GIỚI HẠN: LỊCH SỬ, LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU, CÁC NGÀNH, NGHIÊN CỨU - SINH HỌC - 2026

Giới hạn học là khoa học nghiên cứu các vùng nước trong đất liền với tư cách là các hệ sinh thái có quan hệ tương hỗ với hệ sinh thái trên cạn và khí quyển. Mô tả và phân tích các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học của vùng nước nội địa để giải thích thành phần, cấu tạo, năng lượng và cơ thể sống của chúng.

Thuật ngữ "limnology" bắt nguồn từ các từ limne (thần thánh kết hợp với nước) và logo (luận thuyết hoặc nghiên cứu). Lần đầu tiên nó được làm việc bởi François Alphonse Forel, một nhà khoa học người Thụy Sĩ được coi là cha đẻ của ngành này vì những đóng góp to lớn của ông trong thế kỷ 19.

Giới hạn, nghiên cứu vùng nước nội địa. Nguồn: www.flickr.com

Giới hạn đã phát triển đáng kể trong suốt lịch sử của nó; ban đầu nó chỉ bao gồm việc nghiên cứu các hồ, được coi là siêu sinh vật, không có mối liên hệ với môi trường. Hiện tại, nghiên cứu về vùng nước lục địa xem xét các tương tác với môi trường và tầm quan trọng của chúng trong các chu kỳ vật chất và năng lượng.

Lịch sử

Thuật ngữ cổ

Những đóng góp đầu tiên cho kiến ​​thức về hồ xuất hiện ở châu Âu cổ đại, với những quan sát biệt lập, không có sự liên kết giữa chúng.

Giữa năm 1632 và 1723, A. van Leewenhoek đã đưa ra những mô tả đầu tiên về vi sinh vật dưới nước, nhờ vào sự xuất hiện của kính hiển vi, điều này có nghĩa là một bước tiến quan trọng trong kiến ​​thức về đời sống dưới nước.

Năm 1786, bản phân loại đầu tiên của các sinh vật cực nhỏ dưới nước được công bố, do nhà sinh vật học người Đan Mạch Otto Friedrich Müller, được gọi là Animacula Infusoria Fluviatilia et Marina, thực hiện.

Với sự xuất hiện của các trạm sinh học đầu tiên, kiến ​​thức về limnobiology đã đạt đến mức đầy đủ. Năm 1888, trạm thí nghiệm đầu tiên được thành lập trong khu rừng Bohemian của Cộng hòa Séc. Sau đó, số lượng các trạm sinh học ở Châu Âu và Hoa Kỳ nhân lên nhanh chóng.

Các nhà khoa học thời đó đã có những đóng góp to lớn về kiến ​​thức về sự sống trong các thủy vực nước ngọt. Các nghiên cứu về phân loại, cơ chế kiếm ăn, phân bố, di cư, trong số những nghiên cứu khác, nổi bật.

Giới hạn hiện đại

Công nghệ phân tích hiện đại xuất hiện vào cuối thế kỷ 19, với sự phát hiện ra cộng đồng sinh vật phù du nước ngọt bởi PE Müller vào năm 1870.

Năm 1882, Ruttner thiết lập rằng giới hạn bao gồm các tương tác sinh thái, vượt ra ngoài nghiên cứu mô tả về các liên kết sinh vật xảy ra trong thủy vực.

Năm 1887, SA Forbes xuất bản một bài tiểu luận mang tên Hồ như một mô hình thu nhỏ, trong đó ông phân tích hồ như một hệ thống cân bằng động của vật chất và năng lượng với các sinh vật sống.

Năm 1892, FA Forel công bố kết quả nghiên cứu của mình tại hồ Leman (Thụy Sĩ), tập trung vào địa chất, đặc điểm hóa lý và mô tả các sinh vật sống trong hồ.

Năm 1917, Cole đưa ra mục tiêu thứ hai về giới hạn; nghiên cứu về các chu kỳ của vật chất, đặc biệt chú trọng đến các chu trình sinh địa hóa.

Năm 1935, Welch định nghĩa giới hạn là nghiên cứu năng suất sinh học của vùng nước nội địa. Định nghĩa này lần đầu tiên bao gồm sự tập trung vào năng suất và nghiên cứu các hệ thống lotic (sông và suối), ngoài các hồ (hồ).

Năm 1975, Hutchinson và Golterman mô tả limnology là một khoa học liên ngành phụ thuộc vào địa chất, khí tượng, vật lý, hóa học và sinh học.

Năm 1986 Lehman đã mô tả hai lĩnh vực nghiên cứu liên quan đến giới hạn. Một lĩnh vực đầu tiên tập trung vào các đặc tính hóa lý (nhiệt động) của các khối nước. Một lĩnh vực thứ hai nghiên cứu các quá trình sinh học ở cấp độ quần thể và cộng đồng, được kiểm soát bởi chọn lọc tự nhiên.

