Produksi Primer Laut dan Plankton

Fitoplankton yang melayang, tidak terlihat secara individu namun sangat banyak secara keseluruhan, melakukan sekitar separuh fotosintesis Bumi, mengubah sinar matahari dan nutrisi menjadi bahan organik yang memberi makan hampir semua kehidupan di laut.

Definition

Produksi primer laut adalah sintesis bahan organik dari karbon dioksida oleh organisme fotosintetik di laut; plankton adalah organisme yang melayang — fitoplankton, zooplankton, dan mikroba — yang melakukan dan mengonsumsi produksi ini.

Scope

Topik ini mencakup fitoplankton fotosintetik dan zooplankton yang memakannya, pengukuran produksi primer, kontrol cahaya dan nutrisi terhadap produktivitas, dinamika musiman ledakan plankton, serta kelompok plankton utama dan peran ekologisnya.

Core questions

• Organisme apa yang melakukan produksi primer di laut, dan bagaimana cara mengukurnya?
• Bagaimana ketersediaan cahaya dan nutrisi menentukan laju dan lokasi produksi?
• Apa yang memicu dan mengakhiri ledakan fitoplankton musiman?
• Bagaimana pemangsaan zooplankton dan lingkaran mikroba membentuk nasib produksi primer?

Key theories

Hipotesis kedalaman kritis

Ledakan fitoplankton berkembang ketika lapisan campuran dangkal sehingga cahaya rata-rata di atas lapisan campuran melebihi tingkat di mana fotosintesis menyeimbangkan respirasi, menghubungkan fisika kolom air dengan waktu ledakan.

Keterbatasan cahaya dan nutrisi

Produksi dibatasi bersama oleh cahaya, yang berkurang seiring kedalaman, dan oleh nutrisi, yang meningkat seiring kedalaman, membatasi sebagian besar produksi pada lapisan yang disinari matahari yang produktivitasnya bergantung pada pasokan nutrisi.

Mechanisms

Fitoplankton di zona eufotik menggunakan sinar matahari untuk mengikat karbon dioksida dan nutrisi menjadi bahan organik; pertumbuhannya terbatas di mana cahaya langka di kedalaman atau nutrisi langka di permukaan. Pemanasan musiman dan berkurangnya pencampuran memerangkap sel-sel di lapisan yang terang, memicu ledakan yang kemudian dibatasi oleh penipisan nutrisi dan pemangsaan oleh zooplankton.

Clinical relevance

Produksi primer menentukan produktivitas perikanan dan kekuatan penyerapan karbon laut, sementara pergeseran komunitas plankton dan waktu ledakan merupakan indikator sensitif perubahan iklim; ledakan alga berbahaya di antara plankton tertentu menimbulkan risiko bagi kesehatan manusia dan akuakultur.

History

Penghitungan plankton kuantitatif Hensen pada tahun 1880-an mendasari studi produktivitas laut; teori kedalaman kritis Sverdrup tahun 1953 mengaitkan awal ledakan dengan pencampuran dan cahaya, dan penginderaan warna laut satelit dari tahun 1980-an dan seterusnya memungkinkan peta global pertama produksi primer laut.

Key figures

• Harald Sverdrup
• Gordon Riley
• Paul Falkowski

Seminal works

• millerWheeler2012
• falkowskiRaven2007

Frequently asked questions

Berapa banyak fotosintesis Bumi yang terjadi di laut?

Fitoplankton laut menyumbang sekitar separuh produksi primer bersih global, sebanding dengan semua tumbuhan darat jika digabungkan, meskipun hanya merupakan sebagian kecil dari biomassa fotosintetik planet ini.

Mengapa ledakan fitoplankton terjadi di musim semi?

Saat pemanasan musim semi mengurangi pencampuran vertikal, fitoplankton tetap berada di lapisan permukaan yang disinari matahari cukup lama untuk tumbuh lebih cepat daripada yang hilang, menghasilkan peningkatan cepat dalam kelimpahannya.