LIMNOLOGIJA: ISTORIJA, STUDIJŲ SRITIS, ŠAKOS, TYRIMAI - BIOLOGIJA - 2025

Limnologija yra mokslas, nagrinėjantis vidaus vandens telkinių, kaip tarpusavyje susijusios ekosistemų sausumos ekosistemų ir atmosferos. Apibūdinkite ir išanalizuokite fizinius, cheminius ir biologinius vidaus vandenų veiksnius, kad paaiškintumėte jų sudėtį, struktūrą, energiją ir gyvuosius organizmus.

Terminas „limnologija“ kilęs iš žodžių limne (dieviškumas susijęs su vandeniu) ir logotipų (traktatas ar tyrimas). Pirmą kartą jį panaudojo François Alphonse Forel, Šveicarijos mokslininkas šios disciplinos tėvu laikė savo dideliu indėliu XIX a.

Limnologija, vidaus vandenų tyrimas. Šaltinis: www.flickr.com

Limnologija ryškiai vystėsi per savo istoriją; iš pradžių ji apėmė tik ežerų, kurie buvo laikomi superorganizmais, tyrimus nesiejant su aplinka. Šiuo metu tiriant žemyninius vandenis nagrinėjama sąveika su aplinka ir jų svarba materijos ir energijos cikluose.

Istorija

Senovės limnologija

Pirmieji įnašai į ežerų pažinimą pasirodė senovės Europoje su atskirais stebėjimais, be jų tarpusavio sąsajų.

1632–1723 m. A. van Leewenhoekas pateikė pirmuosius vandens mikroorganizmų aprašymus, nes atsirado mikroskopas, o tai reiškė svarbų pažintį su vandens gyvybe.

1786 m. Buvo paskelbta pirmoji vandens mikroskopinių organizmų klasifikacija, kurią atliko danų biologas Otto Friedrichas Mülleris, pavadinimu „Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina“.

Atsiradus pirmoms biologinėms stotims, limnobiologijos žinios įgavo pilnatvę. 1888 m. Čekijos bohemos miškuose buvo įkurta pirmoji eksperimentinė stotis. Vėliau biologinių stočių skaičius Europoje ir JAV sparčiai padaugėjo.

Laiko mokslininkai labai prisidėjo prie gyvenimo gėlo vandens telkiniuose žinių. Išsiskiria taksonomijos, maitinimo mechanizmų, paskirstymo, migracijos tyrimai.

Šiuolaikinė limnologija

Šiuolaikinė limnologija atsirado XIX a. Pabaigoje, 1870 m. Atradus gėlo vandens planktoninę bendriją, kurią sukūrė PE Mülleris.

1882 m. Ruttneris nustatė, kad limnologija apima ekologinę sąveiką, neapsiribojant vandens telkinyje vykstančių biotinių asociacijų aprašomuoju tyrimu.

1887 m. SA Forbes paskelbė esė pavadinimu „Ežeras kaip mikrokosmas“, kuriame jis išanalizavo ežerą kaip dinamiškos materijos ir energijos pusiausvyros su gyvais organizmais sistemą.

1892 m. FA Forelas paskelbė savo tyrimų rezultatus Lemano ežere (Šveicarija), daugiausia dėmesio skirdamas ežere esančių gyvų organizmų geologijai, fizikinėms ir cheminėms savybėms apibūdinti bei aprašymui.

1917 m. Cole apima antrąjį limnologijos tikslą; materijos ciklų tyrimas, ypač pabrėžiant biogeocheminius ciklus.

1935 m. Welchas apibrėžė limnologiją kaip biologinį vidaus vandenų produktyvumo tyrimą. Šis apibrėžimas pirmą kartą limnologijoje apima produktyvumą ir lotikos sistemų (upių ir upelių), taip pat lentinių sistemų (ežerų) tyrimus.

1975 m. Hutchinsonas ir Goltermanas apibūdino limnologiją kaip tarpdisciplininį mokslą, kuris priklauso nuo geologijos, meteorologijos, fizikos, chemijos ir biologijos.

1986 m. Lehmanas aprašė dvi su limnologija susijusias studijų sritis. Pirmasis laukas buvo skirtas fizinėms ir cheminėms (termodinaminėms) vandens telkinių savybėms. Antra sritis, tirianti biologinius procesus gyventojų ir bendruomenės lygmeniu, kontroliuojamą natūralios atrankos būdu.

