Что изучает наука лимнология

Лимнология – наука об озерах и других внутренних водах

Термин лимнология происходит от греческих слов λίμνη, limne, “озеро” и λόγος, logos, “знание”. Лимнология – это наука об внутренних водах, к которым относятся ручьи, озера, реки, водно-болотные угодья и водохранилища. Лимнология является разделом гидрологии, изучающим геологические, химические, биологические и физические характеристики внутренних вод, которые могут быть искусственными или естественными, солеными или пресными, а также стоячими или проточными. Наука тесно связана с гидробиологией и водной экологией, фокусирующихся на водных организмах. Пейзажная лимнология – ветвь лимнологии, изучающая сохранение и управление морскими экосистемами с точки зрения ландшафта.

История лимнологии

Швейцарский ученый Франсуа-Альфонс Форель считается основателем лимнологии, и его наблюдения вдохновили множество других ученых, в том числе ботаника Эйнара Наумана и зоолога Августа Тиенмана, которые организовали Международное общество лимнологии (ISL) в 1922 году. Форель начал интересоваться и наблюдать за природой в возрасте 13, и его ранние исследования рассматривали связь между биологическими, физическими и химическими свойствами Женевского озера. Он определил лимнологию как океанографию озер, но затем расширился и включил изучение всех внутренних вод. Лимнология – это интегративная дисциплина, в которой взаимодействуют биология, физика и химия, что позволяет понять водную экосистему более всеобъемлющим образом.

Физические свойства водной экосистемы

Сочетание волн, течений и тепла, среди других сезонных вариаций условий окружающей среды, помогает идентифицировать физические свойства морской системы. Количественный анализ водного объекта зависит от различных особенностей, таких как водно-болотные угодья, ручьи, реки и эстуарии, а также структура среды, окружающей водный объект. Процесс формирования озер помогает классифицировать водные объекты, а глубина воды определяет зоны внутри озера. Скорость течения воды и геология окружающей территории определяют морфометрическую систему потоков и рек. Эстуарии также включены в исследования лимнологии. Типичные водно-болотные угодья, такие как болота, топи и трясины отличаются по характеру, размеру и форме.

Световая интеграция

Теория светлой зональности рассматривает, как проникновение солнечного света в толщу воды влияет на структуру водоема. Световые зоны определяют различные уровни производительности в озерной экосистеме. Эвфотическая или фотическая зоны относятся к глубинам столба воды, куда проникает солнечный свет и где могут расти растения. Остальная часть толщи воды, которая не получает достаточного солнечного света для роста растений, известна как афотическая зона. Альбедо измеряет количество электромагнитного излучения, которое отражается при попадании солнечного света на поверхность воды.

Термическая стратификация

Термическая стратификация, также называемая термической зональностью, представляет собой метод классификации слоев водных объектов в водной экосистеме, базирующийся на основе изменения температуры в каждом слое. Нагрев уменьшается экспоненциально с глубиной, и поэтому вода сильнее нагревается на поверхности и становится все более холоднее по мере увеличения глубины. Тепловая стратификация водоема имеет три слоя. Эпилимнион – это верхний слой, который близок к поверхности воды, и является наиболее теплым слоем, который испытывает циркуляцию ветра. Второй слой, испытывающий резкое снижение температуры, называется термоклином. Нижний слой, который является равномерно холодным, называется гиполимнион. Летом верхний слой водоема всегда теплее нижнего. Однако зимой температура эпилимниона падает ниже 4 градусов Цельсия, что равно температуре нижнего слоя. Верхний слой расширяется, становится светлее, а затем замерзает.

Химические свойства водной экосистемы

В естественной среде на химический состав воды влияют эрозия почвы, испарение, тип почвы, осадки и потоки. Все водные объекты имеют уникальный баланс неорганических и органических соединений или элементов.

Качество воды

Хотя считается, что на качество воды озер влияют сотни факторов, лишь несколько из них имеют наибольшее значение для здоровья водной экосистемы. Существует множество видов биологической деятельности, влияющих на концентрацию растворенного газа и питательных веществ, однако человеческая деятельность является единственным основным фактором, способствующим изменению качества воды.