Trong những năm 1990, đối mặt với nhu cầu ngày càng tăng về nước và mối đe dọa toàn cầu về việc giảm số lượng và chất lượng, một tầm nhìn áp dụng về công nghệ hạn chế đã xuất hiện tập trung vào quản lý môi trường.

Giới hạn đương đại

Giới hạn của thế kỷ XXI duy trì tầm nhìn về tầm quan trọng của kiến ​​thức về hệ thống lỏng và hệ thống lotic nhằm hỗ trợ quản lý môi trường nước cho phép nhân loại tận hưởng tài nguyên nước và các lợi ích xã hội, kinh tế và tự nhiên của nó.

Chuyên ngành

Limnology được coi là một nhánh của sinh thái học tập trung vào các hệ sinh thái thủy sinh nội địa, bao gồm hồ, ao, nước ngầm, ao, suối và sông.

Nó nghiên cứu cả dòng vật chất và năng lượng, cũng như thành phần, cấu trúc và động lực của các sinh vật sống hiện diện trong vùng nước lục địa ở cấp độ cá thể, loài, quần thể và quần xã.

Hiểu được tất cả các quá trình và cơ chế tạo nên đa dạng sinh học và các phản ứng hóa lý của môi trường thủy sinh lục địa đòi hỏi sự kết hợp của nhiều ngành khoa học, chẳng hạn như hóa học, vật lý, sinh học, khí hậu, thủy văn, địa chất, v.v.

Giới hạn cũng tích hợp các quá trình của vùng nước lục địa với các hệ sinh thái trên cạn. Nó xem xét các tác động của thoát nước và sự đóng góp của vật chất và năng lượng từ các lưu vực. Tương tự như vậy, nó tính đến sự trao đổi xảy ra giữa các vùng nước và khí quyển.

Việc nghiên cứu vùng nước nội địa cũng liên quan đến việc xác định các mối đe dọa môi trường và mô tả ảnh hưởng của chúng đối với hệ sinh thái. Tương tự, nó ngụ ý tìm kiếm các giải pháp, chẳng hạn như giảm thiểu biến đổi khí hậu, kiểm soát các loài ngoại lai và phục hồi các hệ sinh thái.

Chi nhánh

Các nhánh của lim phát sinh theo kiểu thủy vực lục địa đang nghiên cứu.

Công nghệ nước đọng

Ngành này nghiên cứu các hệ sinh thái bằng lăng, hay còn gọi là hồ. Cả nước mặt tự nhiên và hồ chứa, ao hoặc đập nhân tạo đều được bao gồm.

Hồ Tanganyika, Zambia. Nguồn: Worldtraveller, qua Wikimedia Commons

Giới hạn của nước chảy

Ngành nước chảy nghiên cứu các hệ sinh thái lotic, chẳng hạn như sông hoặc suối, được đặc trưng bởi dòng nước chủ yếu là theo phương ngang và một chiều.

Sông Amazon. Nguồn: Peter Angritt, từ Wikimedia Commons

Công nghệ nước ngầm

Ngành này nghiên cứu các quá trình xảy ra trong các hồ chứa nước dưới đất. Nghiên cứu về các quá trình sinh hóa hình thành các đặc tính hóa học của nước ngầm được bao gồm.

Đo lường nước ngầm. Nguồn: www.pixabay.com

Giới hạn của hồ nước mặn

Chi nhánh này nghiên cứu các hồ nước mặn, chiếm 45% các hồ nội địa trên thế giới. Nghiên cứu của ông tập trung vào các đặc điểm cụ thể của các hệ sinh thái này, bao gồm các mô tả hóa học, vật lý và sinh học về chúng.

Hồ Great Salt, Hoa Kỳ. Nguồn: Người dùng Draxfelton trên en.wikipedia, từ Wikimedia Commons.

Nghiên cứu gần đây

Điều tra ở các hồ nhiệt đới

Hầu hết các nghiên cứu trong môi trường đậu lăng đã được thực hiện trong các hồ ở vùng ôn đới phía bắc. Tuy nhiên, các động thái sinh địa hóa của các hồ nhiệt đới lớn khác với các hồ ở ôn đới.

Li và các cộng sự đã xuất bản một bài báo vào năm 2018 về địa hóa của trầm tích và sự đóng góp vào chu trình cacbon và chất dinh dưỡng trong một hồ nhiệt đới ở Malawi (Đông Phi).

Kết quả cho thấy sự đóng góp đáng kể của trầm tích vào ngân sách sinh hóa của hồ. Hơn nữa, chúng cho thấy tốc độ bồi lắng đã tăng lên đáng kể trong mười năm qua.

