림놀로지

Limnology
뉴질랜드, 하위아 호

림놀로지(Limnology, /lən/d-i/lim-NOL-;-jee, 그리스어 μνν lim lim lim lim, limne, "호수" 및 ςςςςς logos logos logos logos, 로고, "지식")는 내륙 수생 [1]생태계를 연구하는 학문이다.림놀로지 연구는 담수, 식염수, 자연수, 인공수역의 생물학적, 화학적, 물리적, 지질학적 특성을 포함한다.여기에는 호수, 저수지, 연못, 강, 샘, 하천, 습지,[2] 지하수에 대한 연구가 포함됩니다.수도 시스템은 종종 수돗물(로틱) 또는 입석([3]렌틱)으로 분류됩니다.

림놀로지에는 배수 분지, 분지를 통한 물의 이동 및 도중에 발생하는 생물 지구 화학적 변화가 포함된다.보다 최근의 림놀로지 하위 분야인 조경 림놀로지(조경 림놀로지)는 수생생태계와 그 배수분지 사이의 연관성을 명시적으로 조사함으로써 조경적 관점을 사용하여 이러한 생태계를 연구하고 관리하고 보존하고자 한다.최근, 지구 내해를 지구 시스템의 일부로 이해해야 하는 필요성은 지구학이라고 [4]불리는 하위 분야를 만들었다.이 접근법은 지구 생물 지구화학적 [5][6][7][8][9]순환에서 내륙 수생 생태계의 역할과 같이 내륙 수역의 과정을 세계적인 규모로 고려한다.

림놀로지는 수생생태학 및 수생생물학과 밀접한 관련이 있으며, 수생생물학은 수생생물학과 비생물 환경과의 상호작용을 연구한다.림놀로지는 민물 중심 분야(예: 민물 생물학)와 상당히 중복되지만, 내륙 소금 호수에 대한 연구도 포함된다.

역사

림놀로지라는 용어는 제네바 호수에 대한 연구로 이 분야를 확립한 프랑수아 알퐁스 포렐 (1841–1912)에 의해 만들어졌다.이 분야에 대한 관심은 급속히 확대되었고 1922년 8월 티에네만(독일 동물학자)과 아이나르 나우만(스웨덴 식물학자)은 국제 림놀로지 협회(SIL, Societas Internationalis Limnologiae)를 공동 설립하였다.포렐의 원래 정의인 "호수의 해양학"은 모든 내해의 [2]연구를 포함하도록 확장되었고, 바이칼 호수에 대한 베네딕트 다이보스키의 연구에 영향을 미쳤다.

저명한 초기 미국 림너스트들은 G를 포함했다. 에블린 허친슨과 에드 디비.[10]위스콘신 매디슨 대학에서 에드워드 A. 버지, 챈시 주데이, 찰스 R. 골드만과 아서 D. 하슬러는 림놀로지 [11][12]센터의 발전에 공헌했다.

일반적인 림놀로지

물리 속성

수생 생태계의 물리적 특성은 열, 조류, 파도 및 기타 환경 [13]조건의 계절적 분포의 조합에 의해 결정된다.수역의 형태 측정은 수역을 둘러싼 지구의 구조(예: 호수, 강, 하천, 습지, 하구 등)와 지형의 유형에 따라 달라집니다.예를 들어, 호수는 그 형성에 따라 분류되며, 호수의 구역은 [14][15]수심에 따라 정의된다.하천 및 하천 시스템 형태측정법은 해당 지역의 기초 지질학 [13]및 물의 일반 속도에 의해 구동된다.하천 형태 계측은 지형(특히 경사면)뿐만 아니라 강수 패턴 및 식생 및 토지 개발 등의 요인에 의해서도 영향을 받는다.하천과 호수 사이의 연결성은 경관 배수 밀도, 호수 표면적 및 호수 [15]형태와 관련이 있다.

림놀로지 연구에 포함되는 다른 종류의 수계들은 하구이다.하구는 강과 바다 또는 [13]바다의 상호작용으로 분류되는 수역입니다.습지는 크기, 모양, 패턴이 다양하지만 가장 흔한 유형인 습지, 늪지, 늪지 등은 연중 [13]시기에 따라 얕은 물을 포함하거나 담수를 포함하거나 건조한 상태를 반복한다.

