Oceany

Wiadomości podstawowe

Roczny cykl rozwoju fitoplanktonu

W obszarach oceanicznych położonych w umiarkowanych i wysokich szerokościach geograficznych, rozwój fitoplanktonu charakteryzuje się wyraźnie zaznaczonymi fazami, związanymi z poszczególnymi porami roku roku. Jest on kształtowany przez procesy fizyczne, biologiczne i chemiczne.
 

1. Roczny cykl rozwoju fitoplanktonu w obszarach oceanicznych strefy umiarkowanej na półkuli pn. Największy przyrost biomasy planktonu występuje wiosną, kiedy dostępne jest dużo energii słonecznej i składników odżywczych. Wtórne maksimum wystepuje jesienią. Takie znaczne przyrosty biomasy planktonu nazywamy kwitnięciem wód. 
Autor: Lucinda Spokes

Gęstość wody morskiej zależy od jej temperatury i zasolenia. W miarę jak temperatura wody wzrasta wskutek dopływu promieniowania słonecznego, cząsteczki wody zyskują dodatkową energię, zwiększają się odległości pomiędzy nimi i maleje gęstość wody. Kiedy temperatura się obniża, cząsteczki wody tracą energię, są mniej ruchliwe i maleją odległości między nimi. To pozwala na powstanie większej ilości wiązań wodorowych i gęstość wody wzrasta. 

Zasolenie wody jest miarą tego jak wiele soli jest w niej rozpuszczonych. Najpowszechniejszą solą jest chlorek sodu (czyli sól kuchenna), ale istnieje także wiele innych substancji chemicznych, które rozpuszczają się w wodzie morskiej i mają taki sam efekt na zasolenie wody. Parowanie wody z oceanu zwiększa jej gęstość. Dostawa wody z deszczu i rzek zmniejsza gęstość wody morskiej. Wskutek zróżnicowania temperatury i zasolenia oceanu światowego, charakteryzuje się on strukturą warstwową, na którą składają się obszary wodne o różnej gęstości. Wody o niższej gęstości utrzymują się nad wodami o większej gęstości.

Ponieważ pragniemy tu wyjaśnić procesy, które kształtują wzrost fitoplanktonu, skoncentrujmy się na tym w jaki sposób zmiany w dopływie ciepła wpływają na pionową strukturę przypowierzchniowej warstwy oceanu do głębokości kilkuset metrów.
 

Wiosna

Na wiosnę słońce ogrzewa przypowierzchniowe warstwy wody oceanu powodując, że maleje ich gęstość. Ta ciepła woda utrzymuje się ponad warstwą zimniejszą i gęściejszą. Obie warstwy prawie zupełnie się ze sobą nie mieszają. Oznacza to, że rozwijający się fitoplankton występuje tylko w wodach powierzchniowych. Ma tutaj sporo światła i składników odżywczych, które zostały wyniesione wraz z wodami głębinowymi podczas zimy. Takie warunki są idealne dla rozwoju fitoplanktonu. Zwiększa się znacząco biomasa fitoplanktonu i nazywamy to kwitnięciem wody.  
 

Lato

Rozwijając się fitoplankton zużywa składniki odżywcze zawarte w wodach powierzchniowych. Ponieważ wody te prawie nie mieszają się z wodami znajdującymi się poniżej, fitoplankton przestaje się rozwijać kiedy wyczerpią się wszystkie dostępne składniki odżywcze. Remineralizacja składników odżywczych w wodach powierzchniowych i dostawa składników odżywczych z atmosfery umożliwiają rozwój fitoplanktonu, ale jest on znacznie mniejszy niż to ma miejsce na wiosnę. Lato nie jest okresem dużej aktywności biologicznej w wodach oceanicznych w umiarkowanych szerokościach geograficznych.
 

Jesień

Mniejsza dostawa promieniowania słonecznego, spowodowana skracaniem się dnia powoduje, że wody powierzchniowe ochładzają się i ich gęstość wzrasta. Zmniejsza się też różnica w gęstości pomiędzy wodami powierzchniowymi i wodami zalegającymi poniżej, następuje ich mieszanie, ale w niewielkim stopniu. Pozwala to na przeniknięcie wód bogatych w składniki odżywcze do wód powierzchniowych, nadal jest wystarczająca ilość światła do fotosyntezy i dlatego mogą nastąpić niewielkie zakwity wód. 
 

Zima

W zimie dopływ promieniowania słonecznego staję się jeszcze mniejszy, wody powierzchniowe nadal się ochładzają,  gęstniejąc jeszcze bardziej. Pozwala to wodom powierzchniowym mieszać się z wodami zalegającymi poniżej. Powoduje to wyniesienie wód bogatych w składniki odżywcze z głębi ku powierzchni. Chociaż jest wystarczająca ilość składników odżywczych, to nie ma wystarczająco dużo światła aby mogła zachodzić fotosynteza, więc rozwój fitoplanktonu jest niewielki.
 

W obszarach międzyzwrotnikowych opisany cykl roczny nie występuje w sposób tak wyraźny jak w umiarkowanych szerokościach geograficznych. Natężenie promieniowania słonecznego nie zmienia się tam zbytnio w ciągu roku i fitoplankton może się rozwijać przez cały czas.

O tej stronie:

Autor:  Lucinda Spokes - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - Wielka Brytania
1. Recenzent: Prof. Tim Jickells - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - Wielka Brytania
2. Recenzent: Dr Keith Weston - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - Wielka Brytania
ostatnia aktualizacja: 2003-10-16
Tłumaczenie na język polski: Mgr Sebastian Wypych, Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków