En sjös ekosystem inkluderar biotiska (levande) växter, djur och mikroorganismer , såväl som abiotiska (icke-levande) fysiska och kemiska interaktioner. [ett]
Sjöekosystem är utmärkta exempel på stagnerande ekosystem. Stillastående eller lågflytande vatten är stillastående (från latinets Lentus - trögt). Stilla vatten sträcker sig från dammar, sjöar till våtmarker . Stationära ekosystem kan jämföras med flytande ekosystem, som inkluderar strömmande grundvatten som floder och bäckar. Tillsammans bildar dessa två områden ett bredare studieområde inom sötvatten- eller akvatisk ekologi.
De stillastående systemen är varierande och sträcker sig från en liten, tillfällig regnvattenbassäng på några centimeter till en djup, Bajkalsjön , som har ett maximalt djup på 1740 m. [2] Den allmänna skillnaden mellan damm och sjöbassänger är suddig, men Brown [1] säger att dammar och bassänger har upplysta bottenområden, medan sjöar inte har det. Dessutom började vissa sjöar att skikta sig säsongsmässigt (diskuteras mer i detalj nedan). Dammar och bassänger har två områden: den pelagiska zonen med öppet vatten och den bentiska havszonen , som inkluderar botten- och kustområdena. Eftersom sjöar har lägre djupa områden som inte utsätts för ljus, har dessa system en extra zon, djup ( profundals ). [3] Dessa tre områden kan ha väldigt olika abiotiska förutsättningar och därför många arter som är speciellt anpassade för att leva där. [ett]
Ljus levererar den solenergi som behövs för att driva fotosyntesen , den huvudsakliga energikällan för stående system (Bronmark och Hanson, 2005). Mängden ljus som tas emot beror på en kombination av flera faktorer. Små dammar kan bli resultatet av skuggning från omgivande träd, och molntäcke kan påverka tillgången på ljus i alla system, oavsett storlek. Säsongs- och dagliga fluktuationer spelar också en roll för lättillgängligheten, eftersom ju mindre vinkel ljuset träffar vattnet i, desto mer ljus går förlorad vid reflektion. Detta är känt som Beers lag (Giller och Malmquist, 1998). Efter att ljus har penetrerat ytan kan det också spridas till partiklar suspenderade i vattenpelaren. Denna spridning minskar den totala mängden ljus med ökande djup (Moss 1998, Kalff 2002). Sjöarna är indelade i ljusa och afotiska zoner, som först tar emot ljus och sedan helt sprider det, vilket gör att det saknar fotosyntetisk potential (Bronmark och Hanson, 2005). I enlighet med sjöns zonalitet anses de pelagiska och bentiska zonerna ligga inom det ljusa området, medan de djupa områdena ligger i den afotiska zonen (Brown, 1987).
Temperaturen är en viktig abiotisk faktor i stagnerande ekosystem, eftersom mycket av biotan är poikilotermisk , där kärnkroppstemperaturen bestäms av det omgivande systemet. Vatten kan värmas eller kylas genom strålning från ytan och ledning från luften eller omgivande substrat (Giller och Malmquist, 1998). Grunda vattendrag har ofta en kontinuerlig temperaturgradient från varmt vatten vid ytan till kallt vatten vid botten. Dessutom kan temperaturfluktuationer vara mycket stora i dessa system, både dygns- och säsongsbetonade (Brown, 1987).
I stora sjöar är temperaturregimerna mycket olika (fig. 1). I tempererade områden, till exempel, när lufttemperaturen stiger, bryts isskiktet som bildas på ytan av sjön upp och lämnar vatten vid en temperatur på cirka 4 ° C. Detta är den temperatur vid vilken vattnet har den högsta densiteten. När säsongen fortskrider värmer den varmare luften ytvattnet, vilket gör det mindre tätt. Djupare vatten förblir svalt och tätt på grund av minskad ljusgenomträngning. När sommaren börjar förblir två distinkta lager med så stor temperaturskillnad mellan dem stratifierade . Den nedre kalla zonen i sjön kallas hypolimnion. Den övre varma zonen kallas epilimnion. Mellan dessa zoner finns ett band av snabba temperaturförändringar som kallas termoklinen . Under den kallare höstsäsongen kyler ytvärmeförlusten även epilimnion. När temperaturen i de två zonerna är ungefär lika, börjar vattnet blandas igen för att skapa en jämn temperatur, en händelse som kallas en sjövoltning. På vintern sker omvänd skiktning, vatten nära ytan kyls, fryser och varmt, men tätt vatten förblir nära botten. En termoklin sätter in och cykeln upprepas (Brown 1987; Bronmark och Hansson 2005).
