A tavak vizei - Termikus és biológiai tótípusok - A tavak fejlődése, pusztulása

A TAVAK VIZEI - TERMIKUS ÉS BIOLÓGIAI TÓTÍPUSOK - A TAVAK FEJLŐDÉSE, PUSZTULÁSA

A tavak vízbevétele a felszíni és felszín alatti hozzáfolyásból, valamint a csapadékból tevődik össze. A kiadási oldalon a felszíni és a felszín alatti lefolyást a párolgás egészíti ki. Mindezek együttes hatása szabja meg a tó víztömegének változását.

A felszín alatti hozzá-, illetve elfolyás nehezen határozható meg. Egy rövid időszakra (pl. egy nagyobb csapadékot követő áradás idején) azonban eltekinthetünk ezek arányának változásától, sőt a párolgástól is. Így a négy tényezőjének vizsgálata világossá teszi, hogy a növekvő hozzáfolyás és a csapadék hatására megnő ugyan a lefolyás is, de azok összmennyiségénél kisebb mértékben. A különbözet a tó víztömegét növeli. A tavaknak tehát lefolyást mérséklő, sőt azt késleltető hatásuk van. Az átfolyásos tavak olyan jelentős mértékben csillapítják az átmenő folyók vízszint- és vízhozam-ingadozását, hogy azáltal a környezetük ökológiai viszonyaira is érdemleges hatást gyakorolnak. A völgyzáró gátakkal létesített víztározók építésekor sokszor éppen a folyók vízjárásának megváltoztatása a fő cél.

A vízháztartást szabályozó tényezők megléte vagy hiánya alapján történik a tavak egyik legalapvetőbb csoportosítása. Az átfolyásos tavaknak egyaránt van felszíni hozzá- és lefolyása. Az utóbbi hiánya esetén beszélünk lefolyástalan, illetve végtavakról. A két fogalom nem teljesen azonos, mert a végtó kifejezés feltételezi a felszíni hozzáfolyás meglétét. A lefolyástalan tó viszont anélkül is kialakulhat, pl. a magasra emelkedő talajvízből (gyakori ez szélfújta mélyedések tavainál). A források feltörési helyén létrejövő tavakat forrástavaknak hívjuk (pl. Hévízi-tó).

Hőháztartás

A tavak vizének energiabevétele döntően a rövidhullámú napsugárzásból származik, de a hőháztartást más tényezők is befolyásolják. A kiadási oldalon főként a párolgás és a hosszúhullámú sugárzás szerepel. A tófenék és a víz közötti hőátadás általában jelentéktelen, az ún. advektív hőtranszport (a tavon átfolyó víztömeg hőszállítása) pedig esetleges, csak az erőteljes átfolyású tavak esetén lényeges. A hővezetés hatása is alárendelt. A vízfelszínre érkező sugárzás sorsát döntően befolyásolja a sugarak beesési szöge. A sugárzásnak a beesési szögtől függő kisebb-nagyobb része ugyanis visszaverődik, és így a víz hőmérsékletének emelésében nincs jelentősége. A vízbe jutó sugarak még átlátszó víz esetén is viszonylag gyorsan elnyelődnek (10 m mélyre a sugárzás 18%-a jut el).

A tavak vize tehát a felső rétegben melegszik fel először, és mivel a melegebb víz sűrűsége kisebb, annak hőmennyisége csak hővezetéssel és a hullámzás keverő hatására juthat az alsóbb rétegekbe (a legfelső vékony rétegben létrejöhet az ún. termohalinás konvekció (a melegedő vízfelszín erősödő párolgása miatt sótartalma, és így sűrűsége megnő, és részecskéi helyet cserélhetnek az alatta lévőkkel), mely azonban alárendelt jelentőségű és vékony sávra kiterjedő folyamat.)

