Limnologi adalah ilmu yang mempelajari tubuh pedalaman air sebagai ekosistem saling dengan ekosistem darat dan suasana . Mendeskripsikan dan menganalisis faktor fisik, kimia, dan biologi perairan pedalaman untuk menjelaskan komposisi, struktur, energi, dan organisme hidup.
Istilah “limnologi” berasal dari kata limne (keilahian yang berhubungan dengan air) dan logos (risalah atau studi). Ini digunakan untuk pertama kalinya oleh François Alphonse Forel, seorang ilmuwan Swiss yang dianggap sebagai bapak disiplin ini karena kontribusinya yang besar selama abad ke-19.
Limnologi, ilmu yang mempelajari perairan pedalaman. Sumber: www.flickr.com
Limnologi telah berkembang pesat sepanjang sejarahnya; awalnya hanya mencakup studi tentang danau, yang dianggap sebagai superorganisme, tanpa interkoneksi dengan lingkungan. Saat ini, studi tentang perairan pedalaman mempertimbangkan interaksi dengan lingkungan dan pentingnya mereka dalam siklus materi dan energi.
Indeks artikel
Sejarah
Limnologi kuno
Kontribusi pertama untuk pengetahuan tentang danau muncul di Eropa kuno, dengan pengamatan yang terisolasi, tanpa interkoneksi di antara mereka.
Antara tahun 1632 dan 1723, A. van Leewenhoek membuat deskripsi pertama tentang mikroorganisme akuatik, berkat kemunculan mikroskop, yang berarti kemajuan penting dalam pengetahuan tentang kehidupan akuatik.
Pada tahun 1786 klasifikasi pertama organisme mikroskopis air diterbitkan, dilakukan oleh ahli biologi Denmark Otto Friedrich Müller, yang disebut Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina .
Dengan munculnya stasiun biologis pertama, pengetahuan dalam limnobiologi mencapai kepenuhannya. Pada tahun 1888 stasiun percobaan pertama didirikan di hutan Bohemia Republik Ceko. Selanjutnya, jumlah stasiun biologis di Eropa dan Amerika Serikat berlipat ganda dengan cepat.
Para ilmuwan saat itu memberikan kontribusi besar pada pengetahuan tentang kehidupan di badan air tawar. Studi dalam taksonomi, mekanisme makan, distribusi, migrasi, antara lain, menonjol.
Limnologi cararn
Limnologi cararn muncul pada akhir abad ke-19, dengan ditemukannya komunitas planktonik air tawar oleh PE Müller pada tahun 1870.
Pada tahun 1882 Ruttner menetapkan bahwa limnologi mencakup interaksi ekologis, di luar studi deskriptif tentang asosiasi biotik yang terjadi di badan air.
Pada tahun 1887, SA Forbes menerbitkan sebuah esai berjudul Danau sebagai mikrokosmos, di mana ia menganalisis danau sebagai sistem dalam keseimbangan dinamis materi dan energi dengan organisme hidup.
Pada tahun 1892, FA Forel mempublikasikan hasil penelitiannya di Danau Leman (Swiss), dengan fokus pada geologi, karakterisasi fisikokimia dan deskripsi organisme hidup di danau.
Pada tahun 1917 Cole memasukkan tujuan kedua untuk limnologi; studi tentang siklus materi, dengan penekanan khusus pada siklus biogeokimia.
Pada tahun 1935 Welch mendefinisikan limnologi sebagai studi tentang produktivitas biologis perairan pedalaman. Definisi ini untuk pertama kalinya dalam limnologi fokus pada produktivitas dan studi tentang sistem lotik (sungai dan sungai), serta sistem lentik (danau).
Pada tahun 1975 Hutchinson dan Golterman mencirikan limnologi sebagai ilmu interdisipliner yang bergantung pada geologi, meteorologi, fisika, kimia dan biologi.
Pada tahun 1986 Lehman menjelaskan dua bidang studi yang berkaitan dengan limnologi. Bidang pertama berfokus pada sifat fisikokimia (termodinamika) badan air. Bidang kedua yang mempelajari proses biologis pada tingkat populasi dan komunitas, yang dikendalikan oleh seleksi alam .
