Vés al contingut

Limnologia

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure

La limnologia és la branca de l'ecologia que estudia els ecosistemes aquàtics continentals (llacs, llacunes, rius, basses, maresmes i estuaris), les interaccions entre els organismes aquàtics i el seu ambient, que determinen la seva distribució i abundància en aquests ecosistemes.

La limnologia no va ser considerada com a ciència fins a la publicació de L'origen de les espècies, de Charles Darwin, a mitjans del segle xix.

El término "limnología" incluye aguas salobres y saladas continentales, por lo que no se debe asumir que es estrictamente el estudio de agua dulce.[1][2]

Más que una rama de la ecología, es un campo multidisciplinario en donde suelen converger ramas como la biología, ecología, matemáticas, ingenierías (civiles, ambientales, etc.), acuicultores, químicos, físicos, arquitectos del paisaje, sociólogos, estadistas.

En un principi el terme limnologia se cenyia només a l'estudi de llacs i masses d'aigua continentals. En 1922 es va fundar la Societat Internacional de Limnologia, que va incloure com a objecte d'estudi les aigües epicontinentals.[3]

Les masses d'aigua continentals són de gran importància per a l'ésser humà, ja que moltes són font de recursos bàsics per a l'economia (aigua potable, aliment, aigua per a indústria, transport, reserves a futur, etc.) o exerceixen un paper (depuració d'aigües, regulació microclimàtica). Això a més s'ha de compatibilitzar amb la convivència d'espècies de flora i fauna que subsisteixen en el mitjà, o depenen d'ell. Per aquestes raons la limnologia s'ha convertit en una ciència més important, necessària per a la gestió i conservació dels medis aquàtics.

Història

[modifica]

A la limnologia moderna poden reconèixer dues escoles.

Escola europea

[modifica]

La seva primera figura important va ser el suís François-Alphonse Forel (1841-1912), considerat el pare de la limnologia moderna, concentra el seu estudi al llac Leman. Considera que és una ciència que integra diferents disciplines. En 1892 publica el seu primer estudi sobre la geologia del llac Leman (característiques físico-químiques) i després a 1904 publica tots els organismes que habiten al llac.

Einar Naumann (1891-1974) va estudiar els llacs oligotròfics de Suècia (llacs molt profunds, pobres en nutrients, aigües fredes a molt baix desenvolupament del fitoplàncton, aigües molt transparents).

August Thienemann (1882-1960), alemany va estudiar els llacs mesotrófics i eutròfics d'Europa Central, menys profunds i més càlids, amb més nutrients i transparència menor.

Aquesta diferència entre llacs oligotròfics del nord i llacs meso-eutròfics del sud porta a la limnologia regional (que avui en dia ja no té sentit a causa de l'alteració dels ecosistemes naturals que reben gran quantitat de nutrients i es transformen en eutròfics independentment del seu origen a problema molt greu que afecta a tothom, no només a Europa).

El 1922 es funda la Societat Internacional de Limnologia. A partir d'aquesta data se celebren congressos anuals i se'n publiquen les actes.

La limnologia a Espanya

[modifica]

En un principi Europa anava al capdavant, però després de la Segona Guerra Mundial, EUA el supera en investigacions, publicacions i quantitat de limnològic. A Espanya triga a assentar la disciplina. Destaquen dues personalitats en el camp de la hidrobiología (biologia d'aigües dolces): Celso Arévalo i Luis Pardo. Arévalo a la primera dècada del segle xx funda el Laboratori Nacional de Hidrobiología a València. Se centra en l'estudi de les llacunes. Pardo va ser deixeble d'Arévalo cap als anys 1920-1930 i va publicar treballs divulgatius sobre les aigües dolces.

En els anys 1950 Ramon Margalef (ecologia, limnologia, oceanografia) estudia ecologia aquàtica en general. També estudia hipòtesi d'ecologia general. És reconegut internacionalment. Arran de Margalef sorgeixen molts deixebles, estudiants de la Universitat de Barcelona.

