LIMNOLOGIA: HISTORIA, OPINTOALA, HAARAT, TUTKIMUS - BIOLOGIA - 2026

Limnologian on ala, jolla tutkitaan sisämaan vesistöjä kuin toisiinsa ekosysteemien maaekosysteemien ja ilmakehän. Kuvaile ja analysoi sisävesien fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia tekijöitä niiden koostumuksen, rakenteen, energian ja elävien organismien selittämiseksi.

Termi "limnologia" tulee sanoista limne (veteen liittyvä jumaluus) ja logot (traktaatti tai tutkimus). Sitä aloitti ensin François Alphonse Forel, sveitsiläinen tutkija, joka piti tämän tutkimuksen isänä suurista panoksistaan ​​1800-luvulla.

Limnologia, sisävesien tutkimus. Lähde: www.flickr.com

Limnologia on kehittynyt huomattavasti koko historiansa ajan; alun perin se sisälsi vain järvien, joita pidettiin superorganismeina, tutkimuksen ilman yhteyttä ympäristöön. Mannervesien tutkimuksessa tarkastellaan tällä hetkellä vuorovaikutusta ympäristön kanssa ja niiden merkitystä aineen ja energian kiertoissa.

Historia

Muinainen limnologia

Ensimmäiset panokset järvien tuntemiseen ilmestyvät muinaiseen Eurooppaan, erillisinä havainnoin, ilman niiden välisiä yhteyksiä.

Vuosina 1632 - 1723 A. van Leewenhoek teki ensimmäiset kuvaukset vesimikro-organismeista, mikroskoopin ulkoasun ansiosta, mikä merkitsi merkittävää edistymistä vesielämän tuntemisessa.

Vuonna 1786 julkaistiin ensimmäinen vesimikroskooppisten organismien luokittelu, jonka teki tanskalainen biologi Otto Friedrich Müller ja jonka nimi on Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina.

Ensimmäisten biologisten asemien ilmestyessä limnobiologian tieto saavutti täyteytensä. Vuonna 1888 ensimmäinen koeasema perustettiin Tšekin tasavallan Böömin metsiin. Myöhemmin biologisten asemien lukumäärä Euroopassa ja Yhdysvalloissa moninkertaistui nopeasti.

Ajan tutkijat antoivat suuren panoksen makeanveden elinten elämän tuntemiseen. Muita tutkimuksia ovat esimerkiksi taksonomia, ruokintamekanismit, jakautuminen, muuttoliikkeet.

Nykyaikainen limnologia

Nykyaikainen limnologia syntyi 1800-luvun lopulla, kun PE Müller löysi makean veden planktoniyhteisön vuonna 1870.

Vuonna 1882 Ruttner totesi, että limnologiaan sisältyy ekologisia vuorovaikutuksia vesistössä esiintyvien bioottisten yhdistysten kuvaavan tutkimuksen lisäksi.

Vuonna 1887 SA Forbes julkaisi esseen nimeltään Järvi mikrokosmosiksi, jossa hän analysoi järveä systeeminä aineen ja energian dynaamisessa tasapainossa elävien organismien kanssa.

Vuonna 1892 FA Forel julkaisi tutkimuksensa tulokset Leman-järvessä (Sveitsi) keskittyen järven geologiaan, fysikaalis-kemialliseen karakterisointiin ja kuvaamiseen.

Vuonna 1917 Cole sisältää toisen tavoitteen limnologiaan; ainesyklien tutkimus, erityisesti biogeokemiallisissa sykleissä.

Vuonna 1935 Welch määritteli limnologian sisävesien biologisen tuottavuuden tutkimukseksi. Tämä määritelmä sisältää ensimmäistä kertaa limnologiassa keskittymisen tuottavuuteen ja lotisten järjestelmien (joet ja virrat) sekä lenttisten järjestelmien (järvien) tutkimukseen.

Vuonna 1975 Hutchinson ja Golterman luonnehtivat limnologiaa monitieteiseksi tiedeksi, joka riippuu geologiasta, meteorologiasta, fysiikasta, kemiasta ja biologiasta.

Vuonna 1986 Lehman kuvasi kahta limnologiaan liittyvää tutkimusalaa. Ensimmäinen kenttä keskittyi vesistöjen fysikaalis-kemiallisiin (termodynaamisiin) ominaisuuksiin. Toinen kenttä, joka tutkii biologisia prosesseja väestö- ja yhteisötasolla luonnollisen valinnan ohjaamana.

