ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ KOMİSYONU ÇANAKKALE BOĞAZI FİTOPLANKTON BİYOMASINDA MEYDANA GELEN GÜNLÜK DEĞİŞİMLER

Transkript

1 ÇANAKKALE ONSEKİZ MART ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ KOMİSYONU ÇANAKKALE BOĞAZI FİTOPLANKTON BİYOMASINDA MEYDANA GELEN GÜNLÜK DEĞİŞİMLER 1

2 ÇANAKKALE BOĞAZI FİTOPLANKTON BİYOMASINDA MEYDANA GELEN GÜNLÜK DEĞİŞİMLER PROJE NO: 2002/02 Proje Yürütücüsü MUHAMMET TÜRKOĞLU Yardımcı Araştırıcılar Yasemin ERDOĞAN Selahattin KAYA Mustafa ÜNSAL Ekim 2004 ÇANAKKALE 2

3 ÖNSÖZ Çanakkale Boğazında belirli bir dönemde fitoplankton türlerinin çok kısa zaman periyotlu değişimlerini ve bu değişimler üzerine etkili olan çevresel faktörlerin belirlenmesi amacıyla, söz konusu bölgede seçilen tek bir istasyonda 03 Temmuz 2002 ve 04 Ağustos 2002 tarihleri arasında günün farklı saatlerinde örnekleme yaparak örnekleme periyodu süresince her bir parametre için toplam 99 örnekleme yapılarak boğazın fitoplankton yoğunluğunun ve biyohacminin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada ayrıca sıcaklık, tuzluluk, ÇO, ph, iletkenlik, TDS, TSS, besleyici elementler (nitrit+nitrat, fosfat, silikat) ve klorofil-a düzeyleri de belirlenmiştir. Bu çalışma Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Araştırma Fonu Başkanlığı (BAP) 2002/02 nolu proje tarafından desteklenmiştir. 3

4 İÇİNDEKİLER ÖZET...I ABSTRACT...II ÇİZELGELER...III ŞEKİLLER...IV GİRİŞ...1 MATERYAL VE METOD...5 Örnekleme Periyodu ve Sahası...5 Örneklerin Toplanması, Korunması ve Ölçümler...6 Fiziksel Ölçümler...6 Prob (CTD) Ölçümleri...6 Toplam Askıda Yük...6 Kimyasal Ölçümler...6 Besin Tuzu Ölçümleri...6 Biyolojik Ölçümler...7 Klorofil-a...7 Fitoplankton Yoğunluğu ve Biyo-Hacminin Tayini...7 Verilerin İstatistiksel Açıdan Değerlendirilmesi...8 ARAŞTIRMA BULGULARI...8 Fiziko-Kimyasal Parametreler...8 Fiziksel Parametreler (Sıcaklık,Tuzluluk, ÇO, vs.)...8 Kimyasal Parametreler (Nütrientler, Klorofil-a)...13 Biyolojik Parametreler...17 Fitoplankton Yoğunluğunda Meydana Gelen Değişimler...17 Fitoplankton Biyo-Hacminde Meydana Gelen Değişimler...22 Farklı Taksonomik Grupların Toplam Fitoplanktona Olan Oransal Katkısı...34 Veri Grupları Arasında Oluşan İlişkiler ( Korelasyon )...30 TARTIŞMA SONUÇ...32 KAYNAKLAR

5 I ÖZET Çanakkale Boğazı Fitoplankton Biyomasında Meydana Gelen Günlük Değişimler: Çanakkale Boğazı Yüzey deniz suyunda 03 Temmuz Ağustos 2002 tarihleri arasında günlük ve gün içindeki farklı zaman dilimlerinde (08:00, 13:00 ve 18:00) fizikokimyasal interaksiyonlara bağlı olarak fitoplankton yoğunluğunda ve biyo-hacminde meydana gelebilecek değişimleri belirleyebilmek amacıyla bu araştırma yapılmıştır. Fiziko kimyasal ölçümler, nütrient ve klorofil-a sırasıyla; YSI 556 MPS çoklu prob, Technicon Marka İki Kanallı Oto-Analizör ve spektrofotometrede (Jasco V-530 UV/VIS) ölçülmüştür. Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda, örnekleme süresince ortalama sıcaklık C ( C), tuzluluk ppt ( ppt), ÇO 9.28 mg L -1 ( ,09 mg L -1 ), ph 8.40 ( ), TDS değerleri g L -1 ( g L -1 ), TSS mg L -1 ( mg L -1 ), iletkenlik ms/cm ( ms/cm), sp. iletkenlik ms/cm ( ms/cm), NO - 2 +NO µm ( µm), PO µm ( µm), SiO µm ( µm), klorofil-a µg L -1 ( µg L -1 ) olarak ölçülmüştür. Toplam fitoplankton yoğunluğu ve biyo-hacmi örnekleme süresince sırasıyla 2.86E E+07 hücre L -1 ve 5.98E E+10 µm 3 L -1 arasında değişmiştir. Dinophyceae hücre yoğunluğu ve biyo-hacimleri sırasıyla 0.00E E+05 hücre L -1 ve 0.00E E+10 µm 3 L -1, Bacillariophyceae hücre yoğunluğu ve biyo-hacimleri sırasıyla 4.40E E+07 hücre L -1 ve 1.53E E+10 µm 3 L -1 arasında değişmiştir. Bacillariophyceae ve Dinophyceae dışında kalan diğer taksonomik grupların hücre yoğunlukları ve biyo-hacimleri de sırasıyla 0.00E E+07 hücre L -1 ve 0.00E E+09 µm 3 L -1 arasında değişmiştir. Anahtar Kelimeler: Türkiye, Çanakkale Boğazı, fitoplankton, yoğunluk, biyohacim, nütrient 5

