Kilikya Baseni (Kuzeydoðu Akdeniz) Sularýnda Ötrofikasyon Ýndikatörü Parametrelerin (TP, DIN, Chl-a ve TRIX) Deðiþimi

Transkript

1 Ekoloji 20, 80, (2011) doi: /ekoloji Kilikya Baseni (Kuzeydoðu Akdeniz) Sularýnda Ötrofikasyon Ýndikatörü Parametrelerin (TP, DIN, Chl-a ve TRIX) Deðiþimi Süleyman TUÐRUL 1, Zahit UYSAL 1, Emine ERDOÐAN 2*, Nebil YÜCEL 1 1Orta Doðu Teknik Üniversitesi, Deniz Bilimleri Enstitüsü P.K. 28, 33731, Erdemli, Mersin- TÜRKÝYE 2Mersin Üniversitesi, Yeniþehir Kampüsü, Su ürünleri Fakültesi, 33169, Mersin-TÜRKÝYE *Corresponding author: emineerdogan@mersin.edu.tr Özet Kuzeydoðu Akdeniz'in Kilikya Baseni kýta sahanlýðý sularý, yoðun nüfus artýþý ve endüstriyel atýksular ve nehir kaynaklý kirleticilerin neden olduðu olumsuz ekolojik deðiþimlerin yanýsýra, atmosferik (yaðmur ve toz) girdilerden birinci derecede etkilenir. Açýk denizle etkileþiminin zayýf ve karasal (nehirler, atýksu) kirleticilerin yoðun baskýsý altýnda olan Mersin Körfezi doðu bölgesinin sýð kýyýsal bölgenin su kalitesini son çeyrek yüzyýlda kötüleþtirmiþ ve ötrofik koþullar geliþmiþtir. Bu çalýþmada, Kasým Eylül 2007 döneminde, TÜBÝTAK projesi kapsamýnda Kilikya baseninde toplam 8 saha çalýþmasýnda ölçülen temel kimyasal parametrelerin zaman ve mekan içinde deðiþimleri deðerlendirilmiþtir. Kýyýsal bölgenin yüzeyden tabana kadar uzanan su kolonu reaktif fosfat (PO 4 3- ) iyonlarýnca her zaman fakirdir (0,02-0,05 μm). Ancak, toplam fosfor (TP) deriþimi kýyýda yüksektir (0,15-0,2 μm); açýk sularda 0,05-0,07 μm seviyesine düþer. Yüzey sularýnda ötrofikasyon göstergesi olarak kullanýlan TRIX indeksi parametresi (çözünmüþ oksijen (%O 2 ), çözünmüþ inorganik azot, TP ve klorofil-a ölçümlerinden hesaplanýr) Mersin Körfezinin açýk sularýnda düþüktür (<2; oligotrofik özellik); Körfezin kirli kýyýsal sularýnda ise 3-6 aralýðýndadýr. Sürekli kirletilen Mersin Limaný-Seyhan deltasý arasý sýð sularda TRIX>4 (mezotrofik özellikten ötrofik duruma yöneliþ) olup, fitoplankton kaynaklý biyokütle yüksektir ve seki disk derinliði yýl boyunca 1,5-3 metre aralýðýndadýr. Ýskenderun iç körfez yüzey sularýnda TRIX<3 ve organik madde kirliliði düþükdür; bu durum iç ve dýþ körfez sularýnýn sürekli etkileþimin içinde olduðunun göstergesidir. Anahtar Kelimeler: Kilikya Baseni, klorofil-a, toplam fosfor, TRIX indeksi. Changes of Eutrofication Indicator Parameters (TP, DIN, Chl-a and TRIX) in the Cilician Basin (Northeast Mediterranean) Abstract Eutrophication processes and changes in coastal ecosystem are determined by the coastal/open sea interactions and rates of nutrient pollution. The Cilician Basin shelf waters are affected not only by intense industrial activities and increased population, but also by complex atmosphere-sea-land interactions. There is a recognizable difference between water qualities of Mersin bay coastal and the Cilician open waters depleted in nutrients. Eutrophic conditions have developed in the eastern bay shallow waters heavily polluted by land-based inputs during the last few decades. In the present study, basic chemical parameters measured seasonally in water column during the 8 field surveys, as a part of TUBITAK project, in the period of November 2005-September 2007, have been evaluated. Cilician coastal waters were always poor in reactive phosphate ( μm) throughout the year. However, there is a distinct decrease and seasonal changes in total phosphorus (TP) levels from the polluted inner bay ( μm) to the Cilician open waters ( μm). The surface TRIX index values, computed from % dissolved oxygen saturation, dissolved inorganic nitrogen, TP and chlorophyll-a concentrations, increase from <2 (oligotrophic property) in the