El 1981, un grup d'estudiosos de l'aigua, van formar l'Associació Espanyola de Hidrobiología, intentant agrupar tots els interessats espanyols en Limnologia i els ecosistemes aquàtics. Tanmateix, un parell d'anys després, va canviar el nom pel d'Associació Espanyola de Limnologia. Posteriorment, el 2006 va canviar el nom a Associació Ibèrica de Limnologia, amb la finalitat de reunir els interessats tant espanyols com portuguesos i iberoamericans en la Limnologia.

Escola americana

[modifica]

El naturalista Stephen Alfred Forbes (1844-1930) es va decantar pels llacs meravellats per la relació funcional que representaven. En 1887 publica The lake as a microcosm. Hi descriu el llac com un microcosmos, una unitat sistèmica en equilibri dinàmic condicionat pels interessos de cada organisme en la seva lluita per la vida, governat per la selecció natural.

Chancey Juday va estudiar els llacs de Wisconsin i el llac Mendota. Una de les seves conclusions aconseguides és que existeix un equilibri dinàmic basat en el fet que l'entrada d'energia i materials s'equilibra amb la despesa i la sortida.

G. E. Hutchinson va ser el responsable de la formació de grans limnòlegs i ecòlegs estatunidencs. Tractat de limnologia en 4 volums centrats sobretot en els llacs (geologia, físic–química i biologia).

Raymond Lindemen es va centrar en l'estudi d'un llac i va defensar la teoria de Forbes de l'equilibri dinàmic.

En 1936 es constitueix la Societat Americana de Limnologia que després es converteix en l'Associació per a les Ciències de la Limnologia i Oceanografia, o ASLO, per les seves sigles en anglès). Es publica una revista de limnologia i oceanografia.

Organitzacions

[modifica]

Rellevància

[modifica]

En l'àmbit mundial l'aigua no es distribueix equitativament en tota la superfície terrestre. Això provoca diferents necessitats i pressions específiques en cada regió i en l'àmbit de conca, en particular on existeixen poblacions humanes directament o indirectament (si es col·lecten uns certs recursos i transporten a un altre lloc, per exemple). Estudis en la disponibilitat i qualitat de l'aigua són importants per a poder modelar i pronosticar la situació hídrica i econòmica d'una regió en el temps. La integritat i salut dels ecosistemes contribueixen a la salut del sòl i l'equilibri ecològic que manté no sols els recursos biològics i el seu valor i dret intrínsec, sinó també l'adequada recàrrega hídrica, purificació de l'aigua, usos recreatius, i altres recursos i serveis ecosistèmics dels quals els humans ens beneficiem. Per a poder mantenir aquests serveis i recursos ecosistèmics que mantenen la nostra economia i salut, és important comprendre les característiques específiques de cada conca, cada ecosistema, i moltes vegades fins i tot cada espècie biològica per a poder formular bones pràctiques de maneig i aprofitament sostenible.[4][1]

Una millor comprensió de l'ecologia aquàtica contribuirà a una millor presa de decisions i coneixement del valor real de l'aigua.[4]

Limnologia general

[modifica]

Propietats físiques

[modifica]

Les propietats físiques dels ecosistemes aquàtics estan determinades per una combinació de calor, corrents, ones i altres distribucions estacionals de les condicions ambientals.[5] La morfometria d'una massa d'aigua depèn del tipus de característica (com un llac, riu, rierol, aiguamoll, estuari, etc. ) i de l'estructura de la terra que envolta la massa d'aigua. Els llacs, per exemple, es classifiquen per la seva formació, i les zones dels llacs es defineixen per la profunditat de l'aigua.[6][7] La morfometria dels sistemes de rius i rierols està condicionada per la geologia subjacent de la zona, així com per la velocitat general de l'aigua.[5] La morfometria dels rierols també està influenciada per la topografia (especialment el pendent), així com pels patrons de precipitació i altres factors com la vegetació i el desenvolupament de la terra. La connectivitat entre els rierols i els llacs està relacionada amb la densitat de drenatge del paisatge, superfície del llac i forma del llac.[8]

