Freshwater biology
मीठे पानी का जीव विज्ञान मीठे पानी के पारिस्थितिकी तंत्र का वैज्ञानिक जैविक अध्ययन है और लिम्नोलॉजी की एक शाखा है। यह क्षेत्र जीवित जीवों के बीच उनके भौतिक वातावरण में संबंधों को समझने का प्रयास करता है। इन भौतिक वातावरणों में नदियाँ, झीलें, धाराएँ, तालाब, झीलें, जलाशय या आर्द्रभूमि शामिल हो सकते हैं। इस विषय के ज्ञान का व्यापक रूप से औद्योगिक प्रक्रियाओं में सीवेज उपचार और जल शोधन से जुड़ी जैविक प्रक्रियाओं का उपयोग करने के लिए भी उपयोग किया जाता है। जल की उपस्थिति और प्रवाह प्रजातियों के वितरण के लिए एक आवश्यक पहलू है और यह प्रभावित करता है कि कब और कहाँ प्रजातियाँ मीठे पानी के वातावरण में परस्पर क्रिया करती हैं। यू. के. में, कुम्ब्रिया में विंडरमेयर के पास स्थित फ्रेशवाटर बायोलॉजिकल एसोसिएशन ताजे पानी के जीव विज्ञान पर शोध करने और झीलों में ट्रोफिज्म की अवधारणाओं को बढ़ावा देने वाले शुरुआती संस्थानों में से एक था और इसने ओलिगोट्रॉफिक पानी से मेसोट्रॉफिक के माध्यम से दलदल में प्रवास की प्रक्रिया का प्रदर्शन किया। मीठे पानी के जीव विज्ञान का उपयोग जलवायु परिवर्तन के प्रभावों और जलीय प्रणालियों और व्यापक पारिस्थितिकी तंत्र दोनों पर मानव प्रभाव में वृद्धि का अध्ययन करने के लिए भी किया जाता है। मीठे पानी के जीव, विशेष रूप से कशेरुकी, स्थलीय या समुद्री जीवों की तुलना में जलवायु परिवर्तन से विलुप्त होने के अधिक जोखिम में दिखाई देते हैं। मीठे पानी के आवास मीठे पानी के आवास नदियों, धाराओं, झीलों, तालाबों और आर्द्रभूमि सहित आवासों के साथ विभिन्न प्रकार के जीवों का समर्थन करते हैं। नदियाँ और धाराएँ बहता पानी एक प्रकार का ताजे पानी का निवास स्थान है जिसमें मुख्य रूप से नदियाँ और धाराएँ होती हैं। तेजी से चलने वाले पानी में ऑक्सीजन की मात्रा अधिक होती है, जिससे विभिन्न प्रजातियां पनपती हैं और प्रदूषण का मुकाबला करना आसान हो जाता है। बहता पानी एक खुली प्रणाली है, जिसका अर्थ है कि यह अलग नहीं है और अन्य प्रणालियों के साथ पदार्थ और ऊर्जा का आदान-प्रदान करता है। एक खुली प्रणाली होने के नाते, बहते पानी में पाए जाने वाले बहुत सारे कार्बनिक पदार्थ भूमि के बहाव या आगे तलछट से ऊपर की ओर होते हैं और यह पदार्थ कई प्रजातियों के लिए भोजन का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। पानी के बहते निकाय शीर्ष जल से शुरू होते हैं, जिसमें झरने, झीलें और बर्फ पिघलना शामिल हैं, और उनके मुहाने तक जाते हैं, आमतौर पर एक और चलती जल धारा या महासागर। स्रोत से मुहाने तक की अपनी यात्रा के दौरान धाराओं और नदियों की विशेषताएँ बदलती रहती हैं। उदाहरण के लिए, स्रोत पर पानी अधिक स्पष्ट है, इसमें ऑक्सीजन की मात्रा अधिक है, तापमान कम है और हेटेरोट्रॉफ सामान्य प्रजातियां हैं। बीच में, चौड़ाई आमतौर पर फैलती है और जलीय हरे पौधों और शैवाल सहित तापमान और ऑक्सीजन सामग्री में परिवर्तन के कारण प्रजातियों की विविधता बढ़ जाती है। मुहाने