"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF7787
ETF7787 "Eutrofeerumise ja kliimamuutuste mõju fütoplanktoni protsessidele (1.01.2009−31.12.2012)", Kalle Olli, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond.
ETF7787
Eutrofeerumise ja kliimamuutuste mõju fütoplanktoni protsessidele
Phytplankton response to shifts in nutrient dynamics in the era of climate fluctuations
1.01.2009
31.12.2012
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB260 Hüdrobioloogia, mere-bioloogia, veeökoloogia, limnoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2009−31.12.2009184 320,00 EEK (11 780,20 EUR)
01.01.2010−31.12.2010184 320,00 EEK (11 780,20 EUR)
01.01.2011−31.12.201111 780,40 EUR
01.01.2012−31.12.201211 780,40 EUR
47 121,20 EUR

Läänemere planktoni ökosüsteem on sattunud kahekordse inimsurve alla: (i) eutrofeerumine, (ii) kliima muutustest tingitud mõju. Viimased tähendavad Läänemere valgalal eeldatavalt sademete suurenemist. Suureneb toitainete sissevool jõgedega, väheneb soolsus ning tugevneb soolsuskihistumine. Soolsuse muutus tingib nihkeid elustikus. Meoszooplanktoni osas võib eeldada mageveelisemate vesikirbuliste suuremat domineerimist mereliste aerjalaliste üle. Need kaks Läänemeres domineerivat herbivooride rühma on aga väga erineva toitumisvalikuga ning mis veelgi olulisem - regenereerivad toitaineid väga erinevates suhtproportsioonides. See omakorda mõjutab primaarprodutsentide toitainete kättesaadavust ning võib osutuda kaalukiviks N ja P limitatsiooni vahel. Nii avaldub herbivooride tagasiside eutrofeerumise protsessidele. Mageveekogud, kus domineerivad vesikirbud, on reegline P limiteeritud, mereökosüsteemid, kus domineerivad aerjalalised, on N limiteeritud. Parakdoksaalselt valitseb Läänemeres enamasti N limitatsioon, kuigi jõgedest sissetuleva vee toitainetebilanss (N:P suhe >50) eeldaks selget P limitatsiooni. Me väidame, et eeldatav P limitatsioon ei realiseeru (N limitatsioon on eksperimentaalselt kinnitust leidnud) tänu toiduahelas toimuvatele modifikatsioonidele herbivooride reminaralisatsiooni kaudu. Kui leiavad aset sooslusest tingitud nihked vesikirbuliste ja aerjalaliste domineerimise osas, toimuvad ka muutused N ja P limiatsiooni osas ning see avaldab juba väga olulist mõju fütoplanktoni koosluse struktuurile (s.h. sinivetikate õitsengutele, toksiliste vetikate esinemisele jne). Taotletavas projektis kavatseme analüüsida olemasolevaid andmehulki ning koostöös välispartneritega viia läbi hästi fokusseeritud eksperimente looduslike planktonikooslustega. Viimastel aastatel oleme ühendanud ja ühtlustanud eri riikide fütoplanktoni seire andmebaase. Sellega on esmakordselt võimalikuks saamas üle-Läänemerelise aastakümnete pikkuse (1966-2007) fütoplanktoni andmestiku ( >15000 kvantitatiivse proovi) analüüs. See võimaldab tagasiulatuvalt analüüsida toitainete limitatsiooni ja selle seoseid fütoplanktoni koosluse struktuuriga (sh. sinivetikaõitsengutega). Plaanitavas mesokosm eksperimendis kasutame esmakordselt kunstlikku toitainete limitatsiooni (N või P) kombinatsioonis ettekasvatatud zooplanktoni manipulatsioonidega, näitamaks seost herbivooride rühma ja N või P limitatsiooni vahel.
The plankton ecosystem of the Baltic Sea is under the pressure of two simultaneous anthropogenic pressures: eutrophication and climate change. The predicted runoff changes in the Baltic Sea catchment area, due to climate change, imply decreasing surface salinities potentially favoring increasing dominance of cladocerans over copepods. The basic differences in ecological stoichiometry of these competing mesozooplankton grazer groups translates into differential nutrient export through egestion and mineralization. This trophic feed-back mechanism to eutrophication within the plankton food-web modifies the nutrient loading originating from land sources, and could be an important, yet overlooked mechanism why we empirically witness consistent nitrogen limitation of primary producers in the coastal Baltic Sea (except the Bay of Bothnia), while the N:P ratio of terrestrial loading ( >50) suggests phosphorus limitation. In the era of projected climate change, we predict further shifts in the grazer mediated nutrient limitation patterns in the Baltic Sea. In this project we propose to analyse two extensive data set collections, augmented with carefully designed coastal and laboratory scale experiments with natural and culture plankton communities. We have compiled and harmonised from multinational sources a decadal-scale Baltic-wide phytoplankton monitoring data set ( >15000 phytoplankton samples from 1966 to 2007). Matching up with respective physical-chemical data, the data series is analyzed for trends and possible regime shifts in nutrient limitation and phytoplankton response. An existing data set of 6 large-scale mesocosm experiments with contrasting grazer communities will be analysed for association between functional groups of phytoplankton and dominant grazer type. Finally a set of experiments will be carried out with natural coastal plankton community combining varying degree of N and P limitation with manipulation with pre-cultured grazer types.