Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ішкі су экожүйелерінің ғылымы
Science of inland aquatic ecosystems
Лимнология (/lɪm/'nɒ/lɒ/lɑ/dʒ/i/ limNOLəjee;) – ішкі су экожүйелерін зерттейтін ғылым. Лимнологияның зерттеу саласына тұщы және тұзды, табиғи және жасанды су қоймаларының биологиялық, химиялық, физикалық және геологиялық сипаттамалары кіреді. Бұл көлдерді, су қоймаларын, тоғандарды, өзендерді, бұлақтарды, арналарды, батпақтарды және жер асты суларын зерттеуді қамтиды. Су жүйелері көбінесе ағынды (лотикті) немесе тұрақты (лентик) деп жіктеледі. Лимнология су жиналатын алапты, алап арқылы судың қозғалысын және осы жолда болатын биогеохимиялық өзгерістерді зерттейді. Лимнологияның жақында пайда болған саласы – ландшафттық лимнология, су экожүйесі мен оның су жиналатын алабы арасындағы байланысты нақты зерттеу арқылы осы экожүйелерді ландшафттық тұрғыдан зерттеуді, басқаруды және сақтауды мақсат етеді. Соңғы кезде Жер жүйесінің бір бөлігі ретінде ішкі суларды түсіну қажеттілігі туындағандықтан, жаһандық лимнология деп аталатын тармақ пайда болды. Бұл тәсіл ішкі сулардағы процестерді, яғни ішкі су экожүйелерінің жаһандық биогеохимиялық циклдердегі рөлін жаһандық масштабта қарастырады. Лимнология су организмдерін және олардың абиотикалық (жансыз) ортамен өзара әрекеттесуін зерттейтін су экожүйесі және гидробиологиямен тығыз байланысты. Лимнология тұщы суға бағытталған ғылымдармен (мысалы, тұщы су биологиясы) үлкен дәрежеде үйлеседі, сонымен қатар ішкі тұзды көлдерді зерттеуді де қамтиды.
Limnology (/l//ɪ//m/'/n//ɒ//l//ə//dʒ//i/ limNOLəjee; ) is the study of inland aquatic ecosystems. The study of limnology includes aspects of the biological, chemical, physical, and geological characteristics of fresh and saline, natural and man made bodies of water. This includes the study of lakes, reservoirs, ponds, rivers, springs, streams, wetlands, and groundwater. Water systems are often categorized as either running (lotic) or standing (lentic). Limnology includes the study of the drainage basin, movement of water through the basin and biogeochemical changes that occur en route. A more recent sub discipline of limnology, termed landscape limnology, studies, manages, and seeks to conserve these ecosystems using a landscape perspective, by explicitly examining connections between an aquatic ecosystem and its drainage basin. Recently, the need to understand global inland waters as part of the Earth system created a sub discipline called global limnology. This approach considers processes in inland waters on a global scale, like the role of inland aquatic ecosystems in global biogeochemical cycles. Limnology is closely related to aquatic ecology and hydrobiology, which study aquatic organisms and their interactions with the abiotic (non living) environment. While limnology has substantial overlap with freshwater focused disciplines (e. g., freshwater biology), it also includes the study of inland salt lakes.
Тарих
Лимнология терминін Франсуа Альфонс Форэль (1841–1912 жж.) енгізді және Женева көлін зерттеу арқылы осы ғылымды қалыптастырды. Осы саладағы қызығушылық тез өсті, ал 1922 жылы Аугуст Тьенман (неміс зоологы) мен Эйнар Науман (швед ботанігі) бірлесіп Халықаралық лимнология қоғамын (SIL, Societas Internationalis Limnologiae) құрды. Форэльдің лимнологияның бастапқы анықтамасы, "көлдердің океанографиясы", барлық құрлық іші суларын зерттеуді қамту үшін кеңейтілді. Висконсин университетінің Мэдисон қаласындағы Эдвард А. Бирж, Ченси Джудей, Чарльз Р. Голдман және Артур Д. Хаслер лимнология орталығының дамуына үлес қосты.
The term limnology was coined by François Alphonse Forel (1841–1912) who established the field with his studies of Lake Geneva. Interest in the discipline rapidly expanded, and in 1922 August Thienemann (a German zoologist) and Einar Naumann (a Swedish botanist) co founded the International Society of Limnology (SIL, from Societas Internationalis Limnologiae). Forel's original definition of limnology, "the oceanography of lakes", was expanded to encompass the study of all inland waters, At the University of Wisconsin Madison, Edward A. Birge, Chancey Juday, Charles R. Goldman, and Arthur D. Hasler contributed to the development of the Center for Limnology.