Cilicial open water to levels of 3-6 in the pollutted coastal zone. In the shallow zone between Mersin Harbour and Seyhan delta, where large amounts of nutrients are discharged and TRIX values consistently >4 (showing tendency from mesotrophic to eutrophic propery), biomass level is high and the Secchi Disc depth varies between meters. Ýskenderun inner bay waters have low levels of organic pollution and TRIX<3, indicating mesotrpohic property and the presence of continuous interaction with the outer bay waters during the year. Keywords: Chlorophyll-a, Cilician Basin, total phosphorus, TRIX index. Tuðrul S, Uysal Z, Erdoðan E, Yücel N (2011) Kilikya Baseni (Kuzeydoðu Akdeniz) Sularýnda Ötrofikasyon Ýndikatörü Parametrelerin (TP, DIN, Chl-a ve TRIX) Deðiþimi. Ekoloji 20 (80): Geliþ: / Kabul: No: 80,

2 Ekoloji GÝRÝÞ Ötrofikasyon, sucul ortama verilen besin tuzlarý (çözünmüþ azot ve fosfor bileþikleri) içerikli kirlilik yükünün alýcý ortamýn özümseme kapasitesini aþmasýna baðlý olarak yüzey sularýnda fotosentez kaynaklý aþýrý organik madde birikiminin oluþmasý ve su kalitesinin kötüleþmesidir (Anonymous 1990). Kýyýsal bölgenin yarý kapalý ve sýð olmasý, mevsimsel tabakalaþma ve açýk denizle etkileþimin (akýntý rejiminin) zayýflýðý ötrofikasyona duyarlýlýðý artýran temel faktörlerdir. Kentleþmenin ve tarýmsal faaliyetlerin yoðunlaþtýðý kýyýsal alanlardaki yarý kapalý körfezler ve lagünler ötrofikasyonun öncelikle gözlendiði sucul alanlardýr (Odabaþý ve Büyükateþ 2009). Birincil üretimin sürdüðü ve farklý kaynaklardan besin tuzlarý taþýnýmlarýnýn sýnýrlý olduðu denizlerin yüzey sularýnda bulunan çözünmüþ inorganik besin tuzlarý (nitrit, nitrat, amonyum, fosfat) iyonlarý, genellikle ancak nanomolar (nm) seviyesindedir ve çok hassas yöntemlerle ölçülebilir (Grasshoff ve ark. 1983, Karl ve Tien 1992, Polat ve Tuðrul 1995). Yüzey sularýnda fotosentez yoluyla sürekli tüketilen inorganik azot ve fosfor bileþikleri, ortamda çoðunlukla çözünmüþ organik ve kýsmen de partikül organik azot ve fosfor bileþikleri þeklinde bulunurlar (Polat ve Tuðrul 1995, Herut ve ark. 1999, Krom ve ark. 1999). Deniz ortamýndaki organik madde bolluðu, yüzey sularýnda biyokütle üretimi ve birikimi ile yakýndan iliþkilidir ve ýþýk geçirgenliðini azaltan temel faktördür. Doðu Akdeniz'in derin bölgesinde yüzey sularý dünyanýn besin tuzlarýnca ve plankton biyo-kütlesi yönünden en yoksul (oligotrofik) denizlerindendir (Yýlmaz ve Tuðrul 1998, Krom ve ark. 2004). Ancak, kuzeydoðu Akdeniz'in Kilikya Baseni kýta sahanlýðý sularý, bölgedeki yoðun nüfus artýþý, atýksu deþarjlarý ve nehir kaynaklý kirleticilerin neden olduðu olumsuz ekolojik deðiþimlerin yanýsýra atmosferik (yaðmur ve toz) girdilerden birinci derecede etkilenir (Koçak ve ark 2010). Karasal kaynaklý girdilerin ulaþtýðý Mersin körfezinin doðu bölgesinde, açýk denizle etkileþiminin zayýf olmasý sonucu, sýð kýyýsal deniz ortamý su kalitesinin son çeyrek yüzyýlda bozulmasýna ve ötrofik koþullarýn geliþmesine neden olmuþtur (Doðan-Saðlamtimur ve Tuðrul 2008). Bu çalýþmada, öncelikle Kilikya Baseni kýyý (körfezler) ve açýk bölgelerini kapsayacak þekilde oþinografik istasyon aðý belirlenmiþ (Þekil 1) ve ODTÜ Deniz Bilimleri Enstitüsü'ne ait BÝLÝM- 2 araþtýrma gemisi ile bu istasyonlarda hidrografik ve 34 Tuðrul ve ark. ötrofikasyon indikatörü biyo-kimyasal parametreler mevsimsel sýklýkta ölçülmüþ ve deðerlendirilmiþtir. MATERYAL VE METOT Haritada belirtien noktalarda toplam 8 saha çalýþmasý, Kasým 2005, Mart ve Temmuz 2006, Ocak, Mart, Nisan, Haziran ve Eylül 2007 dönemlerinde yapýlmýþtýr. Biyo-kimyasal analizler için belirlenen derinliklerden 5 litre hacimli PVC Niskin þiþeleri ile deniz suyu