Kurkime ateitį drauge!

Dr. Zita Gasiūnaitė

Baltijos pajurio aplinkos tyrimų ir planavimo instututas (BPATPI)

Lagūnų srovių režimas planktono akimis

 

Visi ekologiniai procesai lagūnose yra nuolat veikiami vandens judėjimo. Nuo jo priklauso biogeocheminė apykaita, nuosėdų bei teršalų pasiskirstymas, druskingo ir gėlo vandens masių judėjimas ir t.t. Vandens judėjimas, savo ruožtu, priklauso nuo lagūnos formos bei dugno reljefo.

 

Pagrindinės jėgos, sukeliančios vandens judėjimą yra:

  • Gravitacija

  • Potvyniai- atoslūgiai

  • Vėjas

 

Gravitacinė cirkuliacija. Ją sukelia gėlo ir druskingo vandens tankio skirtumai. Mažesnio tankio gėlas vanduo paviršiniu sluoksniu teka iš lagūnos ar estuarijos į jūrą, tuo tarpu tankesnis jūrinis- priedugniu juda iš jūros į lagūną. Šie du vandens sluoksniai maišosi dėl vėjo ir potvynių-atoslūgių sukeltų srovių; dėl šio maišymosi susidaro tiek vertikalūs, tiek horizontalūs druskingumo bei tankio gradientai. Tai yra taip vadinama „klasikinė“ estuarinė gravitacinė cirkuliacija.

 

Sekliose lagūnose, į kurias neįteka ar beveik neįteka gėlas vanduo, gravitacinę cirkuliaciją gali sukelti aukšta temperatūra. Dėl intensyvaus garavimo gali labai pakilti lagūnų druskingumas, pvz, vandenyno druskingumas yra apie 35‰, tuo tarpu vasarą sausų regionų lagūnose jis gali siekti 90‰ ar net daugiau. Tai sukelia atvirkštinę estuarinę cirkuliaciją, kuomet vandenyno vanduo įteka į lagūną paviršiniu sluoksniu, o tankesnis ir druskingesnis lagūnos vanduo išteka priedugniu.

 

Iš tiesų lagūnos yra labai seklios ir paprastai nesunkiai permaišomos vėjo, taigi, dvisluoksnei cirkuliacijai susidaryti gali būti sudėtinga. Todėl vėjai, potvyniai bei lagūnos morfologija yra svarbesni dalykai, negu gravitacija.

 

Potvynių-atoslūgių sukelta cirkuliacija. Šis cirkuliacijos tipas neaktualus Baltijos jūros priekrantei, tačiau labai svarbus lagūnoms ir estuarijoms esančioms vandenynų pakrantėse. Atrodytų, kad potvynių-atoslūgių ciklas yra universalus, tačiau iš tiesų susidariusios srovės priklauso ir nuo batimetrijos, taigi, yra unikalios kiekvienam vandens telkiniui: skiriasi srovių stiprumas, tekėjimo trukmė, erdvinė struktūra...

Vėjo sukelta cirkuliacija. Ji ypač svarbi lagūnose, ypač sekliose ir didelėse, mažai veikiamose potvynių-atoslūgių. Šio cirkuliacijos tipo tyrimai yra ganėtinai sudėtingi dėl to, kad vėjo įtaka gali būti maskuojama kitų srovių, o paties vėjo kryptis ir stiprumas gali keistis tiek valandų ar minučių, tiek savaičių bėgyje. Taigi, vėjas paprastai sukelia sunkiai prognozuojamus srovių pokyčius lagūnose. Pavyzdžiui Kuršių mariose nuo vėjo krypties ir stiprumo priklauso Baltijos jūros vandens prietaka- pučiant šiaurės ar vakarų vėjui jūros vanduo yra įnešamas į marias.

1 pav. Vėjo sukelta cirkuliacija seklioje lagūnoje (iš Day ir kt., 1989).