Selama tahun 1990-an, dihadapkan dengan meningkatnya permintaan air dan ancaman global penurunan kuantitas dan kualitas, visi limnologi terapan muncul yang berfokus pada pengelolaan lingkungan.
Limnologi kontemporer
Limnologi abad XXI mempertahankan visi pentingnya pengetahuan sistem lentik dan lotik untuk mendukung pengelolaan lingkungan air yang memungkinkan umat manusia untuk menikmati sumber daya air dan manfaat sosial, ekonomi dan alamnya.
Bidang studi
Limnologi dianggap sebagai cabang ekologi yang berfokus pada ekosistem perairan pedalaman, termasuk danau, kolam, air tanah, kolam, aliran, dan sungai.
Ini mempelajari aliran materi dan energi, serta komposisi, struktur, dan dinamika organisme hidup yang ada di perairan kontinental pada tingkat individu, spesies, populasi, dan komunitas.
Memahami semua proses dan mekanisme yang membentuk keanekaragaman hayati dan respons fisikokimia lingkungan perairan kontinental memerlukan integrasi berbagai disiplin ilmu, seperti kimia, fisika, biologi, klimatologi, hidrologi, geologi, dan lain-lain.
Limnologi juga mengintegrasikan proses perairan kontinental dengan ekosistem terestrial. Ini mempertimbangkan efek drainase air dan kontribusi materi dan energi dari cekungan. Demikian juga, memperhitungkan pertukaran yang terjadi antara badan air dan atmosfer.
Studi tentang perairan pedalaman juga melibatkan identifikasi ancaman lingkungan dan deskripsi pengaruhnya terhadap ekosistem . Begitu pula dengan pencarian solusi, seperti mitigasi perubahan iklim, pengendalian spesies eksotik dan pemulihan ekosistem.
Ranting
Cabang-cabang limnologi muncul sesuai dengan jenis badan air kontinental yang diteliti.
Limnologi air tergenang
Cabang limnologi ini mempelajari ekosistem lentik, lebih dikenal sebagai danau. Baik air permukaan alami dan reservoir buatan, kolam atau bendungan disertakan.
Danau tanganyika, Zambia. Sumber: Worldtraveller [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], melalui Wikimedia Commons
Limnologi air mengalir
Limnologi air mengalir mempelajari ekosistem lotik, seperti sungai atau aliran air, yang dicirikan oleh aliran air yang dominan horizontal dan searah.
Sungai Amazon. Sumber: Peter Angritt [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons
Limnologi air tanah
Cabang ini mempelajari proses-proses yang terjadi pada reservoir air bawah tanah. Penelitian tentang proses biogeokimia yang membentuk karakteristik kimia air tanah disertakan.
Pengukuran air tanah. Sumber: www.pixabay.com
Limnologi danau asin
Cabang ini mempelajari danau asin, yang merupakan 45% dari danau pedalaman dunia. Penelitiannya berfokus pada karakteristik khusus ekosistem ini, termasuk deskripsi kimia, fisik, dan biologisnya.
Great Salt Lake, Amerika Serikat. Sumber: Pengguna Draxfelton di en.wikipedia [Domain publik], dari Wikimedia Commons.
Penelitian terbaru
Penyelidikan di danau tropis
Sebagian besar penelitian di lingkungan lentik telah dilakukan di danau di wilayah utara yang beriklim sedang. Namun, dinamika biogeokimia danau tropis besar berbeda dari yang tercatat untuk danau beriklim sedang.
Li et al.Menerbitkan makalah pada tahun 2018 tentang geokimia sedimen dan kontribusinya terhadap siklus karbon dan nutrisi di danau tropis yang terletak di Malawi (Afrika Timur).
Hasilnya menunjukkan kontribusi yang signifikan dari sedimen pada anggaran biogeokimia danau. Selain itu, mereka menunjukkan bahwa tingkat sedimentasi telah meningkat secara signifikan dalam sepuluh tahun terakhir.
