Kuzeydoğu Marmara denizi ve Güneybatı Karadeniz üst tabaka zooplanktonunun zamana bağlı değişimi ve çevresel şartlarla ilişkisi

Abstract

ÖZET Bu tez çalışması kapsamında birbirine komşu olan, ancak oldukça farklı fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklere sahip güneybatı Karadeniz (3) ve kuzeydoğu Marmara Denizi'nde (5) yer alan 8 istasyondan, üç yıl süre ile (Mart 1999-Mart 2002), aylık (3) ve mevsimlik (8) olarak zooplankton örnekleri toplanmış ve üst 1 5 metrelik su kolonunun mesozooplankton tür kompozisyonu, komunite yapısı ve çevresel faktörlere tepkileri incelenmiştir. Zooplankton örneklerinin analizleri sonucunda Marmara Denizi'nde zooplankterlerin daha yüksek bolluk değerleri ile temsil edildiği tespit edilmiştir. Özellikle Marmara Denizi'nde yazın rastlanan düşük klorofil döneminde Penilia avirostris ve Oikopleura dioica bolluklarında gözlenen artış, mikrobiyal döngülerin bu dönemde işlevsel olduğunu ve dolayısıyla çok küçük partiküller üzerinden beslenebilen bu iki türün diğer türler için olumsuz olan şartlan lehlerine çevirdikleri göstermektedir. -20 sene önceki çalışmalarla tez sonuçlan kıyaslandığında, Marmara Denizi üst tabakasının sergilediği büyük değişim daha iyi anlaşılmaktadır. Özellikle Acartia clausi'nin 25 yıllık bir süreç içerisinde diğer kirli bölgelerde olduğu gibi baskın kopepod türü olarak ön plana çıkması, 25 yıl evvel ağustos ayında zooplanktonun sadece %1-2'lik dilimini oluşturan kladoserlerin tezin kapsamına giren üç ağustos ayında toplam zooplanktonun >%90'ını oluşturması ve heterotrofik dinoflagellat Noctiluca scintillans'ın Marmara Denizi'nde ulaştığı yüksek konsantrasyonlar bu denizin ötrofık üst tabakasını yansıtması açısından önemlidir. Yürütülen çok değişkenli analizler sonucunda Marmara ve Karadeniz komunitelerinin iyi bir ayrım gösterdiği tespit edilmiştir. Yazın belli grupların üssel artışlarına bağlı olarak ordinasyon düzleminde mesafeler artarken, biyoçeşitliliğin en yüksek olduğu kasım aylarında iki deniz örneklerin birbirine olan yakınlığı dikkat çekicidir. Tüm MDS eksen değerleri anlamlı zamansal/mekansal kalıplar çerçevesinde dağılım gösterirken, eksenlerin temsil ettiği farklılaşmaya göre sıcaklık, tuzluluk ve klorofil a ile yüksek ilişki gösterdiği tespit edilmiştir. Çevresel faktörler açısından örneklerin sergilediği benzerliği/farklılığı görmek amacıyla yapılan PCA sonucunda istasyonların özellikle tuzluluk ve sıcaklık derecelenmeleri boyunca iki boyutlu düzlemde dağılım gösterdiği görülmüştür. İstasyonların çevresel parametreler açısından sergilediği farklılaşmanın komunitelerin oluşmasına olan etkisi incelendiğinde,ilişki zooplankton komuniteleri üzerine doğrudan etkisi olan üç parametrenin sağladığı ilişkiden daha düşük çıkmıştır. Sonuçlar zooplankton komunitelerinin farklılaşmasının istasyonların çevresel şartlar açısından farklılaşmasından ziyade birkaç çevresel faktörün gösterdiği değişime bağlı olduğunu göstermektedir. Sonuçlar kuzeydoğu Marmara Denizi üst tabakasının güneybatı Karadeniz'in üst 15 metrelik su kolonuna göre daha ötrofik olduğunu göstermektedir. Marmara Denizi bu kritik dönemde yakından izlenmeli ve kirliliğin boyutları daha da artmadan bilimsel önlemler alınmalıdır. Bu bağlamda izleme çalışmaları devam etmeli ve en iyi göstergelerden biri olarak zooplanktonun tepkisi/değişimi de takip edilmelidir. Marmara Denizi'nde yaz aylarında tespit edilen ilginç yapı, piko-nanoplankton türleri ile mikrozooplankton tüketiciler üzerine çalışmalar yapılması gerekliliğini ortaya koymaktadır. Bu konularda edinilecek sonuçlar oldukça karmaşık bir yapı arz eden Marmara ekosisteminin anlaşılması için büyük önem taşımaktadır. ııı

ABSTRACT Zooplankton samplings were carried out for a period of three years (March 1 999-March 2002) monthly (3) and seasonally (8) from 8 stations at two neighboring, but strictly different basins, in terms of physicochemical and biological aspects; the Black and Marmara seas. 160 samples have been evaluated within the thesis and mesozooplankton species composition, community structure and their response to environmental parameters were questioned using univariate and multivariate methods. Analyses of samples point out a great difference in zooplankton abundance between two basins, Sea of Marmara having ~3 fold higher densities. Particularly, cladoceran Penilia avirostris and appendicularian Oikopleura dioica reached higher abundances at the Sea of Marmara during low chlorophyll a-high temperature periods. This pattern is attributed to feeding strategies of the species, both capable of feeding on ultra fine particles, thus enabling them to predominate zooplankton populations during unfavorable periods of the year, via feeding on microbial loop. When historical zooplankton data and results of the thesis are compared, the great fluctuation of the upper layer of the Sea of Marmara is better understood. Acarda clausi a well-known eutrophication tolerant species, dominated copepod and zooplankton fauna of the Sea of Marmara within last three decades. In addition, cladocerans appeared to be occupying 1-2% of zooplankton samples in August 1977, were detected to be comprising >90% of total zooplankton abundance in all three augusts sampled within the thesis. Mean while Noctiluca scintillans, another opportunistic species, reached very high concentrations at the Sea of Marmara. Findings clearly depict trophic state of the upper layer of the Sea of Marmara. Multivariate analysis indicated persistence of distinct communities at both regions. Summer samples were characterized by greater distances on the two-dimensional ordination plane, as a result of the exponential population increase of some species during summer. On contrary, Novembers, characterized by high biodiversity, had minimized distances on the ordination plane, reflecting increased similarity among basins and stations within this period. Separation of samples was also weak among winter samples. All MDS ordinations displayed significant temporal and spatial patterns and are well related to fluctuations in temperature. IVsalinity and chlorophyll a. Differentiation of stations according to environmental parameters were questioned by PCA and multiple regression analyses of MDS and PCA axis scores pointed out that communities are greatly controlled by fluctuations in temperature, salinity and chlorophyll a, rather than differentiation of stations in terms all physicochemical and biological parameters. Results indicate that upper layer of the Sea of Marmara displays more eutrophic characteristics than upper 1 5 meter water column of the Black Sea. Sea of Marmara must be carefully studied by ongoing monitoring studies and response of zooplankters to these changes must be carefully evaluated, as sensitive indicators of ecosystem health. Unique structure of the Sea of Marmara requires immediate attention to ecology of pico- and nanoplankters and microzooplanktonic grazers. Enhanced knowledge on these size classes will be very important in understanding of complex pelagic food web and ecosystem of the Sea of Marmara.