A mélyebb tavak felmelegedésekor kialakul egy magasabb hőmérsékletű felső vízréteg, amelynek vastagsága tartós hőbevétel esetén fokozatosan nő. A hideg, mély víz felé az átmenet viszonylag szűk sávban történik, ahol a hőmérsékleti gradiens olyan meredek, hogy ugrórétegnek nevezik. A felmelegedett tóvízben jellegzetes stabil hőmérsékleti rétegződés alakul ki: felül könnyű meleg, alul sűrű hideg vízzel. Ha a felszín hűlni kezd, a csökkenő hőmérsékletű víz lesüllyedve helyet cserél az alatta lévő viszonylag melegebbel, tehát cirkuláció indul meg. Ez a víz hűlése folyamán egyre nagyobb mélységekig terjed ki, és addig tart, amíg az egész víztömeg hőmérséklete +4 °C-ra csökken (ekkor a tó egész víztömege azonos hőmérsékletű (homotermia). További hőcsökkenés esetén a felszíni víz már nem tud lesüllyedni, mert hőmérsékletével sűrűsége is csökken. Ha eléri a 0 °C-t, a felszín befagy, alatta pedig lefelé melegedő víz helyezkedik el (inverz hőmérsékleti rétegződés).

A tó befagyása többnyire nyugodt vizű öblök zugaiban indul meg, itt ugyanis a hullámzás keverő hatása kevésbé érvényesül. A jég innen terjeszkedik a tó belső része felé (erős lehűlés és sima víztükör esetén egyetlen éjszak is elég lehet a tó "beállásához". A jég szigetelő hatása miatt "hízása" elég lassú. Az olvadás jellegzetessége, hogy a jégpáncél a hőmérséklet emelkedésekor viszonylag hosszan megmarad, jóllehet közben kásássá válik. Ha viszont valahol felszakad, az újra meginduló hullámzás miatt gyorsan eltűnik.

Melegedés esetén újra cirkuláció kezdődik a tóban, amely újabb homotermia beállásáig tart, azután már a tovább melegedő felszíni víz nem tud lesüllyedni, és lassan újra felépül a stabil nyári rétegzés.

Termikus tótípusok

A tóvíz hőmérséklet-változásának eltérő évi menete lehetővé teszi, hogy a tavak között hőmérsékletjárásuk alapján különböző típusokat különítsünk el. Ezek az ún. hőmérsékleti tótípusok a Földön jellegzetes, a földi zonalitáshoz illeszkedő elterjedést mutatnak.

Azoknak a tavaknak a vize, amelyek hőmérséklete a fent leírt "egész utat bejárja", az év folyamán kétszer teljesen átkeveredik: hűlés esetén +4 °C eléréséig, a melegedési fázisban 0 és +4 °C között. Ezek az ún. dimiktikus tavak a mérsékelt övek jellegzetes tótípusai.

Ha a tóvíz hőmérséklete soha nem süllyed +4 °C alá, akkor évente csak egyszer, a lehűlési fázisban keveredik át. Hasonló a helyzet a +4 °C-nál mindig hidegebb tavakban, ott az átkeveredés a melegedési szakaszban következik be. Ezek az egyszer átkeveredő (monomiktikus) tavak tehát két - hideg és meleg - altípusba sorolhatók. A hideg tavak a poláris, szubpoláris területek, a rövid és hűvös nyarú tundrák jellemzői. A meleg monomiktikus altípus viszont a meleg-mérsékelt és szubtrópusi vidékeken fordul elő.

Az évente többször átkeveredő (polimiktikus) tavak a trópusok egyperiódusú (nyári) esőkkel jellemzett területein általánosak. Ott a száraz évszakban az erős hosszúhullámú sugárzás miatt olyan jelentős a felszíni vízrétegek napi hőingadozása, hogy - különösen erős légmozgás esetén - a nem túl mély tavak szinte naponta átkeverednek (meleg polimiktikus tavak). Az átmelegedés a trópusi magashegységek tavaiban is igen gyakori. Itt az állandó viszonylag alacsony hőmérséklet teszi ezt lehetővé. Az ilyen tavakban nincs jelentős sűrűségkülönbség, és főleg száraz éghajlaton az éjjeli órákban teljes cirkuláció következik be (hideg polimiktikus tavak) - pl. Titicaca-tó.

Ha a tavak egész víztömege állandóan magas hőmérsékletű, mert környezetük nagy páratartalmú és kis hőingadozású, hosszú időre igen stabil rétegződés alakulhat ki bennük, és alig fordul elő átkeveredés (oligomiktikus tavak). Ezek az Egyenlítő vidékén jellegzetesek.

