LIMNOLOGI: SEJARAH, BIDANG PENGAJIAN, CABANG, PENYELIDIKAN - BIOLOGI - 2025

The Limnologi adalah sains bahawa kajian badan-badan pedalaman air sebagai ekosistem saling berkaitan dengan ekosistem daratan dan atmosfera. Huraikan dan analisis faktor fizikal, kimia dan biologi perairan pedalaman untuk menjelaskan komposisi, struktur, tenaga, dan organisma hidup mereka.

Istilah "limnologi" berasal dari perkataan limne (ketuhanan yang berkaitan dengan air) dan logo (risalah atau kajian). Ia pertama kali dipekerjakan oleh François Alphonse Forel, seorang saintis Switzerland yang dianggap sebagai bapa disiplin ini kerana sumbangannya yang besar pada abad ke-19.

Limnologi, kajian perairan pedalaman. Sumber: www.flickr.com

Limnologi telah berkembang dengan pesat sepanjang sejarahnya; pada awalnya hanya merangkumi kajian tasik, yang dianggap sebagai superorganisma, tanpa saling berhubungan dengan persekitaran. Pada masa ini, kajian perairan benua mempertimbangkan interaksi dengan persekitaran dan kepentingannya dalam kitaran jirim dan tenaga.

Sejarah

Limnologi kuno

Sumbangan pertama untuk pengetahuan tentang tasik muncul di Eropah kuno, dengan pemerhatian terpencil, tanpa hubungan antara mereka.

Antara tahun 1632 dan 1723, A. van Leewenhoek membuat penerangan pertama mengenai mikroorganisma akuatik, berkat penampilan mikroskop, yang bermaksud kemajuan penting dalam pengetahuan kehidupan akuatik.

Pada tahun 1786 klasifikasi pertama organisma mikroskopik akuatik diterbitkan, yang dilakukan oleh ahli biologi Denmark, Otto Friedrich Müller, yang disebut Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina.

Dengan munculnya stesen biologi pertama, pengetahuan dalam limnobiologi mencapai kepenuhannya. Pada tahun 1888 stesen percubaan pertama didirikan di hutan Bohemia Republik Czech. Selepas itu, bilangan stesen biologi di Eropah dan Amerika Syarikat meningkat dengan cepat.

Para saintis pada masa itu memberikan sumbangan besar untuk pengetahuan kehidupan di badan air tawar. Kajian dalam taksonomi, mekanisme makan, pengedaran, migrasi antara lain menonjol.

Limnologi moden

Limnologi moden muncul pada akhir abad ke-19, dengan penemuan komuniti planktonik air tawar oleh PE Müller pada tahun 1870.

Pada tahun 1882 Ruttner menetapkan bahawa limnologi merangkumi interaksi ekologi, di luar kajian deskriptif mengenai persatuan biotik yang berlaku di badan air.

Pada tahun 1887, SA Forbes menerbitkan sebuah esei yang disebut The Lake as a Microcosm, di mana dia menganalisis tasik sebagai sistem dalam keseimbangan dinamik jirim dan tenaga dengan organisma hidup.

Pada tahun 1892, FA Forel menerbitkan hasil penyelidikannya di Lake Leman (Switzerland), yang berfokus pada geologi, pencirian fizikokimia dan perihalan organisma hidup di tasik.

Pada tahun 1917 Cole merangkumi objektif kedua untuk limnologi; kajian mengenai kitaran jirim, dengan penekanan khusus pada kitaran biogeokimia.

Pada tahun 1935 Welch mendefinisikan limnologi sebagai kajian produktiviti biologi perairan pedalaman. Definisi ini merangkumi buat pertama kalinya dalam limnologi fokus pada produktiviti dan kajian sistem lotik (sungai dan sungai), serta sistem lentik (tasik).

Pada tahun 1975 Hutchinson dan Golterman mencirikan limnologi sebagai sains interdisipliner yang bergantung kepada geologi, meteorologi, fizik, kimia dan biologi.

Pada tahun 1986 Lehman menerangkan dua bidang kajian yang berkaitan dengan limnologi. Bidang pertama yang difokuskan pada sifat fizikokimia (termodinamik) badan air. Bidang kedua yang mengkaji proses biologi di peringkat populasi dan masyarakat, dikendalikan oleh pemilihan semula jadi.

