Interrelationships among primary production, chlorophyll and anvironmental conditions in the northern levantine basin

Abstract

ÖZET Levant basenindeki yeni oşinografik araştırmalar, basenin hidrografisi ve sirkülasyonunda yıllar arasında bazı değişiklikler olabileceğini göstermiştir. Bu değişiklikler iklimsel olaylarla bağlantılıdır. Bununla birlikte, basende uzun süre bozulmadan kalabilen küçük ölçekli döngülerin varlığı tespit edilmiştir, Rodos baseni, Kilikya baseni ve Antalya körfezinde 1988 ve 1994 yılları arasında yapılan uzun süreli ve mevsimsel bazdaki araştırmalarda ışıklı tabakada klorofil-a, yerinde fîoresans, çözünmüş besin tuzları, partikül organik madde, fotosentetik aktif ışık, ve birincil üretim gibi parametreler ölçülmüştür. Derin Klorofil Maksimumu(DKM) Kuzey Levant baseninde tüm yıl boyunca bölgeye göre 30 ile 120m arasında gözlenebilen bazen 1 /ig/L'yi aşan konsantrasyonlarda maximum gösteren bir özelliktir. Siklonik bölgelerde DKM, nütrıklm ile çakışırken, anti-siklonik bölgelerde DKM ışıklı tabakanın alt sınırında yer alır. Su kolonunda iklime bağlı olarak özellikle 1992 ve 1993 kış aylarında karışımın kuvvetli olması DKM yapısını bozmaktadır. Bölgede fîoresans maksima genellikle klorofil maksimayı göstermektedir ancak klorofil maksima ve/veya her ikisi çoğunlukla fitoplankton biyomas maksimumunu temsil etmektle birlikte bu herzaman doğru değildir. Bu tür maksimumlar fitoplankton büyümesi için gerekli ışık ve besin tuzu konsantrasyonlarının en uygun şartlarda olduğu derinliklerde oluşmaktadır. Sonuç olarak Kuzey Levant Denizinde birincil üretimi, su kolonunun ışık geçirgenliği, nütrıklın derinliğinin basende farklı olması nedeniyle ışıklı tabakaya besin tuzu sağlanmasındaki değişik prosesler ivve prosesleri etkileyen döngü sistemleri ve dolaşım özellikleri belirlemektedir. Bölgede ortalama ışıklı tabaka derinliği 90m olarak hesaplanmıştır. Su kolonundaki birincil üretim seviyesi oligotrofik yaz koşulları için 38.5, karışımın kuvvetli olduğu kış ayları içinse 457 gC/m^/d olarak verilmiştir. Tabakalaşmanın görüldüğü yaz aylarında maksimum partikül organik madde konsantrasytonu DKM' da gözlenmektedir ve fitoplankton biyomasını temsil etmektedir. Partikül maddedeki C/N, C/P, and N/P oranları farklı kış koşullarında, ışıklı tabakada incelenmiştir. Bu oranların su kolonunda kuvvetli karışımın olduğu 1992 ve 1993 kışlarında normal Redfield oranından saptığı görülmüştür (örneğin C/N oranı 8'e yükselmiş ve N/P oranı 10'a düşmüştür). Bölgede besin tuzlarınca bağıl olarak zengin derin suların kış karışımı ile ışıklı tabakaya taşınması sonucu oluşan yeni üretim hesaplaman bölgenin daha önce tanımlanan oligotrofik özelliğinin aksine daha üretken ve dinamik bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir. v

ABSTRACT Recent oceanographic surveys in the Levantine Basin have demonstrated interannual variability in the hydrography and basin wide circulation. This variability appears linked to climate events. Generally, stable sub-basin scale gyres and eddies persist over long periods of time. Data from these surveys, carried out in the Rhodes Basin, the Cilician Basin and in Antalya Bay between 1988 and 1994 have generated measurements of the seasonal and/or interannual variation of such biologically related parameters of the euphotic zone as chlorophyll-a, in situ fluorescence, dissolved nutrients, particulate organic matter (C,N,P), photosynthetically active radiation and primary production. Well developed deep chlorophyll maxima (DCM) were a prominent feature of the Northern Levantine Basin throughout almost the whole of each year with concentrations sometimes greater than 1/ng/L at depths ranging from 30-120m. In cyclonic regions the depths of the DCM and the nutricline coincided but in anticyclonic regions The DCM were located at the base of the euphotic zone. Uniform distributions of chlorophyll-a were observed throughout the euphotic zone during the cooler winter conditions such as experienced in 1992 and 1993 winters. Fluorescence maxima were usually chlorophyll-a maxima, and chlorophyll-a maxima were often biomass maxima. Such maxima were often found where light and nutrient conditions favoured growth. The magnitude of the production was determined by IIthe combined effects of the eddy fields, the transportation processes, the extent of light penetration and the variation in nutricline depth. Light intensities indicated that the euphotic zone had an average thickness of 90m in the Northern Levantine Basin. Total carbon production rate for the water column ranged between 38.5 and 457 gC/m^/d respectively for oligotrophic summer conditions and moderately eutrophic cool winter conditions. During seasonal stratification the maximum concentrations of particulate organic carbon,nitrogen and phosphorus were generally found at the depths of the DCM. The C/N, C/P and N/P ratios were determined in the particulate matter of the euphotic zone for different winter conditions. The C/N, C/P and N/P ratios deviated from normal Redfield ratios (e.g. C/N ratio increased up to 8, N/P ratio decreased down to 10) when nutrient dynamics modified the availability of nutrients by strong mixing conditions during 1992 and 1993 winters. Estimates of the new production generated by the deep convective mixing showed the region to be moderately fertile in contrast to the previous classification of the eastern Mediterranean as oligotrophic. Ill