Relativitätsprinzip und Limnologie: Unterschied zwischen den Seiten

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Das '''Relativitätsprinzip''' wurde erstmals [[Wikipedia:1632|1632]] von [[Galileo Galilei]] für [[Inertialsystem]]e formuliert (relativ zu denen jeder kräftefreie Körper in Ruhe verharrt oder sich gleichförmigen bewegt) und besagt, dass die [[Naturgesetz]] dann für alle [[Beobachter]] dieselbe Form haben müssen. Daraus folgt unmittelbar, dass es unmöglich ist den absoluten Bewegungszustand des Objektes oder des Beobachters festzustellen, sondern nur ihre relative Bewegung zueinander. Für beschleunigte Bezugssysteme gilt das zunächst nicht, da dort die Naturgesetze eine kompliziertere Form annehmen. Galilei veranschaulichte das Prinzip am Beispiel eines gleichförmig bewegten fensterlosen Schiffes, dessen Passagiere dann nicht feststellen könnten, ob sich ihr Schiff bewegt oder nicht. Aus demselben Grund können wir auch die Bewegung der Erde nicht unmittelbar feststellen. In seinem „''Dialog über die beiden hauptsächlichsten Weltsysteme, das Ptolemäische und das Kopernikanische.''“ schreibt Galilei:
Die '''Limnologie''' ({{grcS|λίμνη|limne|de=[[See]]}} und [[-logie]]) ist die Wissenschaft von den [[Binnengewässer]]n als [[Ökosystem]]en, deren Struktur, [[Stoffstromanalyse|Stoff-]] und [[Energiebilanz (Ökologie)|Energiehaushalt]] und biologisch-ökologische Struktur und Funktion sie erforscht und deren [[abiotisch]]e und [[biotisch]]e Prozesse sie zu [[Quantifizierung|quantifizieren]] sucht. Binnengewässer umfassen [[stehende Gewässer]], wie [[Weiher (Gewässer)|Weiher]], [[Teich]]e und Seen ohne Verbindung zu [[Ozean]]en, [[Fließgewässer]] und [[Grundwasser]]körper. Außer [[Süßwasser]]-Ökosystemen gehören auch [[Salzwasser]]-Binnengewässersysteme (z. B. das [[Totes Meer|Tote Meer]]) zum Gegenstand der Limnologie.


{{Zitat|Schließt Euch in Gesellschaft eines Freundes in einen möglichst großen Raum unter dem Deck eines großen Schiffes ein. Verschafft Euch dort Mücken, Schmetterlinge und ähnliches fliegendes Getier; sorgt auch für ein Gefäß mit Wasser und kleinen Fischen darin; hängt ferner oben einen kleinen Eimer auf, welcher tropfenweise Wasser in ein zweites enghalsiges darunter gestelltes Gefäß träufeln läßt. Beobachtet nun sorgfältig, solange das Schiff stille steht, wie die fliegenden Tierchen mit der nämlichen Geschwindigkeit nach allen Seiten des Zimmers fliegen. Man wird sehen, wie die Fische ohne irgend welchen Unterschied nach allen Richtungen schwimmen; die fallenden Tropfen werden alle in das untergestellte Gefäß fließen. Wenn Ihr Euerem Gefährten einen Gegenstand zuwerft, so braucht Ihr nicht kräftiger nach der einen als nach der anderen Richtung zu werfen, vorausgesetzt, daß es sich um gleiche Entfernungen handelt. Wenn Ihr, wie man sagt, mit gleichen Füßen einen Sprung macht, werdet Ihr nach jeder Richtung hin gleichweit gelangen. Achtet darauf, Euch aller dieser Dinge sorgfältig zu vergewissern, wiewohl kein Zweifel obwaltet, daß bei ruhendem Schiffe alles sich so verhält. Nun laßt das Schiff mit jeder beliebigen Geschwindigkeit sich bewegen: Ihr werdet –&nbsp;wenn nur die Bewegung gleichförmig ist und nicht hier- und dorthin schwankend&nbsp;– bei allen genannten Erscheinungen nicht die geringste Veränderung eintreten sehen. Aus keiner derselben werdet Ihr entnehmen können, ob das Schiff fährt oder stille steht. [] Die Ursache dieser Übereinstimmung aller Erscheinungen liegt darin, daß die Bewegung des Schiffes allen darin enthaltenen Dingen, auch der Luft, gemeinsam zukommt. Darum sagte ich auch, man solle sich unter Deck begeben, denn oben in der freien Luft, die den Lauf des Schiffes nicht begleitet, würden sich mehr oder weniger deutliche Unterschiede bei einigen der genannten Erscheinungen zeigen.|ref=<ref>{{Literatur |Autor=Galileo Galilei |Titel=Dialog über die beiden hauptsächlichsten Weltsysteme, das Ptolemäische und das Kopernikanische |Verlag=B.G. Teubner |Ort=Leipzig |Datum=1891 |Seiten=197–198 |Online=[http://www.archive.org/details/dialogberdiebe00galiuoft online]}}</ref>}}
== Die Stellung der Limnologie im Bereich der Naturwissenschaften ==
Die Limnologie ist traditionell ein Teilgebiet zur [[Ökologie]], neben der [[Ozeanologie]], die sich mit marinen Ökosystemen, und der [[Epeirologie]], die sich mit terrestrischen Lebensräumen befasst (der Begriff ''Epeirologie'' ist allerdings sehr ungebräuchlich). Die Abgrenzung zwischen der Limnologie und der [[Ozeanographie]] ist nicht eindeutig, da die Flussmündungsbereiche sowohl Bestandteil der limnischen Gewässer als auch der maritimen Systeme sind.<ref>Robert Guderian, Günter Gunkel: ''Handbuch der Umweltveränderungen und Ökotoxikologie.'' Band 3: ''Aquatische Systeme.'' Springer, 2000, S. 1.</ref> Die Limnologie wird manchmal auch als Teilgebiet der [[Hydrologie]] betrachtet und gehört damit auch zu den [[Geowissenschaften]] (Schwoerbel, 1993):


