10 Unitatea de învățare 1. Noțiuni introductive în limnologie. Apa ca mediu de viață al peștilor. Caracteristici ș i proprietăți. Cuprins 1.1…. [611192]

10 Unitatea de învățare 1. Noțiuni introductive în limnologie.
Apa ca mediu de viață al peștilor. Caracteristici ș i proprietăți.

Cuprins
1.1. Introducere ………………………………………………………………………………………………… 9
1.2. Competențe…………………………………………………………………………9
1.3. Noțiuni introductive generale ……………………………………………………………………….9
1.4. Apa ca mediu de viață……………….……………………………………….……….11
1.4.1. Proprietățile fizice ale apei……………………………………………………….12
1.4.2. Proprietățile chimice ale apei………………………………………………………………..15
1.5. Rezumat……………………………………………………………………………19
1.6. Test de autoevaluare a cunoștințelor……………………………………………..20

1.1. Introducere
Această unitate de învățare cuprinde noțiuni introductive privind
prezentarea apei ca mediu de viață al populațiilor piscicol e, cu caracteristicile
fizico-chimice și biologice ale acestor ecosisteme. De ase menea sunt prezintate
aspecte practice ale determinării respectivelor proprie tăți, și influența diferențiată a
acestora asupra regimului de viață al peștilor.

1.2. Competențele unității de învățare
Student: [anonimizat], caracterizate prin componentele lor abiotice și bi otice, împreună cu
limitele de existență și de satisfacere fiziologică a spe ciilor de pești care le
populează.

Durata medie de parcurgere a primei unități de învățare este de 2 ore.

1.3. Noțiuni introductive generale în limnologie
Limnologia este știința care se ocupă cu studiul apelor dulci di n punct de
vedere al caracteristicilor sale dar și al viețuitoarelor (plante și animale) ce le
populează. Etimologic, lymne (grec) = apă. In principiu, obi ectul de studiu al

11

lucrării de față este reprezentat de apele dulci, curgătoar e sau stătătoare, naturale
sau amenajate artificial, în vederea cunoașterii acestora din punct de vedere
piscicol. Totalitatea organismelor vii ce populează Pământul , după mediul de trai
și după modul de utilizare al oxigenului pentru respirație sunt denum ite bionte , și
se împart în două categorii: aerobionte – cu existență terestră sau aeriană,
respirând oxigenul atmosferic și hidrobionte – cu existență acvatică, respirând
oxigenul dizolvat sau difuzat în apă.
Ca științe înrudite cu limnologia sunt: hidrobiologia – care studiaz ă
totalitatea organismelor hidrobionte (acvatice), împreună cu me diul lor de viață;
hidrologia – care studiază apele din punct de vedere al debitel or și variațiilor și
caracteristicilor acestora, dar și ichtiologia – care are ca obiect de studiu fauna
piscicolă a acestor ape.
Animalele și plantele din mediul acvatic, al unui curs de apă, lac, iaz sau
heleșteu – ca și cele din alte medii terestre – nu trăiesc i zolate, ci într-o strânsă
corelație și interdependență, formând asociații specifice denum ite biocenoze
acvatice (sau terestre). Spațiul limitat de mediu, cu acelea și particularități, în care
se constituie o biocenoză acvatică, poartă numele de biotop acvat ic. Intre
biocenoză și biotop există raporturi și relații de strânsă interdepe ndență, în special
în cazul iazurilor și heleșteelor, unde intervin pe lângă condiții le naturale și
factori de cultură. Astfel biocenoza depinde de biotop și invers, a mândouă
influențându-se reciproc, și împreună determinând caracteristic ile ecosistemului
acvatic.

