Vad är limnologi?
Limnologi är studiet av inre vattenförekomster, inklusive sjöar, dammar, floder och bäckar, med hjälp av mätverktyg för att mäta miljöförändringar och interaktioner mellan miljöfaktorer. Limnologi omfattar komponenter av kemi, fysik och biologi.
Vattenkvalitetsegenskaper
Vattenkvaliteten bestäms av flera faktorer, inklusive men inte begränsat till: näringsämneskoncentrationer, vattnets klarhet (Secchi-diskdjup), cyanobakteriearter och -täthet samt zooplanktonarter.
Trophic State Index
Sjöars hälsa kan till stor del bestämmas av näringsämneskoncentrationer och vattnets klarhet. Indexet för trofiskt tillstånd består av tre huvudkategorier (oligotrofa, mesotrofa och eutrofa) som bestäms av koncentrationer av totalfosfor och totalkväve, Secchi-diskdjup (vattnets klarhet) och klorofyll a-koncentration. Oligotrofa sjöar har mycket låga koncentrationer av näringsämnen, vilket innebär att växterna inte växer bra. Eutrofa sjöar har mycket höga koncentrationer av näringsämnen, särskilt kväve och fosfor, och därmed hög biologisk produktivitet (överdriven växt- och algtillväxt)
Connecticut DEEP Trofiska kategorier
The Seasonal Cycle: I sjöar och dammar som är relativt djupa (i allmänhet mer än cirka 3 meter) genomgår vattnet säsongscykler av termisk skiktning och blandning. Kallt vatten är tyngre än varmt vatten, vilket innebär att på sommaren värms vattnet vid ytan upp och blir lättare och ”flyter” över det tyngre kalla vattnet som sjunker till botten. Det område där temperaturen snabbt förändras mellan de varma och kalla lagren kallas termoklinen. På hösten kyler kall luft och vind ytvattnet, som blir tyngre och sjunker i vattenpelaren och blandas med bottenvattnet som varit svalt hela sommaren. På vintern, när det bildas is på sjöns yta, förblir vattnet nedanför blandat men med små temperaturvariationer. Kallt vatten ligger direkt under isen, medan vatten på omkring 4 grader Celsius ligger kvar på sjöns botten. På våren är vattnet från smältande is kallare än resten av vattnet i sjön och därför sjunker detta kallare, tyngre vatten till sjöbotten och ytvattnet värms upp, vilket leder till sommarskiktning av vattenpelaren.
Varifrån kommer näringsämnena?
Det finns två huvudkällor till näringsämnen i sjöar: näringsbelastning från avrinningsområdet och intern belastning.
Näringsbelastning från avrinningsområdet
De vanligaste källorna till storskalig näringsbelastning i ett avrinningsområde är jordbruk, septiktankar, våtmarker och storskalig utveckling av ogenomträngliga ytor.
I ett obebyggt avrinningsområde infiltrerar regn ner i marken och hålls kvar i jorden innan det utnyttjas av landvegetationen. När regnet faller på ogenomträngliga ytor, t.ex. trottoarer och tak, rinner vattnet över ytan och in i avrinningsbassänger, där det tar upp näringsämnen på vägen, innan det rinner direkt ut i sjön.
Intern belastning
Under sommaren tömmer organismerna syreförråden i det kalla vattnet på sjöns botten, vilket leder till att vattnet blir anoxiskt (syrefattigt). När vattnet på sjöns botten är anoxiskt (saknar syre) kan bottensedimentet inte hålla kvar den ackumulerade fosforn, så fosforn släpps ut i vattnet. Diffusionshastigheten och den resulterande koncentrationen i vattnet beror på flera faktorer: koncentrationen av tillgänglig fosfor i gyttjan, hur länge vattnet över gyttjan har varit syrefritt, intensiteten av syrebristen i vattnet och den anoxiska gyttjans yta. På hösten börjar ytvattnet svalna och blandas med bottenvattnet och de näringsämnen som fastnat i det anoxiska vattnet på sommaren blandas i vattenpelaren.
Ljustransmission och den litorala zonen
Plantor behöver ljus för att kunna fotosyntetisera och kan därför bara överleva i vatten som är tillräckligt grunda för att ljuset ska kunna tränga ner till botten. Ju klarare sjön är, desto djupare kan ljuset tränga in.