6 II ABSTRACT Daily Changes in Phytoplankton Biomas in Dardanelles: This study was carried out to determine the daily distributions phytoplankton density, bio-volume and chlorophyll-a concentration in relation to the environmental parameters (temperature, salinity, DO, ph, TDS, TSS, conductivity and sp. conductivity surface waters of the Dardanelles between 03 July 2002 and 04 August Average temperature, salinity, DO, ph, TDS, TSS, conduktivity, sp. conduktivity, NO - 2 +NO - 3, PO -3 4, SiO 4 and chlorophyll-a were found to be C ( C), ppt ( ppt), 9.28 mg L -1 ( ,09 mg L -1 ), 8.40 ( ), g L -1 ( g L -1 ), mg L -1 ( mg L -1 ), ms/cm ( ms/cm), ms/cm ( ms/cm), 5.94 µm ( µm), 0.50 µm ( µm), 4.58µM ( µm), µg L -1 ( µg L -1 ) respectively. Total phytoplankton density and bio-volume were calculated as 2.86E E+07 cell L -1 and 5.98E E+10 µm 3 L -1, respectively. Cell density and bio-volume of Dinophyceae were calculated as 0.00E E+05 cell L -1 and 0.00E E+10 µm 3 L -1, respectively. Cell density and bio-volume of Bacillariophyceae were calculated as 4.40E E+07 cell L - 1 and 1.53E E+10 µm 3 L -1,respectively. Except Bacillariophyceae and Dinophyceae, cell density and bio-volume of the other taxonomic groups were calculated as 0.00E E+07 hücre L -1 and 0.00E E+09 µm 3 L -1, respectively. Keywords: Turkey, Dardanelles, phytoplankton, density, biovolume, nutrient 6

7 III ÇİZELGELER LİSTESİ Çizelge dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyundaki sıcaklık, tuzluluk, ph, iletkenlik, spesifik iletkenlik, ÇO, TDS ve TSS düzeylerinin basit istatistiksel sonuçları.9 Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyundaki nitrit+nitrat, fosfat, silikat, klorofil-a değişimlerinin basit istatistiksel sonuçları ve N:P ve S:P oranları 13 Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda farklı taksonomik grupların yoğunluğunda meydana gelen günlük değişimler..17 Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda total fitoplankton yoğunluğunda ve biyo-hacminde meydana gelen günlük değişimler 18 Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda farklı taksonomik grupların yoğunlukları ile ilgili bazı istatistiksel sonuçlar...19 Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda farklı taksonomik grupların biyo-hacimlerindeki meydana gelen günlük değişimler...22 Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda farklı taksonomik grupların biyo-hacimleri ile ilgili bazı istatistiksel sonuçlar.23 Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda farklı taksonomik grupların biyo-hacimlerinin % dağılımlarında meydana gelen günlük değişimler...26 Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda farklı taksonomik grupların yüzde (%) biyo -hacim dağılımları ile ilgili bazı istatistik sonuçlar. 27 Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazında ölçülen fizikokimyasal ve biyolojik parametreler arasındaki korelasyon katsayıları..30 7

8 IV ŞEKİLLER LİSTESİ Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı günlük sıcaklık, tuzluluk, ph, iletkenlik değişimleri 11 Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı günlük sp.iletkenlik, ÇO, TDS ve TSS değişimleri.12 - Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı günlük NO 2 +NO 3, PO 4 3, SiO 4 ve klorofil-a değişimleri.15 Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda Dinophyceae, Bacillariophyceae, diğer taksonomik gruplar ve toplam fitoplankton yoğunluğunda meydana gelen günlük değişimler. 21 Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda Dinophyceae, Bacillariophyceae, diğer taksonomik gruplar ve toplam fitoplankton biyohacminde meydana gelen günlük değişimler 25 Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda farklı taksonomik grupların yoğunluğunda meydana gelen günlük oransal değişimler..28 Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda farklı taksonomik grupların biyohacminde meydana gelen günlük oransal değişimler..29 8