Soha át nem keveredő tavak (amiktikus). Az eljegesedett területek állandóan befagyott, illetve a száraz vidékek tavai tartoznak ide. Utóbbiaknál a lefelé növekvő sótartalom olyan sűrűségkülönbséget okoz, hogy lehetetlenné válik a cirkuláció. A sós fenékvizű mély tavaknál a vízcsere a nagyobb mélységekben általában nem következik be. A Tanganyika-tó 200 m-nél mélyebb részein, pl. a keveredés hiányában egyáltalán nincs oxigén.

A keveredés hullámzás hatására is bekövetkezhet. Sekély tavakon a hullámzás keverő hatása miatt tartós hőmérsékleti rétegződés nem is jöhet létre, és így a víz oxigénellátottságában sem lehetnek a mély tavakat jellemző különbségek. A szél hatására történő átkeveredés a nagyobb vízfelszínű, így erősebben hullámzó tavakon mélyebb szintekig érvényesül. A hullámzás hatásosságát a tó hőmérsékleti állapota is befolyásolja. A homotermiához közel álló esetekben a keveredés könnyebb. Erős stabil rétegzés, fejlett ugróréteg viszont csökkenti a keveredési mélységet. Magyarország természetes tavai olyan sekélyek, hogy tartós hőmérsékleti rétegződés hiányában vizük átkeverését a hullámzás végzi. A tavi cirkuláció és a víz hőmérséklete hatással van a tó oxigén- és tápanyag-ellátottságára, így a vízi életre és azon keresztül a tó fejlődésére is.

Biológiai tótípusok

Nemcsak a tóvíz tulajdonságai meghatározóak az élővilágra, hanem a tavi élet is visszahat arra, így függőségük kölcsönös. Ha egy tóban a feltételek (hőmérséklet, oxigén, tápanyagok stb.) megfelelőek, akkor ott az élet mindjobban elburjánzik, ami viszont egy idő után az életfeltételek romlásához vezet (csökkenő tápanyagmennyiség, bomlástermékek túlzott növekedése). Az élő anyag mennyisége csökken, sőt az élet meg is szűnhet. Ha a vízi élet és a feltételek legalább közelítő egyensúlyban vannak, úgy harmonikus tavakról beszélünk. Az egyensúly tartós és lényeges megbomlása diszharmonikus tótípusok kialakulásához vezet. A harmonikus tavaknak két fő típusa van:

Oligotróf tavak: tápanyagban szegény, kevés szerves anyagot termelő állóvizek. Rendszerint mélyek és többnyire fiatalok, a szervesanyag-termelés szűk parti sávra korlátozódik. A gyér élővilág miatt az elpusztult szervezetekből csak kis mennyiségű organikus anyag halmozódik fel a fenéken. Annak jelentős része már a fenékre süllyedés közbe elbomlik, így a tó vizének oxigénellátottsága még a nyári stagnáló periódusban is bőséges és az egyes rétegekben egyenletes. Ezeknek a tavaknak a vize kékes vagy zöldes színű, és általában átlátszó. Ezek a legátlátszóbb tavak. Esetenként hőmérsékleti vagy kőzettani okokból sekély tavak is lehetnek oligotrófok. Ez főleg akkor fordul elő, ha a víz nagyon hideg, vagy az anyakőzet tápanyagszegény (pl. lappföldi tavak).