Selama tahun 1990-an, berhadapan dengan permintaan air yang semakin meningkat dan ancaman global terhadap pengurangan kuantiti dan kualiti, muncul sebuah visi limnologi yang diterapkan yang berfokus pada pengelolaan alam sekitar.

Limnologi kontemporari

Limnologi abad ke-21 mengekalkan visi mengenai pentingnya pengetahuan mengenai sistem lentik dan lotik untuk memihak kepada pengurusan persekitaran air yang membolehkan manusia menikmati sumber air dan faedah sosial, ekonomi dan semula jadi.

Bidang pengajian

Limnologi dianggap sebagai cabang ekologi yang memfokuskan diri pada ekosistem perairan pedalaman, termasuk tasik, kolam, air bawah tanah, kolam, sungai, dan sungai.

Ia mengkaji aliran bahan dan tenaga, serta komposisi, struktur dan dinamika organisma hidup yang terdapat di perairan benua pada tahap individu, spesies, populasi dan masyarakat.

Memahami semua proses dan mekanisme yang merangkumi keanekaragaman hayati dan tindak balas fizikokimia persekitaran akuatik benua memerlukan penggabungan pelbagai disiplin saintifik, seperti kimia, fizik, biologi, klimatologi, hidrologi, geologi, antara lain.

Limnologi juga mengintegrasikan proses perairan benua dengan ekosistem daratan. Ia mempertimbangkan kesan saliran air dan sumbangan bahan dan tenaga dari lembangan. Begitu juga, ia mengambil kira pertukaran yang berlaku antara badan air dan atmosfera.

Kajian perairan pedalaman juga melibatkan pengenalpastian ancaman alam sekitar dan penerangan mengenai kesannya terhadap ekosistem. Begitu juga, ini menyiratkan pencarian jalan keluar, seperti mitigasi perubahan iklim, pengendalian spesies eksotik dan pemulihan ekosistem.

Cawangan

Cabang-cabang limnologi timbul mengikut jenis badan air benua yang sedang dikaji.

Limnologi air bertakung

Cabang limnologi ini mengkaji ekosistem lentik, yang lebih dikenali sebagai tasik. Kedua-dua perairan permukaan semula jadi dan takungan buatan, kolam atau empangan disertakan.

Tasik Tanganyika, Zambia. Sumber: Worldtraveller, melalui Wikimedia Commons

Limnologi perairan yang mengalir

Limnologi air mengalir mengkaji ekosistem lotik, seperti sungai atau sungai, yang dicirikan oleh aliran air yang mendatar dan tidak arah.

Sungai Amazon. Sumber: Peter Angritt, dari Wikimedia Commons

Limnologi air bawah tanah

Cabang ini mengkaji proses yang berlaku di takungan air bawah tanah. Penyelidikan mengenai proses biogeokimia yang membentuk ciri kimia air bawah tanah disertakan.

Pengukuran air bawah tanah. Sumber: www.pixabay.com

Limnologi tasik masin

Cabang ini mengkaji tasik masin, yang merupakan 45% daripada tasik pedalaman di dunia. Penyelidikannya memfokuskan pada ciri-ciri tertentu ekosistem ini, termasuk keterangan kimia, fizikal dan biologi mereka.

Great Salt Lake, Amerika Syarikat. Sumber: Pengguna Draxfelton di en.wikipedia, dari Wikimedia Commons.

Penyelidikan terkini

Siasatan di tasik tropika

Sebilangan besar penyelidikan di lingkungan lentik telah dilakukan di tasik di wilayah utara yang sederhana. Walau bagaimanapun, dinamika biogeokimia tasik tropika besar berbeza dengan dinamika tasik beriklim sederhana.

Li et al. Menerbitkan makalah pada tahun 2018 mengenai geokimia sedimen dan sumbangannya untuk berbasikal karbon dan nutrien di sebuah tasik tropika yang terletak di Malawi (Afrika Timur).

Hasilnya menunjukkan sumbangan sedimen yang signifikan terhadap anggaran biogeokimia tasik. Selanjutnya, mereka menunjukkan bahawa kadar pemendapan telah meningkat dengan ketara dalam sepuluh tahun terakhir.