빛의 상호작용

빛 구역은 햇빛이 물에 침투하는 양이 [13]수역의 구조에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 개념이다.이 구역들은 호수 같은 수생 생태계 내에서 다양한 수준의 생산성을 정의합니다.예를 들어, 햇빛이 투과할 수 있고 대부분의 식물 생물이 자랄 수 있는 물기둥의 깊이를 사진 또는 유포틱 존이라고 합니다.더 깊고 식물이 자라기에 충분한 양의 햇빛을 받지 못하는 나머지 물기둥은 [13]무호흡대라고 알려져 있다.

열적층

광조네이션과 마찬가지로 열층화 또는 열조네이션은 다양한 호수층의 온도에 따라 수계 내에서 수역의 일부를 그룹화하는 방법입니다.물이 덜 탁할수록 빛이 더 많이 투과할 수 있고, 따라서 열은 [16]물 속 깊이 전달된다.물기둥의 깊이에 따라 발열이 기하급수적으로 감소하기 때문에 물은 표면 근처에서 가장 따뜻하지만 아래로 이동함에 따라 점차적으로 차가워집니다.호수의 열 층화를 정의하는 세 가지 주요 섹션이 있습니다.에피림니온은 수면에 가장 가깝고 장파 및 단파 복사를 흡수하여 수면을 따뜻하게 합니다.추운 달에는 윈드시어가 수면 냉각에 기여할 수 있다.열전선은 수온이 급격히 떨어지는 물기둥 [16]내 영역입니다.가장 낮은 층은 하이포림니온인데, 이것은 깊이가 [16]햇빛에 도달하는 것을 제한하기 때문에 가장 차가운 물을 가지고 있는 경향이 있다.온대 호수에서 지표수의 가을철 냉각은 물기둥의 교체를 초래하여 열전선이 교란되고 호수 온도 프로파일이 더욱 균일해진다.추운 기후에서 물이 4Co(최대 밀도 온도) 이하로 차가워지면 많은 호수가 겨울에 [17]역열 성층화를 경험할 수 있습니다.이 호수들은 종종 침침하며, 짧은 봄의 뒤집힘과 더불어 더 긴 가을 뒤집힘이 있다.상대적인 열저항은 다양한 [18]온도의 층을 혼합하는 데 필요한 에너지입니다.

레이크 히트 예산

연간 열 예산(,)은a 물을 겨울 최저 온도에서 여름 최고 온도로 끌어올리는 데 필요한 총 열량이다.이는 각 깊이 간격(Az)에서 호수 면적에 여름())과sz 겨울()) 온도wz 차이를 곱한 값 또는{\({\displaystyleszwz z(--))[18]를 적산하여 계산할 수 있습니다.

화학적 성질

수생 생태계에서 물의 화학적 구성은 강수, 배수 유역의 기초 토양과 암반, 침식, 증발, [13]침전 등의 자연 특성과 과정에 의해 영향을 받는다.모든 수역은 유기 및 무기 원소와 화합물의 일정한 조성을 가지고 있다.생물학적 반응 또한 물의 화학적 성질에 영향을 미친다.자연 작용과 더불어 인간의 활동은 수계의 화학적 구성 및 [16]수질에 강한 영향을 미친다.

산소와 이산화탄소

용존 산소와 용존 이산화탄소는 호흡과 광합성에 있어 결합된 역할 때문에 종종 함께 논의된다.용존 산소 농도는 물리적, 화학적, 생물학적 과정과 반응에 의해 변경될 수 있습니다.바람 혼합을 포함한 물리적 과정은 특히 수생 생태계의 지표수에서 용존 산소 농도를 증가시킬 수 있다.용존 산소 용해성은 물의 온도와 연관되어 있기 때문에, 따뜻한 물은 더 차가운 [19]물로 산소를 유지하는 능력이 낮기 때문에 온도 변화는 용존 산소 농도에 영향을 미칩니다.생물학적으로, 광합성과 유산소 호흡은 모두 용존 산소 [16]농도에 영향을 미친다.식물성 플랑크톤과 수조류 같은 자기영양성 유기체에 의한 광합성은 이산화탄소가 [19]광합성 중에 흡수되기 때문에 용해된 산소 농도를 증가시키는 동시에 이산화탄소 농도를 감소시킨다.수중 환경의 모든 호기성 유기체는 호기성 호흡 중에 용존 산소를 섭취하는 반면, 이산화탄소는 이 반응의 부산물로 방출된다.광합성은 빛에 제한이 있기 때문에 광합성과 호흡은 모두 낮 시간에 일어나는 반면, 호흡은 어두운 시간이나 생태계의 어두운 부분에서만 일어난다.용존산소의 생산과 소비의 균형은 수생대사율로 [20]계산된다.