Кислород

Растворенный кислород отвечает за многочисленные химические и биологические реакции, которые играют значительную роль в функционировании водной экосистемы. Различные природные процессы влияют на концентрацию кислорода в экосистеме, включая фотосинтез и дыхание. На профиль кислорода влияет ветер на поверхности воды, дыхание, фотосинтез и органические вещества, а это означает, что концентрация кислорода уменьшается точно так же, как и температурный профиль. Процесс фотосинтеза и солнечный свет контролируют концентрацию растворенного кислорода и являются определяющими факторами того, сколько фотосинтеза может произойти в трех водных слоях, где доступен свет. Концентрация растворенного кислорода уменьшает глубину тела воды. Водная жизнь поглощает растворенный кислород, высвобождая углекислый газ.

Фосфор и азот являются жизненно важными питательными веществами в водной системе. Хотя в большинстве исследований основное внимание уделяется аммиаку, нитриту и нитрату в качестве источников азота в воде, азот существует в воде и форме газа. Концентрация азота обычно высока в осенние и зимние месяца и ниже в весенние и летние. Низкая концентрация фосфора в водоемах считается ограничивающим фактором в скорости роста фитопланктона. Растворенный фосфор имеет характерный экосистемный цикл.

Биологические свойства водной экосистемы

Лимнология классифицирует все водные объекты в соответствии с их индексом трофического состояния. Индекс трофического состояния определяется количеством фосфора и азота среди других питательных веществ. Эвтрофные озера имеют высокий уровень питательных веществ и характеризуются высокой продуктивностью. Олиготрофные озера имеют низкий уровень питательных веществ и характеризуются низкой первичной продуктивностью. Дистрофические озера имеют желто-коричневую или чайную воду и высокий уровень гуминового вещества. Эвтрофикация озера может привести к увеличению количества водорослей.

Источник

лимнология

Смотреть что такое «лимнология» в других словарях:

лимнология — лимнология … Орфографический словарь-справочник

лимнология — озероведение Словарь русских синонимов. лимнология сущ., кол во синонимов: 2 • озероведение (2) • … Словарь синонимов

лимнология — и, ж. limnologie f. <гр. limne озеро + logos учение. Отдел гидрологии, изучающий внутренние воды; озероведение. БАС 1. Эти работы направили интересы Анучина в сторону изучения озер или лимнологии, которая в 90 х годах прошлого столетия только… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ЛИМНОЛОГИЯ — ЛИМНОЛОГИЯ, дисциплина, изучающая пресноводные водоемы озера, пруды и реки. Они рассматриваются с точки зрения разных наук химии, физики и биологии. Животные, растения и окружающая среда обследуются с точки зрения пищевых циклов и пищевых цепей,… … Научно-технический энциклопедический словарь

ЛИМНОЛОГИЯ — отдел гидрографии, занимающийся изучением озер. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

ЛИМНОЛОГИЯ — наука об озерах и небольших водоемах, объединяемых в гр. поверхностных водоемов суши с замедленным водообменом. Син.: озероведение. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

лимнология — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN limnology The study of bodies of fresh water with reference to their plant and animal life, physical properties, geographical features, etc. (Source: CED)… … Справочник технического переводчика

лимнология — Изучение пресноводных озер и прудов, их физических, химических и биологических свойств. Syn.: озероведение … Словарь по географии

Лимнология — Верхнее крупнейшее пресное озеро в мире Лимнология (греч … Википедия

Источник

Лимнология: история, направления, направления, исследования

Содержание:

В лимнология это наука, изучающая континентальные водные объекты как экосистемы, взаимосвязанные с наземными экосистемами и атмосферой. Описать и проанализировать физические, химические и биологические факторы внутренних вод, чтобы объяснить их состав, структуру, энергию и живые организмы.