पर पानी में ऑक्सीजन की सांद्रता कम होती है और नदी या धारा की लंबाई के साथ एकत्र किए गए और यात्रा किए गए तलछट के कारण धुंधला होता है। यह बढ़ी हुई तलछट प्रकाश की मात्रा को कम कर देती है जो पानी में प्रवेश करने में सक्षम है और वनस्पतियों की विविधता कम है और कम ऑक्सीजन जीवों की विविधता को कम करती है। तटवर्ती क्षेत्र एक नदी तट या धारा तट के साथ का क्षेत्र है जो महत्वपूर्ण, उच्च नमी वाले पौधों का घर है। ये संयंत्र भूमि और बहती जल प्रणाली के बीच एक बफर बनाते हैं, जो इसे प्रदूषण और बाढ़ से बचाते हैं। इसके अतिरिक्त, ये पौधे कई आर्द्रभूमि प्रजातियों के लिए एक बड़ा आवास प्रदान करते हैं, जिनमें से बड़ी संख्या में लुप्तप्राय या संकटग्रस्त हैं। अंत में, नदी तटीय पौधे सूर्य के प्रकाश से पानी को छाया देते हैं, जिससे पानी और जलीय जीवन पर गर्मी का दबाव कम होता है, साथ ही कार्बनिक पदार्थों के रूप में पोषक तत्व भी उपलब्ध होते हैं। झीलें और तालाब स्थायी जल एक प्रकार का ताजे पानी का निवास स्थान है जिसमें मुख्य रूप से झीलें और तालाब होते हैं। इस आवास में प्रजातियों की विविधता सीमित है क्योंकि वे बहते पानी के विपरीत एक दूसरे और अन्य जल प्रणालियों से अलग हैं। स्थायी जल स्तरीकरण की प्रक्रिया का अनुभव करता है, जो तब होता है जब ऑक्सीजन की मात्रा के कारण जल स्तरित होता है। बहते पानी में स्तरीकरण तेजी से चलने वाले पानी के कारण नहीं होता है जो पानी को अलग-अलग ऑक्सीजन सामग्री के साथ मिलाता है। सबसे ऊपरी परत में सबसे अधिक ऑक्सीजन होती है और जैसे-जैसे गहराई बढ़ती है, ऑक्सीजन कम होती जाती है। स्तरीकरण को पानी के तापमान में भौतिक रूप से महसूस किया जा सकता है, क्योंकि पानी की सबसे ऊपरी परत गहरे पानी की तुलना में गर्म होती है क्योंकि इसे सूरज द्वारा गर्म किया गया है। तट से गहराई और दूरी के आधार पर स्थायी जल को तीन क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है। तटीय क्षेत्र सबसे ऊपरी परत है और झीलों और तालाबों में पाया जाने वाला सबसे गर्म पानी है, क्योंकि सूरज सीधे गर्म होता है। यह क्षेत्र खड़े पानी में सबसे अधिक जैव विविधता की मेजबानी करता है, जिसमें विभिन्न प्रकार के जीव पाए जाते हैं, जो पारिस्थितिकी तंत्र के स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण हैं और निवास स्थान में जीवों के आहार का एक महत्वपूर्ण पहलू है, जैसे शैवाल, जलीय पौधे, क्लैम, कीड़े, मछली, क्रस्टेशियन और उभयचर। लिमनेटिक क्षेत्र तटीय क्षेत्र के नीचे पाया जाता है। इस क्षेत्र में तापमान कम है, काफी अच्छी तरह से प्रकाशित है, और इसमें फाइटोप्लांकटन, ज़ूप्लांकटन और मछली सहित छोटे प्रकार के जीव पाए जाते हैं। इस क्षेत्र में पाए जाने वाले प्लैंकटन निवास स्थान के खाद्य जाल में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं और कई महत्वपूर्ण जीवों के आहार का समर्थन करते हैं। सबसे गहरा क्षेत्र गहराई वाला क्षेत्र है, जिसमें बहुत कम प्रकाश, ठंडा तापमान और पिछली