Eutróf tavak: az oligotróf tavak természetes fejlődése ebbe az irányba tart. A tápanyag-ellátottság bőséges, a szervesanyag-termelés nagy. A fenékre kerülő elhalt szervezetek bomlása, valamint a bemosódó humusz jelentős oxigénmennyiséget fogyaszt, így az oxigénellátottság romlik. A nyári stabil hőmérsékleti rétegződés idején csak az epilimnion jut a levegőből oxigén-utánpótláshoz, az ugróréteggel elzárt hipolimnion oxigéntartalma csökken, lefelé növekvő mértékben. Az erősen algásodott tavak felsőbb zónájában nyáron olykor oxigén-túltelítettség is kialakulhat, aminek ugyancsak számos kedvezőtlen hatása van (pl. a halak számára a buborékképződés miatt). Az eutrofizáció természetes folyamatát felgyorsíthatják a társadalmi hatások (pl. szennyvizek tóba vezetése, műtrágyák bemosódása). Különösen a foszfátok és a nitrátok növelik a szervesanyag-termelést (algásodás, hínárosodás), és a fenék szerves üledékekkel való feltöltődését is gyorsítják. A többnyire zavaros vizű, rendszerint nem túl mély eutróf tavakban a vízi élet egy bizonyos ponton csökkenni kezd, és a tó diszharmonikussá válik. A diszharmonikus tavak élőlényekben szegények, a szervesanyag-termelés minimális, a víz pH-értéke általában alacsony. Feneküket vastagon borítja a tőzegsár. A bemosódó humusztól vizük rendszerint sötétbarna, oxigénkészletük nyáron teljesen elhasználódhat.

A tavak fejlődése (pusztulása)

A tavak rövid életű, átmeneti képződmények. Megszűnésüknek két alapos oka lehet: vagy egyszerűen a vizük tűnik el a medencéből, vagy maga a medence semmisül meg. A medence megszűnése is kétféle módon következhet be: lecsapolódik, vagy feltöltődik.

A víz eltűnése leggyakrabban éghajlatváltozás következménye. Lokálisan más, véletlenszerű események is a tavak vízvesztését okozhatják: pl. karsztos mélyedések tavaiban föld alatti lefolyás következhet be. Megtörténhet, hogy a tavat tápláló vízfolyás valamilyen okból megváltoztatja futásirányát, és vize nem jut el a tóba. Talajvízszint-csökkenés is a tó kiszáradásával járhat.

A tómedence lecsapolódásának "klasszikus" módja, ha a tó vizét levezető folyó völgymélyítő tevékenysége mindjobban hátrálva eléri, és fokozatosan úgy bepréseli a tó peremét, hogy annak vize a bemélyedő völgyön át lefolyik, és egyszersmind maga a zárt medence is megsemmisül. A harmadidőszakból és a pleisztocénból számos ilyen típusú lecsapolódásról vannak adatok Afrikából.

Gyakran szűnnek meg lecsapolódással kártavak is, mert a kárlépcsőt beréselő patakok megszűntetik e kis medencék zártságát. A lecsapolódás veszélye fenyegeti az Ontario-tavat is a Niagara hátrálása miatt.

A tó vizének jelentős emelkedése is előidézhet lecsapolódást. A magasabbá váló vízszint túlcsordulhat, és ezzel gyorsíthatja a lecsapolódás ütemét. Gyakori vég ez a csuszamlással elgátolt medencék esetén. A hepe-tavat tápláló forrás vize túltöltheti a mélyedést, és ezzel megindíthatja annak lecsapolódását.

A tómedencék feltöltődése kialakulásukkal egyidejűleg megkezdődik. Mivel a medence létrejötte általában időben elhúzódó folyamat, formálódása, pl. egy süllyedéktó esetén akár a tó teljes élettartama alatt folytatódik, ezért a tó kialakulása és pusztulása időben nem is választható el egymástól.

A feltöltődés részben a tóba érkező vízfolyások és a szél hordalékszállítása révén, részben a tavi élet hatására történik. Az előbbi zömmel szervetlen, utóbbi döntően organikus üledékképződéssel jár. Hatásukat a tóvíz mozgása - elsősorban hullámzása - révén bekövetkező partfejlődés egészíti ki.

A vízfolyások feltöltő hatása: A tóba torkolló folyó általában deltát épít, mert a tavi vízmozgás rendszerint nem elég erős a hordalék elszállításához. A tavi deltaképződés mechanizmusa hasonló a tengerparti deltákéhoz, üteme pedig azokénál nagyobb is lehet. Megtörténhet, hogy a tóba nyúló delta kettéválasztja a korábban egységes medencét. A folyók finom lebegő hordaléka csak lassan ülepszik le a tavakban (főleg az édesvizű tavakban, mert itt nem jelentkezik a sós víz kicsapó hatása), és az áramlások révén a tó csaknem minden részébe eljuthat. Így az a képződő fenéküledék fontos összetevője. A feltöltődés e típusa, amely a delták révén a tó felületét, fenéküledékével annak mélységét csökkenti, a tápláló folyók hordalékhozamától függő sebességgel működik, és igen jelentékeny lehet.

