లిమ్నాలజీ

లిమ్నాలజీ (Limnology) అంటే భూభాగం లోపల ఉండే నీటి వ్యవస్థల గురించి శాస్త్రీయంగా అధ్యయనం చేయడం. వీటిని జల పర్యావరణ వ్యవస్థలు అని పిలుస్తారు. ఈ పదాన్ని ఇంగ్లీష్‌ లో  (లిమ్-నాల్-అ-జీ) అని పలుకుతారు. ఈ పేరు రెండు గ్రీకు పదాల నుండి వచ్చింది. 'లిమ్నే' (limne) అంటే "సరస్సు" అని అర్థం, 'లోగియా' (-logia) అంటే "అధ్యయనం" అని అర్థం. అంటే సరస్సులు మరియు ఇతర మంచినీటి వనరుల గురించి తెలుసుకోవడమే లిమ్నాలజీ.

లిమ్నాలజీ నీటిలోని అనేక అంశాలను పరిశీలిస్తుంది. నీటిలో నివసించే ప్రాణుల గురించి తెలుసుకునే జీవశాస్త్రం, నీటిలో ఉండే రసాయనాల గురించి తెలిపే రసాయన శాస్త్రం, నీటి కదలికలు మరియు ఉష్ణోగ్రతలను వివరించే భౌతిక శాస్త్రం, మరియు నీటి వ్యవస్థల అడుగున ఉండే నేల స్వభావాన్ని తెలిపే భూగర్భ శాస్త్రం వంటివన్నీ ఇందులో భాగమే. ఈ శాస్త్రం మంచినీరు మరియు ఉప్పునీటి కాయలు (salt water) రెండింటినీ అధ్యయనం చేస్తుంది. ప్రకృతి సిద్ధంగా ఏర్పడిన నీటి వనరులతో పాటు మనుషులు తయారు చేసిన చెరువులు, డ్యామ్‌లను కూడా ఇది పరిశీలిస్తుంది.

లిమ్నాలజీని అభ్యసించే శాస్త్రవేత్తలు కింది రకాల నీటి వనరులను నిశితంగా పరిశీలిస్తారు:

 సరస్సులు

 జలాశయాలు (రిజర్వాయర్లు)
 చెరువులు
 నదులు
 బుగ్గలు / ఊటలు
 వాగులు/సెలయేర్లు
 చిత్తడి నేలలు
 భూగర్భ జలాలు

శాస్త్రవేత్తలు ఈ నీటి వ్యవస్థలను ప్రధానంగా రెండు సమూహాలుగా విభజిస్తారు. ప్రవహించే నీటిని లోటిక్ (lotic) అని, నిలకడగా ఉండే నీటిని లెంటిక్ (lentic) అని పిలుస్తారు. ఈ వర్గీకరణ ద్వారా నీటిలోని జీవజాలం మరియు ఆక్సిజన్ స్థాయిలను అర్థం చేసుకోవడం సులభం అవుతుంది.

 చరిత్ర 
లిమ్నాలజీ అనే పదాన్ని మొదటగా François-Alphonse Forel (ఫ్రాంకోయిస్-అల్ఫోన్స్ ఫోరెల్) ఉపయోగించారు. ఆయన 1841 నుండి 1912 వరకు జీవించారు. స్విట్జర్లాండ్‌లోని జెనీవా సరస్సును అధ్యయనం చేయడం ద్వారా ఆయన ఈ విజ్ఞాన శాస్త్రానికి పునాది వేశారు. ఆ తర్వాత ఈ రంగంపై ఆసక్తి వేగంగా పెరిగింది. 1922 సంవత్సరంలో August Thienemann మరియు Einar Naumann కలిసి అంతర్జాతీయ లిమ్నాలజీ సంఘాన్ని స్థాపించారు. ఫోరెల్ మొదట్లో లిమ్నాలజీని "సరస్సుల సముద్ర శాస్త్రం" (oceanography of lakes) అని పిలిచేవారు. కాలక్రమేణా, ఈ పేరు అన్ని రకాల భూగర్భ మరియు భూతల జలవనరులను కలిపి పిలవడానికి ఉపయోగపడుతోంది.