1.4. Apa ca mediu de viață
Biotopul acvatic, ca mediu limitat de viață, oferă organismelor a cvatice
aceleași condiții de viață și este reprezentat de bazinul de apă. Apa, ca mediu în
care se dezvoltă fauna și flore acvatică, trebuie să îndeplinea scă anumite condiții
pentru buna dezvoltare a acestora. În general, apele din țara noa stră, fie ele
curgătoare, fie stătătoare, oferă condiții prielnice pentru dezvoltare a viețuitoarelor
din apă. Uneori însă, datorită scurgerilor reziduale, industriale sa u menajere,
apele își schimbă caracteristicile naturale, devenind impro prii bunei dezvoltări a
faunei și florei. Pentru ca apa să fie propice creșterii și dezvoltării peștelui,
trebuie să îndeplinească anumite proprietăți fizice, chimic e și biologice care să
influențeze atât dezvoltarea ichtiofaunei cât și a tuturor organis melor (plante și
animale) ce servesc drept hrană peștilor, influențând astfel di rect producția

12

piscicolă a bazinelor acvatice.
1.4.1. Proprietățile fizice ale apei
Pentru pești, aceste proprietăți ale apelor joacă un rol hotă râtor deoarece
influențează direct sau indirect existența, mișcarea, hrănirea, reproducerea și
apărarea lor. Însușirile fizice ale apei care acționează asupra organismelor
acvatice sunt: temperatura, debitul, limpezimea (transparența ), densitatea,
culoarea, vâscozitatea, etc.
Temperatura – joacă un loc important în viața peștilor, determinând
temperatura corpului lor. La majoritatea peștilor, temperatura c orpului diferă doar
cu 0,5 – 20C de temperatura mediului acvatic. Aceasta variază în funcți e de
intensitatea radiației solare directe ce cade pe suprafaț a ei, care este transmisă
treptat, prin intermediul curenților, de la straturile superioare că tre cele inferioare.
În funcție de alternanța între nebulozitate și insolație, precum și de caracteristicile
de anotimp, temperatura apei prezintă variații zilnice, lunare și anua le.
Apele de șes înregistrează variații mari ale temperatur ii (până la 30 0C),
între sezoanele de iarnă și vară. Spre deosebire de acestea, a pele de munte sunt în
general mai calde iarna și mai reci vara, înregistrând var iații termice mult mai
reduse (10 0–16 0C), respectiv amplitudini termice reduse. De aceste variații
termice depinde intensitatea metabolismului, temperaturile ex treme prea mari sau
prea mici, ducând la oprirea hrănirii peștilor. De asemenea , temperatura
influențează reproducerea și dezvoltarea embrionară a peștilor (începerea,
desfășurarea și încheierea acestora).
Exemplul 1: – la salmonizi, scăderea temperaturii determină începutul m igrației
spre amonte și începerea reproducerii, iar depunerea icrelor la marea majoritate a
peștilor, este condiționată de creșterea temperaturii apei p rimăvara, durata
perioadei de incubație fiind de asemenea strict influențată de temperatura
momentană a apei. Variațiile bruște mai mari de 3 – 40C duc la moartea icrelor
sau a puieților, iar peste 7 – 80C chiar a adulților.
Temperatura apei legată de nevoile piscicole variază între anumite limite
în funcție de speciile ce o populează. Astfel, la salmonizi, temperatura nu trebuie
să coboare sub 3 0C și nici să urce peste 20 0C, iar la ciprinide între 5 0 și 30 0C. În
concluzie, orice specie se dezvoltă între anumite limite de tem peratură, limite ce
cuprind așa-numitul optim de temperatură . Fluctuațiile prea mari și bruște față de
temperatura optimă duc la încetinirea funcțiilor vitale ale peștilor. Așa se explică

