Globaalne fütoplanktoni vähenemine (0)

EESTI MAAÜLIKOOL
Põllumajandus- ja keskkonnainstituut
Rain Annast
Globaalne fütoplanktoni vähenemine
Kursusetöö
õppeaines „ Algoloogia ”
PK.1459
Vee- ja maismaa ökosüsteemide rakendusbioloogia erialal
PKI MAG 423
Tartu 2014
Kreeka keeles tähendab φυτόν (fütos) taime ja πλαγκτός (planktos) ekslevat või triivivat, mis annab kokku ekslev või triiviv taim. Fütoplanktoni osatähtsus maailmameres seisneb selle fotosünteesimise võimes, mille käigus toodetakse ligilähedaselt pool, kogu aastasest maakera esmasest orgaanilise aine biomassist. Taimne plankton on peamiselt toidubaasiks madlamal troofilisel astmel asuvatele organismidele, kellest toituvad kõrgemal toiduahelas olevad organismid, mõjutades seega kogu vee- elustikku . Niimoodi määrab fütoplankton maailma ookeanide kalasaagikuse ülemise piiri ja sealse ökosüsteemi funktsioneerimise. Eelnevat arvestades tuleks fütoplanktoni vähenemis trendi ookeanides tõsiselt võtta, sest selle biotoobiks on õhuke eufootiline, pinnapealne veekiht, kuhu ei mahu iseäranis palju isendeid elama.
20. sajandil Secci kettaga mõõdetud tulemused, seoti kaasaegsemate sateliit mõõtmis tulemustega, mille järgselt loodi mudelid, mis iseloomustasid fütoplanktoni kontsentratsiooni 100 aasta vältel, kuni tänapäevani. Uuringus kasutati Secci kettaga kogutud andmeid ookeanide vee läbipaistvuse kohta alates aastast 1899. ja sateliidiga saadud andmeid alates 1979. aastas. Andmeid uurides täheldati, et fütoplanktoni biomassi vähenemis osakaal on olnud keskmiselt 1% aastas kogu massist ja 1950. aastast tänapäevani on biomass vähenenud 40% võrra. Biomassi vähenemis trendi on rohkem märgata poolaar ja ekvatoriaal piirkondades ning see korreleerub negatiivselt veepinna temperatuuri tõusuga. Tõusev ookeanide temperatuur muudab pinnaveekihid stabiilsemaks ja rahulikumaks, ning vähene vee segunemine ja liikumine vähendab ka toitainete jõudmist fütoplankteriteni.
Tulemuste põhjal sooviti luua mudel fütoplanktoni muutuste kohta tulevikus, kuid hetkel seda teha ei saa, sest usaldusväärsete tulemuste jaoks on vaja andmeid koguda veel pikema aja perioodi kohta kui seda hetkel on võimalik. Lisaks soovitatakse tulevastes mere ja ookeani ökosüsteemide geoloogilistes ja keemilistes aineringete ning veeringluse ja kalanduse uuringutes, arvestada fütoplanktoni vähenemis trendidega. Seetõttu on ookeanide ökoloogiliste muutuste uuringutes fütoplanktonil arvestatav roll, vaatamata selle väikestele mõõtmetele. Kuna klorofülli pigmentide kontsentratsiooni kaudu ookeanides saab hinnata fütoplanktoni biomassi ja produktsiooni, kasutati seda meetodit andmede kogumiseks.
Lisaks laboratoorselt klorofülli sisalduse määramisele mereveest spektrofotomeetri ja fluvomeetriga, ning sateliit kaugseire kaudu, arvutati klorofülli sisaldus ka Secci kettaga mõõdetud sügavustest. Õigete tulemuste saamiseks selekteeriti välja ekslikud ja bioloogiliselt ebatavalised klorofülli tasemed , ning optilised vead põhjustatud mandrilistest ja resuspendeerunud osakestest kuni 25 meetri sügavuses vees või 1 km kaugusel rannast. Andmete koguhulga suuruseks kujunes 445 237 globaalses mastaabis klorofülli tulemust mis olid mõõdetud 1899-st 2009-nda aastani. Mahukam andmete hulk oli saadaval Põhja Atlandi ja Vaikse Ookeani piirkondade kohta. Joonisel 1. on kujutatud in situ ja läbipaistvus meetodil mõõdetud klorofülli seiramiste hulk.
Joonis 1. (b) in situ ja (c) läbipaistvus meetodil seiramiste hulk.
Joonis 2. Keskmine klorofülli kontsentratsioon raku kohta in situ ja läbipaistvus meetodil kokkupanduna.
Joonis 3. Klorofülli muutus 10° X 10° ruudus (n=364). Kollased ja punased ruudud tähistavad klorofülli suurenemist ja sinised vähenemist. Mustade äärtega ruudud omavad statistiliselt olulist muutuste määra (P0.05).
Klorofülli trendide tuletamiseks ookeanides jaotati andmed 10° X 10° kraadisteks ruutudeks ja mudelite abil tehti muutuste analüüs. Analüüsi tulemused näitasid, et fütoplankton on 59 protsendis ruutudega kaetud alas vähenenud. Ruudud kus fütoplankton on suurenenud asusid Vaikse ookeani ida piirkonnas ja India ookeani põhja ja ida aladel. Kõrgematel pikkuskraadidel (>60°) esines kõige intensiivem fütoplanktoni vähenemist tähistav ruutudega kaetud ala (vahemik: 78-80%) (joonis 3.).
Kirjandus:
Daniel G. Boyce, Marlon R. Lewis & Boris Worm . Global phytoplankton decline over the past century. 2010. Nature.