Mitä on limnologia?
Limnologia tutkii sisävesistöjä, kuten järviä, lampia, jokia ja puroja, käyttäen mittausvälineitä ympäristön muutosten ja ympäristötekijöiden välisten vuorovaikutusten arvioimiseksi. Limnologia käsittää kemian, fysiikan ja biologian osa-alueita.
Vedenlaadun ominaisuudet
Vedenlaatu määräytyy useiden tekijöiden perusteella, joita ovat muun muassa seuraavat: ravinnepitoisuudet, veden kirkkaus (Secchi-levyn syvyys), syanobakteerilajit ja -tiheys sekä eläinplanktonlajit.
Trofinen tila-indeksi
Järven terveydentilaa voidaan suurelta osin määritellä ravinnepitoisuuksien ja vedenpuhdistuksen perusteella. Trofisen tilan indeksi koostuu kolmesta pääluokasta (oligotrofinen, mesotrofinen ja eutrofinen), jotka määräytyvät kokonaisfosforin ja kokonaistypen pitoisuuksien, Secchin levyn syvyyden (veden kirkkaus) ja klorofylli a:n pitoisuuden perusteella. Oligotrofisten järvien ravinnepitoisuudet ovat hyvin alhaisia, mikä tarkoittaa, että kasvit eivät kasva hyvin. Eutrofisilla järvillä on hyvin korkeat ravinnepitoisuudet, erityisesti typen ja fosforin, ja siten korkea biologinen tuottavuus (liiallinen kasvien ja levien kasvu)
Connecticut DEEP Trophic Categories
The Seasonal Cycle: Suhteellisen syvissä järvissä ja lammikoissa (yleensä yli 3 metriä) vesi käy läpi lämpökerrostumisen ja sekoittumisen kausittaisia syklejä. Viileä vesi on painavampaa kuin lämmin vesi, mikä tarkoittaa, että kesällä pinnan vesi lämpenee ja muuttuu kevyemmäksi ja ”kelluu” painavamman viileän veden yläpuolella, joka vajoaa pohjaan. Aluetta, jossa lämpötila vaihtelee nopeasti lämpimien ja viileiden kerrosten välillä, kutsutaan termokliiniksi. Syksyllä kylmä ilma ja tuuli viilentävät pintavettä, joka muuttuu raskaammaksi ja vajoaa vesipatsaaseen sekoittuen pohjaveteen, joka on pysynyt viileänä koko kesän. Talvella, kun järven pintaan muodostuu jäätä, alapuolinen vesi pysyy sekoittuneena, mutta sen lämpötila vaihtelee hieman. Kylmää vettä on suoraan jään alla, kun taas järven pohjaan jää noin 4 celsiusasteen vettä. Keväällä sulavan jään vesi on kylmempää kuin järven muu vesi, joten tämä kylmempi ja painavampi vesi vajoaa järven pohjaan ja pintavesi lämpenee, mikä johtaa vesipatsaan kesäaikaiseen kerrostuneisuuteen.
Missä ravinteet ovat peräisin?
Järvissä on kaksi tärkeintä ravinnelähdettä: ravinnekuormitus valuma-alueelta ja sisäinen kuormitus.
Ravinnekuormitus valuma-alueelta
Yleisimpiä laajamittaisen ravinnekuormituksen lähteitä valuma-alueella ovat maanviljelys, saostuskaivot, kosteikot ja läpäisemättömien pintojen laajamittainen rakentaminen.
Kehittymättömällä valuma-alueella sade imeytyy maahan ja pidättyy maaperään, ennen kuin se päätyy maakasvillisuuden käyttöön. Kun sade kuitenkin sataa läpäisemättömille pinnoille, kuten jalkakäytäville ja katoille, vesi virtaa pinnan yli ja valuma-altaisiin poimien ravinteita matkan varrella, ennen kuin se virtaa suoraan järveen.
Sisäinen kuormitus
Kesällä eliöt kuluttavat järven pohjassa olevan kylmän veden happivarastot, jolloin vesi muuttuu anoksiseksi (hapettomaksi). Kun järven pohjalla oleva vesi on hapetonta, pohjasedimentti ei pysty pidättämään kertynyttä fosforia, joten fosfori vapautuu veteen. Diffuusionopeus ja siitä johtuva pitoisuus vedessä riippuvat useista tekijöistä: käytettävissä olevan fosforin pitoisuus mudassa, aika, jonka vesi mudan yläpuolella on ollut hapeton, happivelan voimakkuus vedessä ja hapettoman mudan pinta-ala. Syksyllä pintavesi alkaa jäähtyä ja sekoittua pohjanläheiseen veteen, jolloin anoksiseen veteen kesällä jääneet ravinteet sekoittuvat vesipatsaaseen.
Valon kulkeutuminen ja litoraalivyöhyke
Kasvit tarvitsevat valoa fotosynteesiinsä, ja siksi ne voivat selviytyä vain sellaisessa vedessä, joka on riittävän matalaa, jotta valo pääsee tunkeutumaan pohjaan. Mitä kirkkaampi järvi on, sitä syvemmälle valo pääsee tunkeutumaan.
