Озеро
О́зеро, природный водоём суши в естественной котловине, заполненной водными массами с замедленным водообменом и не имеющий прямой связи с морем (океаном). Образуется в случае, когда приток воды в котловину превосходит потери её на испарение, отток и фильтрацию.
Общие сведения
Озёра повсеместно распространены на территории суши. Всего на Земле 8,45 млн озёр с площадью более 0,01 км2, их общая площадь 2,7 млн км2, рассчитанный суммарный объём воды 179,6 тыс. км3 (Рянжин. 2005); из них свыше 30 % находится в России (2,7 млн), общая площадь озёр около 400 тыс. км2, объём воды свыше 26,5 тыс. км3. По уточнённым оценкам (Downing et al. 2006), на поверхности суши насчитывается около 304 млн постоянных водоёмов (в том числе небольшие озёра и пруды площадью от 0,001 км2) общей площадью 4,2 млн км2, из которых на собственно озёра приходится 3,45 млн км2. Озёра очень неравномерно распределены по территории суши. Наибольшая озёрность (отношение площади озёр к общей площади суши) характерна для районов древнего оледенения с повышенным увлажнением: северные районы Евразии (Карелия, Западная Сибирь севернее 56° с. ш., Северо-Сибирская, Центральноякутская, Яно-Индигирская и Колымская низменности; Балтийское поозерье, включающее северную часть Германии, Прибалтику, южные районы Швеции и Финляндии, Мазурское поозерье в Польше) и Северной Америки (широкая дуга вокруг Гудзонова залива в Канаде и США). Озёрность Финляндии составляет 9,4 %, Швеции – 8,6 %, России – 2,1 %. В России самая высокая озёрность на Кольском полуострове (6,3 %), в Карелии и на северо-западе Европейской части (5,4 %), на Западно-Сибирской низменности (4,3 %). Наибольшее количество крупных озёр (площадь свыше 100 км2) сосредоточено в Африке, Азии и Северной Америке. Самое большое по площади озеро в мире – Каспийское море, оно же крупнейшее по объёму воды. Из пресноводных самое большое – Верхнее, а наибольший объём сосредоточен в Байкале, самом глубоком озере в мире. На долю Байкала приходится около 20 % мировых и более 85 % российских запасов поверхностной пресной воды.
Типы озёр по происхождению котловин
Озёрные котловины возникают в результате рельефообразующих процессов и подразделяются на тектонические, вулканические, метеоритные (в местах падения метеоритов), завальные, ледниковые (приледниковые, троговые, каровые, эрозионные, моренные, остаточные – сохранившиеся со времён таяния покровного оледенения), провальные (карстовые, суффозионные, термокарстовые в многолетнемёрзлых грунтах), речные (старицы, дельтовые), морские (отчленённые от моря или озера грядой наносов – пересыпью, косой), некоторые из них называют лагунами или лиманами и считают морскими заливами.
Возраст древнейших озёр составляет миллионы лет. Большинство ледниковых озёр возникло около 10 тыс. лет назад в конце последнего оледенения. Котловины озёр других типов имеют возраст несколько сотен лет и продолжают возникать. Многие озёра, соединённые короткими и многоводными в течение всего года протоками и реками, образуют озёрные системы: Великие озёра на границе Канады и США; в верховьях Нила – Виктория, Кьога, Альберт и Эдуард; Великие озёра Европы (Сайма, Онежское, Ладожское, Ильмень, Чудско-Псковское) и др.
Озёра подразделяются по размеру на очень большие (площадь свыше 1000 км2), большие (101–1000 км2), средние (10–100 км2) и малые (менее 10 км2); по постоянству – на постоянные и временные; по характеру водообмена – на сточные (Байкал, Онежское, Ладожское и др.), в том числе проточные, через которые осуществляется транзитный сток (через Женевское озеро протекает Рона; через Боденское – Рейн; через Сарезское – Мургаб и др.), и бессточные (Каспийское море, Балхаш, Иссык-Куль, Чад, Титикака и др.).
