Il termine limnologia deriva dalla parola greca "limne", che significa lago o stagno. La limnologia è lo studio delle acque interne, che comprende corsi d'acqua, laghi, fiumi, zone umide e bacini idrici. La limnologia è una divisione della scienza o dell'ecologia ambientale e copre le caratteristiche geologiche, chimiche, biologiche e fisiche, tra le altre, delle acque interne, che possono essere artificiali o naturali, saline e fresche, e in piedi o acqua corrente. La limnologia è legata all'idrobiologia e all'ecologia dell'acqua, che si concentra sugli organismi acquatici. La limnologia paesaggistica, una branca della limnologia, studia la conservazione e la gestione degli ecosistemi marini da una prospettiva paesaggistica.
Storia di Limnologia
Lo scienziato svizzero Francois-Alphonse Forel è considerato il fondatore della limnologia e le sue osservazioni hanno ispirato numerosi scienziati, tra cui il botanico Einar Naumann e lo zoologo August Thienemann, che ha costituito l'International Society of Limnology (ISL) in 1922. Forel iniziò a interrogarsi e ad osservare la natura all'età di 13, ei suoi primi studi consideravano la relazione tra le proprietà biologiche, fisiche e chimiche del Lago di Ginevra. Forel coniò il termine limnology durante il 19esimo secolo nella sua monografia intitolata Leman. Definì la limnologia come l'oceanografia dei laghi, ma si espanse per includere lo studio delle acque interne. La limnologia è una disciplina integrativa in cui la biologia, la fisica e la chimica interagiscono, rendendo così possibile comprendere l'ecosistema in modo più completo.
Proprietà fisiche dell'ecosistema acquatico
La combinazione di onde, correnti e calore, tra le altre distribuzioni stagionali delle condizioni ambientali, aiuta a identificare le proprietà fisiche del sistema marino. L'analisi quantitativa del corpo idrico dipende da diverse caratteristiche, come le zone umide, i fiumi, i fiumi e gli estuari e la struttura dell'ambiente circostante il corpo idrico. Il processo di formazione dei laghi aiuta a classificare i corpi idrici e le profondità dell'acqua definiscono le zone all'interno di un lago. La velocità dell'acqua e la geologia dell'area circostante determinano il sistema morfometrico di torrenti e fiumi. Anche gli estuari rientrano nello studio della limnologia. Le zone umide variano per forma, dimensioni e forma, tuttavia tutti i tipici tipi di zone umide, come paludi, paludi e paludi, oscillano tra l'asciutto, l'acqua dolce e poco profonda.
Integrazione leggera
La teoria della zonazione leggera considera come la penetrazione della luce solare nell'acqua influenzi la struttura di un corpo idrico. Le zone chiare definiscono vari livelli di produttività all'interno dell'ecosistema, come un lago. La zona eufotica o fotica si riferisce alla profondità della colonna d'acqua che la luce può penetrare e dove le piante possono crescere. Il resto della colonna d'acqua che non riceve sufficiente luce solare per la crescita delle piante è conosciuta come la zona afotica. L'albedo misura la quantità di elettromagnetico che si riflette quando la luce del sole colpisce la superficie dell'acqua.
Stratificazione termica
La stratificazione termica, detta anche zonazione termica, è un metodo per raggruppare gli strati del corpo idrico all'interno dell'ecosistema acquatico in base alla variazione di temperatura su questi segmenti. Il riscaldamento si riduce in modo esponenziale con la profondità della colonna d'acqua, e quindi l'acqua è più calda sulla superficie e diventa progressivamente più fresca man mano che aumenta la profondità. La stratificazione termica di un corpo idrico ha tre sezioni. Epilimnion è lo strato superiore, che è vicino alla superficie dell'acqua, è lo strato più caldo che sperimenta la circolazione del vento. Il secondo strato della colonna d'acqua, che subisce un rapido declino della temperatura, è chiamato termoclino. Lo strato inferiore, che è uniformemente freddo, è l'ipolimnio. Durante l'estate lo strato superiore di un corpo idrico è sempre più caldo dello strato inferiore. Tuttavia, durante l'inverno la temperatura dello strato epilimnion scende sotto 4 gradi Celsius, che è uguale alla temperatura dello strato inferiore. Lo strato superiore si espande, diventa più leggero e quindi si blocca.
Proprietà chimiche di un ecosistema acquatico
In un ambiente naturale, l'erosione del suolo, l'evaporazione, il tipo di suolo e il substrato roccioso, la precipitazione e la sedimentazione influenzano la composizione chimica dell'acqua. Tutti i corpi idrici hanno un equilibrio unico di composti ed elementi inorganici e organici.
Qualità dell'acqua
Sebbene si ritenga che centinaia di variabili influiscano sulla qualità dell'acqua dei laghi, solo poche variabili sono state confermate di grande importanza per la salute dell'ecosistema acquatico. Ci sono numerose attività biologiche che influenzano la concentrazione di gas e sostanze nutritive disciolte, ma l'attività umana è l'unico importante contributo alla qualità dell'acqua.
Ossigeno
L'ossigeno disciolto è responsabile di numerose reazioni chimiche e biologiche che svolgono un ruolo significativo nel funzionamento dell'ecosistema acquatico. Vari processi naturali influenzano la concentrazione di ossigeno nell'ecosistema, compresa la fotosintesi e la respirazione. Il profilo dell'ossigeno è influenzato dal vento sulla superficie dell'acqua, la respirazione, la fotosintesi e la materia organica, il che significa che la concentrazione di ossigeno diminuisce proprio come il profilo della temperatura. Il profilo utilizza lo stesso principio della penetrazione della luce e della stratificazione termica. La fotosintesi e la luce solare controllano la concentrazione di ossigeno disciolto ed è il fattore determinante di quanta fotosintesi può verificarsi nei tre strati d'acqua in cui è disponibile la luce. La concentrazione di ossigeno disciolto diminuisce la profondità di un corpo d'acqua aumenta. La vita acquatica assorbe ossigeno disciolto, mentre espelle l'anidride carbonica.
Il fosforo e l'azoto sono nutrienti vitali nel sistema acquatico. Sebbene la maggior parte degli studi si concentri sull'ammoniaca, sul nitrito e sul nitrato come fonti di azoto nell'acqua, l'azoto esiste sotto forma di gas nel sistema acquatico. La concentrazione di azoto è generalmente alta nei mesi autunnali e invernali e inferiore nei mesi primaverili ed estivi. A causa della piccola concentrazione di fosforo nei corpi idrici, il fosforo è considerato il fattore limitante del tasso di crescita del fitoplancton. Il fosforo disciolto ha un ciclo di ecosistema distintivo.
Proprietà biologiche di un ecosistema acquatico
La limnologia classifica tutti i corpi idrici in base al loro indice di stato trofico. L'indice dello stato trofico è determinato dalle quantità di fosforo e azoto, tra gli altri nutrienti. I laghi eutrofici hanno alti livelli di nutrienti e sono caratterizzati da un'elevata produttività. I laghi oligotrofici hanno bassi livelli di nutrienti e sono caratterizzati da una bassa produzione primaria. I laghi distrofici hanno acqua di colore giallo-marrone o color tè e alti livelli di sostanza umica. L'eutrofizzazione di un lago può comportare un aumento della produzione di alghe.