I öppna system kan vind skapa turbulenta, spiralformade ytströmmar som kallas Langmuir-rotationer. Dessa strömmar är ännu inte väl förstådda, men det är tydligt att de involverar viss interaktion mellan horisontella ytströmmar och ytgravitationsvågor. Det synliga resultatet av dessa rotationer, som kan ses i vilken sjö som helst, är en yta av linjer som löper parallellt med vindens riktning. Flytande partiklar och små organismer är koncentrerade i skum på ytan, icke-flytande föremål finns i uppströmningen mellan två varv. Neutralt flytande föremål bör generellt sett vara jämnt fördelade i vattenpelaren (Kalff, 2002; Bronmark och Hansson, 2005). Denna turbulens blandar näringsämnen i vattenpelaren, vilket gör den viktig för många pelagiska arter, men dess påverkan på bentiska och bottenlevande organismer är minimal (Kalff, 2002). Graden av näringscirkulation beror på ett system av faktorer som vindens styrka och varaktighet, samt sjöns eller bassängens djup och produktivitet.
Syre är viktigt för organismers andning. Mängden syre som finns i stående vatten beror på: 1) området med klart vatten som har tillgång till luft, 2) cirkulationen av vatten i systemet, och 3) mängden syre som produceras och används av organismer (Brown, 1987). I grunda, vegeterade bassänger kan det förekomma stora fluktuationer i höga syrehalter på grund av fotosyntes under dagen och mycket låga värden på natten, då andning är den dominerande primära producentprocessen. Termisk skiktning i stora system kan också påverka mängden syre som finns i olika zoner. Epilimnion är en syrerik zon, eftersom den cirkulerar snabbt och får syre från kontakt med luft. Hypolymnion cirkulerar i sin tur mycket långsamt och har ingen atmosfärisk kontakt. Dessutom finns det färre gröna växter i hypolimnion, så mindre syre frigörs genom fotosyntesen . På våren och hösten, när epilimnion och hypolimnion blandas, fördelas syret jämnare i hela systemet (Brown, 1987). Låga syrehalter är karakteristiska för profundals på grund av ackumuleringen av ruttnande växt- och djurrester som regnar ner från de pelagiska och bentala zonerna och oförmågan att få stöd av primärproducenter (Brown, 1987).
Fosfor är viktigt för alla organismer eftersom det är en komponent i DNA och RNA och är involverad i cellmetabolism som en komponent i ATP och AUTOMATISK BEHANDLING. Dessutom finns inte fosfor i stora mängder i sötvattensystem, eftersom det är begränsat till fotosyntes hos stora producenter, vilket gör det till en viktig faktor för stillastående systemisk produktion. Fosforcykeln är komplex, men modellen som beskrivs nedan beskriver grunderna. Fosfor kommer in i en vattenförekomst eller sjö huvudsakligen genom avrinning i vattendelare eller atmosfäriskt nedfall. Efter att ha kommit in i systemet tas den reaktiva formen av fosfor vanligtvis upp av alger och makrofyter, som frigör den icke-reaktiva fosforföreningen som en biprodukt av fotosyntesen. Denna fosfor kan driva nedåt och bli en del av det bentiska eller djupa sedimentet, eller kan remineraliseras till en reaktiv form av mikrober i vattenpelaren. På liknande sätt kan icke-reaktiv fosfor i sediment remineraliseras till en reaktiv form (Brenmark och Hansson, 2005). Sediment är vanligtvis rikare på fosfor än sjövatten, dock måste man ta hänsyn till att detta näringsämne kan ha lång tid på sig att uppehålla sig där innan det remineraliseras och förs in i systemet (Kalff, 2002).
