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2022 | Buch

Einführung in die Limnologie

Stoffhaushalt - Lebensgemeinschaften - Technologie

verfasst von: Prof. Dr. Jürgen Schwoerbel, Prof. Dr. Heinz Brendelberger

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Über dieses Buch

Dieses bewährte Kurzlehrbuch der Süßwasserkunde beschreibt die Systemeigenschaften der Gewässer und schildert die Zusammenhänge zwischen den klimatischen, geologischen und physikalisch-chemischen Faktoren sowie dem Stoffhaushalt und den aquatischen Tier- und Pflanzengemeinschaften. Ein umfangreiches Kapitel ist der angewandten Limnologie und ihren aktuellen Problemen gewidmet (Abwasserbehandlung, Gewässerbelastung und Gewässertherapie, Flussausbau und Hochwassergefahr, Gewässerversauerung, globale Klimaveränderung, Mikroplastik).

Das Werk richtet sich an Studierende der Limnologie, Biologie, Hydrologie, Wasserwirtschaft und Ingenieurwissenschaften sowie an alle diejenigen, für die Kenntnisse der Gewässerkunde von Bedeutung sind, um ökologische Entscheidungen treffen zu können.

Für die 11. Auflage hat Heinz Brendelberger das Lehrbuch gründlich durchgesehen und aktualisiert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Stellung der Limnologie im System der Naturwissenschaften
Zusammenfassung
Limnologie ist die Wissenschaft von den Binnengewässern als Ökosystemen, deren Struktur, Stoff und Energiehaushalt sie erforscht. Sie ist somit ein Teilgebiet der Ökologie, neben der Ozeanologie, die sich mit marinen Ökosystemen, und der Epeirologie (Kühnelt 1960), die sich mit terrestrischen Lebensräumen befasst. Die Bereiche der Hydrosphäre sind eng mit denen der Lithosphäre sowie, über den Wasserkreislauf, mit der Atmosphäre verknüpft, wie aus ◘ Abb. 1.1 hervorgeht.
Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
2. Geschichtliche Entwicklung der Limnologie
Zusammenfassung
Die Geschichte der Limnologie (Elster 1974; Steleanu 1989) reicht kaum 100 Jahre zurück. Zwar sind schon im 17. und besonders im 18. Jahrhundert von Otto Friedrich Müller, Johann Christian Schäffer, Johann Abraham Trembly, Johann Conrad Eichhorn, Karl Bonnet, Johann August Ephraim Goetze u. a. spezielle Untersuchungen über Wasserorganismen, deren Ernährung, Fortpflanzung und Verhalten im Wasser durchgeführt worden, aber diesen Studien fehlte die Beziehung zum Gewässer noch völlig: Es war Hydrobiologie, aber noch keine Limnologie. Erstmals haben F. Junge (1885) und T. S. Forbes (1887) „das Gewässer als Mikrokosmos“ aufgefasst. Die Arbeit von Forbes ist jetzt wieder allgemein zugänglich in Real und Brown (1991).
Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
3. Wasserkreislauf, Einteilung, Alter und Genese der Binnengewässer
Zusammenfassung
Unter dem Wasserkreislauf versteht man die Zustands- und Ortsveränderung des Wassers durch Niederschlag, Verdunstung, Abfluss und Speicherung. Die Einzelposten des Wasserkreislaufs stehen in folgender Beziehung zueinander:
Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
4. Struktur und physikalische Eigenschaften des Wassers
Zusammenfassung
Physikalisch gesehen weist das Wasser einzigartige Eigenschaften auf, die sich aus der Struktur des Wassermoleküls und der Neigung der Moleküle, Aggregate zu bilden, ableiten lassen. ◘ Tab. 4.1 stellt einige der wichtigsten Eigenschaften zusammen. In biologischer Hinsicht beeinflussen alle diese spezifischen Eigenschaften des Mediums Wasser die Existenz des Einzelorganismus und der Biozönosen. Alle aquatischen Lebensgemeinschaften sind adaptive Gesellschaften mit spezifischen Anpassungen an ihre physikalische Umwelt. Schlechthin wird das gesamte Leben im Gewässer von diesen Eigenschaften beeinflusst, in erster Linie von der Dichte, der Dichteanomalie und den thermischen Eigenschaften des Wassers.
Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
5. Physikalische Verhältnisse im Gewässer
Zusammenfassung
Die physikalischen Eigenschaften des Wassers kommen im Gewässer als Erscheinungen zum Ausdruck, die für eine ruhende oder bewegte Wassermasse charakteristisch sind. Aus der Tiefenausdehnung des Wasserkörpers ergeben sich vertikale Faktorengradienten von Druck, Licht, Temperatur und Chemismus, die ihrerseits eine biologische Strukturierung des Lebensraums bedingen und damit den gesamten Stoffhaushalt des Gewässers beeinflussen. Grundsätzlich wichtige physikalische Faktoren im Gewässer sind das Strahlungsklima, sein Wärmehaushalt sowie die Bewegungs- und Austauschvorgänge.
Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
6. Lebensgemeinschaften im Gewässer
Zusammenfassung
Das Leben der Organismen im Süßwasser ist durch die folgenden Bedingungen geprägt:
Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
7. Stoffhaushalt der Gewässer I
Zusammenfassung
Stoffhaushalt ist die Summe des Stoff- und Energieumsatzes in einem Ökosystem. Die Untersuchung des Stoffhaushaltes eines Gewässers geht von der Feststellung der gelösten Inhaltsstoffe, ihrer räumlichen Schichtung und zeitlichen Verteilung aus. Damit allein ist jedoch noch kein Einblick in den Stoffhaushalt gewonnen, denn die eigentlichen Akteure im Stoffhaushalt der Gewässer (und aller Ökosysteme) sind die Organismen, die Stoffe aufnehmen, zur Speicherung oder Gewinnung von Energie umwandeln, ausscheiden und an andere Organismen weitergeben und die schließlich selbst dem chemischen und mikrobiellen Abbau unterliegen. In Fließgewässern ist dieser biogene Stoffhaushalt, verglichen mit der Fracht an transportiertem Material, verschwindend gering.
Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
8. Stoffhaushalt der Gewässer II (Produktion, Konsumption, Destruktion)
Zusammenfassung
Der biogene Stoffumsatz umfasst die Teilgebiete Produktion (Primärproduktion), Konsumption (Sekundärproduktion) und Destruktion (Dekomposition). Diesen stets an Lebewesen gebundenen Prozessen gemeinsam ist
Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
9. Angewandte Limnologie
Zusammenfassung
Die Limnologie greift in ihren Anwendungsbereichen unmittelbar in lebenswichtige Belange der Zivilisation und des menschlichen Lebens ein. Zu ihren angewandten Zweigen gehören neben der Binnenfischerei der Schutz der Gewässer vor schädigenden Umwelteinflüssen, die Erschließung und Nutzbarmachung der Wasservorräte sowie die sachgerechte Behandlung und Reinigung der Abwässer. Aktuelle Bereiche der angewandten Gewässerökologie sind weiterhin die Gewässerversauerung, die Ökotoxikologie und die Gewässerregelung einschließlich der Renaturierung der Gewässer. In den Tropen und Subtropen kommt die Problematik der water-borne diseases (► Abschn. 9.6), der mit den Gewässern verknüpften Epidemiologie humanpathogener Parasiten (Schistosoma, Onchocerca etc.) hinzu.
Jürgen Schwoerbel, Heinz Brendelberger
Backmatter
Metadaten
Titel
Einführung in die Limnologie
verfasst von
Prof. Dr. Jürgen Schwoerbel
Prof. Dr. Heinz Brendelberger
Copyright-Jahr
2022
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-63334-2
Print ISBN
978-3-662-63333-5
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-63334-2