Altres tipus de sistemes aquàtics que entren en l'estudi de la limnologia són els estuaris. Els estuaris són masses d'aigua classificades per la interacció d'un riu i l'oceà o la mar.[5] Els aiguamolls varien en grandària, forma i patró, no obstant això, els tipus més comuns, marenys, pantans i pantans, sovint fluctuen entre contenir aigua dolça i poc profunda i estar secs depenent de l'època de l'any.[5]

Propietats químiques

[modifica]

La composició química de l'aigua en els ecosistemes aquàtics està influenciada per les característiques i processos naturals, entre els quals s'inclouen les precipitacions, el sòl subjacent i la roca mare en la conca de drenatge, l'erosió, l'evaporació i la sedimentació.[5] Totes les masses d'aigua tenen una determinada composició d'elements i compostos tant orgànics com inorgànics. Les reaccions biològiques també afecten les propietats químiques de l'aigua. A més dels processos naturals, les activitats humanes influeixen molt en la composició química dels sistemes aquàtics i en la qualitat de les seves aigües.[9]

Oxigen i diòxid de carboni

[modifica]

La saturació d'oxigen i el diòxid de carboni dissolt sovint es discuteixen junts a causa del seu paper acoblat en la respiració i la fotosíntesi. Les concentracions d'oxigen dissolt poden veure's alterades per processos i reaccions físiques, químiques i biològiques. Els processos físics, inclosa la mescla amb el vent, poden augmentar les concentracions d'oxigen dissolt, especialment en les aigües superficials dels ecosistemes aquàtics. Atès que la solubilitat de l'oxigen dissolt està relacionada amb la temperatura de l'aigua, els canvis de temperatura afecten les concentracions d'oxigen dissolt, ja que l'aigua més calenta té una menor capacitat de "retenir" l'oxigen que l'aigua més freda.[1] Biològicament, tant la fotosíntesi com la respiració aeròbica afecten les concentracions d'oxigen dissolt.[9] La fotosíntesi dels autòtrofs, com el fitoplàncton i les algues aquàtiques, augmenta les concentracions d'oxigen dissolt i, al mateix temps, redueix les concentracions de diòxid de carboni, ja que aquest s'absorbeix durant la fotosíntesi.[1] Tots els organismes aeròbics del medi aquàtic absorbeixen oxigen dissolt durant la respiració aeròbica, mentre que el diòxid de carboni s'allibera com a subproducte d'aquesta reacció. Pel fet que la fotosíntesi està limitada per la llum, tant la fotosíntesi com la respiració ocorren durant les hores de llum del dia, mentre que només la respiració ocorre durant les hores de foscor o en les parts fosques d'un ecosistema. L'equilibri entre la producció i el consum d'oxigen dissolt es calcula com la «taxa de metabolisme aquàtic».[10]

Diagrama transversal dels factors que influeixen en les taxes metabòliques dels llacs i en la concentració de gasos dissolts en ells. Els processos en text daurat consumeixen oxigen i produeixen diòxid de carboni, mentre que els processos en text verd produeixen oxigen i consumeixen diòxid de carboni

.

Els canvis verticals en les concentracions d'oxigen dissolt es veuen afectats tant per la mescla del vent de les aigües superficials com per l'equilibri entre la fotosíntesi i la respiració de la matèria orgànica. Aquests canvis verticals, coneguts com a perfils, es basen en principis similars als de l'estratificació tèrmica i la penetració de la llum. A mesura que la disponibilitat de llum disminueix a major profunditat en la columna d'aigua, les taxes de fotosíntesi també disminueixen i es produeix menys oxigen dissolt. Això significa que les concentracions d'oxigen dissolt generalment disminueixen a mesura que un s'endinsa en la massa d'aigua perquè la fotosíntesi no està reposant l'oxigen dissolt que s'absorbeix a través de la respiració.[9] Durant els períodes d'estratificació tèrmica, els gradients de densitat de l'aigua impedeixen que les aigües superficials riques en oxigen es barregin amb les aigües més profundes. Els períodes prolongats d'estratificació poden provocar l'esgotament de l'oxigen dissolt en el fons; quan les concentracions d'oxigen dissolt són inferiors a 2 mil·ligrams per litre, les aigües es consideren hipòxiques.[1] Quan les concentracions d'oxigen dissolt són d'aproximadament 0 mil·ligrams per litre, les condicions són anòxiques. Tant les aigües hipòxiques com les anòxiques redueixen l'hàbitat disponible per als organismes que respiren oxigen i contribueixen als canvis en altres reaccions químiques de l'aigua.[1]