Bakterier finns i alla områden av stillastående vatten. Fritt levande former finns i ruttnande organiska material, biofilm på sten- och växtytor suspenderade i vattenpelaren och i sedimenten i de bentiska och djupa zonerna. Även andra former finns i tarmarna hos stillastående djur som parasiter eller som följeslagare . [3] Bakterier spelar en viktig roll i systemisk metabolism genom återvinning av näringsämnen, [2] vilket diskuteras i avsnittet om trofiska samband.
Tång, inklusive växtplankton och perifyton , är de viktigaste fotosynteserna i vattendrag och sjöar. Många arter har en högre densitet än vatten vilket gör att de sjunker och stannar kvar i bentosen . För att bekämpa detta har växtplankton utvecklat en mekanism för att ändra densiteten genom att bilda vakuoler och gasbubblor, eller genom att ändra deras form för att orsaka drag, vilket saktar ner deras nedstigning. En mycket sofistikerad anpassning, som används av ett litet antal arter, är den svansliknande piskan som kan etablera en vertikal position och tillåta rörelse i alla riktningar. [2] Växtplankton kan också behålla sin närvaro i vattenpelaren genom att vara riklig i Langmuir-rotationer. [3] Perifytiska alger , å andra sidan, är fästa vid basen. I sjöar och reservoarer kan de täcka alla bentiska ytor. Båda typerna av plankton är viktiga som matkällor och som syreförsörjare. [2]
Vattenväxter som lever i både bentiska och marina områden kan grupperas efter sitt växtmönster: 1) flytande = fästa i botten, men med blad och blommor placerade på ytan, 2) flytande löv = fästa i botten, men med flytande löv, 3) under vattnet = växer under ytan och 4) fritt flytande makrofyter = inte inbäddade vid basen och flyter på ytan. [1] Dessa olika former av makrofyter finns vanligtvis i olika områden av den bentiska zonen tillsammans med flytande vegetation nära strandlinjen, medan simbladsmakrofyter åtföljs av undervattensvegetation. Frisimmande makrofyter kan förekomma var som helst på ytan av systemet. [2]
Vattenväxter är mer rörliga än sina landlevande motsvarigheter eftersom vatten har en högre densitet än luft. Detta gör den strukturella styvheten hos växter oviktig i sjöar och reservoarer (förutom luftstammar och blad). Således använder bladen och stjälkarna på de flesta vattenväxter mindre energi för att bygga och underhålla vedartad vävnad, istället investerar överskottet av den energin i snabb tillväxt. [1] Växter måste vara både flexibla och styva för att stå emot trycket från vind och vågor. Ljus, vattendjup och substrattyper är de viktigaste faktorerna som styr spridningen av nedsänkta vattenväxter. [4] Makrofyter är källor till mat, syre och livsmiljöer i den bentiska zonen, men kan inte penetrera djupet av den afotiska zonen och finns därför inte där. [1] [5]
Zooplankton är små djur som tillfälligt hänger upp i en vattenpelare. Som växtplankton har dessa arter utvecklat mekanismer som hindrar dem från att sjunka ner i djupare vatten, inklusive resistiva kroppsformer och aktivt knäppande bihang som antenner eller ryggar. [1] Existens i vattenpelaren kan ha näringsmässiga fördelar, men denna zon saknar bladen av refugia djurplankton som är sårbara för predation. Som svar gör vissa arter, särskilt Daphnia- arterna, dagliga vertikala migrationer i vattenpelaren, passivt sjunkande till mörkare, lägre djup under dagen och aktivt rör sig mot ytan under natten. Dessutom, eftersom förhållandena i ett icke-flytande system kan vara ganska varierande under olika årstider, har