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LIMNOLOGIE (Lake and River Ecosystems) (1. Prologue (Approches (Étudier…
LIMNOLOGIE
(Lake and River Ecosystems)
1. Prologue
Ressources en eau
Pas infinies, plutôt limitées
1% de toute l'eau su Terre = douce
Problèmes actuels
Croissance humaine exponentielle
Croissance technologique
Croissance économique => + de consommation
Problème environnementaux (pollution,
eutrophisation et changements climatiques)
Partage égal de l'eau
Avec les ressources actuelles, on aurait
18,680L/personne/jour
* On a besoin de 2L/jour
Potentiel en eau /= ressources disponibles
Eaux polluées
Eaux non exploitée, car distribution humaine
avec zone de concentrations en milieu urbain
Limnologie
= étude du dynamisme des fonctions et des structure des communautés aquatiques et des facteurs abiotiques (physico-chimie, environnementaux) qui les influencent
Étude des eau intérieures (freshwater + estuaries, salées + douces)
Approches
Étudier les patterns des processus et communauté biologiques
en relation avec les composantes dynamique de leur environnement
Analyse statistques de corrélation
Modèles de prédictions
Permet la formulation d'hypothèses
Ne montre pas les liens de causalité
Expériences et évaluation de la réponse du système
à des perturbations
Résultats quantitatifs
Meilleur compréhension des paramètres
Certaines hypothèses ne peuvent pas être testées
Application des modèles prédictifs basés sur l'expérimentation
Limité par les connaissances
Lacunes de connaissances
Compréhension de la
physiologie
Compréhension des processus biochimiques et microbiens
2.L'eau comme substance
Charactéristiques
Régulent le métabolisme du système
Structure + propriétés moléculaires
Molécule = triangle isocèle
Dipôle ionisable
Peut facilement perdre un H+ et devenir chargée (-)
Faible force de coulomb
*Coulomb
= force de l'intéraction entre 2 molécules chargées
Oxygène avec électronégativité faible
Densité maximale à 4°C
Les atomes ont disposés de manière optimale dans l'espace
Contenu isotopique
Hydrogène :1H, 2H, 3H
* 3H = radioactif, t1/2 = 12,5ans
Oxygène : 14O, 15O, 16O, 17O, 18O, 19O
* 14O, 15O, 9O = radioactifs, t1/2 faibles
Chaleur spécifique
Élevée pour l'eau
liquide
Permet de garder une grande stabilité de T°C
Ça prend bcp d'énergie pour changer l'eau de phase
chaleur spécifique
= qte. de chaleur requise pour
monter la température de 1g d'eau de 1°C
Densité
Différentes phases = différentes densités
Permet stratification de l'eau
Augmente quand T°C diminue, mais maximum à 4°C
Effet du sel
Augmente densité avec l'ajout de sels
Diminue température de densité maximum
Effet de la pression
T°C de densité max diminue avec la profondeur
(donc avec l'augmentat° de la pression)
Viscosité
Densité eau >> Densité air
Permet aux organismes de dépenser moins d'Én
pour garder sa position dans l'eau (
buyoancy
)
Viscosité diminue avec l'augmentat° de la T°C
Tension de surface
Interface air-eau dérange la liaison entre les molécules d'eau
Tension eau > tension air => organismes sont retenus à la surface de l'eau
Tension diminue avec :
ajout de composés org. dissouts
augmenat° de la T°C
Essentielle à la vie
3. Rivers and lakes
Distribution eaux douce
Concentrée dans les lacs
Plupart des lacs sont petit
Grande surface de contact qui interagit
avec les processus chimique et métabolique
du sol et des sédiments
Processus de formation lacs
glaciiaire
volcanique
tectonique
Anthropique
Étangs artificiels
Réservoirs
Systèmes
lotiques
(running water)
Mouvement unidirectionnel
Rivières vs. Lacs
Renouvellement de l'eau et des
matériaux est rapide
Renouvellement de l'eau varie +
dans une rivières qu'un lac
L'énergie est dissipée pendant le transport
Érosion et transport des matériaux
Morphology et drainage
Bassins
Bassin versant
= portion de territoire
délimitée par ligne de crêtes avec un
exutoire unique pour l'eau
Classer les tributaires avec
Horton-Strahler
Mouvement/Flux de l'eau
Entrée en précipitations
Interceptée par végétation
drainée ou stockée
Rejoint tributaires ou aquifères
éventuellement
Infiltration dans le sol +++
Dépend de
Épaisseur
Porosité
Composition/granulométrie
Structure
Excès
runoff
jusqu'aux rivières
Mouvement vertical (infiltration)
et horizontal (runoff)
Modifie la chimie des sols
Débit
= vol. d'eau/m^3 par unité de temps
Hydrographe
: graph qui montre niveau de
l'eau et la réponse du système hydro
Débit et drainage dépende de la
surface
du bassin
Réseau de drainage
Entouré de plaines inondables
Système dynamique dans le temps
Balance entre sédimentation et érosion
Formes variées
Aquifères
Flux secondaires mais + constant