Aus dem Relativitätsprinzip und der aus [[Maxwell-Gleichungen]] der [[Elektrodynamik]] folgenden Konstanz der [[Lichtgeschwindigkeit]] entwickelte [[Albert Einstein]] [[Wikipedia:1905|1905]] seine [[Spezielle Relativitätstheorie]], die ebenfalls nur Inertialsysteme erfasst. In seiner Schrift „''Zur Elektrodynamik bewegter Körper''“ definierte Einstein das Relativitätsprinzip wie folgt:
{| width="100%" border="0" cellspacing="0" cellpadding="2" style="border:1px solid #8080C0;"
! colspan="8"| Die Limnologie in ihrer Stellung in den Naturwissenschaften nach De Haar (1974), modifiziert.<br />&nbsp;
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| colspan="2" align="center" bgcolor="#E9E9E9" | Naturwissenschaften
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| align="center" bgcolor="#c0c0c0" | Bio-
wissenschaften
| align="center" | Geowissenschaften
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| align="center" style="border: 1px solid #8080C0;" |  Biologie<br />&nbsp;
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| align="center" valign="top" style="border: 1px solid #8080C0;" | Hydrosphäre
| align="center" valign="top" style="border: 1px solid #8080C0;" | Atmosphäre
| align="center" valign="top" style="border: 1px solid #8080C0;" | Lithosphäre
| align="center" valign="top" style="border: 1px solid #8080C0;" | Extraterr. Sphäre
| align="center" valign="top" style="border: 1px solid #8080C0;" |  Synthese
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| align="center" valign="top" |  Hydrologie<br />&nbsp;
| align="center" valign="top" |  Ozeanologie
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| align="center" valign="top" style="border: 1px solid #8080C0;" | Meteorologie
| align="center" valign="top" style="border: 1px solid #8080C0;" | Geologie / Geophysik
| align="center" valign="top" style="border: 1px solid #8080C0;" | Astronomie
| align="center" valign="top" style="border: 1px solid #8080C0;" |  Physische Geographie
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| align="center" | Technologie<br />&nbsp;<br />&nbsp;<br />&nbsp;
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| width="200" align="center" bgcolor="#8080C0" | Limnologie
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{{Zitat|Die Gesetze, nach denen sich die Zustände der physikalischen Systeme ändern, sind unabhängig davon, auf welches von zwei relativ zueinander in gleichförmiger Translationsbewegung befindlichen Koordinatensystemen diese Zustandsänderungen bezogen werden.|ref=<ref>{{Literatur |Autor=Albert Einstein |Titel=Zur Elektrodynamik bewegter Körper |Sammelwerk=Annalen der Physik |Band=322 |Nummer=10 |Datum=1905 |Seiten=891–921 |Online=''[http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/einstein-papers/1905_17_891-921.pdf PDF]''}}</ref>}}
Die Limnologie wurde historisch in zwei Richtungen unterteilt, in die
# theoretische Limnologie und die
# angewandte Limnologie.
Als solche wurden sie im Namen der „Internationalen Vereinigung für theoretische und angewandte Limnologie“ (IVL/SIL; heute [[International Society of Limnology]]) durch deren Gründer [[Einar Naumann]] (1891–1934) und [[August Thienemann]] verankert. Beide Richtungen sind aber eng miteinander verzahnt, so dass eine eindeutige Trennung beider Richtungen nicht immer möglich ist. Allgemein lässt sich die Aufgabe der theoretischen Limnologie als jene beschreiben, welche die Systemeigenschaften der Gewässer erforscht und darstellt. Diese ist wiederum auch die Grundlage jeder angewandten Limnologie. Die theoretische Limnologie wird in Allgemeine und Spezielle Limnologie untergliedert. Die Allgemeine Limnologie beschäftigt sich mit der Gewässer-Ökologie. Es sind dies
* die ökologisch relevanten Eigenschaften des Wassers,
* die physiologische Ökologie der Süßwasserorganismen,
* die limnische Populationsökologie,
* die Grundlagen des Stoffhaushaltes und der Produktionsbiologie,
* der Stoffabbau und Stoffkreisläufe der Binnengewässer,
* die Charakterisierung der Belastungszustände und
* die [[Trophie]] und [[Saprobie]] (Schönborn, 2003).


Erst [[Wikipedia:1915|1915]] erweiterte Einstein in seiner [[Allgemeine Relativitätstheorie|Allgemeinen Relativitätstheorie]] das Relativitätsprinzip auch auf beschleunigte Bezugssysteme. Er ging dabei von dem [[Äquivalenzprinzip (Physik)|Äquivalenzprinzip der Physik]] (Gleichsetzung von träger und schwerer Masse) aus, wonach man in einer geschlossenen fensterlosen Kabine unmöglich feststellen kann, ob man fernab aller Massen schwerelos im Raum schwebt oder im freien Fall auf eine Masse zustürzt. In seinem 1916 veröffentlichten Artikel über „''Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie''“ forderte Einstein für sein verallgemeinertes Relativitätsprinzip:
Die Spezielle Limnologie erforscht die limnischen Lebensräume mit Hilfe der Erkenntnisse der Allgemeinen Limnologie. Hierzu gehören:
* [[Grundwasser]]
* [[Quelle]]n
* [[Fließgewässer]]
* [[Stillgewässer]]


{{Zitat|''Die allgemeinen Naturgesetze sind durch Gleichungen auszudrücken, die für alle Koordinatensysteme gelten, d.&nbsp;h. die beliebigen Substitutionen gegenüber kovariant (allgemein kovariant) sind.''|ref=<ref>{{Literatur |Autor=Albert Einstein |Titel=Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie |Sammelwerk=Annalen der Physik |Band=354 |Nummer=7 |Datum=1916 |Seiten=769–782 |Online=''[http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/einstein-papers/1916_49_769-822.pdf PDF]''}}</ref>}}
Ein Teil-Untersuchungsbereich der Limnologie erfasst speziell die Mikroben – aquatische Pilze, [[heterotroph]]e [[Flagellaten]], [[Wimpertierchen|Ciliaten]], [[Bakterioplankton|Bakterio- und Virioplankton]] – der Gewässer, insbesondere der Binnengewässer, und heißt [[Limnomikrobiologie]].


