Termenul limnologie derivă din cuvântul grecesc "limne", care înseamnă lac sau iaz. Limnologia este studiul apelor interioare, care include cursuri, lacuri, râuri, zone umede și rezervoare. Limnologia este o diviziune a științei mediului sau a ecologiei și acoperă, printre altele, atributele geologice, chimice, biologice și fizice ale apelor interioare, care pot fi naturale sau omenești, saline și proaspete, precum și apă în picioare sau în picioare. Limnologia este legată de hidrobiologie și aqua ecologie, care se concentrează asupra organismelor acvatice. Limnologia peisajului, ramură a limnologiei, studiază conservarea și gestionarea ecosistemelor marine din perspectivă peisagistică.
Istoria limnologiei
Elvețianul elvețian Francois-Alphonse Forel este considerat fondatorul limnologiei, iar observațiile sale au inspirat numeroși oameni de știință, inclusiv botanistul Einar Naumann și zoologul August Thienemann, care a format Societatea Internațională de Limnologie (ISL) în 1922. Forel a început să interogheze și să observe natura la vârsta de 13, iar primele sale studii au luat în considerare relația dintre proprietățile biologice, fizice și chimice ale lacului Geneva. Forel a inventat termenul limnologie în timpul secolului 19th în monografia sa intitulată Le Leman. El a definit limnologia ca oceanografia lacurilor, dar a fost extins pentru a include studiul apelor interioare. Limnologia este o disciplină integrativă în care interacționează biologia, fizica și chimia, făcând astfel posibilă înțelegerea ecosistemului într-o manieră mai cuprinzătoare.
Proprietățile fizice ale ecosistemului acvatic
Combinația de valuri, curenți și căldură, printre alte distribuții sezoniere ale condițiilor de mediu, ajută la identificarea proprietăților fizice ale sistemului marin. Analiza cantitativă a corpului de apă depinde de caracteristici diferite, cum ar fi zonele umede, cursurile, râurile și estuarele, precum și structura mediului înconjurător al corpului de apă. Procesul de formare a lacurilor ajută la clasificarea corpurilor de apă, iar adâncimile de apă definesc zonele din cadrul unui lac. Viteza apei și geologia zonei înconjurătoare determină sistemul morfometric al cursurilor și râurilor. Estuarele se încadrează, de asemenea, în studiul limnologiei. Zonele umede variază în funcție de model, dimensiune și formă, totuși toate tipurile tipice de tip umed, cum ar fi mlaștini, mlaștini și mlaștini, fluctuează între a fi uscat, apă dulce și puțin adâncă.
Integrarea luminii
Teoria zonării cu lumină analizează modul în care penetrarea soarelui în apă afectează structura unui corp de apă. Zonele luminoase definesc diferite niveluri de productivitate în cadrul ecosistemului, cum ar fi un lac. Zona eufotică sau photică se referă la adâncimea coloanei de apă pe care lumina poate pătrunde și unde pot crește plantele. Restul coloanei de apă care nu primește suficientă lumină solară pentru creșterea plantelor este cunoscută ca zona apotică. Albedo măsoară cantitatea de electromagnetică care se reflectă atunci când lumina soarelui atinge suprafața apei.
Stratificarea termică
Stratificarea termică, denumită și zonare termică, este o metodă de grupare a straturilor de corpuri de apă în cadrul ecosistemului acvatic pe baza variațiilor de temperatură pe aceste segmente. Încălzirea se reduce exponențial cu adâncimea coloanei de apă și, prin urmare, apa este mai caldă pe suprafață și devine mai rece cu creșterea adâncimii. Stratificarea termică a unui corp de apă are trei secțiuni. Epilimnionul este stratul superior, care este aproape de suprafața apei, fiind stratul mai cald care traversează circulația vântului. Cel de-al doilea strat al coloanei de apă, care înregistrează o scădere rapidă a temperaturii, se numește termoclină. Stratul inferior, care este uniform rece, este hipolimnia. În timpul verii, stratul superior al unui corp de apă este întotdeauna mai cald decât stratul inferior. Cu toate acestea, în timpul iernii temperatura stratului epilimnion scade sub 4 grade Celsius, care este egală cu temperatura stratului inferior. Stratul superior se extinde, devine mai ușor și apoi îngheață.
Proprietățile chimice ale unui ecosistem acvatic
Într-un mediu natural, eroziunea solului, evaporarea, tipul de sol și roca de bază, precipitarea și sedimentarea influențează compoziția chimică a apei. Toate corpurile de apă au un echilibru unic al compușilor și elementelor anorganice și organice.
Calitatea apei
Deși se consideră că sute de variabile afectează calitatea apei din lacuri, doar câteva variabile au fost confirmate ca fiind de mare importanță pentru sănătatea ecosistemului acvatic. Există numeroase activități biologice care afectează concentrația de gaz dizolvat și substanțe nutritive, dar activitatea umană este singurul care contribuie în mare măsură la calitatea apei.
Oxigen
Oxigenul dizolvat este responsabil pentru numeroase reacții chimice și biologice care joacă un rol semnificativ în funcționarea ecosistemului acvatic. Diferitele procese naturale afectează concentrația de oxigen din ecosistem, inclusiv fotosinteza și respirația. Profilul oxigenului este afectat de vânt pe suprafața apei, respirație, fotosinteză și materie organică, ceea ce înseamnă că concentrația de oxigen scade, la fel ca profilul de temperatură. Profilul folosește același principiu ca și pătrunderea luminii și stratificarea termică. Fotosinteza și lumina soarelui controlează concentrația de oxigen dizolvat și determină cât de mult fotosinteză poate să apară în cele trei straturi de apă unde este disponibilă lumina. Concentrația de oxigen dizolvat scade adâncimea unui corp de creștere a apei. Viața acvatică absoarbe oxigenul dizolvat, în timp ce expulzează dioxidul de carbon.
Fosforul și azotul sunt elemente nutritive vitale în sistemul acvatic. Deși majoritatea studiilor se concentrează pe amoniac, nitrit și azotat ca surse de azot în apă, azotul există în formă de gaz în sistemul acvatic. Concentrația de azot este, de obicei, ridicată în toamnă și lunile de iarnă, și mai mică în lunile de primăvară și de vară. Datorită concentrației mici de fosfor din corpurile de apă, fosforul este considerat factorul limitativ al vitezei de creștere a fitoplanctonului. Fosforul dizolvat are un ciclu distinct al ecosistemului.
Proprietățile biologice ale unui ecosistem acvatic
Limnologia clasifică toate corpurile de apă în funcție de indicele lor de stare trofică. Indicele stării trofice este determinat de cantitățile de fosfor și azot, printre alți nutrienți. Lacurile eutrofice au niveluri ridicate de nutrienți și se caracterizează printr-o productivitate ridicată. Lacurile oligotrofice au niveluri scăzute de nutrienți și sunt caracterizate de o producție primară scăzută. Lacurile dystrofice au apă de culoare galben-maro sau de ceai și niveluri ridicate de materie humică. Eutrofizarea unui lac poate duce la creșterea producției de alge.