Điều tra hồ chứa hoặc đập nhân tạo

Số lượng các ao và đập nhân tạo đã tăng lên nhanh chóng trong những năm gần đây.

Mặc dù hiểu biết tốt về các hồ tự nhiên có thể giúp hiểu được các hệ sinh thái nhân tạo, chúng có thể thể hiện nhiều đặc điểm phân biệt chúng với các hệ sinh thái tự nhiên. Bởi vì điều này, nghiên cứu trong môi trường nhân tạo có tầm quan trọng lớn ngày nay.

Znachor và cộng sự (2018) đã phân tích dữ liệu từ 36 biến môi trường được thực hiện trong 32 năm tại một hồ chứa nhỏ ở Cộng hòa Séc. Mục tiêu của nghiên cứu là phát hiện các xu hướng về đặc điểm khí hậu và địa hóa sinh học.

Hầu hết tất cả các biến môi trường đều có xu hướng thay đổi theo thời gian. Sự đảo ngược xu hướng cũng được xác định. Ví dụ, cacbon hữu cơ hòa tan có xu hướng phát triển tuyến tính liên tục.

Nghiên cứu này cũng cho thấy sự thay đổi trong các xu hướng vào cuối những năm 1980 và trong suốt những năm 1990. Các tác giả giải thích sự thay đổi này là phản ứng đối với một số thay đổi kinh tế xã hội xảy ra trong khu vực.

Một kết quả quan trọng khác của nghiên cứu này là sự thay đổi các điều kiện thủy lực của đập xảy ra vào năm 1999. Điều này xảy ra sau khi khối lượng lưu nước của đập tăng lên, do một quyết định hành chính được đưa ra sau một thời gian mưa lớn.

Ví dụ này cho thấy cách nghiên cứu trong giới hạn có thể cho chúng ta thấy tác động của các yếu tố kinh tế xã hội và các quyết định chính trị đối với hoạt động của các hệ sinh thái nhân tạo. Đổi lại, những điều này có thể giúp chúng ta hiểu được những tác động lên hệ sinh thái tự nhiên.

Nghiên cứu về cổ sinh học

Paleolimnology là nghiên cứu về trầm tích lắng đọng trong hồ với mục đích tái tạo lại lịch sử tự nhiên hoặc sự thay đổi các biến môi trường của hồ hoặc môi trường của nó trong thời gian trước đây. Đối với điều này, các phương pháp khác nhau được sử dụng, chẳng hạn như phân tích vi tảo tảo cát, phấn hoa hoặc động vật chân không.

Novaes Nascimento và các cộng tác viên đã xuất bản một bài báo vào năm 2018 về một cuộc điều tra cổ sinh vật học ở dãy Andes của Peru nhằm tái tạo lại lịch sử của Hồ Miski, một nơi ẩn náu nước mặn nhỏ nằm ở độ cao 3.750 mét so với mực nước biển.

Kết quả phân tích địa tầng cacbonat và quần xã tảo cát hóa thạch cho thấy mực nước hồ giảm trong suốt Holocen giữa, tuy nhiên, nó không bao giờ cạn kiệt hoàn toàn.

Lịch sử cho thấy hồ Miski đã là một phần của cảnh quan trong 12.700 năm, thậm chí nhiều hồ cạn ở Andean đã khô cạn.

Người giới thiệu

1. Banderas, AG và González, R. (1996). Giới hạn, một bản sửa đổi của khái niệm. Kỹ thuật Thủy lợi ở Mexico, XI (1): 77-84.
2. Basavarajappa, SH, Raju, NS và Hosmani, SP (2014) Giới hạn: Đánh giá phê bình. Môi trường thế giới hiện tại, 9 (3), 741-759.
3. Li, J., Brown, ET, Crowe, SA và Katsev, S. (2018). Địa hóa trầm tích và những đóng góp vào chu trình cacbon và chất dinh dưỡng trong một hồ nhiệt đới sâu meromictic: Hồ Malawi (Đông Phi). Tạp chí Nghiên cứu Hồ Lớn 44 (6): 1221-1234
4. Novaes Nascimento, M., Laurenzi, AG, Valencia, BG, Van, R. và Bush, M. (2018). Lịch sử 12.700 năm về sự thay đổi hình thái cổ sinh từ vi trùng Andean. Holocen.
5. Tiếng Wales, PS (1952). Giới hạn. Đồi McGraw. Luân Đôn 538.
6. Znachor, P, Nedoma, J, Hejzlar J, Seďa J, Kopáček J, Boukal D và Mrkvička T. (2018). Nhiều xu hướng dài hạn và sự đảo ngược xu hướng chi phối các điều kiện môi trường trong hồ chứa nước ngọt nhân tạo. Khoa học về Môi trường Tổng thể 624: 24-33.