Unter diesen Voraussetzungen konnte Einstein die Gravitation als Folge von Trägheitskräften interpretieren.
Zu den wichtigsten Themen der angewandten Limnologie zählen [[Abwasser#Abwasserbehandlung|Abwasserreinigung]], [[Wasseraufbereitung]], [[Gewässerverunreinigung]], [[Gewässerschutz]] und [[Gewässerpflege]]. Weitere Anwendungsbereiche der Limnologie sind die [[Fischerei]]&shy;biologie und die Regulierung der organischen Produktion in natürlichen und künstlich angelegten Gewässern.


[[Rudolf Steiner]] hielt Einsteins Schlussfolgerungen zwar für einen passiv bewegten Beobachter für logisch richtig, doch müsse man für ein wirklichkeitsgemäßes Denken bei einem sich aktiv bewegenden Beobachter auch dessen innere Zustandsänderung berücksichtigen; dann ließe sich durch die aufgewendete Kraftanstrengung sehr wohl feststellen, ob er sich im absoluten Sinn bewege oder nicht.
== Zur Entstehungsgeschichte ==
Nach [[Hans-Joachim Elster]] (1974) und Steleanu (1989) reicht die Geschichte der Limnologie etwa 100 Jahre zurück. Obwohl schon im 17. und im 18. Jahrhundert zahlreiche Untersuchungen über Wasserorganismen durchgeführt worden sind, fehlte die Beziehung zum Gewässer vollständig. Aus diesem hydrobiologischen Vorfeld entwickelte sich die Limnologie nur zögerlich. Den entscheidenden Schritt von der Hydrobiologie zur Limnologie tat der Schweizer Mediziner und Wissenschaftler [[François-Alphonse Forel]] in Lausanne. Forel untersuchte den [[Genfersee]] nicht nur biologisch, sondern auch physikalisch und chemisch. Er äußerte auch als erster Gedanken über Seentypen.


{{GZ|Dies gilt eigentlich nur, solange man die Untersuchung
Sein Arbeitsgebiet nannte er Limnologie. Seine Untersuchungen erschienen als dreibändiges Werk ''Le Léman. Monographie limnologique'' zwischen 1892 und 1904. Im Jahr 1901 wurde sein ''Handbuch der Seenkunde. Allgemeine Limnologie'' herausgegeben.
nicht ausdehnt auf das Innere des betreffenden Körpers. Also, nicht
wahr, wenn Sie zwei Menschen haben, die zueinander relativ in Bewegung
sind, so können Sie, solange Sie rein mathematisch räumlich
untersuchen und den Untersuchungspunkt außerhalb der betreffenden
Menschen nehmen — es kann Ihnen gleichgültig sein, was absolut
vorgeht —, Sie werden nur die Relativität der Bewegung bekommen.
Aber dem Menschen ist es nicht gleichgültig. Zwei Meter zu laufen,
ist ein anderes, als drei Meter zu laufen. Das Prinzip gilt also nur für
den Beobachter, der außerhalb steht. In dem Augenblick, wo er drinnensteht,
wie wir es tun als Erdenmenschen — sobald die Untersuchung
beginnt, die innere Veränderung einzubeziehen, dann hört
die Sache auf. In dem Augenblick, wo wir Untersuchungen so
machen, daß wir absolute Veränderungen feststellen in den aufeinanderfolgenden
Erdenepochen, hört die Sache auf.


Deshalb betone ich so scharf, daß der Mensch heute ganz anders ist
Als einer der Mitbegründer der Limnologie gilt der Amerikaner [[Stephen Alfred Forbes]], welcher 1887 eine Arbeit mit dem Titel ''The lake as a microcosm'' veröffentlichte. In dieser Arbeit sind schon [[Stoffkreislauf|Stoffkreisläufe]] und biologische Begründungen beschrieben.
als in der Griechenzeit. Da kann man nicht vom Relativitätsprinzip
 
sprechen. Bei dem Eisenbahnzug auch nicht; beim Schnellzug werden
Neben den offiziellen Begründern gibt es noch einen unbekannten Vorbegründer: [[Friedrich Junge (Pädagoge)|Friedrich Junge]], ein Dorfschullehrer aus Kiel, veröffentlichte 1885 eine Schrift mit dem Titel ''Der Dorfteich als Lebensgemeinschaft''.
die Wagen mehr abgenützt als beim Bummelzug. Wenn man beim
 
inneren Zustand ankommt, hört das Relativitätsprinzip auf. Das
Angeregt durch Forels Arbeiten etablierte sich die Limnologie rasch und führte zur Bildung der ersten limnologischen Stationen. Zu den wichtigsten limnologischen Stationen zählten:
Relativitätsprinzip Einsteins ist aus unrealem Denken entsprungen.
* die erste Station in [[Plön]], bereits 1891 gegründet, aus der nach 115 Jahren das [[Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie]] hervorging
Er fragte, was geschieht, wenn einer anfängt fortzufliegen mit der
* Station am [[Lake Mendota]] in [[Wisconsin]]
Lichtgeschwindigkeit und wieder zurückkommt; dann geschieht das
* Station am [[Lunzer See]] in [[Lunz am See]]
und das. Nun möchte ich fragen, was mit einer Uhr überhaupt
 
