Hva Er Limnologi?

Forfatter: | Sist Oppdatert:

Begrepet limnologi er avledet fra det greske ordet "limne", som betyr innsjø eller dam. Limnologi er studiet av innlandsvann, som inkluderer bekker, innsjøer, elver, våtmarker og reservoarer. Limnologi er en deling av miljøvitenskap eller økologi, og dekker de geologiske, kjemiske, biologiske og fysiske egenskapene, blant annet av innlandsvann, som kan være menneskeskapte eller naturlige, saltvann og friske, og stående eller rennende vann. Limnologi er relatert til hydrobiologi og vannøkologi, som fokuserer på vannlevende organismer. Landskaps limnologi, en gren av limnologi, studerer bevaring og forvaltning av marine økosystemer fra et landskapsperspektiv.

Historien om limnologi

Sveitsisk forsker Francois-Alphonse Forel anses som grunnlegger av limnologi, og hans observasjoner inspirerte mange forskere, blant annet botaniker Einar Naumann og zoolog August Thienemann, som dannet International Society of Limnology (ISL) i 1922. Forel begynte å stille spørsmål og observere naturen i alderen 13, og hans tidligste studier betraktet forholdet mellom de biologiske, fysiske og kjemiske egenskapene til Genfersjøen. Forel mynte termen limnologi i løpet av 19th århundre i sin monografi berettiget Le Leman. Han definerte limnologi som havforskning i innsjøene, men utvidet til å inkludere studiet av innlandsvann. Limnologi er en integrert disiplin der biologi, fysikk og kjemi interagerer, og dermed gjør det mulig å forstå økosystemet på en mer omfattende måte.

Fysiske egenskaper av det akvatiske økosystemet

Kombinasjonen av bølger, strømmer og varme, blant annet sesongfordeling av miljøforhold, bidrar til å identifisere de marine fysiske egenskapene. Den kvantitative analysen av vannlegemet avhenger av forskjellige funksjoner, som våtmarker, bekker, elver og elvemunningen, og strukturen av miljøet rundt vannkroppen. Formasjonsprosessen av innsjøer bidrar til å klassifisere vannlegemer, og vanndybder definerer sonene i en innsjø. Vannhastigheten og geologien til det omkringliggende området bestemmer morfometrisystemet for bekker og elver. Estuaries faller også inn i studiet av limnologi. Våtområder varierer i mønster, størrelse og form, men alle typiske våtmarkstyper, som sump, myrer og myrer, varierer mellom å være tørr, ferskvann og grunt.

Lysintegrasjon

Lys zoneringsteori vurderer hvordan sollysinntrengning i vann påvirker strukturen av en vannkilde. Lyssoner definerer ulike produktivitetsnivåer i økosystemet, som en innsjø. Den eupotiske eller fotiske sonen refererer til dybden av vannkolonnen som lyset kan trenge inn og hvor planter kan vokse. Resten av kolonnen med vann som ikke mottar tilstrekkelig sollys for plantevekst er kjent som aphotisk sone. Albedo måler mengden elektromagnetisk som reflekteres når sollys treffer vannoverflaten.

Termisk Stratifisering

Termisk stratifisering, også referert til som termisk zonering, er en metode for å gruppere vannlegemer i det akvatiske økosystemet basert på temperaturvariasjonen på disse segmentene. Oppvarming reduseres eksponentielt med vannkolonne dybde, og derfor er vannet varmere på overflaten og blir gradvis kjøligere når dybden øker. Den termiske stratifisering av en vannkropp har tre seksjoner. Epilimnion er det øvre laget, som ligger nær vannoverflaten, er det varmere laget som opplever vindcirkulasjon. Det andre laget av vannkolonnen, som opplever en rask nedgang i temperatur, kalles termoklinje. Bunnlaget, som er jevnt kaldt, er hypolimnionen. Om sommeren er det øvre laget av en vannkropp alltid varmere enn bunnlaget. Imidlertid faller temperaturen på epilimnionslaget under vinteren under 4 grader Celsius, som er lik temperaturen på det nedre laget. Topplaget utvides, blir lettere og fryser deretter.

Kjemiske egenskaper av et akvatisk økosystem

I et naturlig miljø påvirker jord erosjon, fordampning, jordtype og berggrunn, nedbør og sedimentering den kjemiske sammensetningen av vann. Alle vannlegemer har en unik balanse mellom uorganiske og organiske forbindelser og elementer.

Vannkvalitet

Selv om hundrevis av variabler vurderes å påvirke vannkvaliteten i innsjøer, har bare noen få variabler blitt bekreftet å ha stor betydning for det akvatiske økosystemets helse. Det er mange biologiske aktiviteter som påvirker konsentrasjonen av oppløst gass og næringsstoffer, men menneskelig aktivitet er den eneste store bidragsyteren til vannkvaliteten.

Oksygen

Oppløst oksygen er ansvarlig for en rekke kjemiske og biologiske reaksjoner som spiller en viktig rolle i det akvatiske økosystemets funksjon. Ulike naturlige prosesser påvirker oksygenkonsentrasjonen i økosystemet, inkludert fotosyntese og respirasjon. Oksyprofilen påvirkes av vind på vannoverflaten, respirasjon, fotosyntese og organisk materiale, noe som betyr at oksygenkonsentrasjonen avtar akkurat som temperaturprofilen. Profilen bruker samme prinsipp som lyspenetrasjon og termisk stratifisering. Fotosyntese og sollys styrer konsentrasjonen av oppløst oksygen, og er determinant for hvor mye fotosyntese som kan forekomme i de tre vannlagene der lys er tilgjengelig. Konsentrasjonen av oppløst oksygen reduserer dybden av en vannkilde øker. Akvatisk liv absorberer oppløst oksygen, mens karbondioksid utsettes.

Fosfor og nitrogen er viktige næringsstoffer i vannanlegget. Selv om de fleste studier fokuserer på ammoniakk, nitritt og nitrat som kilder for nitrogen i vannet, eksisterer nitrogen i gassform i vannanlegget. Nitrogenkonsentrasjon er vanligvis høy i høst og vinter, og lavere i vår og sommermåned. På grunn av den lave konsentrasjonen av fosfor i vannlegemer, anses fosfor å være begrensende faktor i vekstraten av fytoplankton. Oppløst fosfor har en særegen økosystem syklus.

Biologiske egenskaper av et akvatisk økosystem

Limnologi klassifiserer alle vannlegemer i henhold til deres trofiske tilstandsindeks. Den trofiske tilstandsindeksen bestemmes av mengden fosfor og nitrogen, blant annet næringsstoffer. Eutrofiske innsjøer har høye næringsnivåer og er preget av høy produktivitet. Oligotrofiske innsjøer har lave næringsnivåer og er preget av lav primærproduksjon. Dystrofiske innsjøer har gulbrunt eller tefarget vann og høye nivåer av humic-matter. Eutrofiering av en innsjø kan resultere i økt produksjon av alger.