örnekleri alýnmýþtýr. Sahadaki hidrografik parametre (tuzluluk, sýcaklýk ve yoðunluk) ölçümleri için Sea-Bird model CTD probu kullanýlmýþtýr. Çözünmüþ oksijen deriþimi, Winkler titrasyon metodu ile ölçülmüþtür. Besin elementleri (nitrat+nitrit, amonyum, o-fosfat ve reaktif silikat) analizinde üç kanallý Technicon AII model oto-analizörü kullanýlmýþtýr. Toplam fosfor ve klorofil-a ölçümlerinde standart yöntemler uygulanmýþtýr (Grasshoff ve ark. 1983, Anonymous 1985). BULGULAR Kuzeydoðu Akdenizde Kilikya baseninin temel hidro-kimyasal özelliklerini anlamak; Ýskenderun ve Mersin körfez sularýnda ötrofik durum tesbiti için Kasým 2005-Eylül 2007 döneminde mevsimsel sýklýkta gerçekleþtirilen toplam 8 saha çalýþmasýna ait bulgular deðerlendirilmiþtir. Karasal girdilerin etkilediði kýyý sularda ötrofikasyon göstergesi olarak izlenen kimyasal parametrelerin (O 2, TP, PO 4 3-, DIN (nitrat + nitrit + amonyum-n toplamý) ve klorofil-a) istasyonlarý Þekil 1'de gösterilmiþtir. Kýyýsal sularda nehir etkisini görebilmek için ilkbahar ve yaz dönemi ölçümlerinin yüzey daðýlýmlarý haritasý Þekil 3-4'te gösterilmiþtir. Farklý mevsimlerde kýyý ve açýk istasyonlarda (8 ve 76 no'lu istasyonlar) ölçülen hidro-kimyasal parametrelerin, derinliðe göre deðiþimleri Þekil 5-6'da gösterilmiþtir. Çözünmüþ Oksijen Kuzeydoðu Akdeniz'in kýyý ve açýk bölge üst tabaka sularý oksijence doygundur (Þekil 5-6). Yaz aylarýnda ýsýnan üst tabakada azalan oksijen, kýþ döneminde, suyun soðumasý ve karýþýmlarla belirgin olarak artmaktadýr. Kasým 2005 döneminde oksijen deriþimi yüzeyde μm aralýðýndadýr; yüzey sularýnýn en soðuk olduðu kýþ sonunda kýyýsal sularda 250 μm üzerine çýkar. Yüzey sularýnýn ýsýnmaya baþlamasýyla, ilkbahardan baþlayarak yaz sonuna kadar 180 μm seviyesine kadar düþer. Mersin Körfezi sularýnda 200 m derinliðe kadar oksijen deðerlerinde belirgin azalým gözlenmemiþtir. Þekil 5-6'dan açýkça görüldüðü gibi oksijenin No: 80, 2011

3 Kilikya Baseni (Kuzeydoðu Akdeniz) Sularýnda Ötrofikasyon... Ekoloji Þekil 1. Kilikya Baseni oþinografi istasyonlarý. Þekil 2. Tüm seferlerde yüzeyde elde edilen litrede fitoplankton hücre sayýmlarýnýn ortalama deðerleri (en küçük daire hücre/litre ve en büyük daire hücre/litre karþýlýk gelmektedir).. Þekil 3. Kilikya baseni yüzey sularýnda bölgesel deðiþim haritalarý. Þekil 4. Kilikya baseni yüzey sularýnda bölgesel deðiþim haritalarý. azaldýðý ara tabakada (oksiklin), inorganik besin tuzlarýnda çok belirgin artýþ gözlenir. Yaz döneminde, termoklin tabakasý altýndaki soðuk sularda (25-50 m arasýnda) oksijen deriþimi artarak en yüksek deðere ulaþýr. Haloklin ve nutriklin ile çakýþan oksijen azalým eðilimi, bölgenin alt tabaka sularýnda μm seviyesine düþer ve daha derine gidildikçe belirgin deðiþim göstermez. Besin Tuzlarý: Mersin körfezinde nehir sularýnýn taþýdýðý besin elementleri (N, P, Si) yüklerinin kýyý sularý üzerindeki etkileri Þekil 3-4'teki yüzey daðýlýmlarýndan açýkça görülmektedir. Kýyýsal yüzel sularýnda tuzluluk azalýrken, nitrat, silikat, toplam fosfor (TP), chl-a deriþimlerindeki artýþlar belirgindir. Bölgenin nehir sularý nitrat ve silikatça zengin, orto-fosfat iyonlarýnca fakir olduðundan (yüksek N/P oraný), bölgenin kýyý ve açýk sularýnda fosfat deriþimi düþüktür (0,02-0,05 μm). Nehir sularýnda TP kirliliði daha belirgin olduðundan; ikbahar-sonbahar döneminde kýyýsal sularda yüksek (0,25-0,5 μm) olan TP'nin (Þekil 3-4), kýyý-açýk etkileþiminin artýþ gösterdiði kýþ döneminde azalarak 0,08-0,11 μm aralýðýnda deðiþtiði gözlenmiþtir. Yaz-sonbahar döneminde nehir sularý debilerinin azalmasý ve taþýnan besin No: 80,