Термин «лимнология» происходит от слов Limne (божественность связана с водой) и логотипы (трактат или этюд).Впервые он был использован Франсуа Альфонсом Форелем, швейцарским ученым, которого считали отцом этой дисциплины за его большой вклад в XIX веке.

Лимнология значительно развивалась на протяжении всей своей истории; изначально он включал только изучение озер, которые считались суперорганизмами, без взаимосвязи с окружающей средой. В настоящее время при изучении континентальных вод рассматриваются взаимодействия с окружающей средой и их значение в круговоротах вещества и энергии.

История

Древняя лимнология

Первые вклады в познание озер появляются в древней Европе с отдельными наблюдениями, без взаимосвязи между ними.

Между 1632 и 1723 годами А. ван Левенгук сделал первые описания водных микроорганизмов благодаря появлению микроскопа, что означало важный прогресс в изучении водных организмов.

В 1786 году была опубликована первая классификация водных микроскопических организмов, проведенная датским биологом Отто Фридрихом Мюллером, названная Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina.

С появлением первых биологических станций знания в лимнобиологии достигли своей полноты. В 1888 году в чешских лесах Чешской Республики была основана первая экспериментальная станция. Впоследствии количество биологических станций в Европе и США стремительно росло.

Ученые того времени внесли большой вклад в изучение жизни в пресноводных водоемах. Особо выделяются исследования в области таксономии, механизмов питания, распределения, миграции и др.

Современная лимнология

Современная лимнология возникла в конце XIX века, когда П.Е. Мюллер, в 1870 году.

В 1882 году Руттнер устанавливает, что лимнология включает в себя экологические взаимодействия, помимо описательного изучения биотических ассоциаций, встречающихся в водоеме.

В 1887 году С.А. Forbes опубликовал эссе под названием Озеро как микромир, в котором он анализирует озеро как систему, находящуюся в динамическом равновесии материи и энергии с живыми организмами.

В 1892 г. Ф. А. Форель опубликовал результаты своих исследований на озере Леман (Швейцария), посвященных геологии, физико-химическим характеристикам и описанию живых организмов в озере.

В 1917 году Коул включает вторую задачу лимнологии; изучение круговоротов вещества с особым упором на биогеохимические циклы.

В 1935 году Уэлч определил лимнологию как изучение биологической продуктивности внутренних водоемов. Это определение впервые в лимнологии включает в себя акцент на продуктивность и изучение лотковых систем (рек и ручьев) в дополнение к лентичным (озера).

В 1975 году Хатчинсон и Голтерман охарактеризовали лимнологию как междисциплинарную науку, которая зависит от геологии, метеорологии, физики, химии и биологии.

В 1986 году Леман описал две области исследований, связанных с лимнологией. Первая область была сосредоточена на физико-химических (термодинамических) свойствах водоемов. Вторая область, изучающая биологические процессы на уровне населения и сообщества, контролируемые естественным отбором.

В течение 1990-х годов, столкнувшись с растущим спросом на воду и глобальной угрозой сокращения ее количества и качества, возникло прикладное видение лимнологии, которое сосредоточено на управлении окружающей средой.

Современная лимнология

Лимнология 21-го века поддерживает видение важности знания лентичных и лотковых систем для содействия экологическому управлению водными ресурсами, которое позволяет человечеству пользоваться водными ресурсами и их социальными, экономическими и природными благами.

Область изучения

Лимнология считается разделом экологии, который фокусируется на внутренних водных экосистемах, включая озера, пруды, грунтовые воды, пруды, ручьи и реки.

Он изучает как поток вещества, так и энергию, а также состав, структуру и динамику живых организмов, присутствующих в континентальных водах, на уровне отдельных людей, видов, популяций и сообществ.

Понимание всех процессов и механизмов, составляющих биоразнообразие и физико-химические реакции континентальной водной среды, требует интеграции множества научных дисциплин, таких как химия, физика, биология, климатология, гидрология, геология и другие.

