Eutrofinen järvi
Eutrofinen järvi on limnologiassa runsasravinteinen eli rehevä järvi . Vedessä olevat ja siihen tulevat perusravinteet riittävät ylläpitämään perustuotantona suuren määrän mikroeliöstöä ja kasvillisuutta. Järvelle kerääntyy hyödyntämään tätä perustuotantoa runsasmääräinen, mutta vähälajinen mikroeliöstö, pieneliöstö, kalasto ja linnusto, joita myös nisäkkäät harventavat. Järvi voi olla luontaisesti eutrofinen. Tällaisia järviä esiintyy esimerkiksi Lounais-Suomen savikkoalueilla tai kallioperältään kalkkipitoisilla alueilla. Myös ihmisten toiminta voi muuttaa järven eutrofiseksi esimerkiksi päästämällä veteen runsaasti fosforia ja typpeä esimerkiksi viemärien läpi, peltojen ojien kautta tai metsä- ja suo-ojituksien kautta.
Oligotrofinen järvi on niukkaravinteinen eli karu järvi, jossa eliöillä on käytettävissä vähemmän ravinteita kuin eutrofisessa järvessä. Hypertrofinen järvessä ravinteita on runsaammin kuin eutrofisessa järvessä ja sitä kutsutaan myös ylirehevöityneeksi järveksi. Rehevöityneen järven luokituksessa käytetään usein ilmaisuja lievästi rehevöitynyt, rehevöitynyt ja erittäin rehevöitynyt. Lievästi rehevöityneellä järvellä tarkoitetaan järveä, jonka ravinnepitoisuudet vaihtelevat oligotrofisen ja eutrofisen järvien ravinnetasojen välillä. Tälläista järveä voidaan kutsua myös mesotrofiseksi järveksi.
Suomessa reheviä järviä on pääasiassa Lounais-Suomessa savipitoisilla tai kalkkipitoisilla alueilla. Niitä on noin 10 % Suomen järvistä . Virossa, jossa kallioperä poikkeaa Suomesta merkittävästi, on reheviä järviä tutkimuksista riippuen 20–25 % .
Eutrofisessa järvessä ravinnepitoisuudet ovat huomattavasti korkeammat kuin oligotrofisissa järvissä. Perustuotanto on riippuvainen useiden ravintoaineen keskipitoisuuksista. Siksi ei ole olemassa tiettyä yksittäistä kriteeriä siitä, milloin järvi on eutrofinen. Tutkimuksissa keskitytään usein niihin ravinteisiin, jotka mahdollistavat mikrobien ja kasvien fotosynteesin. Niitä ovat pääasiassa fosfori ja typpi.
Fosfori esiintyy vedessä sekä epäorgaanisina suoloina, jonka tärkein ryhmä on fosforihapon suolat (fosfaatit), että orgaanisina yhdisteinä. Eliöille on helpointa hyödyntää fosfaatteja, joten vedestä tutkitaan juuri niitä, kun halutaan selvittää minimiravinteen määriä. Toisaalta tarkemman kuvan fosforiravinteiden määristä saadaan mittaamalla kokonaisfosforin arvoja, jolloin analyysissä huomioidaan fosforin eri esiintymismuodot. Tämä mittausarvo onkin yleisimmin käytetty. Eutrofisessa järvessä veden fosforipitoisuudet ovat yleensä 25–100 μg/l (mikrogrammaa litrassa vettä), joskin annetut raja-arvot voivat lähteestä riippuen hieman vaihdella. Jos kokonaisfosforipitoisuus on 15–20 μg/l, katsotaan järven olevan lievästi rehevöitynyt, ja jos sen pitoisuus on 50–100 μg/l, katsotaan sen olevan erittäin rehevöityneen. Jos arvo ylittää 100 μg/l, on järvi jo ylirehevöitynyt eli hypertrofinen.
Typen erilaisia yhdisteitä vedessä ovat epäorgaanisista yhdisteistä esimerkiksi nitraatit, nitriitit ja ammoiniumit sekä niiden lisäksi orgaaniset typen yhdisteet. Epäorgaaniset yhdisteet ovat helppoja mitata, mutta parhaan kokonaiskuvan järven typpitilanteesta antaa kokonaistypen pitoisuudet. Suomessa luonnontilaisen järven kokonaistypen pitoisuus on vaihtelee 200–500 μg/l, joskin humuspitoisissa järvissä typpiarvot ovat kaksinkertaiset. Ruskeassa vedessä, jossa on erittäin runsaasti humusta, typpipitoisuudet ylittävät usein rajan 1000 μg/l. Eutrofisissa järvissä pitoisuudet ovat usein 600–1500 μg/l ja sitä suuremmat arvot luokitellaan erittäin reheväksi. Lievästi rehevässä järvessä arvot ovat yli 400 μg/l, jonka rajan alapuolella järvi on yleensä karu.
Rehevän järven fotosynteesi tuottaa emäksiä ja vähentää happoja. Runsas perustuotanto siis nostaa happamuustasoa eli pH-arvoja. Suomalaisissa karuissa järvissä tämä parantaa järven alkaliteettia ja muuttaa samalla järven hapahkoa luonnetta neutraaliksi (pH 7,0–7,5) tai jopa emäksiseksi (pH 9,0–10). Todellisuudessa eutrofisen järven happamuustasot voivat vuodenkin aikana vaihdella suuresti, sillä perustuotannossa esiintyy vuodenaikojen mukaisia vaihteluita.