Физикалық қасиеттері
Сулы экожүйелердің физикалық қасиеттері жылу, ағыстар, толқындар және қоршаған орта жағдайларының маусымдық таралуының жиынтығымен анықталады. Су қоймасының морфометриясы оның түріне (мысалы, көл, өзен, ағын, батпақ, теңіз құйылысы және т.б.) және су қоймасын қоршаған жердің құрылысына байланысты. Көлдер, мысалы, олардың қалыптасуына қарай жіктеледі, ал көлдердің аймақтары су тереңдігімен белгіленеді. Өзендер мен ағын жүйелерінің морфометриясы аймақтың геологиялық құрылымымен, сондай-ақ судың жалпы жылдамдығымен шартталған.
Physical properties of aquatic ecosystems are determined by a combination of heat, currents, waves and other seasonal distributions of environmental conditions. The morphometry of a body of water depends on the type of feature (such as a lake, river, stream, wetland, estuary etc.) and the structure of the earth surrounding the body of water. Lakes, for instance, are classified by their formation, and zones of lakes are defined by water depth. River and stream system morphometry is driven by underlying geology of the area as well as the general velocity of the water.
Термиялық қабаттану
Жеңіл аймақтарға ұқсас, жылулық қабатталу немесе жылулық аймақтарға бөлу – су жүйесіндегі су денесінің бөліктерін әртүрлі көл қабаттарының температурасына сүйенген топтастыру әдісі. Судың мөлдірлігі арта түскен сайын, жарық көбірек өтеді, соның салдарынан жылу судың тереңіне жеткізіледі. Су бағанасының тереңдігіне қарай жылу экспоненциалды түрде төмендейді, сондықтан су бетіне жақын жерде ең жылы болады, ал төмен қарай түскенде бірте-бірте салқындайды. Көлдегі жылулық қабатталуды анықтайтын үш негізгі бөлім бар. Эпилимнион су бетіне ең жақын орналасқан және су бетін жылыту үшін ұзақ және қысқа толқынды сәулеленуді сіңіреді. Салқын айларда желдің күші су бетін салқындатуға көмектеседі. Термоклина – су бағанасының ішінде су температурасының күрт төмендейтін аймағы. Мұндай көлдер көбінесе димиктикалық болады, сонымен қатар ұзақ күзгі араласумен қатар қысқа көктемгі араласуға ие. Салыстырмалы жылулық қарсылық – бұл әртүрлі температурадағы қабаттарды араластыруға қажетті энергия.
Similar to light zonation, thermal stratification or thermal zonation is a way of grouping parts of the water body within an aquatic system based on the temperature of different lake layers. The less turbid the water, the more light is able to penetrate, and thus heat is conveyed deeper in the water. Heating declines exponentially with depth in the water column, so the water will be warmest near the surface but progressively cooler as moving downwards. There are three main sections that define thermal stratification in a lake. The epilimnion is closest to the water surface and absorbs long and shortwave radiation to warm the water surface. During cooler months, wind shear can contribute to cooling of the water surface. The thermocline is an area within the water column where water temperatures rapidly decrease. These lakes are often dimictic, with a brief spring overturn in addition to longer fall overturn. The relative thermal resistance is the energy needed to mix these strata of different temperatures.
Көлдің жылу бюджеті
Жылдық жылу бюджеті, сонымен қатар θa деп белгіленеді, судың қысқы ең төменгі температурасынан жазғы ең жоғары температурасына дейін көтерілуіне қажетті жалпы жылу мөлшері. Бұл көлдің әр тереңдік аралығындағы ауданын (Az) жазғы (θsz) және қысқы (θwz) температуралар арасындағы айырмашылыққа көбейту арқылы есептелуі мүмкін, яғни Az(θsz – θwz). Өзендер мен кішкентай көлдерде көміртектің аллоктоналық көздері басым болса, үлкен көлдерде және мұхиттарда автоктоналық көздер басым.
An annual heat budget, also shown as θa, is the total amount of heat needed to raise the water from its minimum winter temperature to its maximum summer temperature. This can be calculated by integrating the area of the lake at each depth interval (Az) multiplied by the difference between the summer (θsz) and winter (θwz) temperatures or Az(θsz θwz) In streams and small lakes, allochthonous sources of carbon are dominant while in large lakes and the ocean, autochthonous sources dominate.