Крупнейшие озёра мира
Озеро | Площадь, тыс. км2 | Максимальная глубина, м | Объём, км3 | Тип водообмена |
Евразия | ||||
Каспийское море* | 3901/3802/3703 | 1025 | 78 0001/73 8002/73 6003 | Бессточный |
Байкал | 31,7 | 1642 | 23 600 | Сток в реку Ангара |
Балхаш** | 18,2 | 26,5 | 105 | Бессточный |
Ладожское | 17,9 | 230 | 838 | Сток в реку Нева |
Тонлесап** | 2,7–16,0 | 12 | 40–65 | Сток в реку Меконг |
Онежское | 9,63 | 127 | 295 | Сток в реку Свирь |
Иссык-Куль | 6,24 | 702 | 1738 | Бессточный |
Африка | ||||
Виктория | 68,9 | 92 | 2700 | Сток в реку Виктория-Нил |
Танганьика | 32,0 | 1470 | 17 800 | Сток по реке Лукуга в реку Конго |
Ньяса (Малави) | 29,5–30,8 | 706 | 7800–8400 | Сток по реке Шире в реку Замбези |
Чад** | 7,0–25,9 | 12 | 31,3–59,0 | Бессточный |
Бангвеулу** | 4,0–15,0 | 10 | 5,0 | Сток по реке Луапула в реку Конго |
Северная Америка | ||||
Верхнее | 82,4 | 406 | 12 220 | Сток по реке Сент-Мэрис в озеро Гурон |
Гурон | 59,6 | 228 | 3540 | Сток по реке Сент-Клэр и реке Детройт в озеро Эри |
Мичиган | 58,1 | 281 | 4870 | Сток в озеро Гурон |
Большое Медвежье | 31,3 | 446 | 2240 | Сток по реке Большая Медвежья в реку Маккензи |
Большое Невольничье | 28,6 | 614 | 2090 | Сток в реку Маккензи |
Эри | 25,8 | 64 | 458 | Сток в реку Ниагара |
Виннипег | 23,8–24,54 | 18–194 | 284–2984 | Сток в реку Нельсон |
Онтарио | 19,0 | 244 | 1638 | Сток в реку Святого Лаврентия |
Южная Америка | ||||
Маракайбо | 13,2 | 60 | 280 | Сток в Карибское море |
Патус** | 9,85–10,1 | 5 | 29,6–50,7 | Сток в Атлантический океан |
Титикака | 8,37 | 304 | 893 | Бессточный |
Австралия | ||||
Эйр-Норт | 9,69 | 20 | 30,1 | Бессточный |
* При уровне: 1 −27,0 м, 2 −28,1 м (2019), 3 −28,4 м (2021); 4 в составе водохранилища.
** Размеры сильно изменяются; остальные озёра – по (Реки и озёра мира. 2012), (Михайлов и др. 2008), базе данных World Lake.
Морфология и морфометрия озёр
Главные морфологические элементы озёр: озёрная котловина с береговой областью и ложе (чаша) озера, непосредственно занятое водой. В зависимости от глубины и рельефа дна в озёрах выделяют две зоны: прибрежную мелководную литораль, подверженную волнению, и глубоководную профундаль (пелагиаль), отделённую подводным откосом (сублитораль). По морфологическим признакам литораль делят на две подзоны: абразионную отмель (пляж), сложенную крупнозернистым песком, гравием, галькой с валунами, и аккумулятивную отмель, которая формируется перемытыми волнением грунтами абразионного берегового обрыва, состоящими преимущественно из разнозернистого песка. Под действием различных факторов (приточные воды, ветер, волнение, течения, жизнедеятельность организмов и др.) происходит преобразование озёрной котловины, формирование берегов, накопление донных отложений.
Основные морфометрические характеристики озера: площадь водной поверхности, объём воды, длина береговой линии (проведённой по урезу воды), длина (кратчайшее расстояние по поверхности вдоль оси озера между наиболее удалёнными точками берега) и ширина (расстояние между противоположными берегами по линии, перпендикулярной оси озера), максимальная и средняя глубина (отношение величины объёма озера к площади его поверхности). Все эти характеристики зависят от высоты стояния уровня воды в озере.
