Denizel Birincil Üretim ve Plankton
Bireysel olarak görünmez olsalar da toplu halde muazzam bir kütleye sahip olan sürüklenen fitoplanktonlar, Dünya'nın fotosentezinin yaklaşık yarısını gerçekleştirerek güneş ışığını ve besin maddelerini denizdeki neredeyse tüm yaşamı besleyen organik maddeye dönüştürmektedir.
Tanım
Denizel birincil üretim, denizdeki fotosentetik organizmalar tarafından karbondioksitten organik madde sentezidir; planktonlar ise bu üretimi gerçekleştiren ve tüketen sürüklenen organizmalardır — fitoplanktonlar, zooplanktonlar ve mikroplar.
Kapsam
Bu konu, fotosentetik fitoplanktonları ve onları otlayan zooplanktonları, birincil üretimin ölçümünü, üretkenlik üzerindeki ışık ve besin kontrol mekanizmalarını, plankton patlamalarının mevsimsel dinamiklerini ve başlıca plankton grupları ile ekolojik rollerini kapsamaktadır.
Temel sorular
- Okyanusta birincil üretimi hangi organizmalar gerçekleştirmektedir ve bu nasıl ölçülmektedir?
- Işık ve besin maddesi mevcudiyeti, üretimin hızını ve konumunu nasıl belirlemektedir?
- Mevsimsel fitoplankton patlamalarını ne tetiklemekte ve ne sonlandırmaktadır?
- Zooplankton otlaması ve mikrobiyal döngü, birincil üretimin akıbetini nasıl şekillendirmektedir?
Temel kuramlar
- Kritik derinlik hipotezi
- Karışık tabaka sığlaştığında, karışık tabaka üzerindeki ortalama ışık seviyesi fotosentezin solunumu dengelediği seviyeyi aştığında bir fitoplankton patlaması gelişir ve bu durum su sütunu fiziğini patlama zamanlamasıyla ilişkilendirir.
- Işık ve besin sınırlaması
- Üretim, derinlikle azalan ışık ve derinlikle artan besin maddeleri tarafından birlikte sınırlanmaktadır; bu durum, üretimin çoğunu, üretkenliği besin takviyesine bağlı olan güneş ışığı alan bir tabakayla sınırlandırmaktadır.
Mekanizmalar
Öfotik bölgedeki fitoplanktonlar, güneş ışığını kullanarak karbondioksit ve besin maddelerini organik maddeye dönüştürmektedir; büyüme hızları derinlikte ışığın az olduğu veya yüzeyde besin maddelerinin yetersiz olduğu yerlerde sınırlanmaktadır. Mevsimsel ısınma ve azalan karışım, hücreleri ışıklı tabakada hapsederek patlamaları tetiklemekte, bu patlamalar daha sonra besin tükenmesi ve zooplanktonlar tarafından otlanma ile sona ermektedir.
Klinik önem
Birincil üretim, balıkçılık üretkenliğini ve okyanus karbon yutağının gücünü belirlerken, plankton topluluklarındaki ve patlama zamanlamasındaki değişimler iklim değişikliğinin hassas göstergeleri olarak kabul edilmektedir; belirli planktonlar arasındaki zararlı alg patlamaları insan sağlığı ve su ürünleri yetiştiriciliği için riskler oluşturmaktadır.
Tarihçe
Hensen'in 1880'lerdeki nicel plankton sayımları okyanus üretkenliği çalışmalarının temelini atmıştır; Sverdrup'un 1953 tarihli kritik derinlik kuramı, patlama başlangıcını karışım ve ışıkla ilişkilendirmiş, 1980'lerden itibaren uydu okyanus rengi algılaması ise denizel birincil üretimin ilk küresel haritalarının oluşturulmasını sağlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Harald Sverdrup
- Gordon Riley
- Paul Falkowski
İlgili konular
Temel eserler
- millerWheeler2012
- falkowskiRaven2007
Sıkça sorulan sorular
- Dünya'nın fotosentezinin ne kadarı okyanusta gerçekleşmektedir?
- Denizel fitoplanktonlar, gezegenin fotosentetik biyokütlesinin yalnızca küçük bir kısmını oluşturmalarına rağmen, tüm kara bitkileriyle karşılaştırılabilir düzeyde, küresel net birincil üretimin yaklaşık yarısını oluşturmaktadır.
- Fitoplankton patlamaları neden ilkbaharda meydana gelmektedir?
- İlkbahar ısınması dikey karışımı azalttığında, fitoplanktonlar güneş ışığı alan yüzey tabakasında kaybolduklarından daha hızlı büyüyebilecekleri kadar uzun süre kalmakta ve bu da bolluklarında hızlı bir artışa yol açmaktadır.