4 Ekoloji Tuðrul ve ark. Þekil 5. Kilikya baseninde Mart ve Haziran 2007'de ölçülen 8 nolu istasyonda ölçülen fiziksel ve kimyasal parametrelerin derinlikle deðiþimleri. tuzlarýnýn kýyýya yakýn sularda fotosentez yoluyla tüketildiðinden, nehir etkisi dýþýndaki açýk bölge yüzey sularýnda nitrat deriþimi düþüktür (0,05-0,15 μm). Mersin Körfezinde kýyýsal bölgeden açýk sulara DIN (nitrat+nitrit+amonyum-n) taþýnýmý çok sýnýrlý olduðundan, DIN/PO 3-4 oraný da kýyýdan açýða doðru belirgin azalýr (Justic ve ark. 1995). Güneþ ýþýðýnýn ulaþamadýðý derin sularda, çözünmüþ oksijen deriþiminin azaldýðý ara tabakada (oksiklin), nitrat deriþiminde hýzlý, sudaki deriþimi çok düþük olan fosfatta zayýf bir artýþ görülmektedir (Þekil 5-6). Nutriklin olarak adlandýrýlan bu tabakadaki inorganik azot ve fosfor iyonlarýnýn artýþýnýn kaynaðý yüzey sularýndan çökelen partikül organik maddenin oksit ortam bakterilerince parçalanmasý ile inorganik besin tuzlarýnýn su fazýnda birikmesidir. Klorofil-a: Iþýklý tabakadaki fotosentez kaynaklý biyokütle göstergesi olan klorofil-a (chl-a) deðerleri, 36 beklenildiði üzere nehir girdilerinin etkilediði kýyýsal sularda belirgin artýþ göstermiþtir (Þekil 3-4). Kýyý yüzey sularýnda 3,5 μg/l seviyesine kadar ulaþan chl-a deriþimi, açýk sularda 0,05 μg/l seviyesine kadar düþen deriþim deðerleri doðu Akdeniz derin bölge özelliklerine yakýndýr. TARTIÞMA Denizlerde çözünmüþ oksijen deriþimini suyun sýcaklýðý, tuzluluðu, organik madde kirliliði ve birincil üretim miktarý ile atmosfer-su etkileþimi gibi temel faktörler belirler. Nehir etkisindeki az tuzlu daha üretken kýyýsal sularda ve termoklin altý soðuk sularda daha yüksek oksijen deriþimi ölçülmüþtür (Þekil 5-6). Kýþ döneminde sularýn soðumasý, üretimin azalmasý ve düþey karýþýmýn etkisiyle yüzeyden m derinliðe kadar ulaþan üst tabakanýn temel hidro-kimyasal özelliklerinde derinlikle deðiþmeyen homojen daðýlým gözlen- No: 80, 2011

5 Kilikya Baseni (Kuzeydoðu Akdeniz) Sularýnda Ötrofikasyon... Ekoloji Þekil 6. Kilikya baseninde Mart ve Haziran 2007'de 76 nolu istasyonda ölçülen fiziksel ve kimyasal parametrelerin derinlikle deðiþimleri. miþtir (Þekil 5-6). Bu tabakanýn altýnda, oksijen derinlikle azalma eðilimi gösterir ve derin sularda (alt tabakada) μm seviyesine kadar düþer (Doðan-Saðlamtimur ve Tuðrul 2008). Bunun nedeni, yüzeyden çökelen partikül organik maddenin (POM) derin sularda oksit ortam bakterilerince parçalanma hýzýnýn fiziksel karýþým/difüzyon yoluyla alt tabakaya oksijen taþýnýmýndan fazla olmasýdýr (Riley ve Skirrow 1975). Akdeniz'in derin sularýnda oksijen deriþimi batýdan doðu basenine doðru artýþ gösterir (Yýlmaz ve Tuðrul 1998, Kress ve ark. 2005). Çünkü doðu Akdeniz üst tabakasýna besin tuzlarý girdisi ve fotosenteze dayalý oganik madde (plankton) üretimi batýya kýyasla daha düþük (oligotrofk özellikte) olmasýdýr. Mersin Körfezi'nde kýyýya yakýn sýð bölgenin taban sularýnda karasal kirlilikten kaynaklanan oksijen azalmasý (doygunluk seviyesi-nin %10-20 altýnda) gözlenmiþtir. Bu oksijen eksikliði kýþ dönemindeki etkin düþey karýþýmlarla ve akýntýlarla dengelenir. Kilikya baseni kýyýsal bölge yüzey sularýnda besin tuzlarý daðýlýmýný öncelikle nehir girdileri belirlemektedir (Þekil 3-4). Fakat, nehir etkisinin çok azaldýðý açýk bölge yüzey sularýndaki plankton üretimi için gerekli besin elementlerinin ana kaynaðý atmosfer (tozlar ve yaðmurlar) yoluyla taþýnanan besin tuzlarý olduðunu ODTÜ-DBE Erdemli bölgesinde yapýlan uzun süreli atmosferik girdi ölçümleri ortaya koymuþtur (Koçak ve ark. 2010). Kilikya basenine atmosfer yoluyla taþýnan azot ve fosfor yükleri nehirlerin toplamýndan oldukça fazladýr. Ancak, nehir girdileri öncelikle kýyýsal alaný beslerken, atmosferik girdiler tüm doðu Akdeniz yüzey sularýný etkilemektedir. Seyhan ve Ceyhan nehir sularýnýn yoðun etkisinde kalan kýyýsal alanda yüzey suyu tuzluluðu No: 80,