1990-luvulla, kasvavan veden kysynnän ja sen määrän ja laadun heikkenemisen aiheuttamien globaalien uhkien vuoksi, syntyi sovellettu visio limnologiasta, joka keskittyy ympäristöasioiden hallintaan.

Nykyaikainen limnologia

XXI-luvun limnologia ylläpitää näkemystä lenttisten ja lottisten järjestelmien tuntemuksen merkityksestä veden ympäristöasioiden hoidossa, joka antaa ihmiskunnalle mahdollisuuden nauttia vesivaroista ja sen sosiaalisista, taloudellisista ja luonnollisista eduista.

Opintolinja

Limnologiaa pidetään ekologian haarana, joka keskittyy sisävesien ekosysteemeihin, mukaan lukien järvet, lammet, pohjavesi, lampit, purot ja joet.

Se tutkii sekä aineen ja energian virtausta että mantereiden vesillä olevien elävien organismien koostumusta, rakennetta ja dynamiikkaa yksilöiden, lajien, populaatioiden ja yhteisöjen tasolla.

Kaikkien mantereen vesiympäristöjen biologisen monimuotoisuuden ja fysikaalis-kemiallisten reaktioiden muodostavien prosessien ja mekanismien ymmärtäminen edellyttää monien tieteellisten tieteiden, kuten kemian, fysiikan, biologian, klimatologian, hydrologian, geologian, integrointia.

Limnologia integroi myös mannervesien prosessit maan ekosysteemeihin. Siinä tarkastellaan vedenpoiston vaikutuksia sekä vesistöjen aineen ja energian osuutta. Samoin se ottaa huomioon vaihteet, jotka tapahtuvat vesistöjen ja ilmakehän välillä.

Sisävesien tutkimukseen sisältyy myös ympäristöuhkien tunnistaminen ja niiden vaikutusten kuvaaminen ekosysteemiin. Samoin se merkitsee ratkaisujen etsimistä, kuten ilmastomuutoksen hillitsemistä, eksoottisten lajien hallintaa ja ekosysteemien palauttamista.

Oksat

Limnologian haarat syntyvät tutkittavan mannermaan vesimuodostuman tyypin mukaan.

Pysyvä vesirenologia

Tämä limnologian haara tutkii lenteisiä ekosysteemejä, tunnetaan paremmin järvinä. Niihin kuuluvat sekä luonnolliset pintavedet että keinotekoiset säiliöt, lammet tai padot.

Tanganyika-järvi, Sambia. Lähde: Worldtraveller, Wikimedia Commonsin kautta

Juoksevien vesien limnologia

Juoksevan veden limnologia tutkii monia ekosysteemejä, kuten jokia tai puroja, joille on ominaista pääasiassa vaakasuora ja yksisuuntainen veden virtaus.

Amazon-joki. Lähde: Peter Angritt, Wikimedia Commonsista

Pohjaveden limnologia

Tämä haara tutkii maanalaisten vesisäiliöiden prosesseja. Mukana on tutkimus biogeokemiallisista prosesseista, jotka muovaavat pohjaveden kemiallisia ominaisuuksia.

Pohjaveden mittaus. Lähde: www.pixabay.com

Suolaisten järvien limnologia

Tämä haara tutkii suolaisen järviä, jotka muodostavat 45% maailman sisävesistä. Hänen tutkimuksensa keskittyy näiden ekosysteemien erityispiirteisiin, mukaan lukien niiden kemialliset, fysikaaliset ja biologiset kuvaukset.

Great Salt Lake, Yhdysvallat. Lähde: Käyttäjä Draxfelton en.wikipediassa, Wikimedia Commonsista.

Viimeaikainen tutkimus

Tutkimukset trooppisissa järvissä

Suurin osa lentiikkaympäristötutkimuksista on tehty pohjoisen leutoalueiden järvissä. Suurten trooppisten järvien biogeokemiallinen dynamiikka on kuitenkin erilainen kuin lauhkeiden järvien osalta.

Li ym. Julkaisivat vuonna 2018 paperin sedimenttien geokemiasta ja sen vaikutuksesta hiilen ja ravinteiden kiertoon trooppisessa järvessä, joka sijaitsee Malawissa (Itä-Afrikka).

Tulokset osoittavat sedimenttien merkittävän vaikutuksen järven biogeokemiallisiin budjetteihin. Lisäksi ne osoittavat, että sedimentaatioaste on lisääntynyt huomattavasti viimeisen kymmenen vuoden aikana.