అమెరికా దేశంలో, G. Evelyn Hutchinson మరియు ఎడ్ డీవీ వంటి ప్రముఖ శాస్త్రవేత్తలు ఈ రంగంలో ఎంతో కృషి చేశారు. విస్కాన్సిన్-మాడిసన్ విశ్వవిద్యాలయంలో Edward Ashael Birge, Chancey Juday, మరియు Arthur D. Hasler వంటి వ్యక్తులు లిమ్నాలజీ వృద్ధికి తోడ్పడ్డారు. వీరు లిమ్నాలజీ కేంద్రాన్ని నిర్మించడంలో కీలక పాత్ర పోషించారు. ఈ కేంద్రం నేటికీ ప్రపంచవ్యాప్తంగా నీటి పరిశోధనలకు ముఖ్యమైన వేదికగా ఉంది.

 భౌతిక లక్షణాలు 
నీటి భౌతిక లక్షణాలు ప్రధానంగా వేడి, నీటి ప్రవాహాలు మరియు అలల మీద ఆధారపడి ఉంటాయి. ఈ అంశాలు కాలానికి అనుగుణంగా మారుతుంటాయి. ఒక నీటి వనరు ఏ ఆకారంలో ఉంటుంది అనేది అక్కడ ఉన్న నేల స్వభావం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. సరస్సులను అవి ఎలా ఏర్పడ్డాయి అనే దానిని బట్టి వర్గీకరిస్తారు. నీటి లోతును బట్టి సరస్సులోని వేర్వేరు భాగాలకు వేర్వేరు పేర్లు ఉంటాయి. నదులు మరియు వాగుల ఆకారం అక్కడ ఉండే రాళ్లు మరియు నీరు ఎంత వేగంగా ప్రవహిస్తుంది అనే దానిపై ఆధారపడి మారుతుంది.

లిమ్నాలజీలో చదివే మరో ముఖ్యమైన వ్యవస్థ నదీముఖ ద్వారాలు. ఇక్కడ నది నీరు సముద్రంతో కలుస్తుంది. చిత్తడి నేలలు అంటే బురద నేలలు లేదా చిత్తడి ప్రాంతాలు. ఇవి వాతావరణాన్ని బట్టి ఒకప్పుడు నీటితో నిండి ఉంటే, మరోసారి ఎండిపోయి ఉంటాయి. భూమి అడుగున ఉండే నీరు (Aquifers), పైన మొక్కలు మరియు అడవులు ఉంటే శుభ్రంగా ఉంటుంది. మొక్కలు లేకపోతే ఈ నీరు కలుషితం అయ్యే అవకాశం ఉంది.

 కాంతి ప్రభావం 
సూర్యరశ్మి నీటి వ్యవస్థలకు చాలా ముఖ్యం. నీటిలోకి కాంతి ఎంతవరకు వెళ్తుంది అనే దానిపై ఆ నీటిలోని పర్యావరణం ఆధారపడి ఉంటుంది. శాస్త్రవేత్తలు నీటిని కాంతి ప్రసరణ ఆధారంగా రెండు భాగాలుగా విభజించారు:

 ఫోటిక్ జోన్ (Photic zone): ఇది నీటి పైభాగం. ఇక్కడికి సూర్యరశ్మి నేరుగా చేరుతుంది. కాంతి ఉండటం వల్ల ఇక్కడ మొక్కలు, నాచు బాగా పెరుగుతాయి.
 అఫోటిక్ జోన్ (Aphotic zone): ఇది నీటి లోతైన భాగం. ఇక్కడికి సూర్యరశ్మి అస్సలు చేరదు, అందుకే ఇక్కడ మొక్కలు పెరగడం అసాధ్యం.

కాంతి కేవలం మొక్కలకే కాకుండా జంతువుల ప్రవర్తనను కూడా మారుస్తుంది. ఉదాహరణకు, కొన్ని చిన్న నీటి ప్రాణులు సూర్యకాంతిని బట్టి నీటిలో పైకి, కిందికి కదులుతుంటాయి.

 ఉష్ణోగ్రత పొరలు (Thermal stratification) 
నీరు దాని ఉష్ణోగ్రతను బట్టి వేర్వేరు పొరలుగా ఏర్పడటాన్ని థర్మల్ స్ట్రాటిఫికేషన్ అంటారు. సూర్యరశ్మి నీటి పైభాగాన్ని వేడి చేస్తుంది. నీరు స్వచ్ఛంగా ఉంటే వేడి లోపలికి కూడా వెళ్తుంది. సాధారణంగా నీటిలో మూడు పొరలు కనిపిస్తాయి:

 ఎపిలిమ్నియన్ (Epilimnion): ఇది అన్నిటికంటే పైన ఉండే పొర. గాలి తగలడం వల్ల మరియు ఎండ వల్ల ఇది వెచ్చగా ఉంటుంది.

