Was ist Limnologie?
Der Begriff Limnologie leitet sich vom griechischen Wort "Limne" ab, was See oder Teich bedeutet. Limnologie ist die Untersuchung von Binnengewässern, zu denen Bäche, Seen, Flüsse, Feuchtgebiete und Stauseen gehören. Die Limnologie ist eine Abteilung für Umweltwissenschaften oder Ökologie und deckt unter anderem die geologischen, chemischen, biologischen und physikalischen Eigenschaften von Binnengewässern ab, bei denen es sich um künstliche oder natürliche Gewässer, salzhaltige und frische Gewässer sowie stehende oder fließende Gewässer handeln kann. Die Limnologie ist verwandt mit der Hydrobiologie und der Wasserökologie, die sich auf Wasserorganismen konzentriert. Die Landschaftslimnologie, ein Zweig der Limnologie, untersucht die Erhaltung und Bewirtschaftung mariner Ökosysteme aus landschaftlicher Sicht.
Geschichte der Limnologie
Der Schweizer Wissenschaftler François-Alphonse Forel gilt als Begründer der Limnologie. Seine Beobachtungen inspirierten zahlreiche Wissenschaftler, darunter den Botaniker Einar Naumann und den Zoologen August Thienemann, der 1922 die Internationale Gesellschaft für Limnologie (ISL) gründete. Forel begann, die Natur im Alter zu hinterfragen und zu beobachten 13 und seine frühesten Studien untersuchten die Beziehung zwischen den biologischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften des Genfersees. Forel prägte den Begriff Limnologie im 19. Jahrhundert in seiner Monografie mit dem Titel Le Leman . Er definierte Limnologie als Ozeanographie der Seen, erweiterte sie jedoch um das Studium der Binnengewässer. Die Limnologie ist eine integrative Disziplin, in der Biologie, Physik und Chemie zusammenwirken, um das Ökosystem umfassender zu verstehen.
Physikalische Eigenschaften des aquatischen Ökosystems
Die Kombination von Wellen, Strömungen und Wärme sowie andere saisonale Verteilungen der Umgebungsbedingungen helfen dabei, die physikalischen Eigenschaften des marinen Systems zu identifizieren. Die quantitative Analyse des Wasserkörpers hängt von verschiedenen Merkmalen wie Feuchtgebieten, Bächen, Flüssen und Flussmündungen sowie der Struktur der Umgebung des Wasserkörpers ab. Der Entstehungsprozess von Seen hilft bei der Klassifizierung von Gewässern, und Wassertiefen definieren die Zonen innerhalb eines Sees. Die Geschwindigkeit des Wassers und die Geologie der Umgebung bestimmen das Morphometriesystem von Bächen und Flüssen. Mündungen fallen auch in das Studium der Limnologie. Feuchtgebiete unterscheiden sich in Muster, Größe und Form, jedoch schwanken alle typischen Feuchtgebietstypen wie Sümpfe, Sümpfe und Sümpfe zwischen trockenem, frischem und flachem Wasser.
Licht Integration
Die Lichtzonen-Theorie untersucht, wie sich das Eindringen von Sonnenlicht in Wasser auf die Struktur eines Gewässers auswirkt. Lichtzonen definieren verschiedene Produktivitätsniveaus innerhalb des Ökosystems wie ein See. Die euphotische oder photische Zone bezieht sich auf die Tiefe der Wassersäule, in die Licht eindringen kann und in der Pflanzen wachsen können. Der Rest der Wassersäule, der nicht genügend Sonnenlicht für das Pflanzenwachstum erhält, wird als aphotische Zone bezeichnet. Die Albedo misst die Menge an elektromagnetischer Strahlung, die reflektiert wird, wenn Sonnenlicht auf die Wasseroberfläche trifft.
