לימנולוגיה: היסטוריה, תחום לימודים, סניפים, מחקר - ביולוגיה - 2025

חקר האגמים הוא המדע מחקרי הגופים היבשים של מים כמערכת אקולוגית קשרים עם מערכות אקולוגיות יבשתיות האווירה. תאר ונתח את הגורמים הפיזיים, הכימיים והביולוגיים של מי היבשה כדי להסביר את ההרכב, המבנה, האנרגיה שלהם, ויצורים חיים.

המונח "לימנולוגיה" בא מהמילים limne (אלוהות הקשורה למים) ולוגואים (מסה או מחקר). זה הועסק לראשונה על ידי פרנסואה אלפונס פורל, מדען שוויצרי שנחשב לאבי המשמעת הזו בגלל תרומותיו הגדולות במהלך המאה ה -19.

לימנולוגיה, חקר המים היבשתיים. מקור: www.flickr.com

לימנולוגיה התפתחה בצורה מדהימה לאורך כל ההיסטוריה שלה; בתחילה זה כלל רק את חקר האגמים, שנחשבו כגורמי-על, ללא קשרים עם הסביבה. נכון לעכשיו, חקר המים היבשתיים מחשיב אינטראקציות עם הסביבה וחשיבותם במחזורי החומר והאנרגיה.

הִיסטוֹרִיָה

לימנולוגיה עתיקה

התרומות הראשונות להכרת האגמים מופיעות באירופה העתיקה, עם תצפיות מבודדות, ללא קשרים ביניהם.

בין השנים 1632 - 1723, א 'ון-ליוונהוק הכין את התיאורים הראשונים של מיקרואורגניזמים מימיים, בזכות המראה של המיקרוסקופ, שפירושו התקדמות חשובה בידע של חיי המים.

בשנת 1786 פורסמה הסיווג הראשון של אורגניזמים מיקרוסקופיים מימיים, שבוצע על ידי הביולוג הבדני אוטו פרידריך מולר, בשם Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina.

עם הופעתן של התחנות הביולוגיות הראשונות, הידע בלימנוביולוגיה הגיע למלואו. בשנת 1888 נוסדה תחנת הניסוי הראשונה ביערות בוהמיה של צ'כיה. בהמשך, מספר התחנות הביולוגיות באירופה ובארצות הברית התרבה ​​במהירות.

מדענים באותה תקופה תרמו תרומה רבה לידע החיים בגופי מים מתוקים. מחקרים בתחום הטקסונומיה, מנגנוני האכלה, תפוצה, הגירה, בין היתר, בולטים.

לימנולוגיה מודרנית

לימנולוגיה מודרנית התרחשה בסוף המאה ה -19, עם גילוי קהילת הפלנקטוני מים מתוקים על ידי PE מולר בשנת 1870.

בשנת 1882 קובע רוטנר כי הלימנולוגיה כוללת אינטראקציות אקולוגיות, מעבר למחקר התיאורי של האסוציאציות הביוטיות המתרחשות בגוף המים.

בשנת 1887 פרסם SA Forbes מאמר בשם "האגם כמיקרוקוסמוס", בו ניתח את האגם כמערכת בשיווי משקל דינאמי של חומר ואנרגיה עם אורגניזמים חיים.

בשנת 1892 פרסם FA Forel את תוצאות מחקריו באגם למן (שוויץ), והתמקד בגיאולוגיה, אפיון פיזיקוכימי ותיאור של אורגניזמים חיים באגם.

בשנת 1917 כולל קול מטרה שנייה ללימנולוגיה; חקר מחזורי החומר, עם דגש מיוחד על מחזורים ביוגאוכימיים.

בשנת 1935 הגדיר וולך את לימנולוגיה כמחקר התפוקה הביולוגית של מי היבשה. הגדרה זו כוללת לראשונה בלימנולוגיה את ההתמקדות בפריון וחקר מערכות לוטיק (נהרות ונחלים), כמו גם מערכות עדשות (אגמים).

בשנת 1975 מאפיינים האצ'ינסון וגולטרמן את לימנולוגיה כמדע בינתחומי התלוי בגיאולוגיה, מטאורולוגיה, פיזיקה, כימיה וביולוגיה.

בשנת 1986 תיאר להמן שני תחומי לימוד הקשורים ללימנולוגיה. תחום ראשון התמקד בתכונות הפיזיקו-כימיות (התרמודינמיות) של גופי מים. תחום שני חוקר תהליכים ביולוגיים ברמה האוכלוסית והקהילתית, הנשלטת על ידי בחירה טבעית.