परतों की तुलना में अधिक घनत्व होता है। जब प्लैंकटन मर जाता है तो वे इस परत में गिर जाते हैं और इस परत में रहने वाले जीवों को पोषक तत्व प्रदान करते हैं। इन जीवों को हेटेरोट्रॉफ कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि वे मृत जीवों को खाते हैं और सेलुलर श्वसन के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रोफंडल ज़ोन में ऑक्सीजन की मात्रा कम हो जाती है। थर्मोक्लाइन एक ठंडे तापमान पर गर्म, सतह के पानी और गहरे पानी के बीच का संक्रमण क्षेत्र है। खड़े पानी में होने वाला पानी का सीमित मिश्रण और गति थर्मोक्लाइन पर होती है। खड़े पानी में पानी की परतों का मिश्रण ज्यादातर मौसमी पलटाव से होता है। शरद ऋतु और वसंत के दौरान, परतों का मिश्रण होता है जो आमतौर पर हवा के कारण होता है जो ऑक्सीजन का संचार करता है और पूरे जल प्रणाली में एक समान तापमान बनाता है। तट क्षेत्र जल प्रणालियों और भूमि के बीच का संक्रमणकालीन क्षेत्र है, जो बहती जल प्रणालियों में देखे जाने वाले तटवर्ती क्षेत्र के समान है। यह क्षेत्र नदी तटीय क्षेत्र की तरह ही कार्य करता है, पौधे पानी को प्रदूषण, बाढ़ और गर्मी के तनाव से बचाते हैं, जबकि जलीय और आर्द्रभूमि प्रजातियों के लिए पोषक तत्व और आवास भी प्रदान करते हैं। आर्द्रभूमि आर्द्रभूमि एक विशिष्ट प्रकार के स्थायी जल आवास हैं जिनमें दलदल, दलदल और दलदल शामिल हैं। भूमि की जलमग्न और जलमग्न प्रकृति के कारण, आर्द्रभूमि की अवायवीय स्थितियाँ अद्वितीय हैं और सभी पारिस्थितिकी प्रणालियों की उच्चतम प्रजाति विविधता का समर्थन करती हैं। आर्द्रभूमि कार्बनिक पदार्थों के अपघटन को धीमा कर देती है, जिससे समृद्ध कार्बनिक पदार्थों की परतें बनती हैं जो प्रणाली में प्रजातियों के लिए महत्वपूर्ण पोषक तत्व प्रदान करती हैं। आर्द्रभूमि में रहने वाले जीवों को हाइड्रोफाइट्स कहा जाता है, जिसका अर्थ है कि वे बहुत नम और आर्द्र परिस्थितियों के अनुकूल हैं। आर्द्रभूमि बड़ी संख्या में पक्षियों, उभयचरों, कीटों, सरीसृपों, घास और पेड़ों की प्रजातियों का घर है जो किसी अन्य प्रणाली में नहीं रह सकते हैं, जिससे उन्हें खतरे का खतरा है, क्योंकि शहरी विकास और कृषि के लिए आर्द्रभूमि को नष्ट किया जा रहा है। आर्द्रभूमि प्रदूषण और जलवायु परिवर्तन से निपटने में मदद करती है, क्योंकि वे प्रदूषकों को छानते हैं और अपनी नम मिट्टी और स्थिर पानी में जीवमंडल से बड़ी मात्रा में कार्बन को संग्रहीत करते हैं, इसके बावजूद कि वे कम मात्रा में भूमि पर कब्जा करते हैं। इसके अतिरिक्त, आर्द्रभूमि बाढ़ और तूफान से सुरक्षा प्रदान करती है, क्योंकि यह प्रणाली बड़ी मात्रा में अतिरिक्त पानी को अवशोषित कर सकती है। आर्द्रभूमि की जल को अवशोषित करने की क्षमता भी भूजल पुनर्भरण में सहायता करती है, जो मानव जल उपयोग के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि उपयोग करने योग्य ताजे पानी के स्रोत कम हो रहे हैं। आर्द्रभूमि न केवल मीठे पानी के आवास और प्रणालियाँ हैं, क्योंकि वहाँ नमक के दलदल और दलदल हैं जो विभिन्न प्रजातियों का समर्थन करते हैं। मीठे पानी के जीवों को आम तौर पर बेंथिक और पेलाजिक जीवों की श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, क्योंकि ये मीठे पानी के बायोम में पाए जाने वाले जीवन के दो क्षेत्र हैं। मीठे पानी के जीवों में अकशेरुकी, कीड़े-मकोड़े, मछली, उभयचर, स्तनधारी, पक्षी, जलीय पौधे और प्लैंकटन शामिल हो सकते हैं। खतरे जल प्रदूषण का सबसे आम कारण फुटपाथ और छतों जैसे विकसित क्षेत्रों से बहने वाला तूफानी पानी है। तूफानी पानी का बहाव बारिश और बर्फ पिघल रहा है जिसे अवशोषित नहीं किया गया है। घरेलू और शहरी निर्माण में उपयोग की जाने वाली अभेद्य सतहें उस मिट्टी की जगह लेती हैं जो तूफानी पानी को अवशोषित करती थी, जिससे दूर की यात्रा करने वाले अपवाह की मात्रा बढ़ जाती है। यह अतिरिक्त बहाव प्रदूषकों को इकट्ठा कर सकता है क्योंकि यह अंततः धाराओं, नदियों, झीलों, आर्द्रभूमि और यहां तक कि जलभृतों में अपना रास्ता बनाता है, जिससे महत्वपूर्ण ताजे पानी के पारिस्थितिकी तंत्र और उपयोग करने योग्य पानी प्रदूषित हो जाता है। इसके अतिरिक्त, बाढ़ और कटाव में वृद्धि तूफानी जल के बढ़ते बहाव के कारण हो सकती है। बहते पानी का प्रदूषण नदियों और धाराओं से निकलने वाला पानी ऊपरी इलाकों में गिरता है, और यह चलने वाला पानी खड़े पानी की तुलना में प्रदूषकों को तेजी से घोलता है। हालांकि, इन गतिशील जल में प्रदूषकों के उच्च उत्पादन और स्थान के कारण, पानी प्रदूषक मंदन दर की तुलना में तेजी से प्रदूषित हो जाता है, जिससे अधिक प्रदूषित नदियाँ और धाराएँ होती हैं। प्रदूषण में सभी तीन प्रमुख योगदानकर्ता-उद्योग, कृषि और शहर-आमतौर पर चलते हुए पानी के साथ पाए जाते हैं, जिससे नदियों और धाराओं का अधिक प्रदूषण होता है। केवल यह ज्ञान कि तेजी से चलने वाला पानी प्रदूषकों को पतला कर सकता है, ने और भी अधिक प्रदूषण को प्रोत्साहित किया है, जिससे प्रदूषण की समस्या और बढ़ गई है। नदियों और धाराओं के विनाश में योगदान देने वाला एक अन्य मुद्दा इन गतिशील जल का भौतिक परिवर्तन है, मुख्य रूप से बांधों के रूप में, पानी का मोड़, चैनल परिवर्तन और भूमि विकास। ये परिवर्तन पानी के तापमान, जल प्रवाह के पैटर्न को प्रभावित करते हैं और तलछट को बढ़ाते हैं, कई जलीय जीवों के लिए महत्वपूर्ण निवास स्थितियों को नष्ट करते हैं और पानी की गुणवत्ता को कम करते हैं। धाराओं और नदियों के प्रदूषण के बारे में विवाद का एक क्षेत्र यह है कि ऊपर की ओर प्रदूषण लोगों को नीचे की ओर प्रभावित करता है। एक कारखाने का अपशिष्ट ऊपर की ओर किसी के पीने के पानी को दूषित कर सकता है। यह विशेष रूप से कई देशों या राज्यों की सीमा से लगे जल निकायों के साथ एक मुद्दा बन जाता है, क्योंकि एक देश या राज्य जो ऊपर की ओर करता है वह डाउनस्ट्रीम देश या राज्य जो करने में सक्षम है उसे काफी प्रभावित कर सकता है। खड़े पानी के प्रदूषण झीलों और तालाबों में नदियों और धाराओं के समान