Che cos’è la limnologia?
La limnologia è lo studio dei corpi idrici interni, compresi laghi, stagni, fiumi e ruscelli, utilizzando strumenti di misurazione per valutare i cambiamenti ambientali e le interazioni tra i fattori ambientali. La limnologia comprende componenti di chimica, fisica e biologia.
Caratteristiche della qualità dell’acqua
La qualità dell’acqua è determinata da diversi fattori, inclusi ma non limitati a: concentrazioni di nutrienti, chiarezza dell’acqua (profondità del disco di Secchi), specie e densità dei cianobatteri e specie di zooplancton.
Indice di stato trofico
La salute del lago può essere ampiamente determinata dalle concentrazioni di nutrienti e dalla chiarezza dell’acqua. L’indice di stato trofico è composto da tre categorie principali (oligotrofico, mesotrofico ed eutrofico), che sono determinate dalle concentrazioni di fosforo totale e azoto totale, dalla profondità del disco di Secchi (chiarezza dell’acqua) e dalla concentrazione di clorofilla a. I laghi oligotrofici hanno concentrazioni di nutrienti molto basse, il che significa che le piante non crescono bene. I laghi eutrofici hanno concentrazioni di nutrienti molto alte, specialmente azoto e fosforo, e quindi alta produttività biologica (eccessiva crescita di piante e alghe)
Connecticut DEEP Trophic Categories
Il ciclo stagionale: Stratificazione e miscelazione
In laghi e stagni che sono relativamente profondi (generalmente più di circa 3 metri), l’acqua subisce cicli stagionali di stratificazione termica e miscelazione. L’acqua fredda è più pesante di quella calda, il che significa che, in estate, l’acqua in superficie si riscalda e diventa più leggera, “galleggiando” sopra l’acqua fredda più pesante che affonda sul fondo. L’area in cui la temperatura cambia rapidamente tra gli strati caldi e freddi è chiamata termoclino. In autunno, l’aria fredda e il vento raffreddano l’acqua superficiale, che diventa più pesante e affonda nella colonna d’acqua, mescolandosi con l’acqua del fondo che è rimasta fredda tutta l’estate. In inverno, quando si forma il ghiaccio sulla superficie del lago, l’acqua sottostante rimane mista ma con una leggera variazione di temperatura. L’acqua fredda si trova direttamente sotto il ghiaccio, mentre l’acqua intorno ai 4 gradi Celsius rimane sul fondo del lago. In primavera, l’acqua proveniente dallo scioglimento del ghiaccio è più fredda del resto dell’acqua del lago e così quest’acqua più fredda e pesante affonda sul fondo del lago e l’acqua superficiale si riscalda, portando alla stratificazione estiva della colonna d’acqua.
Da dove vengono i nutrienti?
Ci sono due fonti principali di nutrienti nei laghi: il carico di nutrienti dallo spartiacque e quello interno.
Carico di nutrienti dallo spartiacque
Le fonti più comuni di carico di nutrienti su larga scala in uno spartiacque sono l’agricoltura, i sistemi settici, le zone umide e lo sviluppo su larga scala di superfici impermeabili.
In uno spartiacque non sviluppato, la pioggia si infiltra nel terreno e viene trattenuta nel suolo, prima di essere utilizzata dalla vegetazione terrestre. Tuttavia, quando la pioggia cade su superfici impermeabili come marciapiedi e tetti, l’acqua scorre sulla superficie e nei bacini di drenaggio, raccogliendo nutrienti lungo il percorso, prima di fluire direttamente nel lago.
Carico interno
Durante l’estate, gli organismi esauriscono la riserva di ossigeno nell’acqua fredda che si trova sul fondo del lago, facendo diventare l’acqua anossica (priva di ossigeno). Quando l’acqua sul fondo del lago è anossica (priva di ossigeno) il sedimento del fondo non è in grado di trattenere il fosforo accumulato, quindi questo fosforo viene rilasciato nell’acqua. Il tasso di diffusione e la concentrazione risultante nell’acqua dipendono da diversi fattori: la concentrazione di fosforo disponibile nel fango, la durata del tempo in cui l’acqua sopra il fango è stata priva di ossigeno, l’intensità del debito di ossigeno nell’acqua e la superficie del fango anossico. In autunno, l’acqua superficiale comincia a raffreddarsi e si mescola con l’acqua del fondo e i nutrienti che erano intrappolati nell’acqua anossica in estate si mescolano nella colonna d’acqua.
Trasmissione della luce e la zona litorale
Le piante hanno bisogno di luce per fotosintetizzare e quindi possono sopravvivere solo in acqua che è abbastanza bassa da permettere alla luce di penetrare sul fondo. Più il lago è limpido, più la luce può penetrare in profondità.