Қысқылтек пен көмірқышқыл газы
Ерітілген оттегі мен ерітілген көмірқышқыл газы тыныс алу және фотосинтездегі байланысты рөліне байланысты көбінесе бірге талқыланады. Ерітілген оттегінің концентрациясы физикалық, химиялық және биологиялық процестер мен реакциялардың нәтижесінде өзгеруі мүмкін. Жел араластыру сияқты физикалық процестер, әсіресе су экожүйелерінің беткі суларында ерітілген оттегінің концентрациясын арттыра алады. Ерітілген оттегінің ерігіштігі су температурасына байланысты болғандықтан, температураның өзгеруі ерітілген оттегінің концентрациясына әсер етеді, себебі жылы судың суық су сияқты оттегіні "ұстау" қабілеті төмен. Биологиялық тұрғыдан алғанда, фотосинтез де, аэробты тыныс алу да ерітілген оттегінің концентрациясына әсер етеді. Ерітілген оттегінің концентрациясының тік бойдағы өзгерістеріне желдің беткі суларды араластыруы және органикалық заттардың фотосинтезі мен тыныс алу арасындағы тепе-теңдік ықпал етеді. Бұл тік бойдағы өзгерістер, профильдер деп аталады, және олар жылулық қабаттану және жарық сәулесінің енуі сияқты принциптерге негізделген. Су қабатының тереңдігіне қарай жарық мөлшері азайған сайын фотосинтез жылдамдығы да төмендейді, нәтижесінде аз ерітілген оттегі өндіріледі. Бұл судың тереңіне түскенде ерітілген оттегінің концентрациясы азаяды дегенді білдіреді, себебі тыныс алу арқылы сіңірілген ерітілген оттегі фотосинтез процесімен толықтырылмайды.
Dissolved oxygen and dissolved carbon dioxide are often discussed together due their coupled role in respiration and photosynthesis. Dissolved oxygen concentrations can be altered by physical, chemical, and biological processes and reaction. Physical processes including wind mixing can increase dissolved oxygen concentrations, particularly in surface waters of aquatic ecosystems. Because dissolved oxygen solubility is linked to water temperatures, changes in temperature affect dissolved oxygen concentrations as warmer water has a lower capacity to "hold" oxygen as colder water. Biologically, both photosynthesis and aerobic respiration affect dissolved oxygen concentrations. Vertical changes in the concentrations of dissolved oxygen are affected by both wind mixing of surface waters and the balance between photosynthesis and respiration of organic matter. These vertical changes, known as profiles, are based on similar principles as thermal stratification and light penetration. As light availability decreases deeper in the water column, photosynthesis rates also decrease, and less dissolved oxygen is produced. This means that dissolved oxygen concentrations generally decrease as you move deeper into the body of water because of photosynthesis is not replenishing dissolved oxygen that is being taken up through respiration.
Көл трофикалық жіктелуі
Көлдерді (немесе басқа да су қоймаларын) жіктеудің бір жолы – трофикалық күй индексі арқылы. Тропикалық су ортасының физикалық және химиялық қасиеттері, жылы және тұрақты температурасы, жоғары қоректік заттар деңгейі және күрделі экологиялық өзара әрекеттесулерге ие болғандықтан, қоңыржай аймақтардағылардан ерекшеленеді. Бұдан өзге, тропикалық тұщы су жүйелерінің биоәртүрлілігі көбінесе жоғары болады, адамның оларға тигізетін әсері жиі ауыр болады, сондай-ақ осы жүйелерді пайдалану мен басқаруға ықпал ететін маңызды мәдени және әлеуметтік-экономикалық факторлар бар.
One way to classify lakes (or other bodies of water) is with the trophic state index. The physical and chemical properties of tropical aquatic environments are different from those in temperate regions, with warmer and more stable temperatures, higher nutrient levels, and more complex ecological interactions. Moreover, the biodiversity of tropical freshwater systems is typically higher, human impacts are often more severe, and there are important cultural and socioeconomic factors that influence the use and management of these systems.
Кәсіби ұйымдар
Лимнологияны зерттейтіндер лимнологтар деп аталады. Бұл ғалымдар көбінесе көлдер, өзендер, ағыстар, тоғандар және батпақтар сияқты құрлық ішіндегі тұщы су жүйелерінің сипаттамаларын зерттейді. Олар мұхит емес тұзды су объектілерін, мысалы, Ұлы Тұзды көлді де зерттей алады. Лимнология және су ғылымының басқа да салаларымен байланысты көптеген кәсіби ұйымдар бар, олардың ішінде Лимнология және Океанография ғылымдары қауымдастығы, Ибериялық Лимнология Ассоциациясы, Халықаралық Лимнология Қоғамы, Польша Лимнология Қоғамы, Канада Лимнологтары Қоғамы және Тұщы Су Биологиялық Ассоциациясы бар.
People who study limnology are called limnologists. These scientists largely study the characteristics of inland fresh water systems such as lakes, rivers, streams, ponds and wetlands. They may also study non oceanic bodies of salt water, such as the Great Salt Lake. There are many professional organizations related to limnology and other aspects of the aquatic science, including the Association for the Sciences of Limnology and Oceanography, the Asociación Ibérica de Limnología, the International Society of Limnology, the Polish Limnological Society, the Society of Canadian Limnologists, and the Freshwater Biological Association.