Az élővilág szerepe a feltöltődésben: A tavi élővilág közvetlenül, bomló testanyagának felhalmozódásával és közvetve, az élettevékenysége révén a vízből kiválasztott anyagokkal (pl. tavi kréta) járul hozzá a tó feltöltődéséhez.

A tó eutrofizációjával az élővilág feltöltő hatása gyorsul. A növekvő tápanyagmennyiség hatására nő a biomassza-produkció, és így a fenékre jutó szerves anyag tömege is. A keletkező üledék jellege (és mennyisége) egy tavon belül is változatos, döntően a vízmélység (partközelség) függvénye. A nagy testtömegével a feltöltődésben vezető szerepet játszó növényzet vízmélységtől függő zonációja az üledékképződésben is hasonlóan sávos elrendeződést hoz létre.

A tóvíz mozgása és a medencealakulás: A tavi hullámzás partformáló hatása hasonló a tengeri hullámokéhoz. Magas és meredek partszakaszok mély vize főleg az abrázió révén termel a tóba kerülő törmeléket, és azzal egyidejűleg a víz szintjében keskenyebb-szélesebb abráziós síkot dolgoz ki. A vízszint csökkenése vagy a part emelkedése az abráziós síkokból tavi szinlőket teremt, amelyek a tó fejlődéstörténetének megrajzolásában döntő szerepet játszanak.

A lapos tópartra kifutó hullámok turzásrendszereket építenek, és a turzások közti kapuk bezáródásával lagúnák alakulnak ki, amelyek feltöltődése (berekképződés) ezután még inkább felgyorsul. Turzások révén főleg a parti öblök fűződnek le, így képződésük a tópart kiegyenesedésével jár.

A tómedence feltöltődésében részt vevő folyamatok előbb-utóbb annyira elsekélyesítik a tó vizét, hogy a fenékhez rögzülő növényzet már mindenütt képes megtelepedni. Ez ún. fertő állapot. Ha a különböző parti társulások - amelyek már a fertőkben is jelentős terjedelműek - nyílt vízzel szemben túlsúlyra jutnak, mocsárról beszélünk. A fejlődés következő foka a láp. A lápokban már csak kisebb foltokban csillan meg a nyílt víztükör. Lassan a tőzeges aljzatot teljesen belepi a növényzet, és a nedves lápréten előbb-utóbb a fák is megjelennek. Az erdő kialakulásával utolsó szakaszához érkezik a feltöltő szukcesszió, a tó megszűnik.

Száraz területeken a tópusztulás iránya és jellege ettől eltérő. Itt a növényzet szerepe alárendelt. Ez egyrészt a víz növekvő sótartalmának, másrészt annak a következménye, hogy a víz eltűnése után a száraz körülmények nem teszik zárt vegetáció fennmaradását. A szélsőségesen ingadozó vízszint miatt a tó alakja, helyzete változik, mérete pulzálva csökken, időnként kiszárad, és helyén felrepedező sós agyag- vagy iszapfelszín marad.

A mocsarak és a lápok a tófejődés folyamatába illeszkedő képződmények, de ritkábban önállóan - tavaktól függetlenül is - létrejönnek. Előfordulhat, hogy igen lapos medencékben eleve mocsár képződik, és viszonylag hosszú időn át fennmarad. Ilyen elsődleges mocsarak főként terjengős síksági vízválasztók vidékén gyakoriak. Később ezek a mocsarak is elláposodhatnak. Ha a lápokban tápanyaghiány vagy a vízszint süllyedése miatt alacsonyabb rendű növények váltak uralkodóvá, és köztük túlsúlyra jut a tőzegmoha, a láp jellege megváltozik. A tőzegmoha szivacsként szívja testébe a vizet, és pusztulása után az új mohageneráció annak felszínére telepszik. Így a láp felszíne emelkedni kezd, és a síkláp fokozatosan dagadóláppá alakul. Dagadólápok önállóan is kialakulnak, ha az éghajlati körülmények alkalmasak.

 
 

© 1999-2005 BEBTE www.bebte.hu