Analyses of ecosystem-primary production interactions in the Northern Levantine basin

Abstract

Kuzey Levant Baseni'nde değişik ekosistem özelliklerine sahip 3 bölgenin birincil üretimi ve bu bölgelerdeki besin tuzlarının alt trofik seviye üzerindeki kontrol mekanizmalarını analiz etmek ve birbiriyle karşılaştırmak için, SALIHOĞLU, B. et al (2009) (NAGEM) tarafından geliştirilen tek boyutlu, çok değişkenli alt trofik seviye ekosistem modeli kullanılmıştır. ODTÜ DBE veri envanterinden edinilen yaklaşık 26 yıllık data, üzerinde klimatoloji çalışması yapılarak, model sınır koşulları olarak ve model sonuçlarının doğrulanması için kullanılmıştır. Kışın gerçekleşen dikey karışım ve yazın oluşan tabakalaşmanın besin tuzlarının su kolonundaki dağılımı ve dolayısıyla ekosistem yapısındaki değişimlerde çok büyük bir rol oynadığı görülmüştür. Dahası, model sonuçları, her bölgede fitoplankton biokütlesini kontrol eden farklı mekanizmalar olduğunu göstermektedir. Rodos yukarı taşınım bölgesinde yıl boyunca besin tuzu açısından zengin derin suların ışıklı tabakaya taşınmasına bağlı olarak en yüksek yıllık birincil üretim değerleri hesaplanmıştır. Diğer taraftan, bahar ayındaki fitoplankton artışının en güçlü ve en derin olarak Erdemli kıyılarında gerçekleşmesi, bu bölgede bahar ayında artmakta olan nehir girdileriyle ilişkilendirilmiştir. Kış ve ilkbahar sezonlarında ufak artışlar gösterse de Mersin Körfezi açık suları en düşük birincil üretim değerlerine sahiptir. Model sonuçları, bölgeler arasında değişkenlik gösteren besin tuzu bütçeleri sebebiyle bölgelerdeki birincil üretimi sınırlayıcı besin tuzlarında da değişiklikler olabileceğini göstermektedir. 3 alanda da fosfat, birincil üretimi sınırlayıcı besin tuzu olarak bulunsa da, yaz sezonunda Mersin Körfezi açık sularında diatomlar ve ototrofik ökaryotlar için azotun da eş sınırlayıcı besin tuzu olabileceği görülmüştür. Benzer bir sınırlama yaz aylarında Erdemli kıyılarındaki diatomlar için de geçerlidir.

Three areas of different ecosystem characteristics in the Northern Levantine Basin is compared using a 1-D multicomponent lower trophic level ecosystem model developed by SALIHOĞLU, B. et al. (2009) (NAGEM). Main focus was to analyze and compare the carrying capacity (PP) and regulatory mechanisms of the nutrients on lower trophic levels. 26 years' of historical data obtained from METU-IMS data inventory and CORIOLIS was used to form a climatology, to introduce boundary conditions to the model as well as to carry out model skill analyses. At the three sites (Erdemli Times Series, that represents a coastal system, Mersin Bay, that represent offshore waters and Rhodes upwelling area) vertical mixing in winter and stratification in summer are found to play a major role in the distribution of nutrients in the water column resulting shift in ecosystem structure. Furthermore, model results suggest distinct mechanisms that control phytoplankton biomass in each region. In Rhodes upwelling area, highest annual primary production values calculated due to nutrient-rich, deep water carried into the euphotic zone throughout the year. On the other hand, the strongest and deepest spring bloom occurred at Erdemli coasts which are attributed to increasing riverine input to the area in early spring. Offshore waters of Mersin Bay have the lowest productivity throughout the year with minor pulses during winter and spring seasons. The model also suggests alterations on limiting nutrients due to changing nutrient budgets among sites. Even though all areas are found to be limited by phosphate, offshore waters of Mersin Bay are also co-limited by nitrogen for autotrophic eukaryotes and diatoms in the summer season. This limitation also occurs in ETS station for diatom species.