Intensywność procesów. troficznym jezior mazurskich

Transkrypt

1 Zakład Ekologii Mikroorganizmów, Uniwersytet Warszawski ul. Miecznikowa 1, Warszawa Intensywność procesów mikrobiologicznych w gradiencie troficznym jezior mazurskich Ryszard J. Chróst

2 Rola mikroorganizmów planktonowych w obiegu materii organicznej w jeziorach Mikroorganizmy planktonowe aktywnie uczestniczą we wszystkich szlakach krążenia materii organicznej w ekosystemach jeziornych. Kluczowe znaczenie w wykorzystywaniu i mineralizacji materii organicznej mają komponenty pętli mikrobiologicznej

3 Hipoteza W strefie fotycznej pelagialu jezior istnieją wzajemne związki przyczynowoskutkowe pomiędzy stanem troficznym wód a intensywnością i tempem mikrobiologicznych procesów wykorzystywania i przemian materii organicznej

4 Hipoteza Tempo wykorzystywania materii organicznej przez komponenty pętli mikrobiologicznej w strefie fotycznej pelagialu jezior jest jednym z głównych determinantów stanu troficznego wód

5 Hipoteza badawcza (1) Aktywność metaboliczną mikroorganizmów planktonowych i intensywność procesów mikrobiologicznych zależy od: zasobności środowiska w materię organiczną

6 Hipoteza badawcza (2) Od aktywności metabolicznej mikroorganizmów planktonowych i intensywności ich procesów mikrobiologicznych zależy: aktualny stan troficzny ekosystemu jeziornego

7 Hipoteza robocza Stan troficzny jeziora Tempo procesów mikrobiologicznych

8 Cel badań Określenie wybranych parametrów oraz tempa procesów mikrobiologicznych w strefie fotycznej w pelagialu jezior w gradiencie troficznym: produkcja pierwotna fitoplanktonu liczebność i aktywność metaboliczna bakterii aktywność enzymatyczna mikroorganizmów produkcja biomasy bakterii heterotroficznych zapotrzebowanie bakterii na węgiel organiczny konsumpcja bakterii przez pierwotniaki

9 Jeziora o różnym stopniu eutrofizacji na Poj. Mazurskim Teren badań

10 Indeks stanu troficznego badanych jezior hyper eutrofia eutrofia wzrost eutrofii Oligo/mezotrofia

11 Produkcja pierwotna Tempo produkcji pierwotnej fitoplanktonu (A) oraz wydzielania pozakomórkowego DOC (B) rosną wykładniczo wraz ze wzrostem stanu troficznego jezior Wydzielanie pozakomórkowe DOC podczas fotosyntezy fitoplanktonu stanowi większy procent (C) produkcji pierwotnej w jeziorach mniej żyznych

12 Liczebność bakterii Ogólna liczba bakterii jest wprost proporcjonalna do TSI Liczba bakterii aktywnych metabolicznie (komórki z zintegrowanym chromosomem) jest odwrotnie proporcjonalna do TSI

13 Aktywność enzymatyczna mikroorganizmów jest ściśle zależna od TSI jezior Aktywność enzymatyczna bakterii

14 Produkcja bakterii Produkcja wtórna biomasy bakterii wzrasta wykładniczo wraz ze wzrostem stanu troficznego jezior Do produkcji biomasy (PB) bakterie zużywają % Corg. Od 60 70% asymilowanego z wody Corg. bakterie przeznaczają na respirację (R). B BOCD = PB + R Zapotrzebowanie bakterii na Corg. wzrasta wykładniczo w gradiencie troficznym jezior.

15 Efektywność metaboliczna bakterii BEM = BOCD 100% PP BEM Bacterial Metabolic Efficiency BOCD Bacterial Organic Carbon Demand PP Phytoplankton Primary Production Efektywność metaboliczna Corg. przez bakterie heterotroficzne gwałtownie maleje wraz ze wzrostem stanu troficznego jezior

16 Zawartość DOC w pelagialu jezior wzrasta liniowo wraz ze wzrostem indeksu ich stanu troficznego Skutki efektywności metabolicznej bakterii

17 Tempo konsumpcji bakterii przez Protozoa MODEL HILLA x n y = V max kn + x n y tempo konsumpcji bakterii x - liczba bakterii w próbce V max maksymalne tempo konsumpcji bakterii k stała konsumpcji bakterii n parametr określający charakter krzywej

18 Tempo konsumpcji bakterii przez Protozoa Tempo wyjadania bakterii przez Protozoa jest ściśle zależne od TSI. W jeziorach silnie zeutrofizowanych jest nieproporcjonalnie większe aniżeli w mezotroficznych. Procent wyjadanej produkcji bakterii przez Protozoa wzrasta wykładniczo wraz ze wzrostem TSI jezior. Najbardziej efektywnie wyjadana jest biomasa bakterii w jeziorach silnie zeutrofizowanych

19 Aktywność bakterii stan troficzny jeziora tempo aktywności metabolicznej zespołów mikroorganizmów tworzących pętlę mikrobiologiczną reguluje ilość Corg. zużywanego w ekosystemie jeziornym ilość Corg. w jeziorze decyduje o jego aktualnym stanie troficznym i podatności na eutrofizacje

20 KONKLUZJA FINALNA Tempo wykorzystywania materii organicznej przez komponenty pętli mikrobiologicznej w strefie fotycznej pelagialu jezior jest głównym determinantem stanu troficznego wód

21 Wyniki przedstawionych badań zostały opisane w: Chróst R.J. & W. Siuda (2005): Microbial production, utilization, and enzymatic degradation of organic matter in the upper trophogenic water layer in the pelagial zone of lakes along the eutrophication gradient Limnol. Oceanogr. 50(4):