What is Limnology?
Limnologie is de studie van binnenlandse waterlichamen, waaronder meren, vijvers, rivieren en stromen, met behulp van meetinstrumenten om veranderingen in het milieu en interacties tussen milieufactoren te meten. Limnologie omvat componenten van chemie, fysica en biologie.
Waterkwaliteitskenmerken
Waterkwaliteit wordt bepaald door verschillende factoren, met inbegrip van maar niet beperkt tot: nutriëntenconcentraties, waterhelderheid (Secchi-schijfdiepte), cyanobacteriesoorten en -dichtheid, en zoöplankton.
Trofische toestandsindex
De gezondheid van een meer kan grotendeels worden bepaald door nutriëntenconcentraties en waterhelderheid. De trofische toestandsindex bestaat uit drie grote categorieën (oligotroof, mesotroof en eutroof), die worden bepaald door de totale fosfor- en totale stikstofconcentraties, de Secchi-schijfdiepte (waterhelderheid) en de chlorofyl a-concentratie. Oligotrofe meren hebben een zeer lage nutriëntenconcentratie, wat betekent dat planten er niet goed groeien. Eutrofe meren hebben zeer hoge nutriëntenconcentraties, vooral stikstof en fosfor, en daardoor een hoge biologische productiviteit (overmatige planten- en algengroei)
Connecticut DEEP Trophic Categories
The Seasonal Cycle: Stratificatie en menging
In meren en vijvers die relatief diep zijn (meestal meer dan ongeveer 3 meter), ondergaat het water seizoensgebonden cycli van thermische stratificatie en menging. Koel water is zwaarder dan warm water, wat betekent dat in de zomer het water aan de oppervlakte opwarmt en lichter wordt en gaat “drijven” boven het zwaardere koele water dat naar de bodem zinkt. Het gebied waar de temperatuur snel verandert tussen de warme en de koele lagen wordt de thermocline genoemd. In de herfst koelen koude lucht en wind het oppervlaktewater af, dat zwaarder wordt en in de waterkolom zinkt en zich mengt met het bodemwater dat de hele zomer koel is gebleven. In de winter, wanneer zich ijs vormt aan het oppervlak van het meer, blijft het water eronder gemengd, maar met lichte temperatuurschommelingen. Koud water bevindt zich direct onder het ijs, terwijl op de bodem van het meer water van ongeveer 4 graden Celsius blijft staan. In de lente is het water van het smeltende ijs kouder dan de rest van het water in het meer en dus zakt dit koudere, zwaardere water naar de bodem van het meer en warmt het oppervlaktewater op, wat leidt tot zomerse gelaagdheid van de waterkolom.
Waar komen voedingsstoffen vandaan?
Er zijn twee belangrijke bronnen van voedingsstoffen in meren: belasting met voedingsstoffen vanuit het stroomgebied en interne belasting.
Belasting met voedingsstoffen vanuit het stroomgebied
De meest voorkomende bronnen van grootschalige belasting met voedingsstoffen in een stroomgebied zijn landbouw, septische systemen, wetlands en grootschalige ontwikkeling van ondoordringbare oppervlakken.
In een onontwikkeld stroomgebied infiltreert regen in de grond en wordt vastgehouden in de bodem, voordat het wordt gebruikt door de terrestrische vegetatie. Wanneer de regen echter op ondoordringbare oppervlakken valt, zoals bestrating en daken, stroomt het water over het oppervlak en in afwateringsbekkens, waarbij het onderweg voedingsstoffen oppikt, voordat het rechtstreeks in het meer stroomt.
Interne belasting
In de zomer putten organismen de voorraad zuurstof in het koude water op de bodem van het meer uit, waardoor het water anoxisch (zuurstofloos) wordt. Wanneer het water op de bodem van het meer zuurstofloos is, kan het bodemsediment het opgehoopte fosfor niet meer vasthouden, zodat dit fosfor in het water vrijkomt. De diffusiesnelheid en de resulterende concentratie in het water zijn afhankelijk van verschillende factoren: de concentratie van beschikbaar fosfor in de modder, de tijd dat het water boven de modder verstoken is geweest van zuurstof, de intensiteit van de zuurstofschuld in het water, en de oppervlakte van de anoxische modder. In de herfst begint het oppervlaktewater af te koelen en mengt het zich met het bodemwater, waardoor de voedingsstoffen die in de zomer in het zuurstofarme water waren opgesloten, zich in de waterkolom vermengen.
Lichttransmissie en de kustzone
Planten hebben licht nodig om te fotosynthetiseren en kunnen daarom alleen overleven in water dat ondiep genoeg is om licht tot de bodem door te laten dringen. Hoe helderder het meer, hoe dieper het licht kan doordringen.
