Natural and human induced nutrient impacts on phytoplankton communities in Mersin Bay, Ne Mediterranean

Abstract

Ocak 2014 ile Aralık 2015 tarihleri arasında 8 Erdemli Zaman Serisi (ETS) istasyonlarından alınan aylık örneklemler, heterotrofik bakteriler ve siyanobakterilerin kıyı ve açık sulardaki plankton topluluklarına baskın olduğunu ve bununla birlikte derinlik ve sahile olan mesafeyle azaldığını göstermiştir. Synechococcus'un hücre hacmi sıcaklık ve N:P oranları ile pozitif yönde ilişkili iken heterotrofik bakterilerin hücre hacmi negatif yönde ilişkilidir. Tür bollukları ve N:P oranları arasındaki istatistiksel olarak anlamlı negatif ve pozitif ilişkiler ve iki yıl süresince türler arasında gözlenen geçişler, sınırlamaların türe özgü olduğunu ve P-sınırlaması, N-sınırlaması ve eş-sınırlama arasında geçiş yaptığını göstermektedir. Siyanobakteri ve N:P oranları arasında ortaya çıkan istatistiksel olarak anlamlı pozitif ilişkiler, yüksek azot seviyelerine olan bağımlılıklarını göstermektedir. Mikro fitoplankton türleri, ETS-20 istasyonu ile düşük ancak birbirleri ile yüksek Bray-Curtis-Benzeşmeleri gösteren ETS-100 ve ETS-200 istasyonlarına kıyasla kıyıdaki ETS-20 istasyonunda daha fazladırlar. Lamas Nehri tarafından taşınan besin tuzları, azot açısından artış göstermekte ve dolayısı ile 2003 ve 2007 yıllarındaki son ölçümlere kıyasla N:P oranlarında artış ve Si:N oranlarında düşüş gözlenmiştir. Kıyı ve açık sulardaki topluluklara eklenen mevsimlik nehir suyunun oluşturduğu etki, mevsimselliğin önemli olduğunu, özellikle nano ve mikro fitoplankton türlerinin etkilendiğini ve etkilerin klorofil-a artışında gösterildiğini ortaya koymuştur. Nehir suyu ve sediman ilavesi, diyatom bolluklarının artmasıyla tetiklenen bir klorofil artışına neden olmuştur. Açık su topluluklarındaki klorofil kısmen daha az artmıştır. İnsan kaynaklı besin tuzlarının ilavesi, fitoplankton toplulukları üzerinde daha güçlü bir etki yaratmış ve toplulukları daha ciddi şekilde değiştirmiştir.

Monthly sampling (January 2014 to December 2015) of 8 Erdemli Times Series stations showed that heterotrophic bacteria and cyanobacteria dominate coastal and off-shore plankton communities and decrease with depth and distance to the coast. Cell-volume of Synechococcus was positively correlated with temperature and N:P-ratios while cell volume of heterotrophic bacteria cell was negatively correlated with temperature. Negative and positive significant correlations between species abundances and N:P-ratios, and the shifts from one to the other during the two years indicate that limitations are species-specific and switch among P-limitation, N-limitation and co-limitation. The often occurring positive significant correlations between cyanobacteria and N:P-ratios show their high need of nitrogen. Micro-phytoplankton species are higher abundant in the coastal ETS-20 station than the ETS-100 and ETS-200 stations which showed high Bray-Curtis-Similarities to each other and low similarities with the ETS-20 station. Nutrients carried by the Lamas River increased in nitrogen concentrations, and thus have higher in N:P-ratios and lower in Si:N-ratios than in the previous measurements conducted in 2003 and 2007. The effect of the seasonal river water addition to coastal and off-shore communities revealed that seasonality matters and especially nano- and micro-phytoplankton species are affected and effects are shown in an increase of chlorophyll-a. River water and sediment addition led to an increase in chlorophyll, triggered by an increase in diatom abundances. Chlorophyll in off-shore communities increased slightly less. Human induced nutrient addition led to a stronger effect on phytoplankton communities and altered the communities more severely.