Andere Schichten in Ozeanen und Seen
Die Bedeutung von Nährstoffen und Licht in der photischen Zone
Forschung in der photischen Zone
Ressourcen
Die photonische Zone, auch euphotische oder limnetische Zone genannt, ist der Teil eines Sees oder Ozeans, in dem die Photosyntheserate größer ist als die Atmung durch Phytoplankton. Phytoplankton sind mikroskopisch kleine Pflanzen, die in der Wassersäule suspendiert leben und wenig oder keine Beweglichkeit aufweisen. Sie sind Primärproduzenten, die Sonnenenergie in Energie umwandeln, die in den chemischen Bindungen von Kohlenhydraten gespeichert ist., Der Kompensationspunkt, an dem Photosynthese gleich Atmung ist, definiert die untere Grenze der photischen Zone. Über diesem Punkt wächst die Phytoplanktonpopulation schnell, da reichlich Sonnenlicht vorhanden ist, um schnelle Photosyntheseraten zu unterstützen. Unterhalb des Kompensationspunkts ist die Intensität des Sonnenlichts zu niedrig und die Atmungsrate ist schneller als die Photosyntheserate. Die photischen Zonen der Seen und Ozeane der Welt sind von entscheidender Bedeutung, da die Primärproduzenten, von denen der Rest des Nahrungsnetzes abhängt, in diesen Zonen konzentriert sind.,
Andere Schichten in Ozeanen und Seen
Unterhalb der photischen Zone, sowohl in Ozeanen als auch in Seen, befindet sich die tiefgründige oder dyspohotische Zone. In der tiefsten Zone gibt es noch etwas Licht, aber nicht genug, um die Photosynthese zu unterstützen. In Ozeanen werden die noch tieferen Tiefen als Abgrundzone bezeichnet. Dieser Teil des Ozeans hat praktisch kein Sonnenlicht und ist normalerweise tiefer als 2,000 m (6,562 ft). Die tiefste Schicht des Ozeans, unterhalb von 6,000 m, wird als Hadalzone bezeichnet., Alle diese Zonen erhalten einen konstanten Regen von organischen Ablagerungen und Abfällen aus der photischen Zone, die als organisches Material für die in den tieferen Volumina lebenden Organismen dient.
All dies sind Freiwasserzonen, verglichen mit den flachen Gebieten in der Nähe der Ränder von Ozeanen und Seen, die als Küsten-bzw. Küstenzonen bezeichnet werden. Die meisten dieser kleineren, flachen Gebiete erhalten ausreichend Sonnenlicht, damit die Pflanzenproduktivität bis zum See-oder Meeresboden erfolgen kann.,
Die Bedeutung von Nährstoffen und Licht in der Photzzone
Die Primärproduktion in der Photzzone wird durch drei Hauptfaktoren beeinflusst—Nährstoffe und Licht, die für die Photosynthese unerlässlich sind, und Weidedruck, die Rate, mit der die Pflanzen von Pflanzenfressern gefressen werden. Nährstoffe, insbesondere Phosphat und Nitrat, sind in der Photzzone oft knapp, da sie von Pflanzen während der Photosynthese schnell verbraucht werden. Externe Nährstoffeinträge werden durch Niederschlag, Flussfluss, Verwitterung von Gesteinen und Boden sowie durch menschliche Aktivitäten wie Abwasserentsorgung aufgenommen., Nährstoffanreicherungen erfolgen auch durch interne physikalische Prozesse wie Mischen und Upwelling, die Nährstoffe aus tieferen Regionen resus-pend.
Wenn Pflanzen in der photischen Zone wachsen und sich vermehren, werden sie von Pflanzenfressern verzehrt, die ihre Abfälle in die Wassersäule ausscheiden. Diese Abfälle und andere organische Partikel regen sich dann in die unteren Regionen und setzen sich schließlich im Sediment ab. In Zeiten der Resuspension, wie Remixen und Upwelling, werden einige dieser nährstoffreichen Materialien wieder in die photische Zone gebracht., Remixing bezieht sich auf Prozesse, bei denen das Wasser eines Sees gründlich von oben nach unten gemischt wird, in der Regel durch die Kraft des Windes.
Schwellungen können manchmal in kühlen Seen mit warmen unterirdischen Quellen auftreten, aber sie sind viel wichtiger in den Ozeanen. Ein Upwelling ist ein Bereich im Ozean, in dem die tieferen, nährstoffreichen Gewässer an die Oberfläche gebracht werden. Ozeanische Aufstände können verursacht werden, wenn der Wind dazu neigt, in eine konsistente Richtung über die Oberfläche des Ozeans zu wehen., Dies führt dazu, dass sich das Wasser am unteren Ende der Reichweite des Windes ansammelt und durch das bloße Gewicht der Ansammlung auf die tieferen Wassermengen am dicken Ende drückt. Dieses Drücken bewirkt, dass das tiefere, nährstoffreiche Wasser in der Region, in der die Winde begannen, an die Oberfläche steigt.