djurplankton förmågan att byta från normal äggläggning till vilande ägg när det inte finns mat, temperaturen sjunker under 2°C eller om predatorförekomsten är hög . Dessa vilande ägg har ett vilande tillstånd eller viloperiod som gör att djurplanktonet kan vänta på förhållanden som är mer gynnsamma för överlevnad när de äntligen kläcks. [6] De ryggradslösa djuren som lever i den bentiska zonen dominerar övervägande små arter och är artrika jämfört med djurplankton i öppet vatten. Dessa inkluderar kräftdjur (t.ex. krabbor, kräftor och räkor), blötdjur (t.ex. musslor och sniglar) och många typer av insekter. [2] Dessa organismer finns mestadels i makrofyttillväxtområden, rika på resurser, mycket syresatt vatten och den varmaste delen av ekosystemet. De strukturellt distinkta "bäddarna" av makrofyter är viktiga platser för ackumulering av organiskt material, vilket ger ett idealiskt område för kolonisering. Sediment och växter ger också ett bra skydd mot rovfiskar. [3]
Mycket få ryggradslösa djur kan leva i den kalla, mörka och syrefattiga djupa zonen. De som kan är ofta röda på grund av närvaron av stora mängder hemoglobin, vilket kraftigt ökar mängden syre som transporteras till cellerna. [1] Eftersom syrekoncentrationen i denna zon är ganska låg, bygger de flesta arter tunnlar eller lånar det av dem som kan dra det genom vattenpelaren med minimal förlust av energi. [ett]
Fiskar har en rad fysiologiska toleranser som beror på vilken art de tillhör. De har olika dödliga temperaturer, krav på löst syre och lekbehov, vilket är baserat på deras nivåer, aktivitet och beteende. Eftersom fiskar är mycket rörliga kan de ändra olämpliga abiotiska faktorer i en zon helt enkelt genom att flytta till en annan. En detritusätare i den djupa zonen, till exempel, som har exponerats för en reducerad syrekoncentration kan mata sig närmare den bentiska zonen. Fisken kan också byta vistelseort under olika perioder av sin livscykel: först bosätta sig i boet, sedan flytta till en svag bentisk zon för att utvecklas i en skyddad miljö med matresurser, och slutligen till den marina zonen som vuxen.
Andra ryggradsdjursskatter lever också i stillastående system. De inkluderar amfibier (t.ex. salamandrar och grodor), reptiler (t.ex. ormar, sköldpaddor och alligatorer) och ett stort antal sjöfågelarter. [5] De flesta av dessa ryggradsdjur tillbringar en del av sin tid i terrestra livsmiljöer och påverkas därför inte direkt av abiotiska faktorer i en sjö eller damm. Många fiskarter är viktiga som konsumenter och bytesarter för de större (nämnda ovan) ryggradsdjur.
Icke-flödande system hämtar det mesta av sin energi från fotosyntes, som utförs av vattenväxter och alger. Denna rotprocess innebär att man kombinerar koldioxid, vatten och solenergi för att producera kolhydrater och löst syre. I en sjö eller vattenkropp minskar den potentiella fotosynteshastigheten vanligtvis med djupet på grund av dämpningen av ljusintensiteten. Ofta sker dock fotosyntes främst inom några millimeter från ytan, troligen på grund av störningar från ultravioletta strålar. Det exakta djupet och fotosynteshastigheten för denna kurva är ett specifikt system och beror på: 1) den totala biomassan av fotosyntetiska celler, 2) mängden strålreducerande material och 3) mängden och frekvensområdet för ljusabsorberande pigment ( dvs klorofyller) i cellfotosyntes. [5] Energin som skapas av dessa primärproducenter är viktig för samhället eftersom den överförs till högre trofiska nivåer genom konsumtion.