9 1. GİRİŞ Karadeniz ve Akdeniz arasında su akışını sağlayan, Marmara Denizi ve Türk Boğazlar Sistemi ile ilgili 1985 öncesi çok az bilimsel bulgu ve sonuç bulunmaktadır. Çanakkale Boğazı, İstanbul Boğazı ile Marmara Denizinin oluşturdukları sistem Türk Boğazlar Sistemi (TBS) olarak adlandırılır genellikle iki tabakalı akıntı sistemine sahiptirler ( Ozsoy ve diğ., 1986). TBS 40 00', 41 10'N ile 26 15', 29 55'E boylam ve enlemleri arasında yer almaktadır. Çanakkale Boğazı, 62 km uzunluğa ve 1.2 km ile 7 km arasında değişen genişliğe sahiptir. En dar yeri olan Nara Burnu civarında boğaz çok keskin bir kıvrım yapmaktadır. Ortalama derinliği 55 m kadardır. Bu kendine özgü iki tabakalı sistemdeki kısa (mevsimsel) ve uzun vadede (son çeyrek asırdaki) değişimler konusundaki yorumlar, ancak geçmiş dönemlerden kalan çok sınırlı bilimsel verilere dayanmaktadır ten beri düzenli olarak yapılan ölçüm, izleme ve araştırma programlarıyla Marmara Denizi ve Boğazlar sisteminin temel hidrografik ve biyokimyasal özelliklerini ve bunlarda gözlenen mevsimsel değişimlerden bazılarını modellemeye olanak sağlamıştır (Basturk ve diğ.,1990; Besiktepe ve diğ., 1994 ; Özsoy ve diğ., 1986, 1988, 1993, 1994; Polat, 1995 ; Polat ve diğ., 1998 ; Unsal ve diğ, 2003). Marmara Denizi nde bölgesel veya mevsimsel olarak fitoplankton üretimini birinci derecede hangi besin elementinin kontrol ettiği yeterince bilinmemektedir. İzmit Körfezi ve Marmara da yapılan az sayıdaki çalışmalar, farklı dönem ve farklı yerlerde değişik besin tuzlarının birincil üretimi kontrol ettiğini göstermiştir (Morkoç ve diğ., 1997). Çanakkale Boğazı ndan girerek, İstanbul Boğazı alt akıntısıyla Karadeniz e kadar ulaşan Akdeniz kaynaklı tuzlu suların biyokimyasal özellikleri Marmara baseni boyunca çarpıcı değişimlere uğramaktadır (Basturk ve diğ., 1990 ; Tugrul ve diğ., 1995 ; Polat ve Tugrul, 1996; Polat ve diğ,,1998). Bu değişimde Karadeniz den, karasal kaynaklardan ve atmosfer yoluyla Marmara üst tabakaya ulaşan kirleticilerinde ortak katkısı vardır. Ayrıca Çanakkale girişinden sonra yüzeyle teması kesilen Akdeniz sularının çözünmüş oksijen derişiminde %70-80 azalma olmaktadır. Marmara nın alt sularında yetmişli yıllarda beri 8-10 arasında değişen nitrat/fosfat molarite oranı, yüzeyden çöken katı organik maddenin kimyasal kompozisyonu (C:N:P oranı) ile yakından benzerlik gösterir (Polat, 1995 ; Polat ve diğ,, 1998). Bu oranlar fitoplanktonun bilinen (N/P=16) oranından oldukça düşüktür. 9

10 Çanakkale Boğazı bir taraftan Marmara nın az tuzlu yüzey sularını Ege Denizi ne ulaştırırken bir taraftan da tabandaki ters yönlü akıntı ile Akdeniz in tuzlu sularını Marmara ya taşımaktadır. Çanakkale Boğazındaki iki tabakalı akı rejiminin günlük ve mevsimsel değişiklikler gösterdiği bilinmektedir. Marmara yüzey suları Çanakkale nin çıkışına vardığında alt sularla karışır ve tuzluluğu 6-8 ppt kadar artarak kimyasal özelliği de değişmiş olur. Ege den Marmara ya giren sularda ise ppt lik bir azalma gözlenir (Ba sturk ve diğ.,1990 ; Polat, 1995 ). Marmara dan Ege ye akan Karadeniz kaynaklı tuzlu suların ÇO değerleri, Ege denizi girişinde µm aralığında değişmektedir. Ölçülen değerler suyun tuzluluk ve sıcaklık değerlerine bağlı olarak doygunluk seviyesine yakın olup, boğaz boyunca kuzeyden güneye gidildikçe tuzluluk artışına bağlı olarak üst tabaka ÇO değerlerinde azda olsa düşüş gözlenir. Oksijence zengin (ÇO:225µM) olan kuzey Ege nin tuzlu suları, boğaz alt akıntısı ile Marmara ya ulaştığında sahip olduğu ÇO da belirgin düşüşler gözlenir. Çünkü yeni giren bu tuzlu sular, Marmara daki oksijence fakir ve daha yaşlı alt tabaka sularıyla karışarak kuzey doğuya doğru akışını sürdürür. Alt akıntının kuvvetli olduğu dönemlerde oksijen düşüşü azalır. Boğazın Marmara girişine ulaşan Akdeniz suları, yoğunluk farkından dolayı kendinden önce Marmara ya ulaşmış daha yaşlı ve daha düşük ÇO değerine sahip tuzlu sular ile kısmen karışarak tabana çöker (Polat, 1995 ; Tugrul ve diğ., 1995 ; Polat ve Tugrul, 1996; Polat ve diğ, 1998). Çanakkale ve İstanbul Boğazlarındaki iki tabakalı akıntı rejiminin ÇO değerlerinde gözlenen noktasal ve mevsimsel değişimlerim kaynağı karşılaştırıldığında, belirgin benzerlik ve farklılıklar ortaya çıkmaktadır. İki boğazda da üst tabaka akıntı ÇO özelikleri benzerdir. Alt akıntı ÇO değerleri ise farklılıklar göstermektedir. Çanakkale Boğazında güneyden kuzeye gidildikçe ÇO azalırken (Polat ve Tugrul, 1996; Unsal, 2003), İstanbul Boğazında ise bunun tam tersi gözlenmektedir (Polat ve Tugrul, 1996; Tüfekci, 2000). Çünkü Çanakkale de yüzeyden alt sulara belirgin bir ÇO girdisi yokken alt akıntı Çanakkale nin kuzey ucuna ulaştığında, orada bulunan oksijence fakir daha tuzlu sularla karışarak seyreldiği için ÇO değerinde belirgin bir azalma olur (Polat ve Tugrul, 1996; Unsal, 2003). Çanakkale Boğazındaki iki tabakalı akım rejiminin oksijen ile besin tuzları (nitrat, fosfat ve silikat) özellikleri, İstanbul Boğazı ndaki iki tabakalı akıntının kimyasal özelliklerinden belirgin şekilde farklıdır. Çanakkale üst akıntısıyla Marmara dan Ege ye ulaşan Karadeniz kaynaklı suların kimyasal özelliklerinde, Marmara daki birkaç aylık kalış süresinde belirgin değişim olur. 10