Dešimtajame dešimtmetyje, susidurdama su didėjančiu vandens poreikiu ir visuotine jo kiekio ir kokybės mažėjimo grėsme, atsirado taikoma limnologijos vizija, orientuota į aplinkos valdymą.

Šiuolaikinė limnologija

XXI amžiaus limnologija palaiko viziją, kaip svarbu žinoti lentiškas ir lotikines sistemas, kad būtų teikiama pirmenybė vandens aplinkosaugos valdymui, leidžiančiam žmonijai mėgautis vandens ištekliais ir jo socialine, ekonomine ir gamtine nauda.

Studijų sritis

Limnologija yra laikoma ekologijos šaka, kurioje didžiausias dėmesys skiriamas vidaus vandens ekosistemoms, įskaitant ežerus, tvenkinius, požeminius vandenis, tvenkinius, upelius ir upes.

Jis tiria tiek materijos, tiek energijos srautus, taip pat gyvų organizmų, esančių kontinentiniuose vandenyse, sudėtį, struktūrą ir dinamiką individų, rūšių, populiacijų ir bendruomenių lygiu.

Norint suprasti visus procesus ir mechanizmus, kurie sudaro kontinentinės vandens aplinkos biologinę įvairovę ir fizikines bei chemines reakcijas, reikia integruoti kelias mokslo disciplinas, tokias kaip chemija, fizika, biologija, klimatologija, hidrologija, geologija ir kt.

Limnologija taip pat integruoja žemyninių vandenų procesus su sausumos ekosistemomis. Aptariamas vandens nutekėjimo poveikis ir medžiagų bei energijos indėlis iš baseinų. Taip pat atsižvelgiama į pasikeitimus, vykstančius tarp vandens telkinių ir atmosferos.

Vidaus vandenų tyrimai taip pat apima pavojų aplinkai nustatymą ir jų poveikio ekosistemai apibūdinimą. Taip pat tai reiškia sprendimų, tokių kaip klimato kaitos švelninimas, egzotinių rūšių kontrolė ir ekosistemų atkūrimas, paiešką.

Šakos

Limnologijos šakos atsiranda atsižvelgiant į tiriamo žemyninio vandens telkinio tipą.

Nejudanti vandens limnologija

Ši limnologijos šaka tiria lentiškas ekosistemas, geriau žinomas kaip ežerai. Įtraukiami tiek natūralūs paviršiniai vandenys, tiek dirbtiniai rezervuarai, tvenkiniai ar užtvankos.

Tanganikio ežeras, Zambija. Šaltinis: „Worldtraveller“, per „Wikimedia Commons“

Tekančio vandens limnologija

Bėgančiojo vandens limnologija tiria daugelį ekosistemų, tokių kaip upės ar upeliai, kuriems būdingas horizontalus ir vienkryptis vandens srautas.

Amazonės upė. Šaltinis: Peteris Angrittas, iš „Wikimedia Commons“

Požeminio vandens limnologija

Ši šaka tiria procesus, vykstančius požeminiuose vandens rezervuaruose. Įtraukti biogeocheminių procesų, formuojančių požeminio vandens chemines savybes, tyrimai.

Požeminio vandens matavimas. Šaltinis: www.pixabay.com

Druskingų ežerų limnologija

Ši šaka tiria druskingus ežerus, kurie sudaro 45% pasaulio vidaus ežerų. Jo tyrimai sutelkti į ypatingas šių ekosistemų savybes, įskaitant jų cheminius, fizikinius ir biologinius aprašymus.

Didysis druskos ežeras, JAV. Šaltinis: „Draxfelton“ vartotojas en.wikipedia, iš „Wikimedia Commons“.

Naujausi tyrimai

Tyrimai atogrąžų ežeruose

Dauguma tyrimų, susijusių su lentiška aplinka, buvo atlikti ežeruose vidutinio klimato šiauriniuose regionuose. Tačiau didelių atogrąžų ežerų biogeocheminė dinamika skiriasi nuo vidutinio klimato ežerų.

Li ir kt. Paskelbė 2018 m. Dokumentą apie nuosėdų geochemiją ir indėlį į anglies ir maistinių medžiagų apykaitą tropiniame ežere, esančiame Malavyje (Rytų Afrika).

Rezultatai rodo reikšmingą nuosėdų indėlį į ežero biogeocheminius biudžetus. Be to, jie rodo, kad per pastaruosius dešimt metų nuosėdų lygis labai padidėjo.