6 Ekoloji Tuðrul ve ark. azalýrken, chl-a, nitrat ve TP deþimlerinde belirgin artýþ vardýr. Bu parametrelerin ölçülen maksimum deðerleri yüzey daðýlým haritalarý (Þekil 3-4) altýnda verilmiþtir. Kýyý etkisi dýþýnda kalan alanlar ise Doðu Akdeniz'in oligotrofik özelliðini yansýtmaktadýr (Þekil 3-4). Kýyýsal bölge su kolonunda belirgin deðiþim göstermeyen inorganik besin tuzlarý, derin sularda metrenin altýnda artýþ gösterir (Þekil 5-6). Nutriklin olarak bilinen bu artýþ tabakasýnda nitrat ile fosfat deriþimlerinin farklý derinliklerde artmaya baþlamasý yüzünden bu tabakanýn üst sýnýrýnda N/P oraný 50'nin üzerine yükselir. Besin tuzlarý artýþýn durduðu derin sularda N/P oraný seviyesine kadar azalýr ve doðu Akdeniz açýk sularýndaki gözlemlerle çok uyumludur (Yýlmaz ve Tuðrul 1998, Ediger ve ark. 2005, Çoban-Yýldýz ve ark. 2006). Doðu Akdeniz'de, özellikle atmosfer ölçümleri ve nehir girdilerinde ve alt tabaka sularýnda N/P oranýnýn, Redfield oraný olarak bilinen klasik N/P= 16'lýk deðerinden oldukça yüksek olmasý, bölgenin yüzey sularýndaki birincil üretimin ortamdaki reaktif fosfat iyonlarýnca öncelikle kontrol edildiðini iþaret etmektedir (Krom ve ark. 2005, Koçak ve ark. 2010; Krom ve ark. 2010). Kýta sahanlýðý sularýnda yapýlan C-14 eklemeli biyodeneyler bu görüþü desteklemektedir (Eker Develi ve ark. 2006a). Öncelikle atmosferik taþýnýmlarla beslenen açýk deniz yüzey sularýnda Chl-a deriþimi 0,02 μg/l seviyesine kadar düþer ve açýk deniz deðerleri ile uyumludur (Þekil 3-4). Nehir etkisinde kalan sýð kýyý sularda (derinlik <20) Chl-a deriþimi 0,5-3,17 μg/l seviyesine kadar artar; sýð su kolonunda homojen daðlýlým göstermiþtir. Ýskenderun Körfezi içinde ve Mersin Körfezi kýyý sularýnda süzülerek analiz edilen partikül organik karbon (POC) deriþimleri yüksektir (6,34-11,6 μm); açýk sularda belirgin düþüþ gösterir (0,89-1,07 μm); bu deðiþim chl-a ile uyumludur. Hesaplanan POC/chl-a oranýnýn yüksek olmasý, Kilikya baseni üst tabakasýnda düþük çökelme hýzý POC döngüsünde heterotrofik aktivitenin önemli rolü olduðuna iþaret etmektedir (Ediger ve ark. 1999, Ediger ve ark. 2005). Benzer sonuçlar kuzeydoðu Akdeniz açýk sularýnda geçmiþ yýllarda yapýlan POC ve chl-a bulgularýnda da gözlenmiþtir (Çoban-Yýldýz ve ark. 2000, Ediger ve ark. 2005). Doðu-batý yönlü genel Akdeniz akýntý rejimi yarý kapalý Mersin Körfezi sýð kýyýsal sularýný çok zayýf etkilediðinden, fitoplankton populasyonu yýl boyunca kýyý sularda yüksektir ve ýþýk geçirgenliði 38 çok düþüktür. Kýþ ve ilkbahar baþý döneminde nehirlerin taþýdýðý besin elementleri yükündeki belirgin artýþlarla kýyýsal alan yüzey sularýnda belli bir aklimasyon süreci sonrasý çok yüksek fitoplankton patlamalarý gözlenir (Uysal ve ark. 2003, Yýldýz ve ark. 2006, Eker Develi ve ark. 2006b). Fitoplankton populasyonu kýta sahanlýðý (200 m'den sýð; Þekil 1) yüzey sularýnda en düþük 2,02x10 4 ve en yüksek 2,28x10 6 hücre/litre arasýnda, 200 m'den derin açýk yüzey sularýnda ise 2,38x10 4 ile 5,6x10 5 hücre/litre aralýnda deðiþmiþtir (Þekil 2). Kýta sahanlýðý yüzey sularý ortalama deðeri (3,22x10 5 hücre/litre), açýk bölge ortalama deðerinden (1,28x10 5 hücre/litre) yaklaþýk 2.5 kat daha yüksek bulunmuþtur. Yüzey sularýnda fitoplankton hücre yoðunluðu açýk sular (200 m'den derin) için 1 birim kabul edilirse; göreceli yoðunluk artýþý 200 m altý sularda 2,5, 100 m altý sularda 2,8 ve 50 m'den sýð sularda 2,9 olarak hesaplanmýþtýr. Hücre sayýsý olarak, Mart 2007 haricinde çalýþýlan tüm aylarda Chrysophyta grubu diyatom, dinoflagellatlara oranla baskýn grup olarak