13

de altfel apariția „somnului de iarnă” la diferite specii, cum sunt: crapul, plătica,
somnul, șalăul, sturionii etc., când temperatura coboară la 1 0C. În timpul
somnului, peștii cad într-un fel de amorțire, își reduc funcțiile respiratorii,
circulatorii etc. și încetează a se mai hrăni.
Ca influență indirectă asupra faunei piscicole, temperatura i nfluențează
conținutul de oxigen dizolvat în apă, putând determina chiar unele modif icări
morfologice (numărul de vertebre, sensibilitatea liniei latera le, etc.). Cu cât apa
este mai caldă cu atât ea devine mai săracă în oxigen și invers.
Debitul este un factor important în asigurarea condițiilor de viață ale
peștilor. Pentru aceștia este important ca debitul să fie c ât mai constant sau să
oscileze între limite cât mai strânse. Variația debitului depinde în primul rând de
vegetația ce acoperă bazinul de recepție al apei respect ive, de regimul
precipitațiilor, de condițiile de relief etc. În condițiile în care bazinele de recepție
ale apelor respective sunt împădurite, scurgerea precipitaț iilor are loc mult mai
încet, crescând astfel cantitatea de apă infiltrată, care alimentează ulterior prin
izvoare apele curgătoare sau stătătoare menținând astfel debitul ace stora.
În piscicultură interesează următoarele debite :
– debitul excepțional (catastrofal) – nu se poate observa ci se deduce din
mențiunile de specialitate cu caracter istoric, ca fiind ce l mai mare debit
înregistrat vreodată,
– debitul maxim – este cel mai mare debit observat în ti mpul unei perioade
îndelungate de studiu (5 ani, 10 ani etc.),
– debitul mediu normal (multianual)– este media aritmetică a d ebitelor
scurse și măsurate pe o perioadă îndelungată de studiu,
– debitul minim anual – reprezintă cel mai mic debit înregis trat într-un an
de studiu.
Ca expresie matematică, debitul se poate exprima sub următoarea formă :
Q = S x V, unde :
Q – debitul,
S – suprafața secțiunii, [m 2], se calculează înmulțind adâncimea
medie cu lățimea medie a apei,
V – viteza medie de curgere a apei, [m/s].
Exemplul 2: Viteza se poate măsura tradițional în mod direct cu ajutorul unui

14

flotor și al unui cronometru, stabilind timpul necesar flotorului să parcurgă o
distanță dinainte stabilită (10m sau 100m). Astfel măsurată, este de fapt viteza la
suprafața apei, iar la fundul albiei datorită frecărilor a ceasta este mai mică. Pentru
a obține valoarea medie, se înmulțește viteza de la suprafaț ă – măsurată direct cu
flotorul – cu un coeficient de reducere K = 0,85.
In mod curent, în calculele hidrologice, la măsurarea vitezei se ut ilizează
morișca hidrometrică pentru ape curgătoare. Aceasta înregistre ază viteza apei,
măsurată pe tije verticale la diferite adâncimi, începând c u fundul albiei până la
suprafață, asigurând astfel un grad crescutn de precizie.
Limpezimea apei – este determinată de conținutul de sedimente conținute
și transportate de apă și depinde de natura albiei, natura solul ui și de gradul de
acoperire al acestuia cu vegetație. Astfel, suspensiile de natură minerală, cum
sunt: carbonatul de calciu, silicați, argila sau cele de natur ă organică reprezentate
mai ales prin plancton, pot duce la modificare fundamentală a li mpezimii și
culorii apei. Apele tulburi, încărcate puternic cu materii î n suspensie și aluviuni
diverse, influențează negativ existența peștilor doar dacă durat a acestora este
lungă. Există specii de pești care tolerează ape tulburi o perioadă mai îndelungată
(specii din zona crapului, bibanului și mrenei), precum și specii foarte sensibile la
limpezimea apei (specii din zona păstrăvului, lipanului și scobarului) .
Transparența apei – este însușirea acesteia de a ne permite să vedem cu
ochiul liber un obiect care se află în apă la o adâncime oar ecare. Transparența
apei înregistrează variații sezoniere și se află în strâ nsă interdependență cu
culoarea sa, influențându-se reciproc. Transparența apei este constatată în funcție
de grosimea stratului de apă până unde poate să pătrundă lumina , fiind mai
accentuată în timpul iernii. În general apele prea limpezi nu sunt cele m ai indicate
pentru piscicultură, lipsindu-le acele particule plutitoare sa u în suspensie,
organice sau minerale care să le asigure fertilitatea. Pent ru măsurarea acesteia se
folosește un disc de culoare albă cu diametrul de 10 cm, care se s cufundă în apă
până la încetarea vizibilității (discul Secchi).
Culoarea apei – este determinată de cantitatea de lumină ce pătrunde în
apă, care în parte este difuzată, iar în parte este absor bită de prezența corpurilor
străine aflate în masa apei, de natura fundului albiei, de flora și fauna acvatică, de
materialele minerale ce se află în suspensie, de gradul de pur itate și de adâncimea
acesteia.