11 Çanakkale üst akıntısında nitrat ve fosfat derişimleri yıl boyunca hep düşük seviyelerdedir. Çünkü Karadeniz den ve Marmara nın alt tabakasından üst tabakaya taşınan nitrat ve fosfat iyonları, Marmara yüzey sularında süregelen fotosentez yoluyla sürekli tüketilir. Partikül organik azot ve fosfor bileşiklerine dönüşerek bir kısmı Marmara nın tuzlu alt tabaka sularına çökelir. Geri kalanlar ise Çanakkale Boğazı üst akıntısıyla çözünmüş ve partikül organik azot ve fosfor bileşikleri halinde Kuzey Ege ye taşınır. Üst akıntıda ölçülen nitrat değerleri, arasındaki ölçümlerde µM, fosfat değerleri de µM aralığında değiştiği gözlenmiştir. Bu sonuçlar dönemi bulgularıyla uyumludur (Tu grul ve diğ., 1995; Polat ve Tugrul, 1996). Kış döneminde ölçüm yapılmadığı için en yüksek miktar değerleri kasım ayına aittir. Yüzey sularındaki mevsimsel nitrat artışları on katı olurken, fosfattaki değişimler daha düşüktür. Bu da Marmara da nitrat iyonlarının plankton çoğalmasında kritik rol oynadığını işaret etmektedir. Çünkü üst su N/P oranları çoğunlukla 1-10 aralığında yani normal plankton çoğalması için gereken N/P =16 oranının oldukça altındadır. Kuzey Ege den Marmara ya ulaşan tuzlu sular oksijence zengin fakat besin elementlerince fakirdir. Bu sular İstanbul Boğazına ulaştığında oksijence oldukça fakir fakat fosfat ve nitrat iyonlarınca zenginleşmiş olur. Ege Denizi-Çanakkale kesişim noktasında oksijence zengin alt ve üst tabaka sularında fosfat ve silikat konsantrasyonları genellikle düşüktür. Fakat alt suda bazı dönemlerde özellikle nitrat derişimi en az on kat artmaktadır. Ege sularında ölçülen fosfat değerindeki mevsimsel değişim daha azdır. Bunun nedeni, Çanakkale Boğazı girişine kadar yükselen Ege alt tabaka sularının göreceli olarak daha fazla nitrat içermesi ve nitrat/fosfat oranının oldukça yüksek (>20) olmasıdır. Yüksek N/P oranı, doğu Akdeniz derin sularının genel bir özelliğidir. Çanakkale Boğazı alt akıntısında en düşük 0.1 µm olan nitrat derişimleri, sonbahar-ilkbahar arasında alt suyun özelliklerine bağlı olarak µm seviyesini geçebilmektedir. Nitrat iyonlarının arttığı dönemlerde, Boğazdaki Ege sularının derişimleri 0.02 µm dan µm kadar yükseldiği gözlenmiştir. İstanbul Boğazı üst akıntısında kışın gözlenen yüksek nitratlı ve fosfatlı suları bu arada yoktur. Benzer değişimler, aynı suda ölçülen reaktif silikat değerlerinde de gözlenir, fakat artışların derecesi 2-3 kat mertebesinde kalmıştır (Besiktepe ve diğ., 1994 ; Ozsoy ve diğ., 1986, 1988, 1993, 1994) Çanakkale Boğazı nın Ege girişinde ölçülen nitrat, fosfat ve silikat profilleri (alt sudaki artış dönemleri hariç) derinlikle fazla değişmeyen (ÇO da olduğu gibi) yapısal özellik gösterir. Fakat alt suda nitrat arttığı ve üst sudan çok yüksek olduğu dönemlerde, nitrat profillerinin 11

12 görüntüsü değişir. Boğazın iki ucundaki profiller karşılaştırıldığında belirgin bir bölgesel değişim ortaya çıkar. Çanakkale Boğazı nın Marmara girişinde, iki tabakalı su kütlesinin hidrografik özelliklerine ve alt tabaka sularının karışım derecesine bağlı olarak, besin tuzları profillerinde belirgin değişimler gözlenir. Çünkü Marmara Denizine yeni ulaşan tuzlu Ege suları, besin tuzlarınca fakirdir. Ancak Marmara ya daha önce ulaşan (daha yaşlı) Ege suları, Marmara nın üst tabakasından çöken partikül maddenin parçalanarak yapısındaki azot ve fosfor bileşiklerinin suya çözünmüş iyonlar olarak geçmesi sonucu, besin elementlerince kısmen daha zengindir. Bu iki su kütlesinin karışması sonucu, seyrelen yeni girmiş sularda besin elementleri derişiminde belirgin artışlar gözlenir. ÇO oksijen profilinde olduğu gibi, karışımın homojen olmadığı ara derinliklerde, daha düşük ÇO ölçülen derinliklerde yüksek nitrat ve fosfat bulunur. Marmara nın derin çukurlarına doğru gidildikçe, Boğaz girişinde gözlenen karmaşık besin tuzları profilleri daha sade bir görüntü verir, sonuç olarak Ege den Marmara ya akan Ege nin tuzlu sularında nitrat derişimi genellikle µm, fosfat değerleri ise µm aralığında değişmektedir. Bu konsantrasyon değerleri Marmara dan Karadeniz e akan tuzlu suların sahip olduğu nitrat ve fosfat değerlerinden oldukça düşüktür (Ba sturk ve diğ.,1990 ; Polat, 1995 ; Tugrul ve diğ., 1995). Besleyici elementler, ışık, sıcaklık ile birlikte planktonik organizmaların büyümesi ve dağılımını etkileyen en önemli faktörlerin başında yer alır. Bununla birlikte, tür çeşitliliğine ve kommunite yapısına bağlı olarak bu faktörlerin etki düzeyleri değişebilmektedir. Fitoplanktonik organizmalar yeterli ışığın olduğu bütün sucul ortamlarda bulunabilirler. Fitoplankton besin zincirinin ilk halkasını oluşturması ve kendi organik maddelerini sentezlemesiyle ekosistemde önemli bir role sahiptir (Uysal, 1995; Feyzioğlu, 1996; Turkoglu 1998 ). Komblentz-Mishke ve diğerlerine (1970) e göre güçlü hidrodinamik olayların, nehir girdilerinin ve antropojenik kirliliğin olduğu kıyı sularındaki yüksek üretim büyük fitoplankton hücreleri tarafından oluşturulurken, bir dengenin bulunduğu okyanuslarda ise bu üretim küçük (<5µm) picoplankton hücreleri tarafından oluşturulmaktadır. Tropik okyanus ile neritik sularda net plankton ve nanoplanktonki birincil üretim karşılaştırılmış ve okyanuslarda birincil üretici olarak nanoplanktonik organizmaların net plantonik organizmalardan daha önemli olduğu gösterilmiştir Bununla beraber net plankton oranı neritik sularda okyanus sularına göre daha yüksektir (Malone 1971, 1980). Okyanuslarda fotosentetik gruplar tarafından gerçekleştirilen total net birincil üretim yılda 15-18x10 9 ton C olarak tespit edilmiştir ( Komblentz -Mishke ve 12