geschehen würde, wenn sie mit Lichtgeschwindigkeit fortflöge. Das
1911 publizierten [[Edward Asahel Birge]] und [[Chancey Juday]] ihre Ergebnisse, die sie an nordamerikanischen Seen gewonnen hatten. Anhand ihrer Untersuchungen zur Sauerstoffverteilung in der Tiefe der Seen konnten sie zwei Seentypen ausmachen:
ist doch unreal gedacht. Das ist aus dem Zusammenhang. Es sind
# Seen, deren Tiefenwasser stets sauerstoffreich sind
bloß die Raumverhältnisse gedacht. Das ist seit Galilei möglich
# Seen, deren Tiefenwasser stets sauerstoffarm sind
geworden. Galilei selber hat die Sache noch nicht so verzerrt, aber
 
heute ist schon durch diese Überspannung der Relativitätstheorie
In Deutschland war es [[August Thienemann]], dem aufgefallen war, dass sich die Seen in den verschiedenen Regionen Deutschlands in der Fischfauna, der Zusammensetzung des [[Plankton]]s und der [[Tiefenfauna]] unterschieden. 1915 fand er ebenfalls wie Birge und Juday heraus, dass die Unterschiede vor allem aus dem ökologisch wirksamsten Faktor Sauerstoffgehalt des Tiefenwassers resultierten.
möglich geworden, daß man solche Sachen vorbringt.|300a|92}}
 
In Schweden untersuchte [[Einar Naumann]] 1918 den pflanzlichen Anteil des Planktongehaltes (Phytoplankton) des Oberflächenwassers der Seen. Naumann folgerte aus seinen Beobachtungen, dass planktonreiche Seen viele Pflanzennährstoffe haben müssen, die phytoplanktonarmen dagegen wenige. Demnach gibt es nährstoffarme und nährstoffreiche Seen. Einen nährstoffarmen See bezeichnete er als [[oligotroph]] und einen nährstoffreichen See als [[eutroph]].
 
Als weitere Klassiker gelten [[Franz Ruttner]] (Station Lunz) und [[Wilhelm Halbfaß]]. Schwerpunkt der Untersuchungen Ruttners waren das Leitvermögen des Wassers der Seen, die Kohlenstoffassimilation der Wasserpflanzen, der Kohlensäurekreislauf sowie die Beschaffenheit tropischer Seen. Sein Hauptwerk ''Grundriss der Limnologie'' (1940) gilt heute noch als Standardwerk. Halbfass beschäftigte sich mit den geographischen, morphologischen und hydrographischen Eigenschaften sowie den chemischen Inhaltsstoffen der Seen (Müller-Navarra, 2005). Halbfass veröffentlichte sein Hauptwerk ''Grundzüge der vergleichende Seenkunde'' 1923 (Schönborn, 2003).
 
Neben der Seen-Limnologie entwickelte sich eine Fließgewässerforschung, die besonders durch den Schweizer [[Friedrich Zschokke]], [[Paul Steinmann]], [[Robert Lauterborn]] und [[August Thienemann]] gefördert wurde. Im Fokus standen die Fragen nach der Existenz eines Flussplanktons, die Suche nach Glazialrelikten in der Flora und Fauna der Gebirgsbäche und die Verschmutzung von Fließgewässern. Fließgewässer wurden seit langem als Vorfluter für Abwässer verwendet. Aufgrund zunehmender Verschmutzung wurde die Fließgewässerforschung intensiviert. Um 1900 entwickelten [[Richard Kolkwitz]] und [[Maximilian Marsson]] das [[Saprobiensystem]], um abwasserbelastete Fließgewässer zu beurteilen. Zu Beginn der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelte sich aus der Fließgewässerbiologie die [[Abwasserbiologie]]. [[Hans Liebmann]] revidierte das Saprobiensystem 1951 und 1962.
 
== Wichtige Fachgesellschaften ==
Wichtige internationale Fachgesellschaften der Limnologie sind die 1922 in Europa gegründete ''[[International Society of Limnology]]'' sowie die 1947 in Nordamerika gegründete ''[[American Society of Limnology and Oceanography]]''. Speziell im deutschsprachigen Raum aktiv und auch stark praxisorientiert ist die 1984 gegründete ''[[Deutsche Gesellschaft für Limnologie]]''.
 
