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Vorwort
6
Inhalt
8
1 Stellung der Limnologie im System der Naturwissenschaften
10
2 Geschichtliche Entwicklung der Limnologie
13
3 Wasserkreislauf, Einteilung, Alter und Genese der Binnengewässer
18
4 Struktur und physikalische Eigenschaften des Wassers
35
4.1 Eigenschaften des Wassers
35
4.2 Wassermolekül und Aggregatbildung
35
4.3 Dichte und Dichteanomalie des Wassers
36
4.4 Adhäsion und Kohäsion
38
4.5 Oberflächenspannung
39
4.6 Viskosität und kinematische Zähigkeit
39
4.7 Wärmeeigenschaften des Wassers
40
4.8 Dielektrizitätskonstante
41
5 Physikalische Verhältnisse im Gewässer
42
5.1 Das Strahlungsklima im Gewässer
42
5.2 Wärmehaushalt der Gewässer
46
5.2.1 Wärmehaushalt der Seen
46
5.2.2 Wärmehaushalt der Fließgewässer
50
5.3 Wasserbewegung und Austausch in Gewässern
52
6 Lebensgemeinschaften im Gewässer
59
6.1 Leben im Süßwasser
59
6.2 Gliederung und Lebensgemeinschaft der Seen
63
6.2.1 Das Pelagial
64
6.2.2 Das Litoral
74
6.2.3 Neuston und Pleuston
79
6.2.4 Das Profundal
80
6.3 Moore
83
6.4 Phytotelmen
85
6.5 Fließgewässer
86
6.6 Temporäre Gewässer
96
6.7 Grundwasser
102
7 Stoffhaushalt der Gewässer I
110
7.1 Einführung
110
7.2 Die im Wasser gelösten Gase und Feststoffe
111
7.3 Die im Wasser gelösten Gase
112
7.3.1 Löslichkeit der Gase im Wasser
112
7.3.2 Sauerstoffgehalt und Sauerstoffhaushalt der Gewässer
113
7.3.3 Kohlendioxid, Kohlensäure und Karbonate
117
7.3.4 Methan und Schwefelwasserstoff
120
7.3.5 Stickstoff
120
7.4 Im Wasser gelöste Feststoffe
121
7.4.1 Löslichkeit fester Stoffe im Wasser
121
7.4.2 Verbindungen des Stickstoffs
122
7.4.3 Verbindungen des Phosphors
123
7.4.4 Verbindungen des Schwefels
125
7.4.5 Eisen und Mangan
127
7.4.6 Silicium (Kieselsäure)
128
7.5 Organische gelöste Stoffe im Gewässer (DOM, DOC)
128
7.6 Sediment und Stoffhaushalt
131
7.7 Stoffhaushalt der Fließgewässer
133
8 Stoffhaushalt der Gewässer II (Produktion, Konsumption, Destruktion)
136
8.1 Übersicht
136
8.2 Produktion (Primärproduktion)
137
8.2.1 Pflanzliche Produktion
138
8.2.1.1 Abhängigkeit der Produktion von Außenfaktoren
139
8.2.1.2 Zeitliche und räumliche Verteilung der Produzenten
147
8.2.2 Phototrophe Bakterien
154
8.3 Konsumption (Sekundärproduktion)
156
8.3.1 Konsumentenketten
156
8.3.2 Stoff-und Energiehaushalt der Konsumenten
166
8.3.3 Primärkonsumption
169
8.3.3.1 Technik der Nahrungsaufnahme
169
8.3.3.2 Planktische Filtrierer
169
8.3.3.3 Sessile Filtrierer
175
8.3.3.4 Weidegänger
177
8.3.3.5 Zerkleinerer (Shredder)
177
8.3.3.6 Sediment- und Detritusfresser
179
8.3.4 Sekundärkonsumption
180
8.3.5 Stofftransport und Energiefluss durch die Konsumentenkette
183
8.4 Destruktion und die Rolle der Bakterien im Gewässer
185
8.4.1 Lebensbedingungen für Gewässerbakterien
185
8.4.2 Übersicht über physiologische Gruppen von Gewässerbakterien
188
8.4.3 Abbau der organischen Substanz
195
8.4.4 Zusammensetzung der gelösten organischen Substanz, mikrobieller Abbau und Exoenzyme
196
8.4.5 Die Rolle der Bakterien und der „Microbial Loop“
203
8.4.6 Dynamik und Verteilungsmuster
204
8.4.7 „hot spots“ und „lake snow“
209
8.4.8 Aktuelle Forschung und Methodik
211
8.5 Destruktion und die Rolle der Pilze
214
8.6 Stofftransport und Energiefluss in aquatischen Ökosystemen
217
8.7 Ökosystemforschung
226
9 Angewandte Limnologie
228
9.1 Abwasser und Abwasserbehandlung
228
9.1.1 Herkunft und Zusammensetzung des Abwassers
228
9.1.2 Abwasserreinigung
233
9.1.2.1 Mechanische Reinigungsverfahren
233
9.1.2.2 Biologische Abwasserreinigung
234
9.1.2.3 Die dritte Reinigungsstufe
242
9.1.2.4 Schlammbehandlung und weiterführende Maßnahmen der Abwasserreinigung
245
9.2 Belastete Gewässer
246
9.2.1 Selbstreinigung der Fließgewässer
247
9.2.2 Indikatororganismen und Saprobiensysteme
249
9.2.3 Die Eutrophierung der Gewässer
259
9.2.4 Gewässertherapie
262
9.2.5 Biomanipulation
266
9.3 Flussauen und Hochwassergefahr
267
9.4 Gewässerversauerung
271
9.5 Water borne diseases
275
9.5.1 Schistosomiasis
276
9.5.2 Onchozerkose
277
9.6 Ökotoxikologie
278
9.6.1 Verhalten der Pestizide im Gewässer
279
9.6.2 Bioakkumulation
283
9.6.3 Biotestverfahren
285
Glossar
287
Literaturverzeichnis
295
Index
337
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