13 diğ., 1970). Üretim miktarları bölgesel olarak da farklılıklar göstermektedir. Açık denizlerde yıllık 50 gc/m 2 iken, kıyısal alanlarda gc/m 2, upwelling sahalarda ise gc/m 2 ye kadar çıkmaktadır (Ryther, 1969). Bitkilere yeşil rengi veren klorofil pigmentidir. Bu pigment sayesinde bitkiler havadaki veya sudaki CO 2 i özümlerler. En yaygını klorofil-a olmak üzere klorofil-b, klorofil-c gibi birkaç tür klorofil çeşidi mevcuttur (Baretta -Bekker, J.G. ve diğ., 1992). Tek hücreli ve diğer bitkisel organizmalarda yeşil renkli pigment olan klorofil-a özellikle deniz suyunda fitoplankton konsantrasyonunun bir göstergesidir. Klorofil-a değeri ile birincil üretim ve besin maddeleri arasında doğrudan bir bağlantı söz konusudur. Çanakkale Boğazında Marmara ve Ege çıkış noktalarında yapılmış olan bir çalışmada, boğazın dinamik yapısı itibariyle besin tuzları ve klorofil-a arası her zaman ilişki bulunamamıştır. Çözünmüş oksijen konsantrasyonu genellikle üst tabakalarda daha yüksektir. Klorofil-a değeri ocak ayında maksimum düzeye ulaşmış onu da ekim ayı takip etmiştir. Tüm örnekleme istasyonlarında Diyatom ve Dinoflagellatların sayıları ile klorofil-a değerlerinin yıllık ortalamaları 0-10 metrede, metreye oranla daha yüksek bulunmuştur. Boğazın en ilginç yeri olan Nara Burnu nun kuzeyinde ve güneyindeki çevre koşulları birbirinden çok farklıdır (Unsal ve diğ., 2003). Yukarıdaki çalışmalara paralel olarak 03 Temmuz 2002 ve 04 Ağustos 2002 tarihleri arasında fizikokimyasal değişimlere bağlı olarak fitoplankton yoğunluğunda ve biyo-hacminde meydana gelebilecek günlük ve gün içinde farklı zamanlarda (08:00, 13:00 ve 18:00) oluşabilecek değişimleri belirleyebilmek amacıyla bu çalışma planlanmıştır. 2. MATERYAL VE METOD 2.1. Örnekleme Periyodu ve Sahası tarihleri arasında gerçekleşen bu çalışmada, Çanakkale Boğazı Yat Limanı Dış Bölgesinde (40 o 09 ' 13 '' N, 26 o 24 ' 27 '' E) Boğazın sularını karakterize eden ve aynı zamanda Çanakkale kent atıklarından etkilenen bir bölgede gerçekleştirilmiştir (Şekil 2.1). Bu bölgede belirlenen sadece tek bir istasyonda yüzey sularında günün farklı zamanlarında (08:00, 13:00 ve 18:00 saatlerinde) üç örnekleme olmak üzere bir ay boyunca toplam 99 örnek toplanmıştır. 13

14 Şekil 2.1. Çanakkale Boğazı ve Örnekleme İstasyonu 2.2. Örneklerin Toplanması, Korunması ve Ölçümler Fiziksel Ölçümler Prob (CTD) Ölçümleri Sıcaklık, tuzluluk, ph, iletkenlik, öz iletkenlik, ÇO (çözünmüş oksijen) ve TDS (total çözünmüş solidler) değerleri YSI 556 MPS Çoklu Prob ile örneklerin toplanması sırasında in situ olarak ölçülmüştür Toplam Askıda Yük Deniz suyundaki Toplam Askı Yük ü (TAY) belirlemek amacıyla 0.45 µm göz açıklığındaki Milipor Filtre Kağıtları kullanılmıştır. Etüvde 105 C de 4 saat kurutularak kuru ağırlıkları belirlenen filtre kağıtları kullanılarak 2-3 litre hacmindeki yüzey deniz suyu örnekleri süzülmüş ve bu işlemden sonra filtre kağıtları tekrar 105 C de 4 saat kurutulduktan sonra son tartım yapılarak Toplam Askı Yük belirlenmiştir Kimyasal Ölçümler Besin Tuzu Ölçümleri Besin tuzu (nitrit, nitrat, fosfat ve Silikat) analizleri için, 0.5 metre derinliklerden 5 litrelik Niskin Örnekleme Şişeleri (Hydro-bios) ile su örnekleri alınmıştır. Alınan su örnekleri %10 luk HCl çözeltisi ile yıkanmış ml hacmindeki polietilen şişelere doldurularak laboratuara taşınmış ve analize kadar derin dondurucuda (-21 o C de) saklanmıştır. Su örnekleri analizden önce 14