Водный баланс
Главные составляющие приходной части водного баланса озера – атмосферные осадки, поверхностный и подземный приток с водосбора, конденсация водяного пара на поверхность; расходной части – поверхностный отток, фильтрация (подземный отток) воды, испарение с водной поверхности. Когда сумма приходных составляющих водного баланса превышает сумму расходных, происходит накопление вод в озере, его объём увеличивается, а уровень воды растёт. Если приходная часть меньше расходной, объём воды уменьшается, уровень воды в озере снижается. Особенно ярко это проявляется в бессточных озёрах. Географическая зональность и высотная поясность определяют объём и режим притока воды в озеро, а также его водообмен с атмосферой, который характеризуется величиной «видимого» испарения (превышением испарения с поверхности озера над количеством выпадающих на неё атмосферных осадков). Для районов с достаточным или избыточным увлажнением характерны сточные озёра, для аридных – бессточные. В водном балансе и гидрологическом режиме озёр выделяется азональный гидрографический фактор – величина удельного водосбора или соотношение площади водосбора озера к площади его водной поверхности. Существование бессточных озёр в условиях достаточного увлажнения возможно при малых значениях удельных водосборов, а в засушливых – при больших.
Водные массы озёр
Массы воды в озёрах, обладающие достаточно большим объёмом, сформировавшиеся в течение длительного периода времени и характеризующиеся однородными физическими, химическими и биологическими свойствами, носят название водных масс озёр.
По генезису выделяются первичные (формируются на водосборах и поступают в озёра со стоком рек) и основные водные массы озёр (формируются в самих озёрах). Основная водная масса в отдельные сезоны подразделяется на поверхностную (наиболее прогретую), промежуточную (в слое скачка), глубинную (наиболее мощный и относительно однородный слой более холодной воды) и придонную (узкий слой воды у дна). Водные массы озера взаимодействуют между собой, образуя зоны смешения.
Аккумуляция вещества и энергии
Благодаря замедленности водообмена озёрные экосистемы обладают важнейшим экологическим свойством накапливать вещество и энергию. Поглощение солнечной радиации при фотосинтезе органического вещества водными растениями обеспечивает энергией биологическую продуктивность и активную жизнедеятельность водных организмов, участвующих в утилизации аллохтонных (т. е. поступающих в озеро) загрязняющих веществ и способствующих самоочищению воды. Осаждение (седиментация) взвешенных аллохтонных и автохтонных (образовавшихся в озере) веществ обеспечивает формирование на дне органических и минеральных озёрных ресурсов. Накопление донных отложений ведёт к уменьшению глубины и сокращению продолжительности существования озёр.
Взаимодействие внутриводоёмных процессов с водосбором
Все процессы формирования водного, термического, химического и биологического режимов в озёрах, в отличие от океанов, зависят не только от их географического положения, но также от размера и природных условий их водосборов. Сток с водосбора определяет объём и состав речных водных масс, из которых образуется основная водная масса. Поэтому озёра делят на два географических класса: интразональные (водосбор целиком расположен в той же географической зоне, что и само озеро) и полизональные (водосбор находится в нескольких географических зонах или высотных поясах). Влияние процессов формирования стока на водосборе озера на его экосистему настолько сильно, что в озероведении введено понятие «водосбор – водоём – единая природная система». В свою очередь, в каждом озере происходит сильнейшая трансформация водного режима питающей его реки (или рек) и состава речной воды. Поэтому вытекающие из озера реки называют озёрными со сглаженными половодьем и паводками (или с полным их отсутствием) и с полноводными руслами в меженные периоды.
Озёра как регуляторы речного стока
Накапливая воды, поступающие с их водосборов и постепенно расходуя их в вытекающие озёрные реки, озёра регулируют речной сток. В связи с интенсивным использованием ежегодно возобновляющихся на водосборах водных и гидроэнергетических ресурсов речного стока во многих странах возрастает число зарегулированных гидроузлами озёр. Для этого, сооружая плотину ниже истока озёрной реки, поднимают уровень воды в обширной озёрной котловине на несколько метров, создавая очень большой полезный объём озёрного водохранилища (Иркутское водохранилище с Байкалом, Верхнесвирское водохранилище с Онежским озером, Бухтарминское водохранилище с озером Зайсан, Виннипег с гидроузлом на реке Нельсон, Онтарио с гидроузлом Ирокуэй на реке Святого Лаврентия, Виктория с гидроузлом Оуэн-Фолс на реке Виктория-Нил, имеющее самый большой в мире полезный объём – 204,8 км3).