Investigasi di waduk atau bendungan buatan
Jumlah kolam buatan dan bendungan telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir.
Meskipun pemahaman yang baik tentang danau alami dapat membantu untuk memahami ekosistem buatan, mereka dapat menghadirkan banyak karakteristik yang membedakannya dari ekosistem alami. Karena itu, penelitian di lingkungan buatan sangat penting saat ini.
Znachor et al (2018) menganalisis data dari 36 variabel lingkungan yang diambil selama 32 tahun di reservoir kecil di Republik Ceko. Penelitian ini bertujuan untuk mendeteksi kecenderungan karakteristik iklim dan biogeokimia.
Hampir semua variabel lingkungan menunjukkan tren variabel dari waktu ke waktu. Pembalikan tren juga diidentifikasi. Sebagai contoh, karbon organik terlarut menunjukkan kecenderungan untuk tumbuh secara linier terus menerus.
Studi ini juga menunjukkan adanya perubahan tren pada akhir tahun 1980-an dan selama tahun 1990-an.Penulis memaknai perubahan ini sebagai respon terhadap beberapa perubahan sosial ekonomi yang terjadi di wilayah tersebut.
Hasil penting lain dari penelitian ini adalah perubahan dalam kondisi hidrolik bendungan terjadi pada tahun 1999. Hal ini terjadi setelah kenaikan dari volume yang retensi bendungan, sebagai akibat dari keputusan administratif yang dibuat setelah periode hujan deras.
Contoh ini menunjukkan bagaimana penelitian dalam limnologi dapat menunjukkan kepada kita efek faktor sosial ekonomi dan keputusan politik pada fungsi ekosistem buatan. Pada gilirannya, ini dapat membantu kita memahami efeknya pada ekosistem alami.
Penelitian tentang paleolimnologi
Paleolimnologi adalah studi tentang sedimen yang diendapkan di danau dengan tujuan merekonstruksi sejarah alam atau perubahan variabel lingkungan danau atau sekitarnya di masa lalu. Untuk ini, metodologi yang berbeda digunakan, seperti analisis mikrofosil diatom, serbuk sari atau ostracoda.
Novaes Nascimento dan kolaboratornya menerbitkan sebuah artikel pada tahun 2018 tentang penyelidikan paleobiologi di Andes Peru yang merekonstruksi sejarah Danau Miski, tempat perlindungan air asin kecil yang terletak di 3.750 meter di atas permukaan laut.
Hasil stratigrafi karbonat dan komunitas fosil diatom menunjukkan penurunan muka air danau selama Holosen tengah, namun tidak pernah benar-benar kering.
Sejarah menunjukkan bahwa Danau Miski telah menjadi bagian dari lanskap selama 12.700 tahun, bahkan banyak danau Andes yang dangkal mengering.
Referensi
- Banderas, AG dan González, R. (1996). Limnologi, revisi konsep. Teknik Hidrolik di Meksiko, XI (1): 77-84.
- Basavarajappa, SH, Raju, NS dan Hosmani, SP (2014) Limnologi: Tinjauan Kritis. Lingkungan Dunia Saat Ini, 9 (3), 741-759.
- Li, J., Brown, ET, Crowe, SA dan Katsev, S. (2018). Geokimia sedimen dan kontribusinya terhadap siklus karbon dan nutrisi di danau tropis meromictic yang dalam: Danau Malawi (Afrika Timur). Jurnal Penelitian Great Lakes 44 (6): 1221-1234
- Novaes Nascimento, M., Laurenzi, AG, Valencia, BG, Van, R. dan Bush, M. (2018). Sejarah 12.700 tahun perubahan paleolimnologis dari microrefugium Andes. Holosen.
- Wales, PS (1952). Limnologi. Bukit McGraw. London 538.
- Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D dan Mrkvička T. (2018). Beberapa tren jangka panjang dan pembalikan tren mendominasi kondisi lingkungan di reservoir air tawar buatan manusia. Ilmu Lingkungan Total 624: 24-33.