במהלך שנות התשעים, מול הביקוש הגובר למים והאיום העולמי על צמצום הכמות והאיכות, התגלה חזון מיושם של לימנולוגיה המתמקד בניהול סביבתי.

לימנולוגיה עכשווית

הלימנולוגיה של המאה ה- XXI שומרת על החזון של חשיבות הידע של מערכות הלנטיקה והלוטי לטובת ניהול סביבתי של מים המאפשר לאנושות ליהנות ממשאב המים ומהיתרונות החברתיים, הכלכליים והטבעיים שלהם.

תחום הלימוד

לימנולוגיה נחשבת לענף אקולוגי המתמקד במערכות אקולוגיות מימיות יבשות, כולל אגמים, בריכות, מי תהום, בריכות, נחלים ונהרות.

הוא בוחן הן את זרימת החומר והאנרגיה, כמו גם את ההרכב, המבנה והדינמיקה של יצורים חיים הנמצאים במים היבשתיים ברמת הפרטים, המינים, האוכלוסיות והקהילות.

הבנת כל התהליכים והמנגנונים המרכיבים את המגוון הביולוגי והתגובות הפיזיקו-כימיות של סביבות ימיות יבשות מחייבת שילוב של דיסציפלינות מדעיות מרובות, כגון כימיה, פיזיקה, ביולוגיה, אקלים, הידרולוגיה, גאולוגיה, בין היתר.

לימנולוגיה משלבת גם תהליכים של מים יבשתיים עם מערכות אקולוגיות יבשתיות. הוא שוקל את ההשפעות של ניקוז מים ותרומת החומר והאנרגיה מהאגנים. באופן דומה, זה לוקח בחשבון את חילופי הדברים המתרחשים בין גופי מים לאטמוספרה.

חקר המים היבשתיים כולל גם זיהוי איומים סביבתיים ותיאור השפעותיהם על המערכת האקולוגית. כמו כן, הדבר מרמז על חיפוש אחר פתרונות, כמו הפחתת שינויי אקלים, שליטה במינים אקזוטיים ושיקום מערכות אקולוגיות.

ענפים

ענפי הלימנולוגיה מתעוררים לפי סוג גוף המים היבשתי הנחקר.

לימנולוגיית מים עומדים

ענף לימנולוגיה זה חוקר מערכות אקולוגיות לנטיות, הידועות יותר בשם אגמים. שניהם מי שטח פנים טבעיים וגם מאגרים מלאכותיים, בריכות או סכרים כלולים.

אגם טנגניקה, זמביה. מקור: Worldtraveller, באמצעות ויקימדיה Commons

לימנולוגיה של מים זורמים

לימנולוגיה של מים זורמים בוחנת מערכות אקולוגיות לוטיות, כמו נהרות או נחלים, המאופיינות בזרימת מים אופקית ובעיקר חד כיוונית.

נהר האמזונס. מקור: פיטר אנגריט, מ- Wikimedia Commons

לימנולוגיה של מי תהום

סניף זה חוקר את התהליכים המתרחשים במאגרי מים תת קרקעיים. כלולים מחקר על התהליכים הביוגיוכימיים המעצבים את המאפיינים הכימיים של מי תהום.

מדידת מי תהום. מקור: www.pixabay.com

לימנולוגיה של אגמים מלוחים

ענף זה חוקר אגמים מלוחים המהווים 45% מהאגמים היבשתיים בעולם. מחקריו מתמקדים במאפיינים הספציפיים של מערכות אקולוגיות אלה, כולל תיאוריהם הכימיים, הפיזיים והביולוגיים.

סולט לייק הגדול, ארצות הברית. מקור: משתמש דרקספלטון ב- en.wikipedia, מתוך ויקימדיה.

מחקר אחרון

חקירות באגמים טרופיים

מרבית המחקר בסביבות לנטיות בוצע באגמים באזורים הצפוניים הממוזגים. עם זאת, הדינמיקה הביוגו-כימית של אגמים טרופיים גדולים שונה מאלה שנרשמו עבור אגמים ממוזגים.

לי ועמיתיו פרסמו מאמר ב -2018 על הגיאוכימיה של משקעים ותרומתם לאופניים של פחמן וחומרים מזינים באגם טרופי שנמצא במלאווי (מזרח אפריקה).

התוצאות מצביעות על תרומה משמעותית של משקעים בתקציבים הביוגוכימיים של האגם. יתרה מזאת, הם מראים כי שיעורי המשקעים עלו משמעותית בעשר השנים האחרונות.