호수 내 용해 가스 농도와 호수 대사율에 영향을 미치는 인자의 호수 단면도.금색 텍스트로 표시된 프로세스는 산소를 소비하고 이산화탄소를 생성하는 반면 녹색 텍스트로 표시된 프로세스는 산소를 생산하고 이산화탄소를 소비합니다.

용존 산소 농도의 수직 변화는 지표수의 바람 혼합과 광합성과 유기물의 호흡 사이의 균형에 의해 영향을 받는다.프로파일로 알려진 이러한 수직 변화는 열 층화 및 빛 투과와 같은 유사한 원리에 기초합니다.물기둥의 빛 가용성이 더 깊어짐에 따라 광합성 속도도 감소하며, 더 적은 용존 산소가 생성됩니다.이것은 일반적으로 광합성이 호흡을 [16]통해 흡수되는 용존산소를 보충하지 못하기 때문에 용존산소의 농도가 물속으로 더 깊이 들어갈수록 감소한다는 것을 의미합니다.열 성층화 기간 동안, 수밀도 구배는 산소가 풍부한 지표수가 더 깊은 물과 섞이는 것을 방지한다.성층화 기간이 길어지면 물 밑의 용존산소가 고갈될 수 있습니다. 용존산소 농도가 l당 2mg 미만일 경우 물은 [19]저산소로 간주됩니다.용존산소 농도가 리터당 약 0mg일 경우 상태는 무독성이다.저산소와 무산소 물 모두 산소를 호흡하는 유기체의 서식지를 줄이고 물 [19]속의 다른 화학 반응의 변화에 기여합니다.

질소 및 인

질소와 인은 수생계에서 생태학적으로 중요한 영양소이다.질소는 일반적으로 수생 생태계에 기체로 존재하지만, 대부분의 수질 연구는 질산염, 아질산염, 암모니아 [13]수준에 초점을 맞추는 경향이 있다.이러한 용해된 질소 화합물의 대부분은 봄과 [13]여름에 비해 가을과 겨울에 더 많은 농도로 계절적 패턴을 따릅니다.인은 일반적으로 [13]물의 농도가 낮기 때문에 식물성 플랑크톤의 성장을 제한하는 요소이기 때문에 수생 생태계에서 다른 역할을 한다.용해된 인은 또한 모든 생물에게 매우 중요하며, 종종 담수에서의 1차 생산성에 매우 제한적이며, 그것만의 독특한 생태계 [16]순환을 가지고 있습니다.

생물학적 특성

근영양호인 미국 뉴욕주 조지호

생태에서의 역할

호수는 (지상생태계에 비해) 명확한 경계를 가지고 있고 현장 실험이 상대적으로 쉽기 때문에 "상대적으로 표본 추출이 쉽다"며 이는 생태역학을 [21]이해하려는 생태학자들에게 특히 유용하다.

호수영양분류

호수(또는 다른 수역)를 분류하는 한 가지 방법은 영양 상태 [2]지수를 사용하는 것이다.근영양 호수는 1차 생산량이 상대적으로 적고 영양소가 적은 것이 특징이다.부영양 호수는 매우 높은 영양소 수치로 인해 1차 생산성이 높다.호수의 부영양화는 녹조 번식을 초래할 수 있다.디스트로피드 호수는 부식물질의 농도가 높고 일반적으로 황갈색의 차색 [2]물을 가지고 있다.이러한 범주는 엄격한 규격을 가지고 있지 않다. 분류 시스템은 다양한 수준의 수생 생산성을 포괄하는 스펙트럼에 가깝다고 볼 수 있다.

