Phytoplankton patchiness around the Göksu river estuary (North-Eastern Mediterranean)

Abstract

Değişken trofik özelliklere sahip su kütlelerinin varlığından kaynaklı fitoplanktonun olası düzensiz dağılımını ortaya çıkarmak için Orta Doğu Teknik Üniversitesi Deniz Bilimleri Enstitüsü'ne ait R / V Bilim-2 araştırma gemisi ile Göksu Nehri ağızında mevsimsel fitoplankton örneklemeleri yapılmıştır. Çalışma kapsamında besin tuzları açısından zengin Göksu Nehri ağzı, ötrofik kıyı, mezotrofik sahanlık ve oligotrofik açık deniz sularını temsilen 51 istasyondan biyolojik, fiziksel ve kimyasal parametreler toplanmıştır. Yıl boyunca, Bacillariophyceae (79), Pyrrophyceae (146), Prymnesiophyceae (16), Cryptophyceae, Chrysophycea, Euglenophycea, Ebriophyceae and Chlorophyceae (her biri tek türle mevcut) sınıflarına ait olmak üzere toplam 289 fitoplankton türü tanımlanmıştır. En yüksek fitoplankton çeşitliliği ilkbaharda saptanırken, sırasıyla kış, yaz ve sonbahar mevsimleri bunu takip etmiştir. Mevsimsel yüzey ortalama hücre bollukları göz önüne alındığında, en yüksek düzeydeki yaz mevsimine ait fitoplankton populasyon bolluğunu (2.3 x 105 hücre / l) sırası ile kış (1.2 x 105 hücre / l), ilkbahar (1.1 x 105 hücre / l) ve sonbahar (2.6 x 104 hücre) izlemiştir. Diyatomların, tüm mevsimlerde dinoflagellatlardan ve diğer gruplardan daha baskın olduğu gözlenmiştir. Besin tuzları açısından zengin Göksu nehri ve Lamas dere suları ile beslenen sığ kıyı bölgelerinde fitoplankton türce zengin ve bol miktarda bulmuştur. Taşucu körfezi yüzey suları, yakındaki Göksu nehrinden doğrudan gelen tatlı su girdileri nedeniyle her mevsimde maksimum hücre yoğunluğuna sahip olmuştur. Spearman-Rank Korelasyon analiz sonuçları, sonbahar mevsiminde yüzey fitoplankton bolluğu ve ortam sıcaklığı (r = 0.675, P <0.01) arasında yüksek düzeyde pozitif korelasyonu ve yüzey tuzluluğu ile negatif korelasyonu (r = -0.398, P <0.01) bunların yanısıra besin tuzları arasında hiçbir korelasyonun mevcut olmadığını göstermiştir. Buna karşılık, kışın sadece besin tuzlarıyla (nitrat, nitrit, silikat) ile oldukça belirgin pozitif ilişkiler saptanmıştır. İlkbaharda ise yüzey tuzluluğu ile yüksek oranda belirgin ters yönlü ilişki (r = -0.806, P <0.01) gösterirken, fosfat, nitrat, nitrit ile oldukça belirgin pozitif ilişkiler göstermiştir. Son olarak, yaz aylarında, fitoplankton bolluğu ile tuzluluk ve sıcaklık arasında oldukça belirgin bir ters ilişki gözlenirken fosfat ile belirgin bir pozitif ilişki (r = 0.283, P <0.01) gözlenmiştir.Pielou'nun endeks değerlerine benzer şekilde Shannon çeşitlilik endeks değerleri ilkbaharda en yüksek olarak bulunmuş olup bunu sırası ile azalarak sonbahar, kış ve yaz mevsimleri izlemiştir. Yapılan çok değişkenli analizler sonucunda, her mevsimde birkaç farklı fitoplankton yama oluşumu saptanmıştır. Sonbahar (10) ve kış aylarında (8) gözlemlenen yama sayısının, ilkbahar (2) ve yaz aylarında (3) gözlemlenenlerden sayıca çok fazla olduğu saptanmıştır. Sonbahar ve kış aylarında gözlemlenen sayıca çok ve karmaşık yapıdaki küçük yama oluşumlarına karşın ilkbahar ve yaz aylarında, yüzey florası, kıyı - açık deniz ve doğu - batı alt popülasyonları olmak üzere iki ana bölüme ayrılmıştır.

Seasonal phytoplankton samplings were made onboard R/V Bilim-2 of the Institute of Marine Sciences of Middle East Technical University around the Göksu river estuary to reveal a possible patchy distribution of phytoplankton due to presence of contrasting water masses with varying trophicity. To achieve this, biological, physical and chemical parameters were collected from 51 stations representing nutrient-rich Göksu river estuary, productive coastal, mesotrophic shelf and oligotrophic offshore waters. Over the year, the total number of 246 phytoplankton species belonging to Bacillariophyceae (79), Pyrrophyceae (146), Prymnesiophyceae (16), Cryptophyceae, Chrysophycea, Euglenophycea, Ebriophyceae and Chlorophyceae (with single species each) were identified. The community was found most diverse during spring followed by winter, summer and autumn. Based on seasonal surface mean cell abundances, summer population abundances (2.3 x 105 cells/l) were exceeded much the winter (1.2 x 105 cells/l), spring (1.1 x 105 cells/l) and lastly autumn (2.6 x 104 cells/l) population densities. Diatoms were observed dominant over dinoflagellates and remaining other groups in all seasons. The population has always found most species diverse and abundant in shallow coastal areas fed by nutrient-rich Göksu River and Lamas creek waters. Taşucu Bay surface waters have retained maximal population densities in all seasons due to direct freshwater inputs from the nearby Göksu River.Based on the Spearman Rank Correlation analysis, highly significant positive correlation between surface phytoplankton abundance and ambient temperature (r = 0.675, P < 0.01) and negative correlation with surface salinity (r = -0.398, P < 0.01) whereas almost no correlation with any of nutrient species were observed in autumn. In contrast, highly significant positive correlations were only present with nutrients (nitrate, nitrite, silicate) in winter. Despite a highly significant negative correlation with salinity (r = -0.806, P < 0.01), highly significant positive correlations with phosphate, nitrate, nitrite were observed in spring. Lastly, in summer, a highly significant negative correlation between phytoplankton abundance and salinity & temperature and a significant positive relationship with phosphate (r = 0.283, P < 0.01) were observed.Similar to Pielous' index values, Shannon diversity index values were found maximal during spring followed in decreasing order by autumn, winter and summer. Multivariate analyses have shown the formation of several distinct phytoplankton assemblages in each season. The number of patches observed in autumn (10) and in winter (8) have exceeded greatly those observed in spring (2) and summer (3). Despite the very complex affinities observed within various minor patches observed in autumn and winter, surface flora has split into two major, namely coastal - offshore, and east - west subpopulations in spring and summer.