Важнейшие процессы в озёрах
Озеро представляет собой не только скопление воды в котловине, но и место обитания гидробионтов: бактерий, растений и животных, планктона и бентоса, рыб. Поэтому в озероведении озеро рассматривается как водная экосистема, в которой вода, минеральные и органические вещества (растворённые и взвешенные) тесно взаимосвязаны с живыми организмами процессами обмена веществ и энергии. Совокупность этих процессов определяет формирование химического состава водных масс и донных отложений, качество воды и биологическую продуктивность озера.
Колебания уровня воды
Колебания уровня воды – важнейшая характеристика водного режима озера (закономерные изменения уровня воды, площади, объёма вод, характеристик течений и волнения). Они бывают связаны как с изменениями объёма водной массы озера (объёмные колебания), так и с нарушением горизонтальной поверхности озера (деформационные колебания). Объёмные, или воднобалансовые, колебания уровня, как правило, связаны с климатическими причинами (изменениями составляющих водного баланса) и подвержены вековым, многолетним и сезонным изменениям. Деформационные колебания обусловлены воздействием ветра и имеют кратковременный характер.
Вековые и многолетние колебания уровня озера связаны главным образом с климатическими изменениями и оказывают наиболее сильное воздействие на экосистему озера. Они наиболее заметны у бессточных озёр, расположенных в аридных регионах (Каспийское и Аральское моря, Балхаш, Чад). В период засухи озёра (особенно небольшого размера), израсходовав накопленную за многоводный период воду, могут пересыхать, временно превращаясь в солончаки и такыры. Сезонные колебания уровня озера также связаны с изменениями составляющих водного баланса в течение года. В многоводную фазу водного режима (весеннее таяние снега, воды с ледников, дожди) приток воды в озеро существенно увеличивается, вызывая повышение уровня. В маловодную фазу, когда приток воды становится меньше стока, уровень воды закономерно снижается. Кратковременные колебания уровня озера могут быть обусловлены изменениями атмосферного давления, сгонно-нагонными явлениями, сейшами. При длительном устойчивом ветре на поверхности озера может возникать перекос – повышение уровня у наветренного берега (нагон) и понижение – у подветренного (сгон). На обширных и мелководных озёрах повышение поверхности воды у нагонного берега может достигать 1–1,5 м. После прекращения воздействия ветра в озере могут возникать постепенно затухающие колебательные движения – сейши, при которых водные массы озера стремятся вернуться в состояние равновесия.
Течения
Динамика вод озёр, в отличие от рек, зависит от вертикального и горизонтального распределения плотности воды. В озёрах уклоны водной поверхности в сотни раз меньше, чем в реках, поэтому скорость течений измеряется не в метрах в секунду, а в сантиметрах в секунду. Вследствие ослабленной турбулентности течений в озёрах возникает различие плотности воды между её слоями, называемое стратификацией водной толщи. Поэтому в озёрах наибольшую роль в перемешивании играет конвекция, возникающая, когда плотность воды верхнего слоя становится больше плотности подстилающего слоя. Основные причины возникновения течений в озёрах – ветер (дрейфовые, сгонно-нагонные, компенсационные, сейшевые течения), сток впадающих рек (гравитационные), неравномерное распределение температуры и минерализации воды (плотностные), изменения атмосферного давления (бароградиентные).
Волнение
Волнение на озёрах из-за их относительно небольших размеров развивается и затухает быстрее, чем на морях. Размеры ветровых волн зависят от скорости ветра, продолжительности его действия и разгона волны. На крупных озёрах максимальная высота волн может достигать 3–4 м (Ладожское озеро), а иногда 5–7 м (Каспийское море, озеро Мичиган). Волнение и ветровые течения приводят к динамическому перемешиванию воды в поверхностном слое озера.
Термический и ледовый режим
Термический режим озёр обусловлен приходом и расходом тепла во времени и распределением его в водной массе. Для нагрева воды в озере наибольшее значение имеет прямая и рассеянная солнечная радиация, поглощаемая водой в фотическом слое, в котором затухает солнечный свет. Толщина этого слоя очень изменчива (от дециметров до десятков метров), зависит от высоты Солнца над горизонтом, облачности и концентрации взвесей в воде. Охлаждение озера происходит при теплоотдаче в менее нагретый воздух (чем выше температура водной поверхности, тем интенсивнее происходит теплоотдача) и испарении. Перенос теплоты в глубины озера осуществляется двумя видами перемешивания – конвективным (вертикальный водообмен, связанный с разницей плотностей слоёв воды) и турбулентным (вызвано динамическим фактором – ветром, волнением, даунвеллингом, течениями).
В зимний период для озёр с устойчивым ледоставом, расположенных в умеренных широтах, характерна обратная температурная стратификация, при которой температура воды поверхностного слоя ниже (подо льдом близка к 0 °C), чем в глубинных слоях (около 3–4 °C). Весной, после вскрытия озёр ото льда, вода нагревается до 4 °C, плотность частиц воды возрастает и возникает свободная конвекция. Температура воды выравнивается сначала в поверхностном слое, а затем во всей толще озера (гомотермия). В крупных пресных озёрах весеннее нагревание воды в литорали происходит быстрее, чем в пелагиали. На границе этих зон появляется полоса воды наибольшей плотности (термический бар), в которой возникает даунвеллинг. Летом в озёрах устанавливается прямая температурная стратификация, при которой наиболее тёплым становится поверхностный слой воды (эпилимнион). Основная толща озёрных вод сохраняет относительно невысокую температуру (гиполимнион). Между этими слоями располагается слой температурного скачка (металимнион), в котором температура резко падает (от 1 до 10 °C на 1 м глубины), а плотность возрастает, что ограничивает перемешивание слоёв воды. Осенью поверхностный слой охлаждается, возникает активное конвективное перемешивание, которое приводит к гомотермии.
В озёрах тропических поясов почти весь год наблюдается прямая стратификация, сменяющаяся конвективным перемешиванием до дна лишь зимой при температуре наибольшей плотности озёрной воды (4 °C) (тропические озёра согласно термической классификации озёр). В полярных озёрах обратная стратификация сменяется полным перемешиванием водной толщи в короткое лето. Крупные озёра замерзают позднее рек из-за большого запаса теплоты в эпилимнионе, толщина которого осенью увеличивается благодаря конвекции, и частого волнения. Весной они вскрываются позднее, так как лёд медленнее тает в самих озёрах и только малая его часть выносится в реки. Соляные озёра зимой могут не замерзать при отрицательной температуре рапы, а летом нагреваться под поверхностным слоем пресной воды до 65 °C и более.
По характеру ледового режима озёра можно подразделить на четыре группы: без ледовых явлений, с неустойчивым ледоставом, с устойчивым ледоставом в зимний период и ледоставом в течение года (подлёдные озёра в Антарктиде). В условиях умеренного климата для озёр, как и для рек, характерны периоды замерзания (осенние ледовые явления), ледостава и вскрытия (весенние ледовые явления). Озёрный лёд обычно имеет слоистое строение – водный кристаллический лёд чередуется с водно-снеговым и снеговым.
Химический состав озёрных вод
Химический состав природных вод – комплекс минеральных и органических веществ, находящихся в воде в разных формах ионно-молекулярного и коллоидного состояния. Он тесно взаимосвязан с общим комплексом физико-географических условий и зависит от воздействия как прямых (атмосферные осадки, горные породы и минералы, почвы, подземные воды, живые организмы, сточные воды), так и косвенных факторов (климат, рельеф местности, растительность на водосборе, водный режим). В состав водных масс озёр входят ионы, диссоциированные молекулы, растворённые газы, минеральные и органические частицы (от коллоидных до крупных), водные организмы и их остатки (детрит). Минерализация (солёность) воды определяется суммарной концентрацией главных ионов (HCO3−, CO32−, SO42−, Cl−, Ca2+, Mg2+, Na+, K+) и изменяется от 0,1 ‰ в высокогорных озёрах до 300 ‰ и более в сильно минерализованных. Для разных географических зон свойственны воды типичных гидрохимических фаций. В озёрах тундры преобладают ионы HCO3− и SiO2, в лесной зоне – HCO3− и Ca2+, в степной – SO42− или HCO3− и Na+, в полупустынной и пустынной – Cl− и Na+.
По минерализации вод озёра подразделяют на пресные (или пресноводные) с солёностью менее 1 ‰ (Байкал, Онежское, Ладожское озёра и др.); солоноватые – от 1 до 25 ‰ (Каспийское море, Балхаш, Иссык-Куль и др.); солёные (или соляные) – 25–50 ‰ (иногда 50 ‰). Озёра с солёностью воды выше, чем в океане (35 ‰), называют минеральными (Мёртвое море, Баскунчак, Большое Солёное озеро), воду в озёрах с солёностью свыше 50 ‰ – рассолом. При высоких концентрациях солей воды озёр представляют собой растворы, близкие к насыщению или полностью насыщенные, в которых происходит кристаллизация солей и их выпадение в осадок на дно.
Кроме растворённых солей вода в озёрах содержит биогенные (соединения азота N, фосфора P, железа Fe, кремния Si и др.) и органические вещества, важные для развития гидробионтов. Однако их избыток нередко приводит к ухудшению качества воды в озере.
Газы N2, O2, CO2 проникают в озёра из атмосферы сквозь поверхностный слой воды и переносятся водными массами, образуются (такие как сероводород H2S в придонных слоях) и потребляются в них, а их избыток выделяется в атмосферу. От соотношения недиссоциированной и диссоциированной углекислоты, её бикарбонатных и карбонатных солей зависит кислотность или щёлочность воды (показатель pH). Окислительные и восстановительные процессы в водной толще и грунтах характеризует содержание кислорода, с одной стороны, сероводорода, метана и водорода, образующихся в донных илах, – с другой. Дефицит кислорода приводит к летним и зимним заморам рыб в гиполимнионе, гибели беспозвоночных. Используя биогенные элементы, водные растения (фотосинтетики) при фотосинтезе выделяют кислород и создают органическое вещество; микроорганизмы (хемосинтетики) разлагают его, очищая воды от избытка биогенных элементов.
От количества минеральных и органических взвесей в водных массах зависят цвет и прозрачность воды. Голубой цвет и высокая прозрачность (до 40 м в Байкале и Иссык-Куле) характерны для озёр с чистой водой. С увеличением мутности цвет воды становится зелёным, бурым, коричневым, а её прозрачность снижается до 1 м и менее. От прозрачности воды зависит толщина трофогенного слоя, в котором продуцирование органического вещества преобладает над его деструкцией (разложением на воду и минеральные вещества). Под этим слоем в толще воды деструкция интенсивнее фотосинтеза из-за недостатка освещённости, что при недостаточном перемешивании воды ведёт к возникновению дефицита O2.
Гидробиологические характеристики озёр
Озёра, как и другие водные объекты, населены водными организмами – гидробионтами. В зависимости от трофических условий и биологической продуктивности озёра подразделяются на олиготрофные, мезотрофные, эвтрофные, дистрофные. Естественная эволюция небольших по размеру озёр в условиях умеренного климата происходит по схеме: олиготрофное → мезотрофное → эвтрофное → дистрофное → болото. В процессе развития многие озёра заполняются наносами, зарастают и превращаются в условиях влажного климата в болота или озёрные равнины, прорезанные руслами рек, в сухом климате – в солончаки.
Биологическая продуктивность озера заключается в способности его экосистемы из растворённых в воде минеральных веществ создавать органическое вещество в виде клеток живых водных организмов и сходна с продуктивностью почв. Средняя продуктивность всех озёр Земли составляет примерно 1,4 г/(м2·сут), что в 3 раза выше, чем в Мировом океане, и сопоставима с продуктивностью сельскохозяйственных полевых культур, но в 2 раза меньше, чем в среднем для всей суши. На участках, заросших высшей водной растительностью (макрофитами), продуктивность достигает 14 г/(м2·сут), что в 1,5 раза выше, чем в экваториальных лесах. Огромные биологические ресурсы озёр определяют способность их водных экосистем самоочищаться от загрязняющих веществ и, следовательно, формировать высокий уровень качества воды.
Растения, живущие в воде, подразделяются на гидрофиты, гидатофиты и гелофиты. Участки закрытой (защищённой от штормового волнения мелями или островами) литорали обычно зарастают макрофитами. Прибрежная полоса озера покрывается надводной (воздушно-водной) жёсткой растительностью. Дальше от берега до глубины 2–3 м преобладают полупогружённые растения с плавающими листьями. На ещё бо́льших глубинах (до 5–7 м при прозрачной воде) распространены погружённые растения (фитобентос), образующие на дне локальные подводные луга. На поверхности малых лесных озёр нередко образуется масса живых и отмерших макрофитов – сплавина (зыбун), иногда покрытая сфагновым мхом, клюквой и багульником, карликовой берёзой. Под сплавиной может быть достаточно глубокая вода или жидкий ил. Такие озёра (дистрофные) быстро заиливаются и зарастают, превращаясь в торфяные болота.