15

Exemplul 3: Descompunerea luminii în prezența aluviunilor dă naștere culorii
verde-gălbui, iar dezvoltarea exagerată a planctonului imprimă apei culoarea
verzuie. Cu cât fundul albiei este mai bogat în humus, cu atât cul oarea este mai
închisă (cafenie); dacă fundul este argilos, culoarea va fi predom inant gălbuie.
Determinarea culorii se face cu ajutorul scării colorimetri ce a lui Forell și Uhle
(21 de eprubete cu soluții de diverse culori), prin comparația mos trei de apă cu
eșantioanele de culori.
Densitatea apei (greutatea specifică) – este determinată de presiune, de
temperatură și de conținutul de săruri minerale dizolvate. Astfe l, greutatea
specifică a apei se găsește în raport direct cu presiunea și cu concentrația în săruri
și invers proporțional cu temperatura. Datorită densității ape i este posibilă
susținerea în stare de plutire a organismelor vegetale și a nimale, tot aceasta
înlesnind înotul animalelor acvatice, sau susținerea acestora în masa apei.
Vâscozitatea apei – este reprezentată prin rezistența opusă de aceasta la
înaintarea diverselor corpuri sau viețuitoare în masa ei. Depinde de tempera tură și
de salinitatea apei, fiind invers proporțională cu temperatura și crescând o dată cu
salinitatea.

1.4.2. Proprietățile chimice ale apei
O importanță vitală pentru viața organismelor acvatice este ș i aceea a
relațiilor dintre apă și substanțele dizolvate în masa ei. O apă bună pentru
creșterea peștelui trebuie să îndeplinească o serie de condiț ii chimice, pentru că
de prezența și repartizare elementelor chimice depinde dezvoltarea faunei și florei
acvatice – ce constituie sursa de hrană naturală a peștelui. Î n apă se găsesc toate
elementele fundamentale ce intră în alcătuirea corpului organism elor acvatice,
cum sunt: C, H, O, N, P, S, Cl, K, Na, Ca, precum și o serie de mic roelemente
necesare numai unor organisme (Mg, Fl, Si, I, etc.). Cele mai imp ortante
elemente chimice, de care depinde o apă piscicolă sunt analizate astfel :
– conținutul de oxigen dizolvat – oxigenarea apei,
– reacția acidă a apei – pH-ul,
– conținutul în CO 2 (dioxid de carbon),
– conținutul în H 2S (hidrogen sulfurat),
– conținutul în calciu, etc.
Oxigenul – este cel mai important factor biologic în analiza apelor

16

piscicole și provine în apă din difuziune directă din aerul atmosfe ric, sau ca
rezultat al activității clorofiliene (fotosintetizante) a pl antelor submerse.
Conținutul de oxigen se exprimă în miligrame de gaz conținute în f iecare litru de
apă (mg/l) și variază în cursul zilei în funcție de circulaț ia apei, de activitatea
plantelor submerse dar și în timpul anului, înregistrându-se di ferente
semnificative de la o lună la alta. Astfel deficit de O 2 se înregistrează în lacurile
adânci, împotmolite sau în lacurile cu stuf pe suprafețe mari ; iar în concentrație
mare se găsește în straturile de la suprafața apelor curgă toare, iar în apele
stătătoare întinse și adânci în zona mijlocie, la adâncimea până la care se poate
constata transparența.
Cantitatea de O 2 dintr-o apă este dependentă de temperatură, de presiunea
atmosferică și de conținutul în săruri dizolvate. Cu cât tempera tura apei crește cu
atât conținutul în O 2 scade după cum urmează:
Tabel nr. 1
Temperatura 0C 0 5 10 15 20 25
Oxigen mg/l 14.1 12.7 11.2 10.1 9.1 8.4