== Zeittafel ==
* 1519 Schultheiss: Frühste europäische Aufzeichnung über die Beobachtung einer [[Seiche]] in [[Konstanz]] am [[Bodensee]].
* 1820 [[John Leslie (Physiker)|Sir John Leslie]] beschreibt den Zusammenhang zwischen Wind, Wärme und Dichte, welche für die thermische Schichtung in Seen verantwortlich sind.
* 1850 [[Louis Agassiz]] untersucht die Physik, die Vegetation und die [[Fauna]] am [[Oberer See|Oberen See (Lake Superior)]].
* 1865 [[Angelo Secchi]] erfindet die sogenannte [[Secchischeibe]].
* 1885 [[Friedrich Junge (Pädagoge)|Friedrich Junge]] (Kiel) veröffentlicht eine Schrift mit dem Titel ''Der Dorfteich als Lebensgemeinschaft''
* 1887 [[Stephen Alfred Forbes]] (Illinois) veröffentlicht einen Artikel mit dem Titel ''The lake as a microcosm''.
* 1888 [[Antonín Frič|Anton Fritsch]] errichtet die erste biologische Süßwasserstation in Böhmen.
* 1901 [[François-Alphonse Forel]] publiziert sein Handbuch der Limnologie mit dem Titel ''Handbuch der Seenkunde. Allgemeine Limnologie.'' Der Begriff Limnologie tritt hier zum ersten Mal auf.
* 1902 [[Richard Kolkwitz]] & [[Maximilian Marsson]] veröffentlichen erstmals über das [[Saprobiensystem]].
* 1904 [[François-Alphonse Forel]]: Fertigstellung seines dreibändigen Werks über den Genfersee mit dem Titel ''Le Lac Leman: Monographie Limnologique''.
* 1903 [[E. R. Watson]]: Erste Beobachtungen von internen [[Seiche]]s am [[Loch Ness]].
* 1911 [[Edward Asahel Birge]] & [[Chancey Juday]] veröffentlichen ihre Ergebnisse, die sie an amerikanischen Seen gewonnen haben.
* 1918 [[Einar Naumann]] (Schweden) klassifiziert Seen anhand ihres Pflanzennährstoffangebotes. Er führt die Begriffe ''oligotroph'' und ''eutroph'' in die Limnologie ein.
* 1920 [[August Thienemann]] (Deutschland) vereint sein System mit dem von Naumann. Geburtsstunde des klassischen [[Seentypensystem]]s.
* 1922 [[Internationale Vereinigung für theoretische und angewandte Limnologie]] (IVL/SIL) (Kiel): Die Fließgewässer werden der Limnologie zugeordnet.
* 1923 [[Wilhelm Halbfass]] (Jena) publiziert sein Hauptwerk ''Grundzüge der vergleichenden Seenkunde''
* 1942 [[Raymond Laurel Lindeman]] verfasst ''The trophic-dynamic aspect of ecology'' (1944 posthum durch [[George Evelyn Hutchinson]] publiziert). Dort werden die Rolle des [[Energiefluss|Energie-]] und Stoffflusses innerhalb eines Ökosystems und davon abhängige [[Fließgleichgewicht]]e beschrieben.
* 1951 [[Hans Liebmann]] revidiert das Saprobiensystem.
* 1962 Hans Liebmann: Zweite Revision des Saprobiensystem.
* 1970 [[Bruce L. Kimmel]] u. a. führen den [[Stausee]] in die Limnologie ein.
* 1985 [[Gene Likens]] publiziert seine Untersuchungen zu aquatischen Ökosystemen, basierend auf Forschungen am Mirror Lake.
Befürworter des Einzugsgebiets-Konzept.
 
== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Kategorie:Limnologie}}
* {{kWikipediaDE|Limnologie}}


== Literatur ==
== Literatur ==
* A. Baumgartner, H.-J. Liebscher: ''Lehrbuch der Hydrologie, Band 1: Allgemeine Hydrologie Quantitative Hydrologie.'' Borntraeger Verlag, Berlin 1990, ISBN 3-443-30001-4.
* W.-K. Besch, A. Hamm, B. Lenhard: ''Angewandter Umweltschutz. Limnologie für die Praxis. Grundlagen des Gewässerschutzes.'' 2. Auflage. Ecomed Verlagsgesellschaft, Landsberg 1985, ISBN 3-609-65630-1.
* H. J. Elster: ''History of Limnology.'' In: ''Mitteilung int. Ver. Limnol.'' 20/1974, S. 7–30.
* G. Gunkel: ''Renaturierung kleiner Fließgewässer.'' Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1985, ISBN 3-334-61030-6.
* M. Hütte: ''Ökologie und Wasserbau.'' Parey Verlag, Berlin, 2000, ISBN 3-8263-3285-7.
* R. Kummert, W. Stumm: ''Gewässer als Ökosysteme. Grundlagen des Gewässerschutzes.'' Vdf Hochschulverlag AG, ETH Zürich 1985, ISBN 3-7281-1886-9.
* Winfried Lampert, Ulrich Sommer: ''Limnoökologie.'' 2., überarb. Auflage. Georg Thieme, Stuttgart 1999, ISBN 3-13-786402-X.
* S. H. Müller-Navarra: ''Ein vergessenes Kapitel aus der Seenforschung – Wilhelm Halbfaß (1856–1938), interne Seiches und der Madüsee (Jezioro Miedwie).'' (= Forum Wissenschaftsgeschichte. 1). m-press, München 2005, ISBN 3-89975-540-5.
* W. Schönborn, U. Risse-Buhl: ''Lehrbuch der Limnologie.'' 2., vollst. überarb. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2013, ISBN 978-3-510-65275-4. [http://schweizerbart.com/publications/detail/isbn/9783510652754/Lehrbuch_der_Limnologie schweizerbart.com]
* J. Schwoerbel, H. Brendelberger: ''Einführung in die Limnologie.'' 9. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2005, ISBN 3-8274-1498-9.
* J. Schwoerbel: ''Methoden der Hydrobiologie.'' 4. Auflage. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1994, ISBN 3-8001-2610-9.
* A. Steleanu: ''Geschichte der Limnologie und ihre Grundlagen.'' Verlag Haag und Herchen, 1989, ISBN 3-89228-339-7.
* R. G. Wetzel: ''Limnology – 3rd edition.'' Academic Press, 2001, ISBN 0-12-744760-1.
* Josef Merkt: ''Zur Limnologie des Steinhuder Meeres.'' [Vervielf. maschr. Ms.] Courier Forschungsinst. Senckenberg, Nr. 37, Frankfurt am Main 1979, S. 59–62.