חקירות במאגרים מלאכותיים או בסכרים

מספר הבריכות והסכרים המלאכותיים גדל במהירות בשנים האחרונות.

למרות שהבנה טובה של אגמים טבעיים יכולה לעזור להבין את המערכות האקולוגיות המלאכותיות, הן יכולות להציג מאפיינים מרובים המבדילים אותם ממערכות אקולוגיות טבעיות. מכיוון שכך, למחקר בסביבות מלאכותיות יש חשיבות רבה כיום.

Znachor et al. (2018) ניתחו נתונים מ- 36 משתנים סביבתיים שנלקחו במשך 32 שנה במאגר קטן בצ'כיה. מטרת המחקר הייתה לאתר מגמות במאפיינים אקלימיים וביוגיאוכימיים.

כמעט כל המשתנים הסביבתיים הראו מגמות משתנות לאורך זמן. זוהו גם היפוכים במגמה. לדוגמה, פחמן אורגני מומס הראה נטייה לצמוח באופן רציף.

מחקר זה הראה גם שינוי במגמות בסוף שנות השמונים ובשנות התשעים. החוקרים מפרשים שינוי זה כתגובה לכמה שינויים סוציו-אקונומיים שהתרחשו באזור.

תוצאה חשובה נוספת של מחקר זה היא שינוי בתנאים ההידראוליים של הסכר שהתרחשה בשנת 1999. זה התרחש לאחר עליית נפח השמירה של הסכר, כתוצאה מהחלטה מנהלית שהתקבלה לאחר תקופה של גשמים כבדים.

דוגמה זו מראה כיצד מחקר בלימנולוגיה יכול להראות לנו את ההשפעות של גורמים סוציו-אקונומיים והחלטות פוליטיות על תפקודן של מערכות אקולוגיות מלאכותיות. בתורו, אלה יכולים לעזור לנו להבין את ההשפעות על מערכות אקולוגיות טבעיות.

מחקר על פליולימנולוגיה

הפליאולימנולוגיה היא מחקר משקעים שהופקדו באגמים במטרה לשחזר את ההיסטוריה הטבעית או את השינוי במשתנים הסביבתיים של אגם או סביבתו בעבר. לשם כך משתמשים במתודולוגיות שונות, כמו ניתוח של מיקרו-מאגרי diatom, אבקה או ostracods.

נובאס נסקימנטו ומשתפי הפעולה פרסמו מאמר בשנת 2018 על תחקיר פליאו-ביולוגי בהרי האנדים הפרואיים המשחזר את ההיסטוריה של אגם מיסקי, מקלט מים מלוחים קטן הממוקם בגובה 3,750 מטר מעל פני הים.

תוצאות סטרטיגרפיה קרבונט וקהילת האיטום המאובנים הראו ירידה ברמת האגם במהלך הולוקן התיכונה, אולם הוא מעולם לא התייבש לחלוטין.

ההיסטוריה מלמדת כי אגם מיסקי היה חלק מהנוף כבר 12,700 שנה, אפילו כי אגמים אנדיאניים רדודים התייבשו.

הפניות

1. בנדרס, א.ג. וגונזלס, ר '(1996). לימנולוגיה, עדכון המושג. הנדסה הידראולית במקסיקו, XI (1): 77-84.
2. Basavarajappa, SH, Raju, NS ו- Hosmani, SP (2014) לימנולוגיה: סקירה ביקורתית. הסביבה העולמית הנוכחית, 9 (3), 741-759.
3. Li, J., Brown, ET, Crowe, SA and Katsev, S. (2018). משקעים גיאוכימיה ותרומות לרכיבה על פחמן וחומרים מזינים באגם טרופי עמוק: אגם מלאווי (מזרח אפריקה). Journal of Great Lakes Research 44 (6): 1221-1234
4. נובס נסקימנטו, מ., לורנצי, א.ג., ולנסיה, ב.ג., ואן, ר. ובוש, מ. (2018). היסטוריה של 12,700 שנה של שינוי פליולימנולוגי ממיקרופוגיום אנדיאני. ההולוקן.
5. וולש, נ.ב. (1952). לימנולוגיה. מקגרו היל. לונדון 538.
6. Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D ו- Mrkvička T. (2018). מגמות ארוכות טווח והיפוך מגמות חולשות על תנאי הסביבה במאגר מים מתוקים מעשה ידי אדם. מדע הסביבה הכוללת 624: 24-33.