Tyrimai dirbtiniuose rezervuaruose ar užtvankose

Dirbtinių tvenkinių ir užtvankų skaičius pastaraisiais metais sparčiai didėjo.

Net jei geras natūralių ežerų supratimas gali padėti suprasti dirbtines ekosistemas, jie gali pateikti daugybę savybių, išskiriančių jas iš natūralių ekosistemų. Dėl šios priežasties šiandien dirbtinės aplinkos tyrimai yra labai svarbūs.

Znachor ir kt. (2018) išanalizavo duomenis iš 36 aplinkos kintamųjų, paimtų per 32 metus nedideliame Čekijos Respublikos rezervuare. Tyrimo tikslas buvo nustatyti klimato ir biogeocheminių savybių tendencijas.

Beveik visi aplinkos kintamieji laikui bėgant parodė skirtingas tendencijas. Taip pat buvo nustatyti tendencijų pokyčiai. Pavyzdžiui, ištirpusi organinė anglis parodė tendenciją linijiškai nuolat augti.

Šis tyrimas taip pat parodė tendencijų pasikeitimą devintojo dešimtmečio pabaigoje ir 1990-aisiais. Autoriai šį pokytį interpretuoja kaip atsaką į kai kuriuos socialinius ir ekonominius pokyčius, įvykius regione.

Kitas svarbus šio tyrimo rezultatas yra 1999 m. Įvykę užtvankos hidraulinių sąlygų pasikeitimai. Tai įvyko padidėjus užtvankos sulaikymo tūriui dėl administracinio sprendimo, priimto po gausių kritulių.

Šis pavyzdys parodo, kaip limnologijos tyrimai gali parodyti mums socialinių ir ekonominių veiksnių bei politinių sprendimų poveikį dirbtinių ekosistemų veikimui. Savo ruožtu tai gali padėti mums suprasti poveikį natūralioms ekosistemoms.

Paleolimnologijos tyrimai

Paleolimnologija yra ežeruose esančių nuosėdų tyrimas, kurio tikslas - rekonstruoti ežero ar jo apylinkių gamtos istoriją ar aplinkos kintamuosius praeityje. Tam naudojamos skirtingos metodikos, tokios kaip diatominių mikrofosilijų, žiedadulkių ar ostracodų analizė.

„Novaes Nascimento“ ir bendradarbiai 2018 metais paskelbė straipsnį apie paleobiologinį tyrimą Peru Anduose, kuriame rekonstruojama Miski ežero, mažo druskingo vandens prieglobsčio, esančio 3750 metrų virš jūros lygio, istorija.

Karbonato stratigrafijos ir fosilinės diatomės bendrijos rezultatai parodė ežero lygio sumažėjimą vidurinio holoceno metu, tačiau jis niekada nebuvo visiškai išdžiūvęs.

Istorija rodo, kad Miski ežeras buvo kraštovaizdžio dalis 12 700 metų, net tiek seklių Andų ežerų buvo išdžiūvę.

Nuorodos

1. Banderas, AG ir González, R. (1996). Limnologija, sąvokos patikslinimas. Hidraulinė inžinerija Meksikoje, XI (1): 77–84.
2. „Basavarajappa“, SH, „Raju“, NS ir „Hosmani“, SP (2014) Limnologija: kritinė apžvalga. Dabartinė pasaulio aplinka, 9 (3), 741–759.
3. Li, J., Brown, ET, Crowe, SA ir Katsev, S. (2018). Nuosėdų geochemija ir indėlis į anglies ir maistinių medžiagų apykaitą giliame meromiktiniame atogrąžų ežere: Malavio ežere (Rytų Afrika). Didžiųjų ežerų tyrimų žurnalas 44 (6): 1221–1254
4. „Novaes Nascimento“, M., „Laurenzi“, AG, „Valencia“, B. G., Van, R. ir Bushas, ​​M. (2018). 12 700 metų paleolimnologinių Andų mikrorefugijos pokyčių istorija. Holocenas.
5. Velso, PS (1952). Limnologija. McGraw Hill. Londonas 538.
6. Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D ir Mrkvička T. (2018). Žmogaus sukurtame gėlo vandens rezervuare aplinkos sąlygos vyrauja kelios ilgalaikės tendencijos ir tendencijų pasikeitimas. Mokslas apie bendrą aplinką 624: 24–33.