#Rudolf Steiner: ''Konferenzen mit den Lehrern der Freien Waldorfschule 1919 bis 1924'', Band I: Ausführliche Einleitung (E. Gabert) / Konferenzen 1919–1921, [[GA 300a]] (1995), ISBN 3-7274-3000-1 {{Vorträge|300a}}
== Limnologische Zeitschriften und Periodika ==
* M. Boersma, W. Lampert (Hrsg.): [http://www.schweizerbart.de/j/fal ''Fundamental and Applied Limnology.''] [http://www.schweizerbart.de/ Schweizerbart, Stuttgart.] {{ISSN|1863-9135}}. Diese Zeitschrift erschien von 1906 bis 31. Dezember 2006 im gleichen Verlag unter dem Titel ''Archiv für Hydrobiologie'' (verschiedene Hrsg.).
* R. Cereghino (Hrsg.): ''Annales de Limnologie – International Journal of Limnology.'' Masson & Cie, Paris. {{ISSN|0003-4088}}
* Everett J. Fee (Hrsg.): ''Limnology and Oceanography.'' In: ''Journal der American Soc. of Limnology and Oceanography.'' Allen Press, Lawrence Kansas. {{ISSN|0024-3590}}
* Klement Tockner (Hrsg.): ''Aquatic sciences''. Birkhäuser-Verlag, Basel. {{ISSN|1015-1621}}
* Bundesanstalt für Gewässerkunde (Hrsg.): ''Deutsche Gewässerkundliche Mitteilungen''. Eigenverlag, Koblenz.
* Bundesforschungsanstalt für Fischerei (Hrsg.): ''Archiv für Fischereiwissenschaft, Hamburg.'' Gustav Fischer Verlag, Stuttgart.
* C. den Hartob, J. M. A Brown (Hrsg.): ''Aqutic botany.'' Elsevier Science Publ., Amsterdam.
* R. Koschel (Hrsg.): ''Limnologica.'' Elsevier Science Publ. Amsterdam. {{ISSN|0075-9511}}
* William M. Lewis, jr. (Hrsg.): ''Limnology and Oceanography'' Allen Press, Lawrence, Kansas.
* K. Pasternak (Hrsg.): ''Acta Hydrobiologica.'' Państwowe Wydawnictwo Naukowe Verlag, Warszawa-Kraków.
* J. Poly (Hrsg.): ''Annales d'Hydrogéologie.'' I.N.R.A., Versailles.
* C. R. Townsend, A. G. Hildrew: ''Freshwater Biology.'' Blackwell Scientific Publications, Oxford.
* B. A. Wajnschtejn (Hrsg.): ''Biologija Wnutrennich Wod. Informazionnyj Bjulleten.'' Isdatelstwo <<Nauka>>, Leningrad.
* Ed. J. Watson: ''Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science.'' Office of the editor, Ottawa.


{{GA}}
== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
* [http://www.dgl-ev.de/ Homepage der Deutschen Gesellschaft für Limnologie]
* [http://www.limnology.org/news/25/75_anniversary.html SIL / IVL 75-jähriges Jubiläum; Geschichte der Limnologie]
* [http://aslo.org/photopost/showphoto.php?photo=353&papass=&sort=1&thecat=501 ASLO: Foto von E. A. Birge und C. Juday]


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==
<references />


<references />
{{Normdaten|TYP=s|GND=4035769-7}}
 
[[Kategorie:Limnologie|!]]


[[Kategorie:Naturwissenschaft]] [[Kategorie:Physik]] [[Kategorie:Relativitätstheorie]]
{{Wikipedia}}

Version vom 4. September 2019, 04:52 Uhr

Die Limnologie (altgriech. λίμνη limne, deutsch See und -logie) ist die Wissenschaft von den Binnengewässern als Ökosystemen, deren Struktur, Stoff- und Energiehaushalt und biologisch-ökologische Struktur und Funktion sie erforscht und deren abiotische und biotische Prozesse sie zu quantifizieren sucht. Binnengewässer umfassen stehende Gewässer, wie Weiher, Teiche und Seen ohne Verbindung zu Ozeanen, Fließgewässer und Grundwasserkörper. Außer Süßwasser-Ökosystemen gehören auch Salzwasser-Binnengewässersysteme (z. B. das Tote Meer) zum Gegenstand der Limnologie.

Die Stellung der Limnologie im Bereich der Naturwissenschaften

Die Limnologie ist traditionell ein Teilgebiet zur Ökologie, neben der Ozeanologie, die sich mit marinen Ökosystemen, und der Epeirologie, die sich mit terrestrischen Lebensräumen befasst (der Begriff Epeirologie ist allerdings sehr ungebräuchlich). Die Abgrenzung zwischen der Limnologie und der Ozeanographie ist nicht eindeutig, da die Flussmündungsbereiche sowohl Bestandteil der limnischen Gewässer als auch der maritimen Systeme sind.[1] Die Limnologie wird manchmal auch als Teilgebiet der Hydrologie betrachtet und gehört damit auch zu den Geowissenschaften (Schwoerbel, 1993):

Die Limnologie in ihrer Stellung in den Naturwissenschaften nach De Haar (1974), modifiziert.
 
Naturwissenschaften Mathematische Wissenschaften
Grund-Naturwissenschaften
Chemie Physik
Bio-

wissenschaften

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Limnologie
 

Die Limnologie wurde historisch in zwei Richtungen unterteilt, in die

  1. theoretische Limnologie und die
  2. angewandte Limnologie.

Als solche wurden sie im Namen der „Internationalen Vereinigung für theoretische und angewandte Limnologie“ (IVL/SIL; heute International Society of Limnology) durch deren Gründer Einar Naumann (1891–1934) und August Thienemann verankert. Beide Richtungen sind aber eng miteinander verzahnt, so dass eine eindeutige Trennung beider Richtungen nicht immer möglich ist. Allgemein lässt sich die Aufgabe der theoretischen Limnologie als jene beschreiben, welche die Systemeigenschaften der Gewässer erforscht und darstellt. Diese ist wiederum auch die Grundlage jeder angewandten Limnologie. Die theoretische Limnologie wird in Allgemeine und Spezielle Limnologie untergliedert. Die Allgemeine Limnologie beschäftigt sich mit der Gewässer-Ökologie. Es sind dies

  • die ökologisch relevanten Eigenschaften des Wassers,
  • die physiologische Ökologie der Süßwasserorganismen,
  • die limnische Populationsökologie,
  • die Grundlagen des Stoffhaushaltes und der Produktionsbiologie,
  • der Stoffabbau und Stoffkreisläufe der Binnengewässer,
  • die Charakterisierung der Belastungszustände und
  • die Trophie und Saprobie (Schönborn, 2003).