Penyiasatan di takungan buatan atau empangan

Bilangan kolam dan empangan buatan telah meningkat dengan pesat dalam beberapa tahun terakhir.

Walaupun pemahaman yang baik tentang tasik semula jadi dapat membantu memahami ekosistem buatan, mereka dapat menunjukkan pelbagai ciri yang membezakannya dari ekosistem semula jadi. Oleh kerana itu, penyelidikan dalam persekitaran buatan sangat penting sekarang ini.

Znachor et al. (2018) menganalisis data dari 36 pemboleh ubah persekitaran yang diambil lebih dari 32 tahun di sebuah takungan kecil di Republik Czech. Objektif penyelidikan adalah untuk mengesan tren ciri iklim dan biogeokimia.

Hampir semua pemboleh ubah persekitaran menunjukkan tren berubah dari masa ke masa. Pembalikan aliran juga dikenal pasti. Sebagai contoh, karbon organik terlarut menunjukkan kecenderungan untuk tumbuh secara linear secara berterusan.

Kajian ini juga menunjukkan perubahan tren pada akhir 1980-an dan selama tahun 1990-an. Penulis menafsirkan perubahan ini sebagai tindak balas terhadap beberapa perubahan sosioekonomi yang berlaku di rantau ini.

Hasil penting lain dari kajian ini adalah perubahan keadaan hidraulik empangan yang berlaku pada tahun 1999. Ini berlaku setelah peningkatan jumlah simpanan empangan, hasil daripada keputusan pentadbiran yang diambil setelah beberapa waktu hujan lebat.

Contoh ini menunjukkan bagaimana penyelidikan dalam limnologi dapat menunjukkan kepada kita kesan faktor sosioekonomi dan keputusan politik terhadap fungsi ekosistem buatan. Sebaliknya, ini dapat membantu kita memahami kesan terhadap ekosistem semula jadi.

Penyelidikan paleolimnologi

Paleolimnologi adalah kajian sedimen yang disimpan di tasik dengan objektif untuk menyusun semula sejarah semula jadi atau perubahan pemboleh ubah persekitaran tasik atau sekitarnya pada masa lalu. Untuk ini, metodologi yang berbeza digunakan, seperti analisis mikrofosil diatom, debunga atau ostrakod.

Novaes Nascimento dan kolaborator menerbitkan artikel pada tahun 2018 mengenai penyelidikan paleobiologi di Andes Peru yang menyusun semula sejarah Tasik Miski, tempat perlindungan air masin kecil yang terletak di ketinggian 3.750 meter dari permukaan laut.

Hasil stratigrafi karbonat dan komuniti diatom fosil menunjukkan penurunan paras tasik semasa Holosen tengah, namun, ia tidak pernah kering sepenuhnya.

Sejarah menunjukkan bahawa Danau Miski telah menjadi sebahagian dari lanskap selama 12.700 tahun, walaupun banyak tasik Andean yang cetek telah kering.

Rujukan

1. Banderas, AG dan González, R. (1996). Limnologi, penyemakan konsep. Kejuruteraan Hidraulik di Mexico, XI (1): 77-84.
2. Basavarajappa, SH, Raju, NS dan Hosmani, SP (2014) Limnologi: Kajian Kritikal. Alam Sekitar Dunia Semasa, 9 (3), 741-759.
3. Li, J., Brown, ET, Crowe, SA dan Katsev, S. (2018). Geokimia sedimen dan sumbangan untuk mengayuh karbon dan nutrien di tasik tropika meromikik dalam: Tasik Malawi (Afrika Timur). Jurnal Penyelidikan Great Lakes 44 (6): 1221-1234
4. Novaes Nascimento, M., Laurenzi, AG, Valencia, BG, Van, R. dan Bush, M. (2018). Sejarah perubahan paleolimnologi 12,700 tahun dari microrefugium Andean. Holocene.
5. Welsh, PS (1952). Limnologi. Bukit McGraw. London 538.
6. Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D dan Mrkvička T. (2018). Pelbagai trend jangka panjang dan pembalikan trend mendominasi keadaan persekitaran di takungan air tawar buatan manusia. Sains Keseluruhan Persekitaran 624: 24-33.