Farklı CO2 konsantrasyon koşulları altında fitoplankton birincil üretiminin mevsimsel değişimi
Seasonal variations of phytoplankton primary production under different CO2 concentration conditions
Yazar: MELEK YENER HELVACI
Danışman: PROF. DR. ERTUĞRUL AĞIRBAŞ
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Su Ürünleri = Aquatic Products

Özet:
Güney Doğu Karadeniz ekosisteminde Kasım 2021-Kasım 2023 tarihleri arasında yürütülen bu çalışmada doğal fitoplankton örneklerinde ilk defa mevsimsel olarak yürütülen inkübasyon deneyleri ile CO2 zenginleştirmesinin (360 ppm, 600 ppm, 760 ppm) ve sıcaklık değişimlerinin (ortam sıcaklığı ve +3ºC üstü) fitoplankton birincil üretimi ve kommunite yapısı üzerine olan etkisi araştırılmıştır. Ayrıca, C-14 inkübasyon deneyleri ile fitoplankton boy gruplarına (pikofitoplankton, nanofitoplankton ve mikrofitoplankton) ait birincil üretim miktarları belirlenmiştir. Böylelikle farklı boy gruplarının mevsimsel ölçekte birincil üretime yaptıkları katkı ile birlikte gerek fitoplankton canlı kütlesi ile gerekse CO2 ve sıcaklık değişimlerine bağlı olarak birincil üretim miktarlarının nasıl değişeceği de ortaya konulmuştur. Çalışma kapsamında 2 farklı istasyonda (kıyı ve açık) 10 m derinlikten mevsimsel örneklemeler yapılmış ve inkübasyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma süresince toplam birincil üretim miktarları 41-8553 mgCm-2g-1 arasında değişim göstermiştir. Fitoplankton boy grupları açısından bir değerlendirme yapıldığında ise mikrofitoplankton en yüksek birincil üretim miktarlarıyla (6-6410 mgCm-2g-1) öne çıkan grup olurken bunu nanofitoplankton (9-3552 mgCm-2g-1) ve pikofitoplankton (1-946 mgCm-2g-1) takip etmiştir. Denemelerde CO2 konsantrasyonunun artışına bağlı olarak birincil üretim miktarlarının da arttığı tespit edilirken sıcaklık-CO2 ilişkisi incelendiğinde ise sinerjik bir etkinin meydana geldiği tespit edilmiştir. Pigmente dayalı olarak hesaplanan fitoplankton boy grupları arasında bölgede genel anlamda mikrofitoplankton (%9-93) baskın bir yapı sergilerken, bunu nanofitoplankton (%1-77) ve pikofitoplankton (%3-75) takip etmiştir. Mikroskobik hücre sayımları sonucunda istasyonlarda toplam 122 adet fitoplankton türü tespit edilmiştir. Tespit edilen türlerden 66'sını Dinophyceae türleri, 50'sini Bacillariophyceae türleri ve 6'sını diğer taksonomik gruplar oluşturmuştur. Bu çalışma ile besin zincirinin temelini oluşturan fitoplankton boy gruplarının öngörülen iklim senaryoları karşısında birincil üretim miktarlarının nasıl değişeceği belirlenmiş ve ve dünya denizleri içerisinde özel bir yeri olan Karadeniz ekosisteminin verimliliği hakkında ileriye dönük projeksiyonlar üretilmesine katkı sağlamıştır.

Abstract:
In the present study, the effects of CO2 enrichment (360 ppm, 600 ppm, 760 ppm) and temperature changes (ambient and above +3ºC) on phytoplankton primary production and community structure were investigated for the first time in natural phytoplankton samples with seasonal incubation experiments between November 2021 and November 2023 in the south-eastern Black Sea ecosystem. In addition, size fractionated primary production (picophytoplankton, nanophytoplankton and microphytoplankton) was determined by C-14 incubation experiments. This revealed the contribution of different size classes to primary production on a seasonal scale, and how the rate of primary production varies with both phytoplankton biomass and changes in CO2 and temperature. Seasonal samplings and incubation experiments were carried out at 2 different stations (coastal and offshore) at 10 m depth. During the project period, total primary production ranged from 41 to 8553 mgCm-2d-1. In terms of phytoplankton size classes, microphytoplankton was the prominent group with the highest primary production (6-6410 mgCm-2d-1), followed by nanophytoplankton (9-3552 mgCm-2d-1) and picophytoplankton (1-946 mgCm-2d-1). The experiments showed that the amount of primary production increased with increasing CO2 concentration, and when the temperature-CO2 relationship was examined, it was found that there was a synergistic effect on primary production rates. Among the phytoplankton size classes calculated based on pigment, microphytoplankton (9-93%) was dominant in the region, followed by nanophytoplankton (1-77%) and picophytoplankton (3-75%). Microscopic cell counts revealed a total of 122 phytoplankton species in the stations. Of the identified species, 66 were Dinophyceae species, 50 were Bacillariophyceae species and 6 were other taxonomic groups. The results of this study showed how the primary production rates of phytoplankton size classes, which form the basis of the food chain, will change in the face of projected climate scenarios and contributed to the production of future projections of the productivity of the Black Sea ecosystem, which has a special place in the world's oceans.