Thermische Schichtung
Die thermische Schichtung, auch als thermische Zonierung bezeichnet, ist eine Methode zur Gruppierung von Gewässerschichten innerhalb des aquatischen Ökosystems auf der Grundlage der Temperaturschwankungen in diesen Segmenten. Die Erwärmung nimmt mit der Tiefe der Wassersäule exponentiell ab, sodass das Wasser an der Oberfläche wärmer und mit zunehmender Tiefe immer kühler wird. Die thermische Schichtung eines Gewässers besteht aus drei Abschnitten. Epilimnion ist die obere Schicht, die sich in der Nähe der Wasseroberfläche befindet, und die wärmere Schicht, die eine Windzirkulation erfährt. Die zweite Schicht der Wassersäule, die einen raschen Temperaturabfall erfährt, wird als Thermokline bezeichnet. Die untere Schicht, die gleichmäßig kalt ist, ist das Hypolimnion. Im Sommer ist die obere Schicht eines Gewässers immer wärmer als die untere Schicht. Im Winter sinkt die Temperatur der Epilimnionschicht jedoch unter 4 Grad Celsius, was der Temperatur der unteren Schicht entspricht. Die oberste Schicht dehnt sich aus, wird heller und friert dann ein.
Chemische Eigenschaften eines aquatischen Ökosystems
In einer natürlichen Umgebung beeinflussen Bodenerosion, Verdunstung, Bodentyp und Grundgestein, Niederschlag und Sedimentation die chemische Zusammensetzung von Wasser. Alle Gewässer weisen ein einzigartiges Gleichgewicht anorganischer und organischer Verbindungen und Elemente auf.
Wasserqualität
Obwohl Hunderte von Variablen die Wasserqualität von Seen beeinflussen, wurde nur von wenigen Variablen bestätigt, dass sie für die Gesundheit des aquatischen Ökosystems von großer Bedeutung sind. Es gibt zahlreiche biologische Aktivitäten, die die Konzentration von gelöstem Gas und Nährstoffen beeinflussen, aber die menschliche Aktivität ist der einzige Hauptfaktor für die Wasserqualität.
Sauerstoff
Gelöster Sauerstoff ist für zahlreiche chemische und biologische Reaktionen verantwortlich, die eine wichtige Rolle für das Funktionieren des aquatischen Ökosystems spielen. Verschiedene natürliche Prozesse beeinflussen die Sauerstoffkonzentration im Ökosystem, einschließlich Photosynthese und Atmung. Das Sauerstoffprofil wird durch Wind auf der Wasseroberfläche, Atmung, Photosynthese und organische Substanzen beeinflusst, was bedeutet, dass die Sauerstoffkonzentration genau wie das Temperaturprofil abnimmt. Das Profil verwendet das gleiche Prinzip wie das Eindringen von Licht und die thermische Schichtung. Die Photosynthese und das Sonnenlicht steuern die Konzentration des gelösten Sauerstoffs und bestimmen, wie viel Photosynthese in den drei Wasserschichten stattfinden kann, in denen Licht verfügbar ist. Die Konzentration des gelösten Sauerstoffs nimmt mit zunehmender Wassertiefe ab. Wasserleben absorbiert gelösten Sauerstoff und stößt Kohlendioxid aus.
Phosphor und Stickstoff sind wichtige Nährstoffe im Wassersystem. Obwohl sich die meisten Studien auf Ammoniak, Nitrit und Nitrat als Stickstoffquellen im Wasser konzentrieren, liegt Stickstoff im Wassersystem in Gasform vor. Die Stickstoffkonzentration ist normalerweise in den Herbst- und Wintermonaten hoch und in den Frühlings- und Sommermonaten niedriger. Aufgrund der geringen Phosphorkonzentration in Gewässern wird Phosphor als limitierender Faktor für die Wachstumsrate von Phytoplankton angesehen. Gelöster Phosphor hat einen ausgeprägten Ökosystemkreislauf.
Biologische Eigenschaften eines aquatischen Ökosystems
Die Limnologie klassifiziert alle Gewässer nach ihrem trophischen Zustandsindex. Der trophische Zustandsindex wird unter anderem durch die Mengen an Phosphor und Stickstoff bestimmt. Eutrophe Seen haben einen hohen Nährstoffgehalt und zeichnen sich durch eine hohe Produktivität aus. Oligotrophe Seen haben einen niedrigen Nährstoffgehalt und zeichnen sich durch eine niedrige Primärproduktion aus. Dystrophische Seen haben gelbbraunes oder teefarbenes Wasser und einen hohen Humusgehalt. Die Eutrophierung eines Sees kann zu einer erhöhten Algenproduktion führen.