15 derin dondurucudan çıkarılmış ve oda sıcaklıklığında çözüldükten sonra analizler Technicon Marka İki Kanallı Oto-Analizör ile yapılmıştır. Bu yöntemin Stricland ve Parsons (1972) un yöntemiyle eşdeğer olduğu kabul edilir. Tüm nutrient konsantrasyonları µm olarak verilmektedir Biyolojik Ölçümler Klorofil-a Klorofil-a miktarının hesaplanması için, yukarda belirtilen istasyonlardan alınan deniz suyu örnekleri göz açıklığı 0.45 m luk Milipor HA (Asetonda çözünür) membran filtrelerden süzülmüş ve süzme sırasında süzülen suyun litresine 3 ml gelecek şekilde % 5 lik MgCO 3 eklenmiştir. Süzme işlemi bittikten sonra, örnekler alüminyum folye ile sarılı cam tüplerin içerisinde laboratuara getirilerek analize kadar derin dondurucuda saklanmıştır. Analizden önce, filtre kağıtları yaklaşık 2-3 ml %90 lık asetonda çözülmüş ve teflon uçlu homogenizer ile 3-5 dakika özütlenmiştir. Özütlenen 2-3 ml lik bu örneklerin hacmi 10 ml ye tamamlanmıştır. Özütleme tüpünden ölçülü tüpe aktarım yaparken kullanılan teflon uç ve özütleme tüpü iyice %90 lık asetonda yıkanmış ve aktarılmıştır. Daha sonra ölçülü tüp yaklaşık 10 dakika 2000 rpm de santrifüj edilmiştir. Örnekler santrifüj edildikten sonra spektrofotometrede (Jasco V -530 UV/VIS) ve nm dalga boylarında absorbansı okunmuştur. Örneklere 2 damla HCl çözetisi ilave edilip 5 dakika beklendikten sonra, yeniden 665 a ve 750 a nm dalga boylarında spektrofotometrik okumalar tekrarlanmıştır (TUBITAK, 1989). Klorofil a miktarı, Cv (mg/m 3 ) =10³ x e x A(665k) / 26.7 x v l Cv: chl-a, e: aseton hacmi (ml), v: süzülen su hacmi (lt), l: spektrofotometre küvetinin ışık yolu, A(665k): A( nm)} formülü ile hesaplanmıştır Fitoplankton Yoğunluğu ve Biyo-Hacminin Tayini Hücre sayımları için, 0.5 m (yüzey altı) derinlikten 5 litrelik Nansen su örnekleme şişesi (Hydro-bios) ile 3-5 litre deniz suyu alınmıştır. Alınan 2-3 litrelik deniz suyu örnekleri standart tip 2-3 litrelik cam kavanozlar içinde asidik-lugol fiksatifi ile (1 litreye cc.) fiksedilerek laboratuvara taşınmıştır. Laboratuvara taşınan deniz suyu örnekleri yaklaşık 10 gün süreyle çökelmeye bırakılmış ve bu süre sonunda, dikkatli bir şekilde ve en azından 55 µm den büyük fitoplankton türlerinin kaybını önlemek amacıyla, cm çapında ince bir hortumun kavanoza batırılan ucuna plankton bezi (55 µm) bağlanarak sifonlama yapılmıştır. Sifonlama sonunda örnekler önce 1 litreye, sonra örneğin yoğunluğuna göre 50 veya 100 cc' ye, daha sonra 15

16 hacmi cc' ye indirgenmiştir cc' lik hacme kadar indirgenen bu örnekler, kapaklı cam tüplere aktarılarak sonuç konsantrasyonu % 2-4 olacak şekilde formaldehit ilavesi ile korunmuşlardır. Fiksedilen örnekler mikroskobik gözlemler yapılıncaya kadar 4 o C de saklanmıştır (Venrick, 1978b). Hücre sayımları, örneklerin hücre yoğunluğuna göre 2-6 cc ye kadar tekrar konsantre edilmesi ve tamamen homojen hale getirildikten sonra (S ournia, 1978), "Olympus-BX-50/PHD" marka faz-kontrast mikroskobunda "Neubauer Sayma Kamerası ile gerçekleştirilmiştir (Hasle, 1978). Ayrıca, büyük hacimli türlerin gözden kaçma olasılığı düşünülerek, her örnek ikinci kez Sedgwick-Rafter Sayma Kamerası ile sayılmış ve sayımlar dörder kez tekrarlanmıştır. Fitoplankton biyo-hacimleri Sun ve Liu (2003) tarafından geliştirilen ve Microsoft Office Excel programı yardımıyla geometrik modelleri kullanarak çalışan bir program yardımıyla hesaplanmıştır Verilerin İstatistiksel Açıdan Değerlendirilmesi Tanımsal istatistiksel sonuçların (minimum, maksimum, ortalama, standart sapma) ve veri gruplarının birbirleriyle olan ilişkilerinin (korelasyon) hesaplanmasında BioDiversite Pro/BD2.bdp ve Windows SPSS 11.5 programları kullanılmıştır (McAleece et al. 1999; SPSS 1994). 3. ARAŞTIRMA BULGULARI 3.1. Fiziko-Kimyasal Parametreler Fiziksel Parametreler (Sıcaklık,Tuzluluk, ÇO vs.) 03 Temmuz Ağustos 2002 dönemlerinde Çanakkale Boğazında yapılan araştırma sonucu elde sıcaklık, tuzluluk, ph, iletkenlik, spesifik iletkenlik, çözünmüş oksijen (ÇO), toplam çözünmüş anyon ve katyon (TDS) ve toplam askıda katı madde (TSS) düzeylerinin günlük değişimleri Şekil 3.1 ve 3.2 de verilmiştir. Ayrıca, bu değişimlerin günlük basit istatistiksel sonuçları da Çizelge 3.1 de verilmiştir. Yüzey suyu sıcaklık değişimlerinin genel seyrine bakıldığında 3, 7 ve günler arasında bir düşüş vardır. 5. günden 21. güne kadar bir sıcaklık artışı söz konusudur. 21. günden 26. güne kadar tekrar düşüş göstermiş ve günlerde bir değişim göstermemiştir ( C) (Şekil 3.1). 16

