LIMNOLOGIE: GESCHICHTE, FACHGEBIET, BRANCHEN, FORSCHUNG - BIOLOGIE - 2025

Die Limnologie ist die Wissenschaft, die die Binnengewässer als miteinander verbundene Ökosysteme mit terrestrischen Ökosystemen und der Atmosphäre untersucht. Beschreiben und analysieren Sie die physikalischen, chemischen und biologischen Faktoren der Binnengewässer, um deren Zusammensetzung, Struktur, Energie und lebende Organismen zu erklären.

Der Begriff "Limnologie" kommt von den Wörtern limne (Göttlichkeit in Verbindung mit Wasser) und Logos (Abhandlung oder Studie). Es wurde erstmals von François Alphonse Forel eingesetzt, einem Schweizer Wissenschaftler, der für seine großartigen Beiträge im 19. Jahrhundert als Vater dieser Disziplin galt.

Limnologie, das Studium der Binnengewässer. Quelle: www.flickr.com

Die Limnologie hat sich im Laufe ihrer Geschichte bemerkenswert weiterentwickelt. Zunächst wurden nur Seen untersucht, die als Superorganismen ohne Verbindung zur Umwelt angesehen wurden. Gegenwärtig werden bei der Untersuchung kontinentaler Gewässer Wechselwirkungen mit der Umwelt und ihre Bedeutung für die Kreisläufe von Materie und Energie berücksichtigt.

Geschichte

Alte Limnologie

Die ersten Beiträge zur Kenntnis der Seen erscheinen im alten Europa mit isolierten Beobachtungen ohne Verbindungen zwischen ihnen.

Zwischen 1632 und 1723 machte A. van Leewenhoek dank des Aussehens des Mikroskops die ersten Beschreibungen aquatischer Mikroorganismen, was einen wichtigen Fortschritt in der Kenntnis des Wasserlebens bedeutete.

1786 wurde die erste Klassifikation aquatischer mikroskopischer Organismen veröffentlicht, die vom dänischen Biologen Otto Friedrich Müller namens Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina durchgeführt wurde.

Mit dem Erscheinen der ersten biologischen Stationen erreichte das Wissen in der Limnobiologie seine Fülle. 1888 wurde in den böhmischen Wäldern der Tschechischen Republik die erste Versuchsstation gegründet. In der Folge vervielfachte sich die Anzahl der biologischen Stationen in Europa und den Vereinigten Staaten rasch.

Wissenschaftler der damaligen Zeit leisteten einen großen Beitrag zur Kenntnis des Lebens in Süßwasserkörpern. Hervorzuheben sind unter anderem Studien zu Taxonomie, Fütterungsmechanismen, Verteilung und Migration.

Moderne Limnologie

Die moderne Limnologie entstand Ende des 19. Jahrhunderts mit der Entdeckung der Süßwasserplanktongemeinschaft durch PE Müller im Jahr 1870.

1882 stellt Ruttner fest, dass die Limnologie ökologische Wechselwirkungen umfasst, die über die deskriptive Untersuchung der im Gewässer auftretenden biotischen Assoziationen hinausgehen.

1887 veröffentlichte SA Forbes einen Aufsatz mit dem Titel Der See als Mikrokosmos, in dem er den See als ein System im dynamischen Gleichgewicht von Materie und Energie mit lebenden Organismen analysierte.

1892 veröffentlichte FA Forel die Ergebnisse seiner Forschung im Leman-See (Schweiz), die sich auf die Geologie, physikalisch-chemische Charakterisierung und Beschreibung lebender Organismen im See konzentrierte.

1917 schließt Cole ein zweites Ziel der Limnologie ein; die Untersuchung der Materiezyklen mit besonderem Schwerpunkt auf biogeochemischen Kreisläufen.

1935 definierte Welch die Limnologie als die Untersuchung der biologischen Produktivität von Binnengewässern. Diese Definition umfasst zum ersten Mal in der Limnologie den Schwerpunkt auf Produktivität und die Untersuchung von Lotsystemen (Flüsse und Bäche) sowie Lentensystemen (Seen).