 

Taigi, tradiciškai yra manoma, kad daugelyje estuarijų ir lagūnų vyrauja dvisluoksnė cirkuliacija, tačiau iš tiesų cirkuliacijos tipų gali būti gerokai daugiau. Dar 1976 metais Elliott išskyrė šešis cirkuliacijos tipus (2 pav.):

 

  1. Klasikinė cirkuliacija: ištekėjimas paviršiumi, įtekėjimas priedugniu

  2. Atvirkštinė cirkuliacija: ištekėjimas priedugniu, įtekėjimas paviršiumi

  3. Trisluoksnė cirkuliacija: įtekėjimas paviršiumi ir priedugniu, ištekėjimas viduriniu sluoksniu

  4. Atvirkštinė trisluoksnė cirkuliacija: ištekėjimas paviršiumi ir priedugniu, įtekėjimas viduriniu sluoksniu

  5. Nuotėkio cirkuliacija: ištekėjimas visais sluoksniais

  6. Kaupimo cirkuliacija: įtekėjimas visais sluoksniais

 

2 pav. Cirkuliacijos tipai (iš Day ir kt., 1989).

Klasikinė cirkuliacija yra labiausiai paplitusi, tačiau kiekvienoje estuarijoje ar lagūnoje skirtingais laiko momentais galima sutikti praktiškai visus minėtus tipus.

 

Netgi iš tokios trumpos lagūnų srovių režimo apžvalgos galima nesunkiai suprasti, kad šie vandens telkiniai labai skiriasi tiek nuo upių, tiek nuo ežerų. Tai, savo ruožtu, reiškia, kad čia gyvenantys organizmai susiduria su itin specifinėmis sąlygomis- srovės kryptis ir stiprumas nuolat keičiasi, kaitos pobūdis (jei tai ne cikliniai potvyniai ir atoslūgiai) yra sunkiai prognozuojamas. Dar daugiau, srovės pokyčiai dažnai yra susiję su kintančiu druskingumu, kuris sukelia papildomą fiziologinį stresą organizmams.

 

Kaip reaguoja į tokias sąlygas planktonas- smulkūs vandens storymės organizmai (zooplanktonas ir fitoplanktonas) paprastai pasyvūs, nesugebantys pasipriešinti vandens srovei? Prieš atsakant į šį klausimą reikia prisiminti, jog srovės ir intensyvus vandens maišymasis yra nepalankus planktonui, ypač stambiems organizmams. Todėl srauniuose upeliuose planktono gali nebūti visai. Lėtėjant srovei, zooplanktono bendrijose atsiranda smulkios rūšys, dažniausiai verpetės ir maži ciklopai, na, o stambūs šakotaūsiai vėžiagyviai paprastai gali gyventi tik stovinčiuose vandenyse. Panašiai yra su fitoplanktonu- kuo lėtesnė srovė, tuo stambesnės rūšys gali būti sutinkamos.

 

Kuršių mariose srovių režimas priklauso tiek nuo Nemuno nuotėkio, tiek nuo vyraujančio vėjo krypties ir stiprumo. Nemuno deltos rajone vasarą susidaro srovės greičio gradientas nuo apytikriai 0,7 m/s iki 0,05 m/s, tuo tarpu zooplanktono bendrijos gausumas čia didėja eksponentiškai. Einant tolyn nuo Nemuno žiočių, srovės įtaka planktonui mažėja, didesnę reikšmę įgyja organizmų tarpusavio sąveikos bei vėjo sukeltas vandens maišymasis. Pastarasis ypač svarbus fitoplanktonui- maišymuisi labai jautrios stambios siūlinės melsvabakterės Aphanizomenon flos-aquae, kurių vėjuotomis vasaromis planktone būna itin mažai. Tuo tarpu ramiomis vasaromis būtent ši rūšis sukelia vandens žydėjimus mariose.

 

Artėjant link Klaipėdos sąsiaurio planktonas susiduria su kitu svarbiu veiksniu- jūrinio vandens prietaka. Gėlo ir jūrinio vandens sandūroje maišosi ne tik skirtingo druskingumo vanduo, bet ir dvi skirtingos planktono bendrijos- gėlavandenė ir jūrinė. Druskingumo pokyčiai abiejų bendrijų atstovams sukelia osmotinį stresą, jautresnių rūšių atstovai tokiomis sąlygomis dažniausiai žūsta. Taigi, rūšių įvairovė maišymosi zonoje paprastai yra didesnė negu jūroje ar mariose, tačiau gausumas - žymiai mažesnis.

 

 

Literatūra

 

Day, J.W., Hall, C.A.S., Kemp, W.M., Yanez-Arancibia, A. 1989. Estuarine Ecology. Jon Wiley & Sons

 

Hobbie, J.E., 2000. Estuarine Science. Island Press


Naturales Scientiae Omnibus