bulunmuþlardýr. Bunun nedeni genelde oligotrofik Akdeniz sularýnda boyca küçük kokkolithoforid Emiliana huxleyi (Lohmann) Hay & Mohler III türünün hem kýta sahanlýðýnda hem de açýk sularda baskýn tür olarak bulunmasýdýr. Fitoplankton biyokütlesi açýsýndan bakýldýðýnda ise körfez sularýnda diyatomlar diðer gruplara oranla daha baskýndýr (%70-80) ve körfezde elde edilen daha önceki sonuçlarla uyumludur (Uysal ve ark. 2003, Yýlmaz 2006). Iþýk geçirgenliðinin göstergesi olan Seki disk derinliði (SDD) körfezin açýk sularýnda 25 metre seviyesine ulaþýrken, kirletilmiþ nehir etkisindeki Mersin Körfezi kýyý sularýnda (derinlik <10m) yýl boyunca çok düþüktür (1,5-3 m). Çözünmüþ oksijen (ÇO) deriþimi tuzluluðun düþük ve fotosentezin yüksek olduðu soðuk sularda doygunluk seviyesinin üzerindedir (genellikle >100-%120). Karasal kaynaklý girdilerin etkisinde kalan kýyýsal sularda besin tuzlarý deriþimi belirgin bir þekilde yüksektir. Besin tuzlarý, ýþýk geçirgenliði, çözünmüþ oksijen, klorofil, organik madde deriþimleri, baskýn fitoplankton türleri gibi birçok parametre birlikte ölçülerek kýyý denizlerin denizlerin su kalitesi ve ötrofik durumu hakkýnda yorumlar yapýlabilmektedir. Fosforca fakir Akdeniz kýyý sularýnda ötrofikasyon izleme ve deðerlendirmesi için besin tuzlarý, oksijen, klorofil-a deriþimleri kullanarak, kýyý sularýn su kalitesini aþaðýdaki eþitlik kullanýlarak No: 80, 2011

7 Kilikya Baseni (Kuzeydoðu Akdeniz) Sularýnda Ötrofikasyon... Ekoloji TRIX indeksi deðerleri hesaplamalarý yapýlmaktadýr (Vollenweider ve ark. 1998). TRIX = [log (klorofil-a * %O 2 *DIN*TP) + 1.5] * 0,833 Klorofil-a= Sudaki toplam klorofil-a konsantrasyonu (μg/l); %O 2 = Doygun miktardan sapan mutlak oksijen yüzdesi:[(o 2 (ölçüm) /O 2(doyg.) *100)-100]; DIN= Çözünmüþ inorganik azot, N-(NO 3 - +NO 2 -+NH 4 +), (μg/l); TP= Toplam fosfor (μg/l). Nehir ve atmosferik girdilerinin özellikle kýþilkbahbahar dönemi sonuna kadar belirgin artýþ gösterdiði Kilikya baseni kýta sahanlýðý sularýnda yukarýda sýralanan biyo-kimyasal ölçümlerden TRIX indeksi hesaplamalarý yapýlmýþtýr (Þekil 3-4). Hesaplanan TRIX indeksi, 0-10 aralýðýnda deðiþim gösterir. TRIX<3 deðerleri oligotrofik, 3-4 aralýðý mezotrofik duruma yönelim, <4-6 aralýðý mesotrofik ve TRIX >6 olduðu ortam ise ötrofik özellik göstergesidir. Kilikya kýyý ve açýk sularýnda TRIX deðerleri genellikle 1-3 aralýðýnda hesaplanmýþtýr ve oligotrofik durum göstergesidir. Bu sularda ýþýk geçirgenliði yüksek, besin elementleri ve klorofil deriþimleri düþüktür. Ancak nehir etkisindeki Mersin Körfezi kýyýsal bölge sularýnda (derinlik <10m) TRIX deðerleri özellikle ilkbahar döneminde 4-6 aralýðýndadýr ve Mersin limaný- Seyhan deltasý arasýndaki sýð sularda ötrofik duruma geçiþin varlýðýný iþaret eder. Bu sularda ýþýk geçirgenliði çok düþük (SDD: 1,5-2 m), besin tuzlarýnca, organik madde ve biyo-kütlece zengindir. Açýk denizle etkileþimi zayýf olduðundan yýl boyunca Mersin limaný-seyhan deltasý arasýndaki kýyýsal bölgenin su kalitesinin düzelmediði gözlenmiþtir. Seyhan nehri etkisinin zayýfladýðý (tuzluluk <39,0 psu) bölgede (derinlik m) TRIX deðeri genellikle 2-4 aralýðýndadýr. Nehir debisinin yükseldiði ilkbahar aylarýnda kýyý sularda biyokütle ve partikül madde artýþý olmakta, suyun ýþýk geçirgenliði azalmaktadýr. Klikya açýk sularýnda ise TRIX< 2 olup, doðu Akdeniz sularýnýn doðal özelliklerini temsil ettiði ve kýta sahanlýðý sularýnýn açýk denizle sürekli etkileþim içinde olduðu anlaþýlmaktadýr (Tuðrul ve ark. 2010). Besin tuzlarýnýn girdisinin dar alanlarda etkin olduðu Ýskenderun Körfezinde ise TRIX deðiþkendir. Körfezin doðusunda (iç körfezde) TRIX > 2,5'dir. Orta ve dýþ körfezde ise TRIX genellikle 1-2 