프로페셔널 조직

림놀로지를 공부하는 사람들은 림놀로지스트라고 불린다.이 과학자들은 주로 호수, 강, 하천, 연못, 습지와 같은 내륙 민물 시스템의 특성을 연구한다.그들은 또한 그레이트 솔트 레이크와 같은 바닷물이 아닌 물도 연구할 수 있다.림놀로지 및 해양과학협회, 아소시아시온 이베리카 데 림놀로지아, 국제림놀로지학회, 폴란드림놀로지학회, 캐나다림놀로지학회, 담수생물학회 등 수생과학의 다양한 분야와 관련된 전문조직이 있다.논리 어소시에이션

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Kumar, Arvind (2005). Fundamentals of Limnology. APH Publishing. ISBN 9788176489195.
  2. ^ a b c d Wetzel, R.G. 2001림놀로지: 호수와 강의 생태계, 제3판학술용 프레스 (ISBN 0-12-744760-1)[page needed]
  3. ^ Marsh, G. Alex; Fairbridge, Rhodes W. (1999), "Lentic and lotic ecosystems", Environmental Geology, Dordrecht: Springer Netherlands, pp. 381–388, doi:10.1007/1-4020-4494-1_204, ISBN 978-1-4020-4494-6, retrieved 2022-04-21
  4. ^ Downing, John A. (January 2009). "Global limnology: up-scaling aquatic services and processes to planet Earth". SIL Proceedings, 1922-2010. 30 (8): 1149–1166. doi:10.1080/03680770.2009.11923903. S2CID 131488888.
  5. ^ Cole, J. J.; Prairie, Y. T.; Caraco, N. F.; McDowell, W. H.; Tranvik, L. J.; Striegl, R. G.; Duarte, C. M.; Kortelainen, P.; Downing, J. A.; Middelburg, J. J.; Melack, J. (23 May 2007). "Plumbing the Global Carbon Cycle: Integrating Inland Waters into the Terrestrial Carbon Budget". Ecosystems. 10 (1): 172–185. CiteSeerX 10.1.1.177.3527. doi:10.1007/s10021-006-9013-8. S2CID 1728636.
  6. ^ Tranvik, Lars J.; Downing, John A.; Cotner, James B.; Loiselle, Steven A.; Striegl, Robert G.; Ballatore, Thomas J.; Dillon, Peter; Finlay, Kerri; Fortino, Kenneth; Knoll, Lesley B.; Kortelainen, Pirkko L.; Kutser, Tiit; Larsen, Soren; Laurion, Isabelle; Leech, Dina M.; McCallister, S. Leigh; McKnight, Diane M.; Melack, John M.; Overholt, Erin; Porter, Jason A.; Prairie, Yves; Renwick, William H.; Roland, Fabio; Sherman, Bradford S.; Schindler, David W.; Sobek, Sebastian; Tremblay, Alain; Vanni, Michael J.; Verschoor, Antonie M.; von Wachenfeldt, Eddie; Weyhenmeyer, Gesa A. (November 2009). "Lakes and reservoirs as regulators of carbon cycling and climate". Limnology and Oceanography. 54 (6part2): 2298–2314. Bibcode:2009LimOc..54.2298T. doi:10.4319/lo.2009.54.6_part_2.2298. hdl:10852/11601.
  7. ^ Raymond, Peter A.; Hartmann, Jens; Lauerwald, Ronny; Sobek, Sebastian; McDonald, Cory; Hoover, Mark; Butman, David; Striegl, Robert; Mayorga, Emilio; Humborg, Christoph; Kortelainen, Pirkko; Dürr, Hans; Meybeck, Michel; Ciais, Philippe; Guth, Peter (21 November 2013). "Global carbon dioxide emissions from inland waters". Nature. 503 (7476): 355–359. Bibcode:2013Natur.503..355R. doi:10.1038/nature12760. PMID 24256802. S2CID 4460910.
  8. ^ Engel, Fabian; Farrell, Kaitlin J.; McCullough, Ian M.; Scordo, Facundo; Denfeld, Blaize A.; Dugan, Hilary A.; de Eyto, Elvira; Hanson, Paul C.; McClure, Ryan P.; Nõges, Peeter; Nõges, Tiina; Ryder, Elizabeth; Weathers, Kathleen C.; Weyhenmeyer, Gesa A. (26 March 2018). "A lake classification concept for a more accurate global estimate of the dissolved inorganic carbon export from terrestrial ecosystems to inland waters". The Science of Nature. 105 (3): 25. Bibcode:2018SciNa.105...25E. doi:10.1007/s00114-018-1547-z. PMC 5869952. PMID 29582138.