 థర్మోక్లైన్ (Thermocline): ఇది మధ్యలో ఉండే పొర. ఇక్కడ ఉష్ణోగ్రత చాలా వేగంగా తగ్గిపోతుంది.

 హైపోలిమ్నియన్ (Hypolimnion): ఇది అడుగున ఉండే పొర. ఇక్కడ నీరు చాలా చల్లగా ఉంటుంది. సూర్యకాంతి ఇక్కడికి చేరదు.

ఋతువులు మారినప్పుడు ఈ నీటి పొరలు ఒకదానితో ఒకటి కలుస్తాయి. దీనిని 'టర్నోవర్' (Turnover) అంటారు. చలికాలంలో లేదా శరదృతువులో పైన ఉండే నీరు చల్లబడి బరువుగా మారి కిందకు వెళ్తుంది. దీనివల్ల కింద ఉన్న పోషకాలు పైకి వస్తాయి. కొన్ని సరస్సులు సంవత్సరానికి రెండు సార్లు ఇలా కలుస్తాయి, వీటిని డైమిక్టిక్ సరస్సులు అంటారు.

 రసాయన లక్షణాలు 
నీటిలో ఉండే రసాయనాలు అనేక మార్గాల ద్వారా చేరుతాయి. వర్షం పడినప్పుడు గాలిలోని రసాయనాలు, నేల నుండి కొట్టుకువచ్చే రసాయనాలు నీటిలో కలుస్తాయి. అలాగే చుట్టుపక్కల ఉండే రాళ్లు, మొక్కలు కూడా నీటి స్వభావాన్ని మారుస్తాయి. మనుషులు చేసే పనులు కూడా నీటిలోని రసాయన సమతుల్యతను దెబ్బతీస్తాయి.

నీటిలోకి కార్బన్ రెండు విధాలుగా వస్తుంది. బయటి నుండి (నేల లేదా మొక్కల నుండి) వచ్చే కార్బన్‌ను 'అల్లోక్టోనస్' (allochthonous) అంటారు. నీటి లోపలే పెరిగే నాచు (algae) వంటి వాటి ద్వారా తయారయ్యే కార్బన్‌ను 'ఆటోక్టోనస్' (autochthonous) అంటారు. చిన్న వాగులలో ఎక్కువ కార్బన్ బయటి నేల నుండి వస్తుంది, పెద్ద సరస్సులలో మాత్రం నీటి లోపలే తయారవుతుంది.Eby, G.N., 2004, Principles of Environmental Geochemistry: Thomson Brooks/Cole, Pacific Grove, CA., 514 pp.

 ఆక్సిజన్ - కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ 
నీటిలో నివసించే జీవులకు ఆక్సిజన్ మరియు కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ చాలా అవసరం. మొక్కలు సూర్యకాంతి సాయంతో ఆహారాన్ని తయారు చేసుకుంటాయి, దీనినే కిరణజన్య సంయోగక్రియ అంటారు. ఈ ప్రక్రియలో మొక్కలు కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ తీసుకుని ఆక్సిజన్‌ను వదులుతాయి. జంతువులు, మొక్కలు శ్వాస తీసుకోవడానికి ఆక్సిజన్‌ను వాడుకుంటాయి, దీనిని శ్వాసక్రియ అంటారు. శ్వాసక్రియ వల్ల కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ విడుదలవుతుంది.


ఆక్సిజన్ స్థాయిలు నీటి లోతును బట్టి మారుతుంటాయి. గాలి తగలడం వల్ల పైభాగంలో ఆక్సిజన్ ఎక్కువగా ఉంటుంది. లోతు పెరిగేకొద్దీ ఆక్సిజన్ తగ్గుతుంది. ఆక్సిజన్ చాలా తక్కువగా ఉంటే ఆ స్థితిని హైపోక్సియా అని, అస్సలు లేకపోతే అనోక్సిక్ అని పిలుస్తారు. ఆక్సిజన్ లేకపోతే చేపలు వంటి జంతువులు చనిపోయే ప్రమాదం ఉంది.