De allra flesta bakterier i sjöar och reservoarer får energi genom att bearbeta rester av djur och växtlighet. I den marina zonen är döda fiskar och enstaka alloktont skräp exempel på makropartiklar av grovt organiskt material (CPOM>1 mm). Bakterier bearbetar dem till mikropartiklar av organiskt material (FPOM<1 mm) och sedan vidare till smältbara näringsämnen. Små organismer som plankton karakteriseras också som FPOM. Mycket låga koncentrationer av näringsämnen går förlorade vid nedbrytning eftersom bakterierna använder dem för att bygga sin egen biomassa. Bakterier konsumeras dock av protozoer, som i sin tur konsumeras av djurplankton, och sedan högre upp i de trofiska nivåerna. Näringsämnen, inklusive de som innehåller kol och fosfor, återinförs i vattenpelaren på vilken nivå som helst i denna näringskedja genom utsöndring eller död av organismen, vilket gör dem tillgängliga igen för bakterier. Denna regenereringscykel är känd som den mikrobiella slingan och är en nyckelkomponent i stillastående näringsnät. [2]
Nedbrytning av organiskt material kan fortsätta i bentiska och bentiska områden om resterna faller genom vattenpelaren innan de rötas helt av marina bakterier. Bakterier finns i störst överflöd i sediment, där de vanligtvis är 2 till 1 000 gånger rikligare än i vattenpelaren. [6]
De demersala ryggradslösa djuren har, på grund av sin stora mångfald av arter, många metoder för att fånga byten. Filtrerar skapar ström genom sifoner eller bankande ögonfransar för att dra vatten och dess näringsinnehåll mot dem för ansträngning. Växtätare använder rengörings-, hacknings- och hacktillbehör för att livnära sig på alger och makrofyter. Samlare kammar igenom sedimentet och plockar ut vissa partiklar med rovdjur. Sedimentätande ryggradslösa djur konsumerar sediment urskillningslöst och smälter allt organiskt material som det innehåller. Slutligen, några ryggradslösa rovdjur fångar och konsumerar levande djur. [2] [7] Bottenzonen är hem för en unik grupp av filtermatare som använder små kroppsrörelser för att dra ström genom hålorna de har skapat i sedimentet. Denna matningsmetod kräver minsta möjliga rörelse, vilket gör att dessa arter kan spara energi. [1] Ett litet antal ryggradslösa taxa är bentiska rovdjur. Dessa arter kommer troligen från andra områden och kommer bara till dessa djup för att föda. De allra flesta ryggradslösa djur i denna zon livnär sig på sediment och hämtar energi från de omgivande resterna. [7]
Fiskens storlek, rörlighet och sensoriska förmågor tillåter dem att ha en omfattande bytesbas som täcker flera zonindelningsområden. Liksom ryggradslösa djur kan fiskens matvanor kategoriseras i skrån. I den marina zonen betar växtätare på bentiska makrofyter eller växtplankton som tagits från vattenpelaren. Köttätare inkluderar fiskar som livnär sig på djurplankton i vattenpelaren (zooplanktivores), insekter på vattenytan, på bentiska strukturer eller i sediment (insektätare) och de som livnär sig på andra fiskar (rovdjur). Fisk som konsumerar rester och får energi genom att bearbeta detta organiska material kallas detritivorer. Allätare konsumerar en mängd olika byten, inklusive växter, djur och organiskt material. Slutligen konsumerar medlemmar av parasitskrået mat från olika värdar, vanligtvis andra fiskar eller stora ryggradsdjur. [2] Fisktaxa är flexibla i sina näringsmässiga roller och ändrar sin kost som svar på bytestillgänglighet och miljöförhållanden. Många arter genomgår också kostförändringar när de utvecklas. Därför är det troligt att en enda fisk ockuperar en mängd olika foderskrån under hela sitt liv. [åtta]