Exemplul 4: Dacă presiunea atmosferică scade, concentrația de O 2 scade iar dacă
conținutul în săruri dizolvate crește, oxigenul dizolvat scade. Pentru o dezvoltare
normală a florei și faunei acvatice, oxigenul dizolvat trebuie să înregistreze un
nivel minim. Astfel pentru o dezvoltare normală, planctonul și bentosul – ca
principală sursă de hrană a peștilor – au nevoie de un conținut minim de 2-3 mg
O2/l apă, iar pentru pești acest conținut minim este diferit de la specie la specie
(minim de 8-10 mg/l pentru salmonizi și minim de 4-6 mg/l pentru s peciile din
apele de șes). Nici conținutul exagerat de mare de oxigen di zolvat în apele
piscicole nu este de dorit, astfel la peste 16-18 mgO 2/l poate apărea embolia
gazoază a peștilor.
pH–ul (reacția acidă) a apei . În apele piscicole activitatea plantelor și
animalelor acvatice modifică în permanență pH-ul acesteia. Pe ntru interpretarea
corectă a acestuia s-a pornit de la valoarea 7 a pH-ului conside rat neutru. Valorile
pH-ului cuprinse între 1și 7 reprezintă grade de aciditate, iar valorile acestuia de
peste 7 sunt grade de alcalinitate. Aciditatea apei poate fi determinată pe lângă
reacțiile chimice normale și de deversarea în ape a deșeuril or cu conținut sau cu
reacție acidă, iar alcalinitatea apei se datorează preze nței în anumite proporții a

17

calciului, a fosfaților și a bioxidului de carbon. În cursul zilei valoarea pH-ului
oscilează fiind mai mare ziua și mai mic noaptea, datorită procesului de
asimilație clorofiliană. Apele bălților, iazurilor și lacur ilor au o reacție acidă
normală ușor alcalină, cuprinsă între 7,4 și 8,4. Valoarea optimă p entru apele
piscicole este considerată ≥7 (ape neutre sau ușor alcaline cu pH cât mai
constant), apele cu reacție acidă puternică sau oscilantă între limite mari, nefiind
convenabile dezvoltării florei și faunei acvatice.
Dioxidul de carbon (CO 2) – are o importantă deosebită în dezvoltarea
florei acvatice, ajută la solubilizarea microelementelor ( Mn, Ca), reprezentând
singura sursă de bază a carbonului pentru formarea țesuturilor org anismelor
vegetale. Apa conține CO 2 în proporții mai mari decât aerul atmosferic, fie liber
direct dizolvat, fie legat în diverși compuși (bicarbonatul de ca lciu). De exemplu
aerul atmosferic conține CO 2 în procent de 0,04%, iar o apă curată, la
temperatura de 18 oC conține 0,3 mg.CO 2/l apă.
Conținutul mare de CO 2 al apei, peste 0,8% determină scăderea pH-ului,
duc la intensificarea respirației peștilor sau chiar la i mobilizarea lor (producând o
adevărată narcoză a acestora). CO 2 este consumat de algele verzi și de plantele
acvatice în procesul de fotosinteză și este preluat în apă din aerul atmosferic prin
difuziune directă, precum și din respirația plantelor acvatic e și a organismelor
animale.
Hidrogenul sulfurat (H 2S) – este produsul rezultat din descompunere
anaerobă a albuminoidelor și metanului, formând un mediu negativ pentru
dezvoltarea organismelor acvatice. Poate fi produs pe cale biol ogică (de către
bacterii), sau chimică, prin deversarea în ape a deșeurilor de origine organică, sau
a produșilor chimici pe bază de sulf. Apele cu H 2S sunt improprii dezvoltării
faunei piscicole, fiind considerate poluate.
Calciul (Ca ). Conținutul în calciu al apei are un rol important în producția
piscicolă determinând troficitatea acesteia. Din acest punct de vedere, apele sunt
împărțite în trei categorii:
– ape oligotrofe (sărace) – sub 25 mg Ca/litru apă, considerate puțin
productive din punct de vedere biologic,
– ape mezotrofe (medii) – între 25 și 100 mg Ca/l, dau producție normală,
– ape eutrofe (bogate) – peste 100 mg Ca/l, dau producții foarte mari.
Rolul calciului este foarte important, contribuind în apă la menți nerea