Лимнология также объединяет процессы континентальных вод с наземными экосистемами. Он учитывает эффекты отвода воды и вклад материи и энергии из бассейнов. Точно так же он учитывает обмены, происходящие между водоемами и атмосферой.

Изучение внутренних вод также включает выявление экологических угроз и описание их воздействия на экосистему. Точно так же это подразумевает поиск решений, таких как смягчение последствий изменения климата, контроль над экзотическими видами и восстановление экосистем.

ветви

Разделы лимнологии возникают в зависимости от типа исследуемого континентального водоема.

Лимнология стоячей воды

Этот раздел лимнологии изучает непроточные экосистемы, более известные как озера. Включены как естественные поверхностные воды, так и искусственные водоемы, пруды или плотины.

Лимнология проточных вод

Лимнология проточной воды изучает лотические экосистемы, такие как реки или ручьи, для которых характерен преимущественно горизонтальный и однонаправленный поток воды.

Лимнология подземных вод

В этом разделе изучаются процессы, происходящие в подземных водоемах. Включены исследования биогеохимических процессов, определяющих химические характеристики подземных вод.

Лимнология соленых озер

Это направление изучает соленые озера, которые составляют 45% внутренних озер мира. Его исследования сосредоточены на конкретных характеристиках этих экосистем, включая их химические, физические и биологические характеристики.

Недавние исследования

Исследования в тропических озерах

Большинство исследований в непроточной среде проводилось в озерах в умеренных северных регионах. Однако биогеохимическая динамика крупных тропических озер отличается от таковой для озер умеренного пояса.

Ли и др. Опубликовали в 2018 году статью о геохимии отложений и вкладе в круговорот углерода и питательных веществ в тропическом озере, расположенном в Малави (Восточная Африка).

Результаты указывают на значительный вклад отложений в биогеохимический баланс озера. Кроме того, они показывают, что скорость осаждения значительно увеличилась за последние десять лет.

Исследования в искусственных водоемах или плотинах

Количество искусственных прудов и плотин в последние годы быстро увеличивалось.

Хотя хорошее понимание естественных озер может помочь понять искусственные экосистемы, они могут обладать множеством характеристик, которые отличают их от естественных экосистем. В связи с этим сегодня большое значение имеют исследования в искусственных средах.

Почти все переменные окружающей среды показали изменчивые тенденции во времени. Также были выявлены развороты тренда. Например, растворенный органический углерод имеет тенденцию к непрерывному линейному росту.

Это исследование также показало изменение тенденций в конце 1980-х и в течение 1990-х годов. Авторы интерпретируют это изменение как реакцию на некоторые социально-экономические изменения, произошедшие в регионе.

Другим важным результатом этого исследования является изменение гидравлических условий плотины, которое произошло в 1999 году. Это произошло после увеличения удерживаемого объема плотины в результате административного решения, принятого после периода сильных дождей.

Этот пример показывает, как исследования в области лимнологии могут показать нам влияние социально-экономических факторов и политических решений на функционирование искусственных экосистем. В свою очередь, это может помочь нам понять воздействие на естественные экосистемы.

Исследования по палеолимнологии

Новаэс Насименто и его сотрудники опубликовали в 2018 году статью о палеобиологическом исследовании в перуанских Андах, в котором реконструируется история озера Миски, небольшого морского убежища, расположенного на высоте 3750 метров над уровнем моря.

Результаты карбонатной стратиграфии и сообщества ископаемых диатомовых показали снижение уровня озера в среднем голоцене, однако оно так и не высохло полностью.

История показывает, что озеро Миски было частью ландшафта на протяжении 12700 лет, несмотря на то, что многие мелкие андские озера пересохли.

Источник

История лимнологии, область исследования, отрасли и исследования

лимнология Это наука, которая изучает континентальные водоемы как экосистемы, связанные с наземными экосистемами и атмосферой. Описывает и анализирует физические, химические и биологические факторы внутренних вод, чтобы объяснить их состав, структуру, энергию и живые организмы..

