andra lager i oceaner och sjöar
betydelsen av näringsämnen och ljus i den fotoniska zonen
forskning i den fotoniska zonen
resurser
den fotoniska zonen, även kallad den euphotiska eller limnetiska zonen, är den del av en sjö eller ett hav där fotosynteshastigheten är större än andningshastigheten av fytoplankton. Fytoplankton är mikroskopiska växter som lever suspenderade i vattenkolonnen som har liten eller ingen motilitet. De är primära producenter som omvandlar solenergi till energi som lagras i kolhydraternas kemiska bindningar., Kompensationspunkten, där fotosyntes är lika med andning, definierar den nedre gränsen för den fotoniska zonen. Ovanför denna punkt växer fytoplanktonpopulationen snabbt eftersom det finns rikligt med solljus för att stödja snabba fotosynteser. Under kompensationspunkten är intensiteten av solljus för låg och andningshastigheten är snabbare än fotosynteshastigheten. De fotoniska zonerna i världens sjöar och hav är kritiskt viktiga eftersom de primära producenterna som resten av matbanan beror på är koncentrerade i dessa zoner.,
andra lager i oceaner och sjöar
under den fotoniska zonen, i både oceaner och sjöar, är den profundala eller dyspohotiska zonen. I den profundala zonen finns det fortfarande lite ljus, men inte tillräckligt för att stödja fotosyntes. I haven kallas de ännu djupare djupet abyssalzonen. Denna del av havet har praktiskt taget inget solljus, och är vanligtvis djupare än 6,562 ft (2,000 m). Det djupaste lagret av havet, under 19,686 ft (6,000 m), kallas hadalzonen., Alla dessa zoner får ett konstant regn av organiskt skräp och avfall från den fotoniska zonen som fungerar som ett organiskt material för de organismer som lever i de djupare volymerna.
alla dessa är öppna vattenzoner, jämfört med de grunda områdena nära kanterna av oceaner och sjöar, som kallas kust-respektive kustzoner. De flesta av dessa mindre, grunda områden får tillräckligt med solljus för att växtproduktiviteten ska kunna uppstå ner till sjön eller havsbotten.,
betydelsen av näringsämnen och ljus i fotzonen
primärproduktionen i fotzonen påverkas av tre huvudfaktorer—näringsämnen och ljus, som är väsentliga för fotosyntes och betestryck, den hastighet med vilken växterna äts av växtätare. Näringsämnen, särskilt fosfat och nitrat, är ofta knappa i den fotoniska zonen eftersom de används snabbt av växter under fotosyntesen. Externa tillförsel av näringsämnen tas emot genom regn, flod flöde, vittring av stenar och jord och från mänsklig verksamhet, såsom avlopps dumpning., Näringsberikningar sker också genom interna fysiska processer såsom blandning och upprörande av näringsämnen från djupare områden.
När växter i fotzonen växer och reproducerar, konsumeras de av växtätare, som utsöndrar sitt avfall i vattenkolonnen. Dessa avfall och andra organiska partiklar regnar sedan ner i de nedre regionerna och så småningom bosätter sig i sedimentet. Under perioder av resuspension, såsom remixning och upprörande, tas några av dessa näringsrika Material tillbaka till fotzonen., Remixning avser processer där vattnet i en sjö blandas grundligt från topp till botten, vanligtvis genom vindkraften.
Upwellings kan ibland förekomma i kalla sjöar med varma underjordiska fjädrar, men de är mycket viktigare i oceaner. En upwelling är ett område i havet där de djupare, näringsrika vattnen bringas till ytan. Oceanic upwellings kan orsakas när vinden tenderar att blåsa i en konsekvent riktning över ytan av havet., Detta får vattnet att stapla upp i slutet av vindens räckvidd och, genom ackumuleringens stora vikt, trycker ner de djupare volymerna av vatten i den tjocka änden. Detta driver orsakar djupare, nutrientrich vatten att stiga till ytan tillbaka i regionen där vindarna började.
Upwellings kan också orsakas av djupa havsströmmar som drivs uppåt på grund av skillnader i vattentemperaturer. Sådana upwellings tenderar att vara mycket omfattande. Upwellings kan också uppstå på kort sikt när undervattens uplands och seamounts tvingar djupa strömmar till ytan., Oavsett ursprunget till resuspensionshändelsen stimulerar dessa svalare, näringsrika vatten produktiviteten hos fytoplankton i fotzonen. Fotzoner som fylls på med näringsämnen genom antingen upwellings och eller remixinghändelser tenderar att ha mycket hög primärproduktion.
ljus är viktigt för fotosyntesen. Djupet till vilket ljus tränger in i en vattenkolonn kan variera väsentligt i utrymme och tid. Djupet på den fotoniska zonen kan variera från några centimeter till flera hundra meter., Solljus sprids och absorberas av partiklar och upplöst organiskt material i vattenkolonnen, och dess intensitet i vatten minskar med djup. I vissa fall, när näringsämneskoncentrationerna är höga, blir den fotiska zonen grundare. Detta beror på att näringsämnena stimulerar tillväxten av fytoplankton, och dessa celler absorberar sedan mer av solljuset som kommer in i vattenkolonnen och skuggar skikten nedan. Andra områden kan ha mycket djupa fotzoner eftersom näringsämneskoncentrationen är mycket liten och därför är primärproducenternas tillväxt begränsad.,
den ideala konvergensen av tillräckliga näringsämnen och solljus förekommer i relativt få områden i våra hav och sjöar. Dessa områden är dock ytterst produktiva. Till exempel är områden utanför kusterna i Peru, norra Chile, östra Kanada och Antarktis ansvariga för mycket av världens fiskproduktion.
nyckeltermer
Abyssal zone— volym vatten nära botten av havet där det inte finns något solljus, vanligtvis under 6,562 ft (2,000 m).
Kompensationspunkt— den punkt där fotosynteshastigheten bara motsvarar andningshastigheten av fytoplankton., Detta är den nedre gränsen för den fototiska zonen.
eutrofiering— anrikning av naturliga vattenkroppar genom tillsats av näringsämnen, vanligtvis fosfat och / eller nitrat, vilket leder till en överdriven tillväxt av fytoplankton.
Hadal zone— det djupaste lagret av havet, under 19,686 ft (6,000 m).
fotosyntes— processen att omvandla vatten och koldioxid till kolhydrater (sockerarter), med solenergi som energikälla. Syre frigörs under denna process.,
växtplankton— mikroskopiska växter som inte har någon eller liten förmåga att röra sig själva och därför är föremål för spridning genom vattenrörelse.
primärproduktion— produktion av organiskt material (biomassa) av gröna växter genom fotosyntes.
Profundal zon— zon under den fotoniska zonen där det finns lite ljus men inte tillräckligt för att stödja fotosyntes.
forskning i den fotoniska zonen
forskning i den fotoniska zonen är inriktad på tre huvudprioriteringar: eutrofiering av vattenkroppar, grundläggande livsmedels webbforskning och förståelse av näringscykeln., Eutrofiering är anrikning av vattenkroppar genom tillsats av näringsämnen, vilket ofta leder till överdriven växtplanktontillväxt. Eutrofiering är en väl förstådd process, men det är fortfarande ett allvarligt problem i en stor del av världen.
ett annat viktigt område är forskning om baslivsmedel. Många saker återstår att upptäcka när det gäller de relativa rollerna för arter inom vattenlevande livsmedel banor. Den senaste stängningen av fisket utanför östra Kanada exemplifierar vikten av grundläggande förståelse av livsmedelsnät i produktiva fotzoner.,
ett tredje forskningsområde inom den fotoniska zonen innefattar näringscykling inom vattenkroppar. Speciellt i haven är rörelsen av partiklar och näringsämnen med vattenströmmar inte väl förstådd. Sambanden mellan vind, havsströmmar och globala vädermönster ligger i framkant av aktuell forskning.
Se även havszoner.
resurser
böcker
Cousteau, Jacques-Yves. Ocean World Jacques Cousteau: fönster i havet. Världen Förlag, 1973.
Garnisonen, Tom. Oceanografi: en inbjudan till marin vetenskap. 5th ed., Stamford, CT: Thompson/Ernest Cole, 2004.
Thomas, David et al. EDS. Fytoplankton produktivitet: kol assimilering i Marina och sötvatten ekologi. Oxford, STORBRITANNIEN: Blackwell Science Ltd., 2002.
Jennifer LeBlanc