 పోషకాలు (Nutrients) 
నీటిలో మొక్కలు పెరగడానికి నత్రజని (Nitrogen) మరియు భాస్వరం (Phosphorus) ముఖ్యమైన పోషకాలు. నత్రజని గాలిలో వాయు రూపంలో ఉన్నా, నీటి జీవులు దానిని నేరుగా తీసుకోలేవు. అవి అమ్మోనియా లేదా నైట్రేట్ రూపంలో ఉన్నప్పుడు మాత్రమే గ్రహిస్తాయి. భాస్వరం (Phosphorus) నీటిలో చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ఇది తక్కువగా ఉండటం వల్లే మొక్కల పెరుగుదల అదుపులో ఉంటుంది. ఒకవేళ నీటిలో భాస్వరం ఎక్కువైతే, నాచు మరియు మొక్కలు విపరీతంగా పెరిగిపోతాయి. దీనిని 'ఆల్గల్ బ్లూమ్' అంటారు, ఇది నీటి నాణ్యతను పాడు చేస్తుంది.

 జీవ లక్షణాలు 
లిమ్నాలజీ నీటిలోని జీవజాలం గురించి కూడా వివరిస్తుంది. నీటిలోని ప్రాణులు ఒకదానిపై ఒకటి ఎలా ఆధారపడి జీవిస్తున్నాయో శాస్త్రవేత్తలు అధ్యయనం చేస్తారు.

 సరస్సుల వర్గీకరణ 
సరస్సులో ఎంత జీవం ఉంది అనే దానిని బట్టి వాటిని మూడు రకాలుగా విభజిస్తారు. దీనినే ట్రోఫిక్ స్టేట్ ఇండెక్స్ అంటారు.

 ఒలిగోట్రోఫిక్ (Oligotrophic): ఈ సరస్సులలో పోషకాలు చాలా తక్కువగా ఉంటాయి. అందుకే మొక్కలు, నాచు తక్కువగా పెరుగుతాయి. ఇక్కడి నీరు చాలా స్పష్టంగా, స్వచ్ఛంగా కనిపిస్తుంది.
 యూట్రోఫిక్ (Eutrophic): ఈ సరస్సులలో పోషకాలు చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి. దీనివల్ల మొక్కలు, నాచు విపరీతంగా పెరుగుతాయి. కొన్నిసార్లు నీరు ఆకుపచ్చగా మారుతుంది.
 డిస్ట్రోఫిక్ (Dystrophic): ఈ నీటిలో కుళ్ళిన మొక్కల వ్యర్థాలు ఎక్కువగా ఉంటాయి. అందుకే ఈ నీరు టీ డికాషన్ లాగా లేదా గోధుమ రంగులో ఉంటుంది.


 ఉష్ణమండల లిమ్నాలజీ (Tropical limnology) 
భూమధ్యరేఖకు దగ్గరగా ఉండే ఉష్ణమండల ప్రాంతాలలోని నీటి వనరుల గురించి చదవడాన్ని ట్రోపికల్ లిమ్నాలజీ అంటారు. ఇక్కడి వాతావరణం చల్లని దేశాల కంటే భిన్నంగా ఉంటుంది. ఇక్కడ నీరు సంవత్సరం పొడవునా వెచ్చగా ఉంటుంది. దీనివల్ల ఇక్కడ రకరకాల మొక్కలు, జంతువులు కనిపిస్తాయి. అయితే, జనాభా పెరుగుదల వల్ల ఈ ప్రాంతాల్లో నీటి కాలుష్యం కూడా ఎక్కువగా ఉండే అవకాశం ఉంది.

 సంస్థలు 
లిమ్నాలజీ పరిశోధనలకు ప్రపంచవ్యాప్తంగా కొన్ని ముఖ్యమైన సంస్థలు సహాయం చేస్తున్నాయి:

 Association for the Sciences of Limnology and Oceanography
 International Society of Limnology
 Freshwater Biological Association

 మూలాలు 

 మరిన్ని చదవడానికి 
విద్యా విభాగాల జాబితా

సుబ్బన్న అయ్యప్పన్

మిల్వాకీ

సుబ్బన్న అయ్యప్పన్

రూత్ పాట్రిక్

 Gerald A. Cole, Textbook of Limnology, 4th ed. (Waveland Press, 1994) 
 Stanley Dodson, Introduction to Limnology (2005), 
 Jacob Kalff, Limnology (Prentice Hall, 2001)