Som noterats i tidigare avsnitt är stillastående biomateria sammanlänkat i en komplex väv av trofiska relationer. Dessa organismer kan anses vara löst associerade med vissa trofiska grupper (t.ex. primära producenter, växtätare, primära köttätare, sekundära köttätare, etc.). Forskare har utvecklat flera teorier för att förstå de mekanismer som styr överflöd och mångfald inom dessa grupper. Mycket troligt antyder top-down-processer att överflöd av bytesdjur beror på konsumenternas agerande vid högre trofiska nivåer. Vanligtvis fungerar dessa processer bara mellan två trofiska nivåer utan att påverka de andra. I vissa fall upplever dock vattensystem en trofisk kaskad; till exempel kan detta inträffa om primärproducenter är under mindre press från växtätare eftersom dessa växtätare överväldigas av köttätare. Bottom-up-processer fungerar när överflöd eller mångfald av medlemmar på högre trofiska nivåer beror på tillgängligheten eller kvaliteten på resurser på lägre nivåer. Slutligen kombinerar teorin om enhetlig reglering, bottom-up&top-down, de förutspådda influenserna från resurstillgänglighet och konsumenter. Detta förutspår att trofiska nivåer nära de lägsta trofiska nivåerna kommer att påverkas mest av uppåtriktade krafter, medan nedåtriktade effekter bör vara starkast på högre nivåer. [2]
Den biologiska mångfalden i ett stillastående system ökar med ytan på en sjö eller reservoar. Detta beror på den högre sannolikheten att hitta landlevande sorter i ett stort system. Dessutom, eftersom större system tenderar att ha större populationer, minskar risken för utrotning av arter. [9] Ytterligare faktorer inklusive temperatur, pH, födotillgänglighet, habitatkomplexitet, procentandel av artbildning, konkurrens och predation är relaterade till antalet arter som finns i systemen. [2] [4]
Växtplankton- och djurplanktonsamhällen i sjösystem genomgår en säsongsbunden sekvens när det gäller tillgång på näringsämnen, predation och konkurrens. Sommer et al [10] beskrev dessa mönster som en del av Plankton Ecology Group (PEG)-modellen, med 24 uttalanden byggda från analys av flera system. Följande inkluderar en delmängd av dessa uttalanden, som förklaras av Brenmark och Hansson [2] , som illustrerar sekvensen genom en enda säsongscykel:
Vinter: 1. Ökad tillgång på näringsämnen och ljus leder till snabb tillväxt av växtplankton mot slutet av vintern. Dominerande arter, som kiselalger, är små och har snabba tillväxtmöjligheter. 2. Detta plankton konsumeras av djurplankton, som blir den dominerande planktontaxan.
Vår: 3. En vattenreningsfas inträffar när växtplanktonpopulationen utarmas på grund av ökad predation av det växande antalet djurplankton.
Sommar: 4. Djurplanktonförekomsten minskar som ett resultat av minskad växtplanktonskörd och ökad ungpredation. 5. Med ökad tillgång på näringsämnen och minskad predation från djurplankton, utvecklas ett mångsidigt växtplanktonsamhälle. 6. När sommaren går utarmas näringsämnena i en förutsägbar ordning: fosfor, kiseldioxid och sedan kväve. Mängden av olika växtplanktonarter varierar i förhållande till deras biologiska behov av dessa näringsämnen. 7. Små djurplankton blir den dominerande typen av djurplankton eftersom de är mindre känsliga för att fångas av rovdjur.
Nedgång: 8. Fiskpredation minskar, temperaturen sjunker och djurplankton av alla storlekar ökar i antal.
Vinter: 9. Låga temperaturer och minskad tillgänglighet resulterar i lägre basproduktion och minskat växtplanktonmängd. 10. Reproduktionen i djurplankton minskar på grund av temperaturfall och minskning av antalet byten.
PEG-modellen representerar en idealiserad version av denna sekvens, medan naturliga system är kända för att ändra dem. [2]
Det finns ett väldokumenterat globalt exempel som korrelerar minskande växt- och djurdiversitet med ökande latitud, det vill säga färre arter som rör sig mot polerna. Anledningen till detta exempel är ett av de största mysterierna för miljöaktivister idag. Teorier för att förklara det inkluderar energitillgång, klimatvariabilitet, oro, konkurrens och så vidare. [2] Trots denna globala mångfaldsgradient kan detta exempel vara ofullständigt för sötvattensystem jämfört med globala marina och terrestra system. [11] Detta kan säkert hänga ihop, eftersom Hillebrand och Azovsky [12] fann att mindre organismer (protozoer och plankton) inte följde den förväntade trenden särskilt mycket, medan större arter (ryggradsdjur) gjorde det. De tillskrev detta till den bättre spridningsförmågan hos mindre organismer, vilket ledde till en hög global befolkning. [2]