  9. ^ O'Reilly, Catherine M.; Sharma, Sapna; Gray, Derek K.; Hampton, Stephanie E.; Read, Jordan S.; Rowley, Rex J.; Schneider, Philipp; Lenters, John D.; McIntyre, Peter B.; Kraemer, Benjamin M.; Weyhenmeyer, Gesa A.; Straile, Dietmar; Dong, Bo; Adrian, Rita; Allan, Mathew G.; Anneville, Orlane; Arvola, Lauri; Austin, Jay; Bailey, John L.; Baron, Jill S.; Brookes, Justin D.; Eyto, Elvira de; Dokulil, Martin T.; Hamilton, David P.; Havens, Karl; Hetherington, Amy L.; Higgins, Scott N.; Hook, Simon; Izmest'eva, Lyubov R.; Joehnk, Klaus D.; Kangur, Kulli; Kasprzak, Peter; Kumagai, Michio; Kuusisto, Esko; Leshkevich, George; Livingstone, David M.; MacIntyre, Sally; May, Linda; Melack, John M.; Mueller‐Navarra, Doerthe C.; Naumenko, Mikhail; Noges, Peeter; Noges, Tiina; North, Ryan P.; Plisnier, Pierre-Denis; Rigosi, Anna; Rimmer, Alon; Rogora, Michela; Rudstam, Lars G.; Rusak, James A.; Salmaso, Nico; Samal, Nihar R.; Schindler, Daniel E.; Schladow, S. Geoffrey; Schmid, Martin; Schmidt, Silke R.; Silow, Eugene; Soylu, M. Evren; Teubner, Katrin; Verburg, Piet; Voutilainen, Ari; Watkinson, Andrew; Williamson, Craig E.; Zhang, Guoqing (2015). "Rapid and highly variable warming of lake surface waters around the globe". Geophysical Research Letters. 42 (24): 10, 773–10, 781. Bibcode:2015GeoRL..4210773O. doi:10.1002/2015gl066235.
  10. ^ Frey, D.G., 1963년북미의 림놀로지.위스콘신 대학교 매디슨 출판부
  11. ^ "History of Limnology – UW Digital Collections". Retrieved 2019-05-02.
  12. ^ Beckel, Annamarie L. "Breaking new waters : a century of limnology at the University of Wisconsin. Special issue". {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  13. ^ a b c d e f g h i j Horne, Alexander J; Goldman, Charles R (1994). Limnology (Second ed.). United States of America: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-023673-8.[페이지 필요]
  14. ^ Welch, P.S. (1935). Limnology (Zoological Science Publications). United States of America: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-069179-7.[페이지 필요]
  15. ^ a b Seekell, D.; Cael, B.; Lindmark, E.; Byström, P. (2021). "The Fractal Scaling Relationship for River Inlets to Lakes". Geophysical Research Letters. 48 (9): e2021GL093366. Bibcode:2021GeoRL..4893366S. doi:10.1029/2021GL093366. ISSN 1944-8007. S2CID 235508504.
  16. ^ a b c d e f g Boyd, Claude E. (2015). Water Quality: An Introduction (Second ed.). Switzerland: Springer. ISBN 978-3-319-17445-7.[페이지 필요]
  17. ^ Yang, Bernard; Wells, Mathew G.; McMeans, Bailey C.; Dugan, Hilary A.; Rusak, James A.; Weyhenmeyer, Gesa A.; Brentrup, Jennifer A.; Hrycik, Allison R.; Laas, Alo; Pilla, Rachel M.; Austin, Jay A. (2021). "A New Thermal Categorization of Ice-Covered Lakes". Geophysical Research Letters. 48 (3): e2020GL091374. Bibcode:2021GeoRL..4891374Y. doi:10.1029/2020GL091374. ISSN 1944-8007. S2CID 233921281.
  18. ^ a b Wetzel, R. G. (2001)림놀로지: 호수와 강의 생태계.샌디에이고:학술 [page needed]출판물 p74, 86
  19. ^ a b c d Dodds, Walter K. (2010). Freshwater ecology : concepts and environmental applications of limnology. Whiles, Matt R. (2nd ed.). Burlington, MA: Academic Press. ISBN 9780123747242. OCLC 784140625.[페이지 필요]
  20. ^ Cole, Jonathan J.; Caraco, Nina F. (2001). "Carbon in catchments: connecting terrestrial carbon losses with aquatic metabolism". Marine and Freshwater Research. 52 (1): 101. doi:10.1071/mf00084. S2CID 11143190.
  21. ^ Lampert, W. 및 Sommer, U. 2007.림 생태학

추가 정보