Einfluss der Nahrungskette auf Phytoplankton-Population
Neue Erklärung für hohe Phytoplankton-Konzentrationen in Küstengewässern der Nordsee
Das häufige Auftreten von Phytoplankton in Küstengewässern der Nordsee lässt sich auch durch Beziehungen innerhalb der Nahrungskette erklären. Bisherige Annahmen gingen stets von hauptsächlich chemischen und physikalischen Einflüssen aus. Prof. Dr. Kai Wirtz, Leiter der Abteilung Ökosystemmodellierung, hat eine neue Hypothese entworfen, die mit Computersimulationen nachvollziehbar ist.
Unter Einbeziehung zweier zusätzlicher biologischer Faktoren, nämlich „Trübungsfische“ und Virenerkrankungen, passen die Ergebnisse der Modellrechnungen hervorragend zu den beobachteten Daten. Ähnlich wie die trübungsliebenden Jungfische wurden auch Viren schon häufig in Küstengewässern dokumentiert. „Trotz der Übereinstimmung und der Indizien, die dafür sprechen, sind das jedoch nur Hypothesen – die Ergebnisse müssten zunächst in sehr aufwändigen Messreihen und Feldstudien überprüft werden“, erläutert der Wissenschaftler.
==> zur kompletten Pressemeldung HZG
Wirtz, K.W. (2019): Physics or biology? Persistent chlorophyll accumulation in a shallow coastal sea explained by pathogens and carnivorous grazing. PLoS ONE 14(2): e0212143, doi:10.1371/journal.pone.0212143
Abstract:
One of the most striking patterns at the land–ocean interface is the massive increase of chlorophyll-a (CHL) from continental shelves towards the coast, a phenomenon that is classically linked to physical features. Here I propose that the coastal–offshore CHL gradient in a shallow sea has biological origins related to phytoplankton mortality that are neglected in state-of-the-art biogeochemical models. I integrate a trait-based ecosystem model into a modular coupling framework that is applied to the southern North Sea (SNS). The coupled model very well reproduces daily, seasonal and inter-annual (2000-2014) dynamics and meso-scale patterns in macronutrients, zooplankton biomass, and CHL as observed in situ and by remote sensors. Numerical experiments reveal that coast–offshore CHL gradients may predominantly arise from a trophic effect as resolved by an increase in carnivorous grazing towards shallow waters. This carnivory gradient reflects higher near-coast abundance of juvenile fish and benthic filter feeders. Furthermore, the temporal evolution of CHL can be much affected by viral infection as a fast-responding loss process at intermediate to high phytoplankton concentrations. Viral control in the model also prevents excessive and unrealistic blooms during late spring. Herbivores as often only ecological factor considered for explaining the spatio-temporal phytoplankton distribution are in this study supplemented by pathogens as well as pelagic and benthic carnivores as powerful agents, which are barely represented in current modeling but can mediate physical drivers of coastal ecosystems.