1975 charakterisieren Hutchinson und Golterman die Limnologie als eine interdisziplinäre Wissenschaft, die von Geologie, Meteorologie, Physik, Chemie und Biologie abhängt.

1986 beschrieb Lehman zwei mit der Limnologie verbundene Studienbereiche. Ein erstes Feld befasste sich mit den physikochemischen (thermodynamischen) Eigenschaften von Gewässern. Ein zweites Feld, das biologische Prozesse auf Bevölkerungs- und Gemeindeebene untersucht und durch natürliche Selektion kontrolliert wird.

In den neunziger Jahren entstand angesichts der wachsenden Nachfrage nach Wasser und der globalen Gefahr einer Verringerung von Quantität und Qualität eine angewandte Vision der Limnologie, die sich auf das Umweltmanagement konzentriert.

Zeitgenössische Limnologie

Die Limnologie des 21. Jahrhunderts bewahrt die Vision der Bedeutung des Wissens über Lentic- und Lotic-Systeme, um ein Umweltmanagement des Wassers zu fördern, das es der Menschheit ermöglicht, die Wasserressource und ihre sozialen, wirtschaftlichen und natürlichen Vorteile zu nutzen.

Forschungsbereich

Die Limnologie wird als ein Zweig der Ökologie angesehen, der sich auf aquatische Ökosysteme im Landesinneren konzentriert, einschließlich Seen, Teiche, Grundwasser, Teiche, Bäche und Flüsse.

Es untersucht sowohl den Fluss von Materie und Energie als auch die Zusammensetzung, Struktur und Dynamik lebender Organismen, die in kontinentalen Gewässern auf der Ebene von Individuen, Arten, Populationen und Gemeinschaften vorhanden sind.

Um alle Prozesse und Mechanismen zu verstehen, aus denen sich die biologische Vielfalt und die physikochemischen Reaktionen kontinentaler aquatischer Umgebungen zusammensetzen, müssen mehrere wissenschaftliche Disziplinen wie Chemie, Physik, Biologie, Klimatologie, Hydrologie und Geologie integriert werden.

Die Limnologie integriert auch die Prozesse kontinentaler Gewässer in terrestrische Ökosysteme. Es berücksichtigt die Auswirkungen der Wasserableitung und den Beitrag von Materie und Energie aus den Becken. Ebenso berücksichtigt es den Austausch zwischen Gewässern und der Atmosphäre.

Die Untersuchung der Binnengewässer umfasst auch die Identifizierung von Umweltbedrohungen und die Beschreibung ihrer Auswirkungen auf das Ökosystem. Ebenso bedeutet dies die Suche nach Lösungen wie die Eindämmung des Klimawandels, die Bekämpfung exotischer Arten und die Wiederherstellung von Ökosystemen.

Geäst

Die Zweige der Limnologie ergeben sich nach der Art des untersuchten kontinentalen Gewässers.

Stagnierende Wasserlimnologie

Dieser Zweig der Limnologie untersucht lentische Ökosysteme, besser bekannt als Seen. Dazu gehören sowohl natürliche Oberflächengewässer als auch künstliche Stauseen, Teiche oder Dämme.

Tanganyika See, Sambia. Quelle: Worldtraveller, über Wikimedia Commons

Limnologie fließender Gewässer

Die fließende Wasserlimnologie untersucht lotische Ökosysteme wie Flüsse oder Bäche, die durch einen überwiegend horizontalen und unidirektionalen Wasserfluss gekennzeichnet sind.

Amazonas. Quelle: Peter Angritt, aus Wikimedia Commons

Grundwasserlimnologie

Dieser Zweig untersucht die Prozesse, die in unterirdischen Wasserspeichern ablaufen. Untersuchungen zu biogeochemischen Prozessen, die die chemischen Eigenschaften des Grundwassers beeinflussen, sind eingeschlossen.

Grundwassermessung. Quelle: www.pixabay.com

Limnologie von Salzseen

Dieser Zweig untersucht Salzseen, die 45% der weltweiten Binnenseen ausmachen. Seine Forschung konzentriert sich auf die besonderen Eigenschaften dieser Ökosysteme, einschließlich ihrer chemischen, physikalischen und biologischen Beschreibungen.