aralýðýndadýr ve açýk deniz özelliðini yansýtýr. Açýk deniz ile orta körfezin belirin etkileþim içinde olduðunu gösterir. Mersin körfezinin batýsýndaki Taþucu körfezi bölgesinde ise TRIX 1-3 aralýðýndadýr ve oligotrofik özelliktedir. Göksu nehir sularýnýn Taþucu körfezi üzerindeki etkisi yaðýþlý dönemde artmakla birlikte sýnýrlýdýr. Kilikya baseninde Haziran-Eylül dönemi TRIX deðerleri derin sularda genellikle düþüktür(<2). Ancak, açýk denizle etkileþimin zayýf olduðu Mersin -Seyhan arasý kýyý sularýnda ve Ýskenderun iç körfezde ise karasal girdilerden dolayý TRIX indeksi genellikle 3-6 aralýðýnda deðiþir (Sert 2010). Kýyý ekosistemleri artan insan kaynaklý baskýlar nedeni ile sürekli deðiþim geçirmektedir. Oligotrofik özellikteki doðu Akdeniz sularýnýn temel biyokimyasal özellikleri ve atmosfer kaynaklý taþýnýmlarýn N/P oraný dikkate alýndýðýnda, nehirlerle ve evsel atýklarla kuzeydoðu Akdenize taþýnan fosfor yükünün kontrolü ve azaltýlmasý önceliklidir. Özellikle yarý kapalý ve dýþ denizlerle su deðiþimi sýnýrlý olan sýð Mersin ve Ýskenderun gibi bölgelerin doðal ekolojik özelliklerinin korunmasý ve ötrofikasyon riskini azaltmak için denize taþýnan organik madde ve fosfor yüklerin azaltýlmasýna yönelik gerekli idari ve teknik tedbirlerin alýnmasýna öncelik verilmesi önerilir. TEÞEKKÜR Bu çalýþma TÜBÝTAK tarafýndan desteklenen 104Y277 no'lu araþtýrma projesi kapsamýnda desteklenmiþtir. Saha çalýþmasýna ve kimyasal analizlere katký saðlayan Bilim-2 gemisi ve ODTÜ- DBE teknik personeline teþekkür ederiz. KAYNAKLAR Anonymous (1985) Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. APHA, AWWA, Washington. Anonymous (1990) Final reports on research projects dealing with eutrophication and plankton blooms (Activity H). MAP Technical Reports Series No. 37, UNEP, Athens Çoban-Yýldýz Y, Tuðrul S, Ediger D, Yýlmaz A, Polat SÇ (2000) A comparative study on the abundance and elemental composition of POM in three interconnected basins: the Black, the Marmara and the Mediterranean Seas. Mediterranean Marine Science 1 (1): No: 80,

8 Ekoloji Tuðrul ve ark. Çoban-Yýldýz Y, Fabbri D, Baravelli V, Vassura I, Yýlmaz A, Tugrul S, Eker-Develi E (2006) Analytical pyrolysis of suspended particulate organic matter from the Black Sea water column. Deep-Sea Research Part II-Topical Studies in Oceanography 53: Dogan-Saglamtimur N, Tugrul S (2008) Dogu Akdeniz'de Akarsu Etkisindeki Kiyisal Bolge Sularinin Ozelliklerinin Acik Denizdekiler ile Karsilastirilmasi. Ekoloji 17 (68): Ediger D, Tuðrul S, Polat ÇS, Yýlmaz A, Salihoðlu Ý (1999) Abundance and elemental composition of particulate matter in the upper layer of Northeastern Mediterranean. In: Malanotte-Rizzoli P, Eremeev VN (eds.), The Eastern Mediterranean as a Laboratory Basin for the Assessment of Contrasting Ecosystems, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, Ediger D, Tuðrul S, Yýlmaz A (2005) Vertical profiles of particulate organic matter and its relationship with chlorophyll-a in the upper layer of northeastern Mediterranean. Journal of Marine Systems 55: Eker Develi E, Kideys AE, Tugrul S (2006a) Effect of nutrients on culture dynamics of three marine phytoplankton species. Aquatic Sciences 68: Eker Develi E, Kýdeyþ AE, Tuðrul S (2006b) The role of Saharan dust on phytoplankton dynamics in the northeastern Mediterranean. Marine Ecology Progress Series 314: Grasshoff K, Erhardt M, Kremlin K (1983) Determination of nutrients. In: Grasshoff K, Erhardt M, Kremlin K (eds), Methods of Seawater Analysis, 2 nd ed, Verlag ChemieWeiheim, Germany, Herut B, Zohary T, Robarts RD, Kress N (1999) Adsorption of Dissolved Phosphate onto Loess Particles in Surface and Deep