17 Çizelge dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyundaki sıcaklık, tuzluluk, ph, iletkenlik, spesifik iletkenlik, ÇO, TDS ve TSS düzeylerinin basit istatistiksel sonuçları SICAKLIK (oc) TUZLULUK (ppt) ph GÜN TAR MİN MAK ORT SS MİN MAK ORT SS MİN MAK ORT SS İLETKENLİK (ms/cm) SP. İLETKENLİK (ms/cm) ÇO (mg L -1 ) GÜN TAR MİN MAK ORT SS MİN MAK ORT SS MİN MAK ORT SS

18 TDS (g L -1 ) TSS (mg L -1 ) GÜN TAR MİN MAK ORT SS MİN MAK ORT SS Tuzluluk değerlerine baktığımızda, çok büyük değişim göstermemekle beraber genel itibariyle örnekleme boyunca bir düşme eğilimi vardır. Her ne kadar genel seyir düşüş eğiliminde ise de örnekleme periyodu içerisinde yükselme ve düşüşler gözlemlenmiştir (Şekil 3.1). ph ölçümlerinin günlük değişimlerine bakıldığında, örnekleme boyunca değerleri arasında dalgalanmalar gösterdiği görülmektedir. Örnekleme süresi içinde 1. günden 18. güne kadar bir yükselme eğilimi vardır. Bu yükselme eğilimi 16. ve 17. günlerde düşüş eğilimine girmiştir ve 23. günde en düşük değerine ulaşmıştır (8.31). 23. günde oluşan en düşük değerden sonra tekrar yükselme eğilimine giren ph, 27. Günden sonra tekrar düşmeye başlamıştır (Şekil 3.1). 18

19 Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı günlük sıcaklık (A), tuzluluk (B), ph (C), iletkenlik (D) değişimleri 19

20 Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı günlük sp.iletkenlik (A), çözünmüş oksijen (ÇO) (B), toplam çözünmüş anyon ve katyon (TDS) (C) ve toplam askıda katı madde (TSS) (D) değişimleri 20

21 İletkenlik ve spesifik iletkenlik değerlerinin örnekleme süresince değişimlerine bakıldığında genellikle tuzlulukta olduğu gibi gün içinde bile önemli dalgalanmaların olduğu görülmektedir. Bununla birlikte 23 ve 27. günlerde bir iletkenlik pik değerinin ( ms/cm) varlığı söz konusudur (Şekil 3.1). ÇO örnekleme süresince önemli dalgalanmalar göstermekle birlikte, önce genel olarak yükselme eğilimi ve sonra 22. günden 33. güne kadar bir azalma eğilimi göstermiştir. Örneğin, 8.46 ile 8.54 mg L -1 arasında değişen ÇO 5. günde 9.99 mg L -1 düzeyine çıkmıştır. Sonraki günlerde ÇO değerinde dalgalanmalar söz konusudur (Şekil 3. 2). TDS değerlerinin genel bir dağılım profiline bakıldığında; örnekleme süresince 9 ve 14. günler hariç, 1. ve 26. günler arasında fazla bir değişim görülmezken 26. günden örnekleme sonuna doğru bir düşme eğilimine girmiştir. Bununla birlikte gün içinde ve örnekleme süresince TDS değerlerinde dalgalanmalar görülmektedir (Şekil 3.2). Örnekleme süresince genel bir dalgalanma gösteren TSS değerlerinde 13. günde tüm saatlerde maksimum değer gözlenmiştir. Bununla birlikte 6. günde saat 13:00 de, 21 ve 25. günde saat 08:00 de gün içinde bile fark edilebilir değişimlerin olduğu görülmüştür (Şekil 3.2) Kimyasal Parametreler (Nütrientler ve Chl-a) 03 Temmuz Ağustos 2002 döneminde Çanakkale Boğazında yapılan araştırma sonucu elde edilen nitrit+nitrat,,fosfat, silikat, klorofil-a değişimleri Şekil 3.3 de verilmiştir. Ayrıca, bu değişimlerim günlük basit istatistiksel sonuçları ve günlük N:P ve S:P değişimleri Çizelge 3.2 de verilmiştir. Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyundaki nitrit+nitrat, fosfat, silikat, klorofil-a değişimlerinin basit istatistiksel sonuçları ve N:P ve S:P oranları NO - 2 +NO - 3 (µm) PO -3 4 (µm) SiO 4 (µm) GÜN TAR MİN MAK ORT SS MİN MAK ORT SS MİN MAK ORT SS