Aufschläge können auch durch tiefe Meeresströmungen verursacht werden, die aufgrund unterschiedlicher Wassertemperaturen nach oben getrieben werden. Solche Wohnungen sind in der Regel sehr umfangreich. Upwellings können auch kurzfristig auftreten, wenn Unterwasser-Uplands und Seeberge tiefe Strömungen an die Oberfläche zwingen., Unabhängig vom Ursprung des Resuspensionsereignisses stimulieren diese kühleren, nährstoffreichen Gewässer die Produktivität von Phytoplankton in der photischen Zone. Photische Zonen, die entweder durch Upwellings oder Remixereignisse mit Nährstoffen aufgefüllt werden, neigen zu einer sehr hohen Primärproduktion.
Licht ist essentiell für die Photosynthese. Die Tiefe, bis zu der Licht in eine Wassersäule eindringt, kann in Raum und Zeit erheblich variieren. Die Tiefe der photischen Zone kann von einigen Zentimetern bis zu mehreren hundert Metern variieren., Sonnenlicht wird von Partikeln und gelösten organischen Stoffen in der Wassersäule gestreut und absorbiert, und seine Intensität im Wasser nimmt mit der Tiefe ab. In einigen Fällen, wenn die Nährstoffkonzentrationen hoch sind, wird die photische Zone flacher. Dies liegt daran, dass die Nährstoffe das Wachstum von Phytoplankton stimulieren und diese Zellen dann mehr Sonnenlicht absorbieren, das in die Wassersäule eindringt, und die Schichten darunter schattieren. Andere Bereiche können sehr tiefe photische Zonen aufweisen, da die Nährstoffkonzentration sehr gering ist und daher das Wachstum der Primärproduzenten begrenzt ist.,
Die ideale Konvergenz von ausreichend Nährstoffen und Sonnenlicht findet in relativ wenigen Bereichen unserer Ozeane und Seen statt. Diese Bereiche sind jedoch äußerst produktiv. Zum Beispiel sind Gebiete vor den Küsten Perus, Nordchiles, Ostkanadas und der Antarktis für einen Großteil der Fischproduktion der Welt verantwortlich.
KEY TERMS
Abyssal zone— Volumen von wasser in der nähe der boden der ozean, wo es ist keine sonnenlicht, in der regel unten 6,562 ft (2,000 m).
Kompensationspunkt— Der Punkt, an dem die Photosyntheserate nur der Atmung durch Phytoplankton entspricht., Dies ist die untere Grenze der photischen Zone.
Eutrophierung-Die Anreicherung natürlicher Gewässer durch Zugabe von Nährstoffen, meist Phosphat und / oder Nitrat, führt zu einem übermäßigen Wachstum von Phytoplankton.
Hadal zone— Die tiefste Schicht des Ozeans, unterhalb 19,686 ft (6.000 m).
Photosynthese-Der Prozess der Umwandlung von Wasser und Kohlendioxid in Kohlenhydrate (Zucker) unter Verwendung von Sonnenenergie als Energiequelle. Während dieses Prozesses wird Sauerstoff freigesetzt.,
Phytoplankton-Mikroskopische Pflanzen, die keine oder nur geringe Fähigkeit haben, sich selbst zu bewegen, und daher einer Ausbreitung durch Wasserbewegung ausgesetzt sind.
Primärproduktion-Die Produktion von organischer Substanz (Biomasse) durch grüne Pflanzen durch Photosynthese.
Profundal zone— Zone unterhalb der photischen zone, wo es etwas Licht, aber nicht genug, um Unterstützung der Photosynthese.
Forschung in der photischen Zone
Die Forschung in der photischen Zone konzentriert sich auf drei Hauptprioritäten: Eutrophierung von Gewässern, grundlegende Nahrungsnetzforschung und das Verständnis des Nährstoffkreislaufs., Eutrophierung ist die Anreicherung von Gewässern durch Zugabe von Nährstoffen, die oft zu übermäßigem Phytoplanktonwachstum führt. Eutrophierung ist ein gut verstandener Prozess, bleibt aber in weiten Teilen der Welt ein ernstes Problem.
Ein weiterer wichtiger Bereich ist die Erforschung von Grundnahrungsnetzen. In Bezug auf die relative Rolle von Arten in aquatischen Nahrungsnetzen sind noch viele Dinge zu entdecken. Die jüngste Schließung der Fischerei vor Ostkanada veranschaulicht die Bedeutung des grundlegenden Verständnisses von Nahrungsnetzen in produktiven Photonengebieten.,
Ein dritter Forschungsbereich innerhalb der photischen Zone umfasst den Nährstoffkreislauf in Gewässern. Besonders in Ozeanen ist die Bewegung von Partikeln und Nährstoffen durch Wasserströmungen nicht gut verstanden. Die Verbindungen zwischen Wind, Meeresströmungen und globalen Wettermustern stehen im Vordergrund der aktuellen Forschung.
Siehe auch Ozeanzonen.
Ressourcen
BÜCHER
Cousteau, Jacques-Yves. Die Ozeanwelt von Jacques Cousteau: Fenster im Meer. World Publishing Company, 1973.
Garnison, Tom. Ozeanographie Eine Einladung zur meereswissenschaft. 5.Aufl., Stamford, CT: Thompson/Brooks Cole, 2004.
Thomas, David et al. eds. Phytoplanktonproduktivität: Kohlenstoffassimilation in der Meeres-und Süßwasserökologie. Oxford, Großbritannien: Blackwell Science Ltd., 2002.
Jennifer LeBlanc