Propietats biològiques

[modifica]
Llac George, Nova York, els Estats Units, un llac oligotròfic

Una manera de classificar llacs és pel seu estat tròfic, la qual cosa està molt relacionat amb la química quant als nutrients i d'aquesta manera a la producció primària duta a terme per organismes fotosintètics.

També hi ha una altra manera de classificar els llacs (o altres masses d'aigua) i és amb el índex d'estat tròfic.[11] Un llac oligotròfic es caracteritza per nivells relativament baixos de producció primària i baixos nivells de nutrients. Un llac eutròfic té alts nivells de productivitat primària a causa de nivells molt alts de nutrients. L'eutrofització d'un llac pot donar lloc a floracions d'algues. Els llacs distròfics tenen alts nivells de matèria húmica i solen tenir aigües de color groc-marró, de color te.[11] Aquestes categories no tenen especificacions rígides; el sistema de classificació pot veure's més com un espectre que abasta els diferents nivells de productivitat aquàtica.

Referències

[modifica]
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Limnologia
  1. 1 2 3 4 5 6 1958-, Dodds, Walter K. (Walter Kennedy). Ecología de las aguas dulces : conceptos y aplicaciones ambientales de la limnología. Academic Press, 2010. ISBN 9780123747242. OCLC 784140625.
  2. ↑ Wetzel. Academic Press Elsevier. Limnology. Lake and river ecosystems. ISBN 0127447601, 9780127447605.
  3. ↑ Eloísa Colmenar. «Un termómetro para las aguas».
  4. 1 2 Limnoecology: The Ecology of Lakes and Streams, 2007. ISBN 9780199213931.
  5. 1 2 3 4 5 Horne, Alexander J; Goldman, Charles R. Limnology. EUA: McGraw-Hill, 1994. ISBN 978- 0-07-023673-8.
  6. ↑ Welch, P.S.. Limnology (Zoological Science Publications). Estados Unidos de América: McGraw-Hill, 1935. ISBN 978-0-07-069179-7.
  7. ↑ Seekell, D.; Cael, B.; Lindmark, E.; Byström, P. «onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2021GL093366 La relació d'escala fractal per a entrades de rius a llacs» (en anglès). Geophysical Research Letters, vol. 48, 9, 2021, p. e2021GL093366. ISSN: 1944-8007.
  8. ↑ Seekell, D.; Cael, B.; Lindmark, E.; Byström, P. «La relació d'escala fractal per a les entrades dels rius als llacs» (en anglès). Geophysical Research Letters, vol. 48, 9, 2021, p. e2021GL093366. ISSN: 1944-8007.
  9. 1 2 3 Boyd, Claude E. Water Quality: An Introduction. Second. Switzerland: Springer, 2015. ISBN 978-3-319-17445-7.
  10. ↑ Cole, Jonathan J.; Caraco, Nina F. «Carboni a les conques: connexió de les pèrdues de carboni terrestre amb el metabolisme aquàtic». Marine and Freshwater Research, vol. 52, 1, 2001, p. 101. DOI: 10.1071/mf00084.
  11. 1 2 Wetzel, R.G. 2001. Limnology: Lake and River Ecosystems, 3rd ed. Academic Press (ISBN 0-12-744760-1)
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Limnologia&oldid=37052541»