22 Chl-a (µg L -1 ) N:P S:P GÜN TAR MİN MAK ORT SS 08:00 13:00 18:00 08:00 13:00 18: Çanakkale Boğazı yüzey sularında 33 günlük örnekleme boyunca, NO 2 - +NO (28. gün) ile µm (20. gün) değerleri arasında değişim göstermiştir. Genel ortalama NO 2 - +NO 3 - konsantrasyonu ise 1.90 µm olarak hesaplanmıştır. 22

23 Şekil Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı günlük NO - 2+NO - 3 (A), PO 4-3 (B), SiO 4 (C) ve klorofil-a (D) değişimleri 23

24 - - Çanakkale Boğazında 33 günlük örnekleme periyodunda yüzey suyunda NO 2 +NO 3 değişimlerinin 6. gün saat 18:00 itibariyle 8.03 µm düzeyinde gün içinde bir pik değerinin oluştuğu görülmektedir. Bu pik değerinden sonra NO - 2 +NO gün saat 18:00 de 0.45 µm düzeyine inmiştir. 8. günden itibaren NO - 2 +NO - 3 tekrar yükselme eğilimine girmiş ve 11. gün 6.82 µm düzeyine çıkmıştır. 11. günde oluşan pik değerden sonra 13. güne doğru hızlı bir düşüş görülmüştür. Sonra günler, günler ve günler arasında belirgin pikler - - oluşmuştur. 29 ve 32. günlerde 6,18 ve 24. günlerde olduğu gibi saat 18:00 NO 2 +NO 3 değerleri gün içindeki diğer örnekleme saatlerine göre oldukça yüksektir (Şekil 3.3). 33 günlük örnekleme periyodunda PO -3 4 konsantrasyonu 0.02 (31, 32 ve 33. günler) ile 0.97 µm (20. gün) değerleri arasında değişmiştir. Genel ortalama PO -3 4 konsantrasyonu 0.24 µm olarak hesaplanmıştır. PO -3 4 değerlerinin 33 günlük örnekleme periyodundaki günlük dağılımları NO - 2 +NO - 3 değerleriyle benzerlik göstermektedir. NO - 2 +NO - 3 da olduğu gibi 6, 10, 15, 18, 24 ve 29. günlerde saat 08:00 itibariyle diğer örnekleme saatlerine göre bir yükselme görülmüştür. Örnekleme boyunca günler arasında tüm saatlerde bir yükselme görülmüştür. Bununla birlikte 6. günde saat 18:00 de, 16 ve 20. günlerde saat 08:00 de gün içinde diğer örnekleme saatlerinden farklı olarak ilave PO -3 4 artışı görülmüştür (Şekil 3.3). SiO 4, 33 gün boyunca 0.65 (31. gün) ile 8.50 µm (26. gün) değe rleri arasında değişmiştir. Genel ortalama SiO 4 konsantrasyonu 3.61 µm olarak hesaplanmıştır. 33 günlük örnekleme süresince SiO gündeki saat 08:00 örneklemesindeki (3.30 µm) yükselmeyi göz ardı edersek 1 ve 17. günler arasında sürekli bir düşüş eğilimi göstermiştir ( µm). Bu düşüş eğiliminden sonra. 23. günden başlayan ve 29. güne kadar devam eden bir yükselme trendi gözlenmiştir ( µm). Örneklemenin sonunda. 32. günde tüm örnekleme saatlerinde SiO 4 da bir yükselme eğilimi olsa da tekrar bir düşüş trendine girdiği açıktır (Şekil 3.3). Çalışma süresince, klorofil-a (4. gün) ile µg L -1 (31. gün) arasında değişmiştir. Genel ortalama klorofil-a konsantrasyonu ise µg L -1 olarak hesaplanmıştır. Klorofil-a değerinin 33 günlük örnekleme periyodundaki günlük dağılımı 5 ve 11. günler içerisinde µg L -1 arasında değişen bir yükselme eğilimi ve 33. günde saat 18:00 deki pik değer (7.251 µg L -1 ) hariç, genel olarak çok fazla dalgalanma göstermemiştir (Şekil 3.3). N:P oranı örnekleme süresince Çanakkale Boğazı yüzey suyunda 0.44 ile arasında değişim göstermiştir. Ortalama N:P oranı saat 08:00 itibarıyla 13.9, 13:00 itibarıyla 10.5, 18:00 itibarıyla 13.4 olarak hesaplanmıştır. S:P oranı ise, 3.82 ile arasında değişim göstermiştir. 24

25 Ortalama S:P oranı ise saat 08:00 itibarıyla 27.0, 13:00 itibarıyla 22.5 ve 18:00 itibarıyla 25.3 olarak hesaplanmıştır (Cizelge 3.2) Biyolojik Parametreler Fitoplankton Yoğunluğunda Meydana Gelen Değişimler 03 Temmuz Ağustos 2002 döneminde Çanakkale Boğazında yapılan araştırma sonucu elde edilen farklı taksonomik grupların hücre yoğunluklarındaki günlük değişimler Çizelge 3.3. Şekil 3.4 de ve günlük total fitoplankton yoğunluğu ve biyohacim değişimleri ise Çizelge 3.4 de verilmiştir. Ayrıca, farklı taksonomik grupların yoğunlukları ile ilgili bazı istatistiksel sonuçlar da Çizelge 3.5 de verilmiştir. Çizelge Temmuz Ağustos 2002 dönemi Çanakkale Boğazı yüzey deniz suyunda farklı taksonomik grupların yoğunluğunda meydana gelen günlük değişimler Fitoplankton Yoğunluğu (Hücre L -1 ) Dinophyceae Bacillariophyceae Diğer Taksonomik Gruplar GÜN TAR 08:00 13:00 18:00 08:00 13:00 18:00 08:00 13:00 18: E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E+00 25