ЛИМНОЛОГИЯ: ИСТОРИЯ, НАПРАВЛЕНИЯ, НАПРАВЛЕНИЯ, ИССЛЕДОВАНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

Лимнология это наука , которая изучает внутренние водоемы как взаимосвязанные экосистемы с наземными экосистемами и атмосферой. Описывать и анализировать физические, химические и биологические факторы внутренних вод, чтобы объяснить их состав, структуру, энергию и живые организмы.

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

Лимнология, изучение внутренних водоемов. Источник: www.flickr.com

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 датским биологом Отто Фридрихом Мюллером была опубликована первая классификация водных микроскопических организмов под названием Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina.

С появлением первых биологических станций знания в лимнобиологии достигли своей полноты. В 1888 году в чешских лесах Чехии 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 по таксономии, механизмам питания, распространению, миграциям.

Современная лимнология

Современная лимнология возникла в конце XIX века, когда П.Е. Мюллер в 1870 году открыл пресноводное планктонное сообщество.

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. Форбс опубликовал эссе под названием «Озеро как микрокосм», в котором он проанализировал озеро как систему, находящуюся в динамическом равновесии материи и энергии с живыми организмами.

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

В 1917 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 акцент на продуктивность и изучение лотковых систем (рек и ручьев), а также лентичных систем (озер).

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, ориентированное на управление окружающей средой.

Современная лимнология

Лимнология XXI 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 исследования

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

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

Понимание всех процессов и механизмов, которые составляют 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.

Озеро Танганьика, Замбия. Источник: Worldtraveller, через Wikimedia Commons.

Лимнология проточных вод

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

Река Амазонка. Источник: Питер Ангритт, из Wikimedia Commons.

Лимнология подземных вод

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

Измерение грунтовых вод. Источник: www.pixabay.com

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.

Грейт-Солт-Лейк, США. Источник: пользователь Draxfelton в википедии, из Wikimedia Commons.

Недавнее исследование

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. Более 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.

Несмотря на то, что хорошее понимание природных озер может помочь понять искусственные экосистемы, они могут обладать множеством характеристик, которые отличают их от естественных экосистем. В связи с этим сегодня большое значение приобретают исследования в искусственной среде.

Znachor et al. (2018) проанализировали данные 36 переменных окружающей среды, полученные за 32 года в небольшом водохранилище в Чешской Республике. Цель исследования - выявить тренды климатических и биогеохимических характеристик.

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

Палеолимнология - это изучение отложений, отложенных в озерах, с целью реконструкции естественной истории или изменений экологических параметров озера или его окрестностей в прошлом. Для этого используются разные методики, такие как анализ микрофоссилий диатомовых водорослей, пыльцы или остракод.

Новаес Насименто и его сотрудники опубликовали в 2018 году статью о палеобиологическом исследовании в перуанских Андах, которое реконструирует историю озера Миски, небольшого морского убежища, расположенного на высоте 3750 метров над уровнем моря.

Результаты карбонатной стратиграфии и ископаемого сообщества диатомовых показали снижение уровня озера в течение среднего голоцена, однако оно так и не высохло полностью.

История показывает, что озеро Миски было частью ландшафта на протяжении 12700 лет, даже когда многие мелкие андские озера высохли.

Ссылки

1. Бандерас, А.Г. и Гонсалес, Р. (1996). Лимнология, переработка концепции. Гидротехника в Мексике, XI (1): 77-84.
2. Басавараджаппа, С.Х., Раджу, Н.С. и Хосмани, С.П. (2014) Лимнология: критический обзор. Текущая мировая среда, 9 (3), 741-759.
3. Ли, Дж., Браун, Е.Т., Кроу, С.А., Кацев, С. (2018). Геохимия отложений и вклад в круговорот углерода и питательных веществ в глубоком меромиктическом тропическом озере: озеро Малави (Восточная Африка). Журнал исследований Великих озер 44 (6): 1221-1234
4. Новаес Насименто, М., Лаурензи, А.Г., Валенсия, Б.Г., Ван, Р. и Буш, М. (2018). 12700-летняя история палеолимнологических изменений андского микрорефугиума. Голоцен.
5. Валлийский, PS (1952). Лимнология. Макгроу Хилл. Лондон 538.
6. Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D и Mrkvička T. (2018). Множественные долгосрочные тенденции и их развороты определяют условия окружающей среды в искусственном пресноводном резервуаре. Наука об окружающей среде в целом 624: 24-33.