Great Salt Lake, Vereinigte Staaten. Quelle: Benutzer Draxfelton auf en.wikipedia von Wikimedia Commons.

Aktuelle Forschung

Untersuchungen in tropischen Seen

Die meisten Forschungen in Lentic-Umgebungen wurden in Seen in den gemäßigten nördlichen Regionen durchgeführt. Die biogeochemische Dynamik großer tropischer Seen unterscheidet sich jedoch von der für gemäßigte Seen.

Li et al. Veröffentlichten 2018 einen Artikel über die Geochemie von Sedimenten und den Beitrag zum Kohlenstoff- und Nährstoffkreislauf in einem tropischen See in Malawi (Ostafrika).

Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Beitrag von Sedimenten zum biogeochemischen Budget des Sees. Darüber hinaus zeigen sie, dass die Sedimentationsraten in den letzten zehn Jahren erheblich zugenommen haben.

Untersuchungen in künstlichen Stauseen oder Dämmen

Die Zahl der künstlichen Teiche und Dämme hat in den letzten Jahren rapide zugenommen.

Obwohl ein gutes Verständnis der natürlichen Seen zum Verständnis künstlicher Ökosysteme beitragen kann, können sie mehrere Merkmale aufweisen, die sie von natürlichen Ökosystemen unterscheiden. Aus diesem Grund ist die Forschung in künstlichen Umgebungen heute von großer Bedeutung.

Znachor et al. (2018) analysierten Daten von 36 Umweltvariablen, die über 32 Jahre in einem kleinen Reservoir in der Tschechischen Republik aufgenommen wurden. Ziel der Forschung war es, Trends in den klimatischen und biogeochemischen Eigenschaften zu erkennen.

Fast alle Umgebungsvariablen zeigten im Zeitverlauf unterschiedliche Trends. Trendumkehrungen wurden ebenfalls identifiziert. Beispielsweise zeigte gelöster organischer Kohlenstoff eine Tendenz, linear kontinuierlich zu wachsen.

Diese Studie zeigte auch eine Veränderung der Trends in den späten 1980er und in den 1990er Jahren. Die Autoren interpretieren diese Änderung als Reaktion auf einige sozioökonomische Veränderungen in der Region.

Ein weiteres wichtiges Ergebnis dieser Studie ist eine Änderung der hydraulischen Bedingungen des Damms im Jahr 1999. Dies geschah nach der Erhöhung des Rückhaltevolumens des Damms aufgrund einer Verwaltungsentscheidung, die nach einer Zeit starker Regenfälle getroffen wurde.

Dieses Beispiel zeigt, wie die Forschung in der Limnologie die Auswirkungen sozioökonomischer Faktoren und politischer Entscheidungen auf das Funktionieren künstlicher Ökosysteme zeigen kann. Diese können uns wiederum helfen, die Auswirkungen auf natürliche Ökosysteme zu verstehen.

Forschung zur Paläolimnologie

Paläolimnologie ist die Untersuchung von Sedimenten, die in Seen abgelagert wurden, mit dem Ziel, die Naturgeschichte oder die Veränderung der Umgebungsvariablen eines Sees oder seiner Umgebung in vergangenen Zeiten zu rekonstruieren. Hierzu werden verschiedene Methoden verwendet, beispielsweise die Analyse von Diatomeen-Mikrofossilien, Pollen oder Ostrakoden.

Novaes Nascimento und Mitarbeiter veröffentlichten 2018 einen Artikel über eine paläobiologische Untersuchung in den peruanischen Anden, in dem die Geschichte des Miski-Sees, eines kleinen Salzwasserschutzgebiets auf 3.750 Metern über dem Meeresspiegel, rekonstruiert wird.

Die Ergebnisse der Carbonat-Stratigraphie und der fossilen Kieselalgengemeinschaft zeigten eine Abnahme des Seespiegels während des mittleren Holozäns, die jedoch nie vollständig austrocknete.

Die Geschichte zeigt, dass der Miski-See seit 12.700 Jahren Teil der Landschaft ist, obwohl viele flache Andenseen ausgetrocknet sind.

Verweise

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