Sjöar kan bildas på en mängd olika sätt, men de vanligaste diskuteras kort nedan. De äldsta och största systemen är resultatet av tektonisk aktivitet. Slitsjöar i Afrika, till exempel, är resultatet av seismisk aktivitet längs skiljelinjen mellan två tektoniska plattor. Isformade sjöar skapades när glaciärer drog sig tillbaka och lämnade luckor i landformer som sedan fylldes med vatten. Slutligen är oxbowsjöar flodsjöar, som uppstår när en vandrande flodböj skärs av från huvudkanalen. [2]
Alla sjöar och reservoarer får nederbörd. Eftersom dessa system inte riktigt expanderar är det logiskt att anta att de kommer att bli mer och mer grunda för att så småningom bli våtmarker eller markvegetation. Varaktigheten av denna process bör bero på kombinationen av sedimentationsnivå och djup. Mossa [5] ger exemplet Tanganyikasjön, som når ett djup av 1500 m och har en sedimentationshastighet på 0,5 mm/år, vilket tyder på att om sediment avsätts utan antropogent ingripande bör detta system försvinna inom cirka 3 miljoner år. [5]
Svaveldioxid och kväveoxider kommer naturligt från vulkaner , organiska föreningar i jord, våtmarker och marina system, men de flesta av dessa föreningar bildas från förbränning av kol, olja, bensin och smältning av malmer som innehåller svavel. [3] Dessa ämnen bryts ner i luftfuktigheten och kommer in i stillastående system via surt regn. [1] Sjöar och dammar som innehåller en bas rik på karbonater har en naturlig buffert som resulterar i ingen förändring i pH. System utan denna bas är dock mycket känsliga för syratillsatser eftersom de har låg neutraliseringsförmåga, vilket resulterar i pH-fall även med små mängder syra. [3] Vid pH ≈ 5-6 förstörs många arter av alger och biomassan minskar, vilket leder till en ökad vattengenomskinlighet - ett karakteristiskt drag för oxiderade sjöar. När pH blir lägre minskar hela faunan i mångfald. Den viktigaste egenskapen är förstörelsen av fiskens reproduktion. Således består befolkningen i slutändan av ett fåtal, gamla individer som så småningom dör och lämnar system utan fisk. [2] [3] Surt regn har varit särskilt skadligt för sjöar i Skandinavien, västra Skottland, västra Wales och norra östra USA.
Eutrofa system innehåller höga koncentrationer av fosfor (~30 +µg/L), kväve (~1500 +µg/L), eller båda. [2] Fosfor kommer in i stillastående vatten från avloppsvatten, från råavlopp eller från avrinning av jordbruksmark. Kväve kommer främst från jordbruksgödsel i avrinning eller urlakning och efterföljande grundvattenavrinning. Denna ökning av näringsämnen som krävs av primärproducenter leder till en massiv ökning av växtplanktontillväxt, vilket kallas en planktonblomning. Denna blomning minskar vattengenomskinlighet, vilket resulterar i förlust av undervattensväxter. På grund av minskningen av livsmiljöns struktur finns det negativa effekter på de arter som använder den för reproduktion, mognad och liv. Dessutom resulterar en stor mängd kortlivat växtplankton i att en stor mängd död biomassa avsätts på botten. [5] Bakterier behöver en stor mängd syre för att bearbeta detta material, vilket leder till en minskning av syrekoncentrationen i vattnet. Detta är särskilt uttalat i skiktade sjöar, där termoklinen hindrar syrerikt vatten från att blandas vid ytan med lägre nivåer. Låga eller anoxiska tillstånd förstör förekomsten av många taxa som inte är fysiologiskt toleranta mot dessa tillstånd. [2]
Aggressiva arter har introducerats i stillastående system genom riktade åtgärder (t.ex. försörjningsprojekt och genom livsmedelsarter) samt oavsiktliga händelser (t.ex. i barlastvatten). Dessa organismer kan påverka infödda genom att tävla om byte eller livsmiljö, predation, modifiering av livsmiljöer, hybridisering eller införandet av skadliga sjukdomar och parasiter. [13] När det gäller en inhemsk art kan inkräktare orsaka förändringar i storlek och åldersmönster, distribution, täthet, befolkningstillväxt och kan till och med driva en population till utrotning. [2] Exempel på berömda inkräktare av stillastående system inkluderar zebramussla och havsnög i de stora sjöarna .