В зависимости от преобладающего местообитания озёрные гидробионты делятся на планктон, нектон, нейстон, бентос, перифитон и др. Организмы планктона, населяющие всю толщу воды и находящиеся в ней во взвешенном состоянии, подразделяются на фитопланктон, зоопланктон и бактериопланктон.
Основные показатели интенсивности биологических процессов в озёрах – биомасса, биоразнообразие и биологическая продуктивность. Важнейшая составляющая биологической продуктивности озёр – рыбопродуктивность (обычно выражается в килограммах на гектар) – способность обеспечивать в течение года (одного вегетационного периода) определённый прирост массы рыб с единицы площади за счёт естественных кормовых ресурсов. В некоторых озёрах осуществляется подавление развития тугорослых, малоценных видов рыб и формирование ихтиофауны, представленной ценными и быстрорастущими видами: плотва, карп, сазан, белый амур, сиговые (чир, муксун, нельма, омуль, пелядь). Эти цели достигаются за счёт улучшения условий размножения, нагула и выживания имеющихся в озере особей ценных видов рыб и путём регулярного выпуска в водоём их молоди, выращенной на рыбоводных предприятиях, что позволяет увеличить уловы до 100 кг/га и более.
Хозяйственное значение озёр
В озёрах находится более 90 тыс. км3 высококачественной пресной воды. Водные ресурсы озёр используются для водоснабжения, в целях гидро- и теплоэнергетики, для орошения, рекреации, рыбного хозяйства, водного транспорта, различных отраслей промышленности. Из озёр добывают минеральные соли (сода, мирабилит, поваренная соль и др.), сапропелевые илы (применяются как удобрение), лечебные грязи – пелоиды (широко используются в медицине). Антропогенная нагрузка на озёра (деятельность человека, приводящая к изменениям водных объектов) достаточно велика. В ряде случаев различные виды антропогенного воздействия могут негативно сказываться на состоянии озера и качестве его воды. К основным процессам, обусловленным антропогенным воздействием на озёра и приводящим к загрязнению воды, относятся эвтрофирование («старение» озёр), токсическое загрязнение (химическое загрязнение, которое может привести к отравлению водной среды и её живых обитателей) и ацидификация (изменение pH воды в озёрах в сторону кислотности). В промышленно развитых и густонаселённых странах происходит вызванное загрязнением и эвтрофированием ухудшение качества воды в озёрах, снижается их рыбопродуктивность, исчезают ценные породы рыб. Во 2-й половине 20 в. процессы антропогенного эвтрофирования затронули бо́льшую часть озёр Средней и Южной Европы, США, ряд озёр Северной Европы, России и сопредельных государств, Азии (особенно Китая, Японии, Индии), Центральной и Южной Америки, Африки и Австралии. В наиболее экономически развитых странах, способных быстро реагировать на возникающие экологические проблемы, борьба с эвтрофированием озёр ведётся уже с 1960–1970-х гг. В первую очередь это строительство очистных сооружений на основных притоках, питающих озёра, и отвод сточных вод за пределы водосбора.
Озёра – особый вид водных объектов с замедленным водообменом, поэтому для их изучения наиболее подходит бассейновый подход. Мониторинг состояния озёр как в России, так и мире в целом осуществляется по нескольким направлениям: мониторинг качества воды, степени загрязнения и трофического состояния озёр по химическим и биологическим показателям, мониторинг водохозяйственных систем и сооружений, эколого-токсикологический контроль сточных вод. В 2009 г. на основе соглашения между Всемирной метеорологической организацией и Росгидрометом создан Международный центр данных по гидрологии озёр и водоёмов HYDROLARE с целью разработки и регулярного обновления глобальной базы данных о гидрологическом режиме водоёмов, стимулирования систем мониторинга, разработки различных глобальных и региональных проектов и программ.