: En opdeling af vandet i to lag. Øverst det varme vand, som er opvarmet af solen, og nederst det kolde vand, som er tungere. Opdelingen sker i dybe søer og fjorde om sommeren, og laget forhindrer oxygen og næringsstoffer i at komme fra det ene lag til det andet.
Nitrat og fosfat i søen
Derfor er gødning nødvendig for en plante
Planter består ikke kun af glukose og stivelse, men også af protein og fedt. Glukosen C6H12O6 omdannes til alle andre stoffer i planten, men de 3 grundstoffer C, H og O i C6H12O6 er ikke altid ingredienser nok. Især proteiner og DNA kræver nitrogen og fosfat. Fosfat er især interessant i søer, fordi det ofte optræder som og dermed kan styre algeopblomstringen.
Kulhydrater som sukrose, stivelse og cellulose har ikke brug for gødning for at kunne dannes, men en stor del af den nitrat en plante optager, bruges til at danne proteiner. DNA, RNA og ATP (energi) bruger både nitrat og fosfat til deres opbygning. Nitrat og fosfat optages med vandet igennem planternes rødder.
Gødningsstofferne
Gødningsstofferne styrer væksten hos alger og bundplanter. Stofferne stammer i dag hovedsageligt fra landbruget, men også fra spredte bebyggelser, som ikke er tilsluttet et renseanlæg. Vand, der ledes igennem et renseanlæg, bliver næsten komplet renset for fosfor, men sådan har det ikke altid været. I 1970’erne og 1980’erne blev der udledt store mængder fosfor fra byerne, og resultatet ser vi desværre stadig i dag. Fordi det er bundet i slammet i mange søer, bliver det stadig efter mange år frigivet og gør søen grøn af alger.
Top-down eller bottom-up?
Hvad påvirker en sø i negativ retning, så den bliver forurenet og uklar, og hvad kan man gøre for at vende udviklingen til en klarvandet sø? Der er to begreber bottom-up og top-down, bruges som forklaring på virkningen af forureningstilstanden i en sø. Bottom-up handler om, at fødekæden påvirkes nedefra af næringsstofferne, som giver algevækst og grumset vand. Den påvirkning fortsætter så hele vejen op igennem fødekæden til rovfiskene.
Top-down er den forklaring, der inddrager kredsløbet i søen ud fra rovfiskenes påvirkning. Altså: mange gedder æder skaller, som så æder mindre mængder dyreplankton. Dermed vil det overlevende dyreplankton filtrere søen for alger og give klart vand.
Selvom man med top-down-løsningen kortvarigt kan skabe klart vand i en sø ved en overgang at udsætte gedder i eller fjerne skallerne fra en sø, vil vandet ofte blive grumset igen, hvis det stadig indeholder mange næringsstoffer. Mange studier viser, at mængden af næringsstoffer har stor betydning for forureningstilstanden, og at bottom-up-teorien gælder som den bedste forklaring i de fleste søer.
Nitrogenkredsløbet
Trin for trin
- N2 findes i atmosfæren, men alger kan ikke optage det uden hjælp fra visse cyanobakterier. N2 er sat sammen af en trippelbinding, så der skal meget energi til at rive atomerne fra hinanden. Den energi har cyanobakterierne. I sensommeren, hvor vandet er varmt, og der er masser af energi fra solen, og så fikserer cyanobakterierne N2. Og da de netop mangler nitrogen, bruger cyanobakterierne deres energi til at spalte N2 og indbygge det i sine proteiner. Men samtidig skal vi huske på den modsatte proces: Alt organisk stof, der opbygges, indeholder en mængde nitrogen i sine proteiner. Det N frigives som gødning, når det organiske stof nedbrydes.
- Hvis der er et afløb ud af søen, vil især alger flyde med strømmen og forsvinde fra søen. Det giver et tab af N fra økosystemet. Fiskeri fjerner også fisk, og dermed N, men i danske søer er det ikke meget, der forsvinder på den måde.
- Fisk og alger dør og falder til bunden, og her rådner de. Hvis der er oxygen ved bunden, sker der en almindelig respiration C6H12O6 + O2 -> CO2 + H2O + ATP. Det er insekter, muslinger, orme og ikke mindst bakterier, der står for den nedbrydning. Ud over CO2 + H2O dannes der også ammonium, som er gødning til planterne. Hvis ikke der er et springlag, kan de næringsstoffer diffundere op til overfladen og gøde nye alger igen.
- Ammonium kan omdannes af bakterier til nitrit og videre af andre bakterier til nitrat. Bakterierne bruger den kemiske energi fra ammonium til at danne glukose – lidt ligesom planter bruger solen til at lave glukose. Processerne foregår aerobt, dvs. der er ilt til stede. Den dannede nitrat kan ligesom ammonium diffundere op og gøde algerne.
- Under iltfri forhold kan de bakterier, der er i mudderet, omdanne nitraten til frit N2, der så forsvinder op i atmosfæren igen. På den måde kan nitrogen fjernes fra søens økosystem, og den proces forsøger man at fremskynde politisk ved at lave vådområder med oversvømmede marker. Det er den omvendte proces af N-.
- En anden kilde til N-forurening, ud over N-fiksering, er ammoniakdampene fra gylletanke, og nitrogenforbindelser, der dannes ved tordenvejr, og som føres til søen med regnvandet fra hele oplandet.
Cyanobakterier
Cyanobakterier har nogle runde hetero-cyster, som kan fiksere N2 og omdanne det til gødning for resten af bakterien, som derved bruger det i den almindelige fotosyntese.
På en varm sommerdag kan cyanobakterier vinde over almindelige alger. Et kan tillige gøre, at der ikke er nitrat i overfladevandet, og så kan almindelige alger ikke vokse, men cyanobakterierne kan stadig lave deres egen gødning.
Den nitrat, der fikseres, er med til at forurene søen. Dafnier har svært ved at æde cyanobakterier, fordi trådene filtrer sig ind i antennerne, og desuden udskiller nogle cyanobakterier en gift, der rammer både planter og dyr. Hvert år er der fx hunde her i landet, der drikker vand med cyanobakterier og dør. Og i 2020 gik det helt galt i Botswana i Afrika, da 350 elefanter drak vand med cyanobakterier og døde.
Fosforkredsløbet
- Fosfor er bundet i det organiske stof i alger, i dyreplankton og i fisk i organismernes ATP og DNA.
- Det bundne fosfat har to skæbner. Enten forsvinder det via et udløb fra søen, hvis der findes sådan et, eller også synker det til bunds, hvor det nedbrydes.
- Bakterier og smådyr nedbryder det døde organiske materiale, og fosforen frigives igen. Hvis der er ilt, bindes fosfaten til mudderet. Iltsvind forårsages som nævnt af for mange alger, der synker til bunds og rådner.
- Hvis der er iltfri forhold ved bunden, er letopløseligt, og hvis ikke der er et springlag, kan fosfaten få adgang til de øvre vandlag og gøde algerne igen.
- Er der derimod ilt ved bunden, bliver fosfaten tungtopløselig og bindes i mudderet. Resultatet er positivt for søen, da det forhindrer opblomstring af alger.