Tutkimukset keinotekoisissa säiliöissä tai patoissa

Keinotekoisten lampien ja patojen määrä on lisääntynyt nopeasti viime vuosina.

Vaikka luonnonjärvien hyvä ymmärtäminen voi auttaa ymmärtämään keinotekoisia ekosysteemejä, niillä voi olla useita ominaisuuksia, jotka erottavat ne luonnon ekosysteemeistä. Tämän vuoksi keinotekoisten ympäristöjen tutkimuksella on nykyään suuri merkitys.

Znachor ym. (2018) analysoivat tietoja 36 ympäristömuuttujasta, jotka on otettu 32 vuoden aikana pienessä Tšekin tasavallassa. Tutkimuksen tavoitteena oli havaita ilmastollisten ja biogeokemiallisten ominaisuuksien kehityssuuntauksia.

Lähes kaikki ympäristömuuttujat osoittivat vaihtelevia suuntauksia ajan myötä. Myös suuntausten kääntymiset havaittiin. Esimerkiksi liuenneella orgaanisella hiilellä oli taipumus kasvaa lineaarisesti jatkuvasti.

Tämä tutkimus osoitti myös suuntausten muutoksen 1980-luvun lopulla ja 1990-luvulla. Kirjailijat tulkitsevat tätä muutosta vastauksena joihinkin alueen sosioekonomisiin muutoksiin.

Toinen tämän tutkimuksen tärkeä tulos on patopaineen hydraulisten olosuhteiden muutos, joka tapahtui vuonna 1999. Tämä tapahtui sen jälkeen, kun padon pidätysmäärä kasvoi, johtuen voimakkaiden sateiden jälkeen tehdystä hallinnollisesta päätöksestä.

Tämä esimerkki osoittaa, kuinka limnologian tutkimus voi osoittaa meille sosioekonomisten tekijöiden ja poliittisten päätösten vaikutuksen keinotekoisten ekosysteemien toimintaan. Ne puolestaan ​​voivat auttaa meitä ymmärtämään vaikutuksia luonnon ekosysteemeihin.

Paleolimnologian tutkimus

Paleolimnologia on järvissä kerrostuneiden sedimenttien tutkimus, jonka tarkoituksena on rekonstruoida luonnonhistoriaa tai järven tai sen ympäristön ympäristömuuttujien muutosta menneinä aikoina. Tätä varten käytetään erilaisia ​​menetelmiä, kuten piimaan mikrofossiilien, siitepölyn tai ostracodien analyysi.

Novaes Nascimento ja yhteistyökumppanit julkaisivat vuonna 2018 artikkelin Perun Andien paleobiologisesta tutkimuksesta, joka rekonstruoi Miski-järven historiaa. Pieni suolaisen veden turvapaikka sijaitsee 3750 metriä merenpinnan yläpuolella.

Karbonaatti stratigrafian ja fossiilisen piimaan yhteisön tulokset osoittivat, että järven pinta laski keski-holoseenin aikana, mutta se ei koskaan kuivunut kokonaan.

Historia osoittaa, että Miski-järvi on ollut osa maisemaa 12 700 vuoden ajan, jopa niin monet matalat Andien järvet ovat kuivuneet.

Viitteet

1. Banderas, AG ja González, R. (1996). Limnologia, käsitteen tarkistus. Hydraulinen tekniikka Meksikossa, XI (1): 77-84.
2. Basavarajappa, SH, Raju, NS ja Hosmani, SP (2014) Limnology: A Critical Review. Nykyinen maailman ympäristö, 9 (3), 741-759.
3. Li, J., Brown, ET, Crowe, SA ja Katsev, S. (2018). Sedimenttien geokemia ja hiilen ja ravinteiden pyöräilyn syvässä meromictisessä trooppisessa järvessä: Malawi-järvessä (Itä-Afrikka). Journal of Great Lakes Research 44 (6): 1221 - 1224
4. Novaes Nascimento, M., Laurenzi, AG, Valencia, BG, Van, R. ja Bush, M. (2018). 12 700 vuoden historia paleolimnologisista muutoksista Andien mikro-fugiumista. Holoseeni.
5. Welsh, PS (1952). Limnologia. McGraw Hill. Lontoo 538.
6. Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D ja Mrkvička T. (2018). Ihmisen luomassa makean veden säiliössä ympäristöolosuhteet hallitsevat useita pitkän aikavälin suuntauksia ja trendin kääntymisiä. Tiede kokonaisympäristöstä 624: 24-33.