Vådere vejr påvirker sammensætningen, antallet af små flodmundinger fytoplankton

Forskning fra North Carolina State University viser, at ekstreme vejrbegivenheder, orkaner og øget nedbør, påvirke både mængden og sammensætningen af ​​picophytoplankton i Neuse River Estuary. Arbejdet er et første skridt i at bestemme, hvordan et vådere klima kan påvirke flodmundingens økosystem.

Picofytoplankton er defineret som ethvert planteplankton, der måler mindre end tre mikrometer i størrelse. Selvom det er godt undersøgt som en del af det oceaniske økosystem og fødenet, picophytoplankton er understuderet i estuarine systemer, selvom de forekommer i betydeligt antal inden for disse miljøer.

"Pikofytoplankton er vigtige primære producenter i akvatiske økosystemer, " siger Ryan Paerl, assisterende professor i marine, jord- og atmosfæriske videnskaber og hovedforfatter af forskningen. "De giver mad til større mikroorganismer, spille en rolle i kulstofbinding og cykling, og er vagtposter med god økosystemsundhed. Så forståelsen af ​​virkningen af ​​moderate til ekstreme nedbørshændelser på disse mindste medlemmer af økosystemet giver os en mere fuldstændig fornemmelse af stormenes påvirkning på flodmundinger og livet i dem."

Paerl og hans team gennemførte en undersøgelse af antallet og sammensætningen af ​​picophytoplankton i Neuse-flodens udmunding - en vigtig komponent i den næststørste flodmunding i det nedre USA - fra juli 2017 til december 2018, tage månedlige eller anden månedlige prøver på 11 steder langs flodmundingen og bruge flowcytometri til at identificere mængden og sammensætningen af ​​picophytoplankton.

Under "stabile" forhold - varme, solrigt vejr - picophytoplankton blev fundet i koncentrationer på 1 million celler pr. milliliter. Imidlertid, øget nedbør generelt og ankomsten af ​​orkanen Firenze i september 2018 havde enorme konsekvenser for picophytoplanktonet i flodmundingen, reducere antallet mindst tusind gange, til 1, 000 celler pr. milliliter eller færre.

Sammensætningen af ​​picophytoplankton ændrede sig også efter disse ekstreme vejrbegivenheder, fra primært cyanobakterier til primært picoeukaryotisk planteplankton (PEUK).

"Vi så, at nedbør og deraf følgende øget flodstrøm virker som en slange på disse picophytoplankton, skylle dem ud af flodmundingen, " siger Paerl. "Så har PEUK'erne mini-blomstrer efter skyllebegivenhederne. De klarer sig rigtig godt og vokser meget hurtigt efter forstyrrelser. Den gode nyhed for fødenettet er, at PEUK'er ofte kan producere fremragende næringsstoffer, som fedtsyrer, og PEUK'er er eftertragtede byttedyr, så deres vækst og forbrug kunne give fødenettet et hurtigt skud efter disse begivenheder."

Da nyere klimarapporter forudsiger vådere vejr i det sydøstlige USA, forskerne mener, at PEUK'erne kan blive vigtigere spillere i flodmundings økosystemer, end de er i øjeblikket.

"Pikofytoplankton udgør i gennemsnit 40% af al planteplanktonbiomasse i Neuse-flodens udmunding, og det tal kan være over 70 % i stabile varme sommermåneder, " siger Paerl. "Og disse picophytoplankton er virkelig påvirket af storme - selv dem, der ikke er orkanstyrker. Resultatet er et skift i koncentration og befolkning, der kan have langsigtede effekter på fødevæv og biokemi i flodmundingen."

Værket optræder i Videnskabelige rapporter og blev udført i samarbejde med UNC-Chapel Hill Institute of Marine Sciences (UNC-IMS) Neuse River Estuary Modeling and Monitoring Project (ModMon), som ledes af Hans Paerl og støttes af North Carolina Department of Environmental Quality, samt Nedre Neusebassinforeningen. Tidligere NC State kandidatstuderende Rebecca Venezia og nuværende Ph.D. studerende Joel Sanchez bidrog også til arbejdet.