Eastern Mediterranean Water. Marine Chemistry 64: Justic D, Rabalais NN, Turner RE, Dortch Q (1995) Changes in nutrient structure of riverdominated coastal waters: stoichiometric nutrient balance and its consequences. Estuarine and Coastal Shelf Science 40: Karl DM, Tien G (1992) MAGIC: A sensitive and precise method for measuring dissolved phosphorus in aquatic environments. Limnology and Oceanography 37 (1): Kocak M, Kubilay N, Tuðrul S, Mihalopoulos N (2010) Long-term atmospheric nutrient inputs to the Eastern Mediterranean: sources, solubility and comparison with riverine inputs. Biogeosciences Discuss 7: Kress N, Thingstad TF, Pitta P, Psarra S, Tanaka T, Zohary T, Groom S, Herut B, Fauzi R, Mantoura C, Polychronaki T, Rassoulzadegan F, Spyres G (2005) Effect of P and N addition to oligotrophic Eastern Mediterranean waters influenced by near-shore waters: A microcosm experiment. Deep-Sea Research II 52: Krom MD, Cliff RA, Eijsink LM, Herut B, Chester R (1999) The characterisation of Saharan dusts and Nile particulate matter in sediments from the Levantine Basin using Sr Isotopes. Marine Geology 155: Krom MD, Herut B, Mantoura RFC (2004) Nutrient budget for the Eastern Mediterranean: Implications for phosphorus limitation. Limnology and Oceanography 49 (5): Krom MD, Woodward EMS, Herut B, Kress N, Carbo P, Mantoura RFC, Spyres G, Thingstad TF (2005) Nutrient cycling in the south east Levantine basin of the eastern Mediterranean: Results from a phosphorus starved system. Deep-Sea Research II 52: Krom MD, Emeis KC, Van Cappellen P (2010) Why is the Eastern Mediterranean phosphorus limited? Progress in Oceanography 85: Odabasý S, Buyukates Y (2009) Klorofil- a, Cevresel Parametreler ve Besin Elementlerinin Gunluk Degiþimleri: Saricay Akarsuyu Ornegi (Canakkale, Turkiye). Ekoloji 19 (73): Polat C, Tugrul S (1995) Nutrient and organic carbon exchanges between the Black and Marmara Seas through the Bosphorus Strait. Continental Shelf Research 15 (9): Riley JP, Skirrow G (1975) Chemical Oceanography. Academic Press, London. Sert MF (2010) Determination of Total Nitrogen and Total Phosphourus in the North Eastern Mediterranean Water Column. MSc Thesis, Middle East Technical University, Institute of Marine Sciences, Mersin. 40 No: 80, 2011

9 Kilikya Baseni (Kuzeydoðu Akdeniz) Sularýnda Ötrofikasyon... Ekoloji Tuðrul S, Erdoðan E, Sert F, Baþtürk Ö (2010) Mersin Körfezi Kýyý Þeridinde Ötrofikasyon Seviyesinin Ýncelenmesi. In: Balas L (ed), Türkiye'nin Kýyý ve Deniz Alanlarý VIII. Ulusal Kongresi Bildirileri Kitabý, 27 Nisan-1 Mayýs 2010, Trabzon, 3: Uysal Z, Senichkina L, Kuzmenko L, Georgieva L, Altukhov D (2003) Weekly changes in phytoplankton species composition, diversity, abundance, and biomass across the northern Levantine basin shelf waters. In: Yýlmaz A (ed.), Proceedings of the Second International Conference on "Oceanography of the Eastern Mediterranean and Black Sea: Similarities and Differences of Two Interconnected Basins, October Ankara, Vollenweider RA, Giovanardi F, Montanari G, Rinaldi A (1998) Characterization of the trophic conditions of marine coastal waters, with special reference to the NW Adriatic Sea: proposal for a trophic scale, turbidity and generalized water quality index. Environmetrics 9: Yýlmaz A, Tugrul S (1998) The effect of cold- and warm- core eddies on the distribution and stoichiometry of dissolved nutrients in the northeastern Mediterranean. Journal of Marine Systems 16: Yýlmaz D (2006) Temporal variation of Phytoplankton in the nothheastern shelf of Mediterrenean Sea: Composition, pigment signature and produstion. PhD Tehesis, Middle East Technical University, Mersin. No: 80,