ही प्रदूषण होता है, लेकिन धीरे-धीरे चलने वाले पानी, पानी के प्रवाह के निकास न होने और पानी की मात्रा के कारण वे तेजी से प्रदूषित होते हैं। स्थायी जल प्रवाहित जल की तुलना में बहुत कम प्रवाहित होता है, जिसमें गहरी जल परतें वर्ष में दो बार मौसमी परिवर्तनों के दौरान ही प्रवाहित होती हैं। झीलें और तालाब बेसिन हैं जिनमें बहता पानी आमतौर पर बहता है और जमा होता है, जिसका अर्थ है कि प्रदूषक भी बिना किसी निकास के जमा हो जाते हैं। झीलों और तालाबों में अधिकांश नदियों और धाराओं की तुलना में कम पानी होता है, जिसका अर्थ है कि छोटी झीलें और तालाब तेजी से प्रदूषित होते हैं। यूट्रोफिकेशन प्रचुर मात्रा में पौधों के विकास की प्रक्रिया है, जो खड़े पानी के लिए एक प्रमुख खतरा है। यदि जलीय पौधों के विकास के लिए रासायनिक पोषक तत्व जो पहले सीमित थे, उपलब्ध हो जाते हैं, तो पौधों की आबादी तेजी से बढ़ेगी। पौधों की इस अत्यधिक जनसंख्या वृद्धि से पानी में ऑक्सीजन की मात्रा कम हो जाती है और अन्य जलीय जीवन का दम घुट जाता है। मानव अपशिष्ट में अक्सर ये रासायनिक पोषक तत्व होते हैं, जैसे उर्वरकों में फास्फोरस, और खड़े पानी में खराब जल परिसंचरण के साथ संयोजन में, प्रदूषण और जीवों की कमी का कारण बनता है। तालाबों और झीलों को प्रभावित करने वाले अधिकांश प्रदूषण के मुद्दे आर्द्रभूमि को भी प्रभावित करते हैं, क्योंकि आर्द्रभूमि का जल परिसंचरण भी धीमा है। भूजल प्रदूषण और सतह के पानी में कमी वह जगह है जहाँ भूजल व्यक्त किया जा रहा है, आर्द्रभूमि जल स्तर के पास या सतह पर होने का सबसे बड़ा उदाहरण है। मीठे पानी के आवासों में पाया जाने वाला पानी सतह के प्रवाह, वर्षा और भूजल अभिव्यक्ति का संयोजन है। भूजल और सतह के पानी के बीच इस संबंध का मतलब है कि भूजल प्रदूषण सतह के ताजे पानी के प्रदूषण को भी प्रभावित करता है। पर्यावरण संरक्षण एजेंसी के एक सर्वेक्षण के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका के उपयोग करने योग्य भूजल का लगभग एक चौथाई हिस्सा दूषित है। संयुक्त राज्य अमेरिका के लगभग आधे हिस्से के लिए भूजल ही पीने के पानी का एकमात्र स्रोत है। जैसे-जैसे मानव आबादी बढ़ रही है और औद्योगीकरण हो रहा है, भूजल की मांग बढ़ रही है, लेकिन भूजल का प्रदूषण भी बढ़ रहा है। झीलों और तालाबों की तुलना में पानी के धीमी गति से परिसंचरण के कारण भूजल का प्रदूषण प्राप्त करना आसान है। जलभृत चट्टान में छोटे छेद के माध्यम से पानी को हर दिन औसतन केवल कुछ इंच चलना चाहिए। भूजल पुनर्भरण की दर भूजल को खुद को भरने में लगने वाला समय है और बेहद धीमी है, जिससे पानी की कमी हो जाती है, क्योंकि मनुष्य पुनर्भरण की दर की तुलना में तेजी से जलभृतों से पानी निकालते हैं। जल के इतने धीमे परिसंचरण के कारण, भूजल दशकों तक प्रदूषित रह सकता है, क्योंकि प्राकृतिक शुद्धिकरण प्रक्रियाएँ इतनी धीमी हैं। लिम्नोलॉजी समुद्री जीव विज्ञान तालाब जीवन संदर्भ जलीय पारिस्थितिकी मीठे पानी की पारिस्थितिकी भी देखें।