Die Spezielle Limnologie erforscht die limnischen Lebensräume mit Hilfe der Erkenntnisse der Allgemeinen Limnologie. Hierzu gehören:

Ein Teil-Untersuchungsbereich der Limnologie erfasst speziell die Mikroben – aquatische Pilze, heterotrophe Flagellaten, Ciliaten, Bakterio- und Virioplankton – der Gewässer, insbesondere der Binnengewässer, und heißt Limnomikrobiologie.

Zu den wichtigsten Themen der angewandten Limnologie zählen Abwasserreinigung, Wasseraufbereitung, Gewässerverunreinigung, Gewässerschutz und Gewässerpflege. Weitere Anwendungsbereiche der Limnologie sind die Fischerei­biologie und die Regulierung der organischen Produktion in natürlichen und künstlich angelegten Gewässern.

Zur Entstehungsgeschichte

Nach Hans-Joachim Elster (1974) und Steleanu (1989) reicht die Geschichte der Limnologie etwa 100 Jahre zurück. Obwohl schon im 17. und im 18. Jahrhundert zahlreiche Untersuchungen über Wasserorganismen durchgeführt worden sind, fehlte die Beziehung zum Gewässer vollständig. Aus diesem hydrobiologischen Vorfeld entwickelte sich die Limnologie nur zögerlich. Den entscheidenden Schritt von der Hydrobiologie zur Limnologie tat der Schweizer Mediziner und Wissenschaftler François-Alphonse Forel in Lausanne. Forel untersuchte den Genfersee nicht nur biologisch, sondern auch physikalisch und chemisch. Er äußerte auch als erster Gedanken über Seentypen.

Sein Arbeitsgebiet nannte er Limnologie. Seine Untersuchungen erschienen als dreibändiges Werk Le Léman. Monographie limnologique zwischen 1892 und 1904. Im Jahr 1901 wurde sein Handbuch der Seenkunde. Allgemeine Limnologie herausgegeben.

Als einer der Mitbegründer der Limnologie gilt der Amerikaner Stephen Alfred Forbes, welcher 1887 eine Arbeit mit dem Titel The lake as a microcosm veröffentlichte. In dieser Arbeit sind schon Stoffkreisläufe und biologische Begründungen beschrieben.

Neben den offiziellen Begründern gibt es noch einen unbekannten Vorbegründer: Friedrich Junge, ein Dorfschullehrer aus Kiel, veröffentlichte 1885 eine Schrift mit dem Titel Der Dorfteich als Lebensgemeinschaft.

Angeregt durch Forels Arbeiten etablierte sich die Limnologie rasch und führte zur Bildung der ersten limnologischen Stationen. Zu den wichtigsten limnologischen Stationen zählten:

1911 publizierten Edward Asahel Birge und Chancey Juday ihre Ergebnisse, die sie an nordamerikanischen Seen gewonnen hatten. Anhand ihrer Untersuchungen zur Sauerstoffverteilung in der Tiefe der Seen konnten sie zwei Seentypen ausmachen:

  1. Seen, deren Tiefenwasser stets sauerstoffreich sind
  2. Seen, deren Tiefenwasser stets sauerstoffarm sind

In Deutschland war es August Thienemann, dem aufgefallen war, dass sich die Seen in den verschiedenen Regionen Deutschlands in der Fischfauna, der Zusammensetzung des Planktons und der Tiefenfauna unterschieden. 1915 fand er ebenfalls wie Birge und Juday heraus, dass die Unterschiede vor allem aus dem ökologisch wirksamsten Faktor Sauerstoffgehalt des Tiefenwassers resultierten.

In Schweden untersuchte Einar Naumann 1918 den pflanzlichen Anteil des Planktongehaltes (Phytoplankton) des Oberflächenwassers der Seen. Naumann folgerte aus seinen Beobachtungen, dass planktonreiche Seen viele Pflanzennährstoffe haben müssen, die phytoplanktonarmen dagegen wenige. Demnach gibt es nährstoffarme und nährstoffreiche Seen. Einen nährstoffarmen See bezeichnete er als oligotroph und einen nährstoffreichen See als eutroph.

Als weitere Klassiker gelten Franz Ruttner (Station Lunz) und Wilhelm Halbfaß. Schwerpunkt der Untersuchungen Ruttners waren das Leitvermögen des Wassers der Seen, die Kohlenstoffassimilation der Wasserpflanzen, der Kohlensäurekreislauf sowie die Beschaffenheit tropischer Seen. Sein Hauptwerk Grundriss der Limnologie (1940) gilt heute noch als Standardwerk. Halbfass beschäftigte sich mit den geographischen, morphologischen und hydrographischen Eigenschaften sowie den chemischen Inhaltsstoffen der Seen (Müller-Navarra, 2005). Halbfass veröffentlichte sein Hauptwerk Grundzüge der vergleichende Seenkunde 1923 (Schönborn, 2003).

Neben der Seen-Limnologie entwickelte sich eine Fließgewässerforschung, die besonders durch den Schweizer Friedrich Zschokke, Paul Steinmann, Robert Lauterborn und August Thienemann gefördert wurde. Im Fokus standen die Fragen nach der Existenz eines Flussplanktons, die Suche nach Glazialrelikten in der Flora und Fauna der Gebirgsbäche und die Verschmutzung von Fließgewässern. Fließgewässer wurden seit langem als Vorfluter für Abwässer verwendet. Aufgrund zunehmender Verschmutzung wurde die Fließgewässerforschung intensiviert. Um 1900 entwickelten Richard Kolkwitz und Maximilian Marsson das Saprobiensystem, um abwasserbelastete Fließgewässer zu beurteilen. Zu Beginn der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelte sich aus der Fließgewässerbiologie die Abwasserbiologie. Hans Liebmann revidierte das Saprobiensystem 1951 und 1962.

