Nitrogen cycling in the Black Sea
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2003
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: YEŞİM ÇOBAN YILDIZ
Danışman: AYŞEN YILMAZ
Özet:Bu çalışma, 1998 - 2001 yıllarında Karadeniz ışıklı tabakasında azota bağlı birincil üretimin mekanizmasını ve azotlu besin tuzlarının dönüşümünü 15N izotop izleme tekniği ile inceleyen, ekosistemin işleyişine yönelik bir araştırmadır. Çözünmüş anorganik azotun fitoplankton tarafından kullanım hızının dikey, günlük ve mevsimsel değişimi ile N03", NO2" ve NH4+ ün birincil üretimdeki göreceli önemi tartışılmıştır. Bunlara ek olarak, NO3" ve NH44" kullanım kinetiği, geri oluşum ve yükseltgenme hızlan çalışılmıştır. N2 gazının yeni azot olarak potensiyel önemi nedeniyle kısıtlı sayıda N2-bağlanma deneyleri de gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalarla birlikte, organik maddenin su kolonu boyunca biyo-kimyasal dönüşümü askıda katı organik maddenin kararlı C ve N izotop oranlarındaki değişimle izlenmiştir. Daha büyük parçacıklar, sediman-kapanı ve yüzey sediman örnekleri de, kısıtlı sayıda olmakla birlikte, azot izotop oranı açısından incelenmiştir. Azota bağlı üretimin Eylül-Ekim 1999'da en yüksek, Mayıs 2001 örneklemesinde ise en düşük seviyede olduğu görülmüştür. Işıklı tabakadaki azota bağlı birincil üretim ortalama hızlan Nisan ve Eylül 1998, Eylül-Ekim 1999 ve Mayıs 2001 döneminde sırasıyla 6.69, 7.38, 9.19 and 2.25 mmol m" gün" olarak hesaplanmıştır. Azot üretimi büyük oranda amoyağa bağlı olarak gerçekleşse de özellikle Eylül-Ekim 1999 döneminde nitratın üretime önemli katkısı olduğu gözlenmiştir. Ne yıllık olarak hesaplanan 'f-oranı' (0.46) ne de 0.22 (Mayıs 2001) ile 0.43 (Eylül-Ekim 1999) arasında değişen ortalama değerler yeni azot girdileri tarafından karşılanabilir görünmektedir. Aradaki farkın ışıklı tabakanın hemen altında oluşan nitrifikasyonun fotosentetik olarak aktif tabakaya NO3" sağlamasıyla kapatıldığı düşünülmektedir. Bu nedenle, Karadeniz'de 'f-oram' kavramının uygulanması dikkat gerektirmektedir. Yüzey sularının çok düşük miktarda çözünmüş anorganik azot içermesi nedeniyle azotlu besin tuzlarının ortamda kalış süresi genellikle bir günden azdır. Fitoplanktonun hem N03" hem NH4+ kullanım eğilimi yüksektir. Ne var ki ortamda düşük konsantrasyonlarda NH4+ bulunması bile NO3" kullanımım baskılayabilmektedir. Işıklı tabakadaki düşük mikrobiyal geri oluşum hızı NH4+ kullanımını ve yükseltgenmesini karşılamaktan uzaktır. Askıda katı organik maddenin C ve N izotop oranlan Eylül-Ekim 1999 ve Mayıs 2001 yıllan için incelenmiştir. Işıklı tabakada izotop oranlan plankton için gözlenen aralıktadır ve mevsimsel değişim azdır. Oksiklinden ve oksijence fakir tabakanın üst derinliklerinden örneklenen askıda katı organik maddenin izotop oranlan, yüksek oranda bozunmuş, lipit fraksiyonlarının baskın olduğu, bozunmadan arta kalan direçli organik maddenin varlığını göstermektedir. Oksijence fakir tabakanın alt derinliklerinden ve oksijensiz tabakaya geçiş aralığından örneklenen askıda katı organik maddenin, kemo-oto- ve -hetero-trofik aktivite sonucu yerinde üretilmiş organik maddeden oluştuğu görülmektedir. Geçiş tabakasındaki bakteriyel üretimin kıyıya yakın bölgelerde daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Bu durum, büyük olasılıkla, oksijenli ve nitratça zengin Akdeniz sularının İstanbul Boğazı yoluyla Karadeniz'in ara tabakasına girmesi sonucu sudaki indirgenme - yükseltgenme koşullarının değişmesi nedeniyle meydana gelmektedir. Anahtar kelimeler: Kara Deniz, azot, karbon, izotop, birincil üretim, askıda katı organik madde