18

mediului alcalin al acesteia, favorabil existenței și dezvolt ării organismelor
acvatice, intrând în componența scheletului tuturor animalelor acvatice, asigurâ nd
fertilizarea (fecundarea) icrelor. Calciul se găsește în apele piscicole sub formă de
compuși – carbonat și bicarbonat.
Determinarea conținutului diferitelor elemente chimice în apele piscicole
se realizează prin metode și procedee specifice de analiz ă de laborator. Probele
pentru analize se vor prelua din zone reprezentative ale apel or, folosindu-se
recipiente sterile pentru a evita modificarea artificial ă a acestor proprietăți. Există
și truse portabile pentru analize chimice, acestea permi țând efectuarea loco- și
foarte rapid a unor analize chimice generale ale apelor. De regulă acestea sunt
utilizate pentru depistarea unor eventuale modificări majore ale caracteristicilor
chimice ale apelor, iar pentru rezultate detaliate și cu p recizie ridicată, analizele
se continuă în laboratoare de specialitate.
Exemplul 5: Pentru determinarea conținutului în oxigen dizolvat al unei ape, se
folosește metoda Hofer; care constă în prelevarea unei probede apă într-un flacon
de sticlă gradată (de tip Winkler) urmată de tratarea acest eia cu soluții de MnCl 2
și amestec de IK + NaOH (in concentrație de l%). Flaconul de s ticlă se umple la
maxim după tratarea cu substanțele de contrast și se închide etanș, fără să rămână
bule de aer în interior, apoi se agită. Se va constata depunerea unui precipitat
închis, a cărei culoare comparată cu o scară colorimetrică i ndică valoarea
oxigenului dizolvat. Este o analiză grosieră, iar pentru obținerea uno r rezultate
mai precise, se va putea recurge la titrare, folosind substa nte tipice de contrast,
această operație fiind însă mai greu de desfășurat pe teren.
Reacția acidă a apei sa stabilește cu ajutorul ph-metrului comparator de tip
Hellige fig 1 b, precum și utilizând soluție indicatoare sau hâ rtie reactivă, fig. 1
a, care se compară cu o scară colorimetrică.

Fig. 1 Trusa pentru stabilirea pH-ului apei

19 Să ne reamintim…
• Limnologia reprezintă o ramură a științelor biologice, ce are drept scop
principal cunoașterea caracteristicilor apelor piscicole dulci.
• Elementele care definesc calitățile unei ape sunt: propri etățile fizico-
chimice, flora și fauna acvatică.
• Principalele proprietăți fizice ale apelor piscicole s unt: temperatura,
debitul, limpezimea (transparența), densitatea, culoarea, vâscozit atea.
• Principalele caracteristici chimice ale apelor piscicol e sunt: conținutul de
oxigen dizolvat – oxigenarea apei, reacția acidă a apei – pH-ul , conținutul în CO2
(dioxid de carbon), conținutul în H 2S (hidrogen sulfurat), conținutul în calciu, șa.
• Din punct de vedere termic, apele de munte prezintă amplitudini termice
minime, fiind în general, mai calde iarna (min. 3 0C) și mai reci vara (20 0C), spre
deosebire de apele de șes la care amplitudinea este de la 0 0 la 30 0C.
• Peștii din apele teritoriale dulci au nevoie de o anumită concentr ație de
oxigen dizolvat; astfel, salmonizii pot trăi în ape ce au un conț inut de oxigen de 7-
8 cm 3/l (circa 9-10 mg/1), iar ciprinidele, mai puțin sensibile au nevoie de 3-4
cm 3/l (respectiv 5-6 mg/l).
• Apele favorabile pentru viața peștilor trebuie să aibă un p H neutru sau
ușor alcalin, între 7,0 și 8,5; preferabil între 7,2 și 7,5.

1.5. Rezumat .
În prima unitate de învățare s-au prezentat noțiunile introductive despre
limnologie, ecosistemele acvatice ca mediu de viață a peștilor din apele teritoriale
dulci, cu elementele de caracterizare privind caracteristici le fizico-chimice ale
acestora.
Cunoașterea ecosistemului specific acvatic cu toate componentele abiotice și
biotice este utilă și în directă legătură cu următoarele unitați de învățare, dar și
pentru rezolvarea testului de verificare aferent unității de învățare.