Wichtige Fachgesellschaften

Wichtige internationale Fachgesellschaften der Limnologie sind die 1922 in Europa gegründete International Society of Limnology sowie die 1947 in Nordamerika gegründete American Society of Limnology and Oceanography. Speziell im deutschsprachigen Raum aktiv und auch stark praxisorientiert ist die 1984 gegründete Deutsche Gesellschaft für Limnologie.

Zeittafel

Befürworter des Einzugsgebiets-Konzept.

Siehe auch

Literatur

  • A. Baumgartner, H.-J. Liebscher: Lehrbuch der Hydrologie, Band 1: Allgemeine Hydrologie Quantitative Hydrologie. Borntraeger Verlag, Berlin 1990, ISBN 3-443-30001-4.
  • W.-K. Besch, A. Hamm, B. Lenhard: Angewandter Umweltschutz. Limnologie für die Praxis. Grundlagen des Gewässerschutzes. 2. Auflage. Ecomed Verlagsgesellschaft, Landsberg 1985, ISBN 3-609-65630-1.
  • H. J. Elster: History of Limnology. In: Mitteilung int. Ver. Limnol. 20/1974, S. 7–30.
  • G. Gunkel: Renaturierung kleiner Fließgewässer. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1985, ISBN 3-334-61030-6.
  • M. Hütte: Ökologie und Wasserbau. Parey Verlag, Berlin, 2000, ISBN 3-8263-3285-7.
  • R. Kummert, W. Stumm: Gewässer als Ökosysteme. Grundlagen des Gewässerschutzes. Vdf Hochschulverlag AG, ETH Zürich 1985, ISBN 3-7281-1886-9.
  • Winfried Lampert, Ulrich Sommer: Limnoökologie. 2., überarb. Auflage. Georg Thieme, Stuttgart 1999, ISBN 3-13-786402-X.
  • S. H. Müller-Navarra: Ein vergessenes Kapitel aus der Seenforschung – Wilhelm Halbfaß (1856–1938), interne Seiches und der Madüsee (Jezioro Miedwie). (= Forum Wissenschaftsgeschichte. 1). m-press, München 2005, ISBN 3-89975-540-5.
  • W. Schönborn, U. Risse-Buhl: Lehrbuch der Limnologie. 2., vollst. überarb. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2013, ISBN 978-3-510-65275-4. schweizerbart.com
  • J. Schwoerbel, H. Brendelberger: Einführung in die Limnologie. 9. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2005, ISBN 3-8274-1498-9.
  • J. Schwoerbel: Methoden der Hydrobiologie. 4. Auflage. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1994, ISBN 3-8001-2610-9.
  • A. Steleanu: Geschichte der Limnologie und ihre Grundlagen. Verlag Haag und Herchen, 1989, ISBN 3-89228-339-7.
  • R. G. Wetzel: Limnology – 3rd edition. Academic Press, 2001, ISBN 0-12-744760-1.
  • Josef Merkt: Zur Limnologie des Steinhuder Meeres. [Vervielf. maschr. Ms.] Courier Forschungsinst. Senckenberg, Nr. 37, Frankfurt am Main 1979, S. 59–62.

Limnologische Zeitschriften und Periodika

  • M. Boersma, W. Lampert (Hrsg.): Fundamental and Applied Limnology. Schweizerbart, Stuttgart. ISSN 1863-9135. Diese Zeitschrift erschien von 1906 bis 31. Dezember 2006 im gleichen Verlag unter dem Titel Archiv für Hydrobiologie (verschiedene Hrsg.).
  • R. Cereghino (Hrsg.): Annales de Limnologie – International Journal of Limnology. Masson & Cie, Paris. ISSN 0003-4088
  • Everett J. Fee (Hrsg.): Limnology and Oceanography. In: Journal der American Soc. of Limnology and Oceanography. Allen Press, Lawrence Kansas. ISSN 0024-3590
  • Klement Tockner (Hrsg.): Aquatic sciences. Birkhäuser-Verlag, Basel. ISSN 1015-1621
  • Bundesanstalt für Gewässerkunde (Hrsg.): Deutsche Gewässerkundliche Mitteilungen. Eigenverlag, Koblenz.
  • Bundesforschungsanstalt für Fischerei (Hrsg.): Archiv für Fischereiwissenschaft, Hamburg. Gustav Fischer Verlag, Stuttgart.
  • C. den Hartob, J. M. A Brown (Hrsg.): Aqutic botany. Elsevier Science Publ., Amsterdam.
  • R. Koschel (Hrsg.): Limnologica. Elsevier Science Publ. Amsterdam. ISSN 0075-9511
  • William M. Lewis, jr. (Hrsg.): Limnology and Oceanography Allen Press, Lawrence, Kansas.
  • K. Pasternak (Hrsg.): Acta Hydrobiologica. Państwowe Wydawnictwo Naukowe Verlag, Warszawa-Kraków.
  • J. Poly (Hrsg.): Annales d'Hydrogéologie. I.N.R.A., Versailles.
  • C. R. Townsend, A. G. Hildrew: Freshwater Biology. Blackwell Scientific Publications, Oxford.
  • B. A. Wajnschtejn (Hrsg.): Biologija Wnutrennich Wod. Informazionnyj Bjulleten. Isdatelstwo <<Nauka>>, Leningrad.
  • Ed. J. Watson: Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science. Office of the editor, Ottawa.

Weblinks

 Wiktionary: Limnologie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. Robert Guderian, Günter Gunkel: Handbuch der Umweltveränderungen und Ökotoxikologie. Band 3: Aquatische Systeme. Springer, 2000, S. 1.


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