Myös rehevän järven happitalous poikkeaa muista järvien rehevyystyypeistä. Keväällä alkava ja kesän läpi syksyyn asti jatkuva perustuotanto tuottaa biomassaa, joka kuoltuaan hajoaa vedessä kuluttaen veteen liuennutta happea. Pintavedessä tästä ei ole haittaa, sillä ilmasta tulee siihen jatkuvasti happitäydennystä. Sen sijaan järven pohjan lähellä alas vajonneet ravinteet kuluttavat alusveden happea ja pohjalle voi syntyä happivajetta. Levät ja vesikasvillisuus ovat kuitenkin eliöryhmä, joka yhteyttäessään tuottavat veteen lisähappea. Nämä vastakkaiset toiminnot eivät useinkaan kompensoi toisiaan kokonaan, sillä hapen kulutus on suurinta pohjan lähellä ja hapentuotanto taas pintavedessä. Levien ja kasvien tuottama veteen liuennut ylimääräinen happi tulisi kuplia pois vedestä, mutta poistuminen on hidas prosessi ja vedessä saattaa vuorokauden valoisana aikana olla jopa liikaa happea (ylikylläisyys). Pimeään aikaan levät hengittävät happea, jolloin sitä myös kuluu. Rehevien järvien happitaloudessa on sitä suuremmat vuorokautiset vaihtelut, mitä rehevämpi järvi on.
Suomen järvissä on lumisina talvina jääkannen alla varsin erilainen tilanne. Levät eivät saa silloin riittävästi valoa tuotantoonsa eikä myöskään happitäydennystä saada suoraan ilmasta kuluneen hapen tilalle. Silloin eutrofisessa järvessä saattaa happitilanne heiketä koko sen vesimassassa. Järven suuri syvyys, veden alhainen lämpötila, järveen purkautuvat joet ja sulamisvedet ovat silloin eliöstöt pelastavia tekijöitä.
Lämpötilakerrostuminen vaikuttaa hapen jakautumiseen enemmän rehevissä järvissä kuin karummissa järvissä. Alusvedessä, minne päällysveden happitäydennykset ilmasta eivät vaikuta, saattaa happipitoisuudet laskea alle puoleen päällysveden pitoisuuksista. Mitä rehevöityneempi järvi on, sen heikompi on happitilanne järven pohjalla. Erittäin rehevöityneissä järvissä pohjan tuntumassa esiintyy säännönmukaisesti hapeton tilanne. Hapettomuus käynnistää pohjasedimentissä olevien ravinteiden liukenemisen takaisin järven veteen, mitä kutsutaan sisäiseksi kuormitukseksi. Sisäisessä kuormituksessa pohjasedimentteihin on varastoitunut fosforia, joka on sitoutunut hapellisissa oloissa rautaan. Hapettomassa tilanteessa fosforin irtoaa raudasta ja liukenee takaisin veteen. Pohjaeläimet ja kalasto voivat kärsiä hapenpuutteesta ja jopa kuolla, jolloin järven syvemmät alueet jäävät elottomiksi seuraavaan täyskiertoon asti. Mikäli järvessä ei esiinny lämpötilakerrostumista, on järven happitalous usein tässä kuvattua parempi.
Järven perustuotanto on kasvukaudella suuri. Levä- ja bakteerikasvustot vaikuttavat esiintymisellään jopa veden väriin värjäten sen keltaiseksi, ruskeaksi tai vihreäksi. Näin käy etenkin kasvukauden loppupuolella. Myös rantaveden kasvillisuus on tiheää. Osa levistä ja bakteereista viihtyy runsasravinteisessa (E) elinympäristössä ja toiset niukkaravinteisessa (O) ympäristössä. Rehevässä järvessä näytteiden mikroskooppisissa tutkimuksissa huomataan usein, että eutrofisten ja ologotrofisten lajien suhde E/O on rehevien lajien puolella usein niin selvästi, että eutrofisia yksilöitä on 50 kertaa enemmän kuin oligotrofisia. Myös E- ja O-lajien lukumäärät muodostavat E-voittoisan suhteen. Näissä tutkimuksissa silmiinpistävää on syanobakteerien eli sinilevien selvä ylivoima.
Jos vesi samenee, ei valoa riitä kovin syvälle veteen. Silloin menestyvät pitkävartinen-, kelluvalehtinen ja rantavesikasvillisuus. Rehevien järvien tyyppikasveja ovat Suomessa esimerkiksi pikkulimaska, kurjenmiekka, vesirutto ja osmankäämi.
Kalalajisto yksipuolistuu karuun järveen verrattuna, mutta kalaston biomassa kasvaa. Se voi olla jopa 50 kg/ha (kilogrammaa hehtaarilta). Yleisiä suomalaisen rehevän järven lajistoa ovat särki, ahven, hauki, lahna ja kuha. Lintujen vaatimukset seuraavat järven tuotantoa. Erityisesti sellaiset lintulajit, jotka ovat vaateliaat, hakeutuvat reheville järville ruokailemaan ja lisääntymään. Tällaisia ovat Suomessa esimerkiksi nokikana, haapana, härkälintu, sinisorsa, tavi, punasotka, silkkiuikku, tukkasotka, telkkä ja naurulokki.