratification)湖上層(Epilimnion)溫暖、富含氧氣的上層水體，通常是季節(jié)性的變溫層(Metalimnion)湖上層和湖下層的過渡帶(Transitionzone)，溫度顯著下降(溫躍層thermocline)湖下層Hypolimnion

溫躍層下寒冷、缺氧的水層4.1.3湖水分層Stratification和混合Mix73溫帶地區(qū)湖泊中溫躍層、水深與溫度/溶解氧的關(guān)系溫帶地區(qū)湖泊中溫躍層、水深與溫度/溶解氧的關(guān)系74湖泊的垂直溫度曲線，示正分層和湖泊的三個部分湖泊的垂直溫度曲線，示正分層和湖泊的三個部分75分層的生態(tài)學(xué)影響

湖泊中分層現(xiàn)象導(dǎo)致了溶解氣體、營養(yǎng)鹽，以及生物的分層初級生產(chǎn)水層受限制——僅在湖上層進(jìn)行寒冷的深水層可能缺氧deoxygenated，對好氧生物可能是致命的分層的生態(tài)學(xué)影響湖泊中分層現(xiàn)象導(dǎo)致了溶解氣體、營養(yǎng)鹽，以76湖泊中溶氧、營養(yǎng)鹽和溫度的典型垂直梯度湖泊中溶氧、營養(yǎng)鹽和溫度的典型垂直梯度77水的混合(Mixing)紊動混合：由風(fēng)力和水力坡度力作用產(chǎn)生對流混合(turnover):由季節(jié)性溫度變化引起的上下層水的垂直混合春季對流Springturnover夏季(正)分層Summerstratification秋季對流Fallturnover冬季逆分層Inversestratificationinwinter水的混合(Mixing)紊動混合：由風(fēng)力和水力坡度力作用產(chǎn)生78在春季和秋季混合期，上下層湖水混合使得上層的溶氧和下層的礦物質(zhì)均勻分布，浮游生物得以迅速增長在春季和秋季混合期，上下層湖水混合使得上層的溶氧和下層的礦物794.1.4湖水運動和湖流湖水混合波浪(Wave）湖流：湖水在力的作用下，沿一定方向的運動。梯度流：重力流（吞吐流）：湖水進(jìn)、出形成密度流：水溫、湖水含沙量、含鹽量的變化引起風(fēng)成湖流蘭米爾環(huán)流(Langmuircirculationcellsorspiral)湖面波動Seiche(湖擺、風(fēng)成流)：大多是風(fēng)的作用

混合流Corioliseffect4.1.4湖水運動和湖流湖水混合80波浪作用(Waveaction)影響表層水的混合岸線的侵蝕影響沿岸帶底棲生物棲息的深度波浪高度的兩個主要決定因素風(fēng)的強(qiáng)度：風(fēng)速(speed)和持續(xù)時間(duration)受風(fēng)面湖泊的長度(fetch)：越長，越高波浪的影響與湖岸的幾何形狀和質(zhì)地有關(guān)波浪作用(Waveaction)影響81波浪當(dāng)水深≤1/2波長時，波浪開始影響湖底拍岸浪沖刷湖岸(直接破壞、回流攜帶泥沙)波浪當(dāng)水深≤1/2波長時，波浪開始影響湖底82蘭米爾環(huán)流(Langmuircellsorspirals)將表面的熱量和物質(zhì)向下傳遞，重新分布營養(yǎng)物和浮游生物PlanktonsinkingPlanktonrising水體中的蘭米爾環(huán)流。注意這些環(huán)流一個表面上有物質(zhì)積累，而鄰近的有上涌流。蘭米爾環(huán)流(Langmuircellsorspiral83湖面波動Seiche(湖擺、風(fēng)成流):通常由風(fēng)引起——氣壓差使上風(fēng)處水位下降，下風(fēng)低壓處水位抬升，下層水回流形成補(bǔ)償流(compensationcurrent).太湖臺風(fēng)時水位差1.48mWindCompensationCurrentSketchofSeiche漂流增水減水湖面波動Seiche(湖擺、風(fēng)成流):通常由風(fēng)引起——氣壓844.1.5湖泊的分類Lakeclassification按水溫分:3類 寒帶湖 溫帶湖 熱帶湖(水溫從不低于4℃，無逆分層)4.1.5湖泊的分類Lakeclassification85按湖水混合分

無循環(huán)湖(amictic):Arctic&Antarctic,Alpine

局部循環(huán)湖meromictic混成層(mixolimnion)化變層

(chemocline)永滯層

(monimolimnion)寡循環(huán)(oligomictic)單循環(huán)(monomictic)雙循環(huán)(dimictic)多循環(huán)(polymictic)全循環(huán)湖(holomictic)3大類按湖水混合分無循環(huán)湖(amictic):Arctic&86按礦化程度（含鹽量）分3類 淡水湖 <1.0‰

半咸水湖(咸淡水湖) 1.0~24.7‰

咸水湖 >24.7‰

(其中>35‰為鹽湖按礦化程度（含鹽量）分3類87按水的主要離子12類 氯化物型 硫酸鹽型 硫酸鹽-氯化物型 碳酸鹽型 硫酸鹽-碳酸鹽型 氯化物-碳酸鹽型三成分型硅酸鹽型硼酸鹽型硝酸鹽型磷酸鹽型酸性型湖水的變型：溶解與沉淀碳酸鹽型硫酸鹽型氯化物型按水的主要離子12類湖水的變型：溶解與沉淀碳酸鹽型硫酸鹽型氯88按營養(yǎng)類型(Trophicstatus)分4大類 貧營養(yǎng)型(oligotrophic) 中營養(yǎng)型(mesotrophic) 富營養(yǎng)型(eutrophic) 腐殖質(zhì)營養(yǎng)型(Dystrophic) 及過度類型按營養(yǎng)類型(Trophicstatus)分4大類89劃分方法及標(biāo)準(zhǔn)★浮