Термин «лимнология» происходит от слов Лимна (божественность, связанная с водой) и логотипы (договор или учеба). Впервые он был использован Франсуа Альфонсом Форелем, швейцарским ученым, который считался отцом этой дисциплины за его большой вклад в 19 веке.

Лимнология замечательно развивалась на протяжении всей своей истории; Первоначально это включало только изучение озер, которые считались суперорганизмами, без связи с окружающей средой. В настоящее время при изучении внутренних вод рассматривается взаимодействие с окружающей средой и его значение в циклах вещества и энергии..

история

Древняя лимнология

Первые вклады в познание озер возникают в древней Европе, с изолированными наблюдениями, без взаимосвязей между ними..

Между 1632 и 1723 гг. А. ван Левенхук сделал первые описания водных микроорганизмов, благодаря появлению микроскопа, что означало важный прогресс в познании водной жизни..

В 1786 году была опубликована первая классификация водных микроорганизмов, проведенная датским биологом Отто Фридрихом Мюллером под названием Инфузория Fluviatilia et Marina Анимакула.

С появлением первых биологических станций знания в области лимнобиологии достигли своей полноты. В 1888 году первая экспериментальная станция была основана в лесах Чехии, в Чешской Республике. Впоследствии число биологических станций в Европе и США быстро увеличивалось.

Ученые того времени внесли большой вклад в познание жизни в водоемах с пресной водой. Они подчеркивают исследования в области таксономии, механизмов питания, распределения, миграции, среди других.

Современная лимнология

Современная лимнология возникла в конце 19-го века, когда П.Э. открыл сообщество пресноводных планктонов. Мюллер, в 1870 году.

В 1882 году Раттнер заявляет, что лимнология включает экологические взаимодействия, помимо описательного изучения биотических ассоциаций, которые происходят в водоеме..

В 1887 году С.А. Forbes опубликовал эссе под названием Озеро как микрокосм, в котором он анализирует озеро как систему в динамическом равновесии вещества и энергии с живыми организмами.

В 1892 году Ф. А. Форель опубликовал результаты своих исследований на озере Леман (Швейцария), посвященных геологии, физико-химической характеристике и описанию живых организмов озера..

В 1917 году Коул включил вторую задачу по лимнологии; изучение циклов материи с особым акцентом на биогеохимические циклы.

В 1935 году Уэлч определил лимнологию как исследование биологической продуктивности внутренних вод. Это определение впервые включает в лимнологию подход к продуктивности и изучению лотосных систем (рек и ручьев), а также лентиков (озер)..

В 1975 году Хатчинсон и Гольтерман характеризуют лимнологию как междисциплинарную науку, которая зависит от геологии, метеорологии, физики, химии и биологии..

В 1986 году Lehman описывает две области исследования, связанные с лимнологией. Первое направление было сфокусировано на физико-химических (термодинамических) свойствах водоемов. Вторая область, которая изучает биологические процессы на уровне популяций и сообществ, контролируемых естественным отбором..

В течение 1990-х годов, столкнувшись с растущим спросом на воду и глобальной угрозой ее сокращения в количестве и качестве, появляется прикладное видение лимнологии, которое фокусируется на управлении окружающей средой..

Современная Лимнология

Лимнология XXI века сохраняет представление о важности знания лентических и лотосных систем для обеспечения рационального использования водных ресурсов, которое позволяет человечеству пользоваться водными ресурсами и их социальными, экономическими и природными благами..

Область исследования

Лимнология считается отраслью экологии, которая фокусируется на континентальных водных экосистемах, включая озера, лагуны, грунтовые воды, пруды, ручьи и реки..

Изучить как поток вещества и энергии, так и состав, структуру и динамику живых организмов, присутствующих во внутренних водах на уровне отдельных лиц, видов, популяций и сообществ..

Понимание всех процессов и механизмов, которые формируют биоразнообразие и физико-химические реакции континентальной водной среды, требует интеграции множества научных дисциплин, таких как химия, физика, биология, климатология, гидрология, геология и другие..

Лимнология также объединяет процессы, присущие внутренним водам, с наземными экосистемами. Рассмотрим влияние дренажа воды и вклад вещества и энергии из бассейнов. Кроме того, он принимает во внимание обмены между водоемами и атмосферой.

Изучение внутренних вод также включает в себя выявление экологических угроз и описание их воздействия на экосистему. Кроме того, это подразумевает поиск решений, таких как смягчение последствий изменения климата, борьба с экзотическими видами и восстановление экосистем..

ветви

Ветви лимнологии возникают в зависимости от типа изучаемого континентального водоема..

Лимнология стоячей воды

Эта ветвь лимнологии изучает лентические экосистемы, более известные как озера. Он включает в себя как природные поверхностные воды, так и водохранилища, пруды или искусственные плотины.

Лимнология проточных вод

Лимнология современных вод изучает экосистемы лотоса, такие как реки или ручьи, характеризующиеся преимущественно горизонтальным и однонаправленным потоком воды..

Лимнология подземных вод

Эта отрасль изучает процессы, которые произошли в подземных водоемах. Это включает в себя исследования биогеохимических процессов, которые формируют химические характеристики подземных вод.

Лимнология соленых озер

Эта ветвь изучает соленые озера, которые составляют 45% континентальных озер мира. Его исследования посвящены особенностям этих экосистем, включая их химическое, физическое и биологическое описание..

Недавние исследования

Исследования в тропических озерах

Большая часть исследований в лентических средах была проведена в озерах северных умеренных регионов. Тем не менее, биогеохимическая динамика крупных тропических озер отличается от таковой, зарегистрированной для умеренных.

В 2018 году Ли и его коллеги опубликовали статью о геохимии отложений и вкладе в круговорот углерода и питательных веществ в тропическом озере, расположенном в Малави (Восточная Африка)..

Результаты указывают на значительный вклад отложений в биогеохимические бюджеты озера. Кроме того, они показывают, что скорость седиментации значительно возросла за последние десять лет.

Исследования в плотинах или искусственных плотинах

Количество прудов и искусственных дамб быстро увеличилось за последние годы.

Даже если хорошее понимание природных озер может помочь в понимании искусственных экосистем, они могут представлять множество характеристик, которые отличают их от природных экосистем. Из-за этого, исследования в искусственной среде имеют большое значение в настоящее время.

Значор и др. (2018) проанализировали данные 36 переменных среды, полученных за 32 года в небольшом водохранилище в Чешской Республике. Целью исследования было выявление тенденций изменения климатических и биогеохимических характеристик..

Почти все переменные среды демонстрировали переменные тенденции с течением времени. Изменения тенденций были также определены. Например, растворенный органический углерод имел тенденцию к линейному непрерывному росту.

Это исследование также показало изменение тенденций в конце 80-х и в течение 90-х годов. Авторы интерпретируют это изменение как ответ на некоторые социально-экономические изменения, которые произошли в регионе..

Другим важным результатом этого исследования является изменение гидравлических условий плотины, которое произошло в 1999 году. Это произошло после увеличения объема удержания плотины в результате административного решения, принятого после периода сильных дождей..

Этот пример показывает, как исследования в области лимнологии могут показать нам влияние социально-экономических факторов и политических решений на функционирование искусственных экосистем. В свою очередь, это может помочь нам понять влияние на природные экосистемы.

Исследования по палеолимнологии

Novaes Nascimento и сотрудники опубликовали в 2018 году статью о палеобиологических исследованиях в перуанских Андах, которые воссоздают историю озера Миски, небольшого убежища с морской водой, расположенного на высоте 3750 метров над уровнем моря..

Результаты, полученные карбонатной стратиграфией и сообществом ископаемых диатомовых водорослей, показали снижение уровня озера в течение среднего голоцена, однако это никогда не высыхало полностью.

История показывает, что озеро Миски было частью ландшафта на протяжении 12 700 лет, хотя многие мелкие андские озера высохли.

Источник