KARADENİZ BÖLGESİNDE SU KİRLİLİĞİNE SEBEP OLAN FAKTÖRLERİN BELİRLENMESİ ve SU ÜRÜNLERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Transkript

1 T.C. TARIM ve KÖYİŞLERİ BAKANLIĞI TARIMSAL ARAŞTIRMALAR GENEL MÜDÜRLÜĞÜ KARADENİZ BÖLGESİNDE SU KİRLİLİĞİNE SEBEP OLAN FAKTÖRLERİN BELİRLENMESİ ve SU ÜRÜNLERİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI Proje Kod No: TAGEM/IV/96/12/2/1 Ülkü ATAÇ (Proje Lideri) Muammer AKTAŞ, Celal YILDIRIM, Nigar ALEMDAĞ, Bayram ZENGİN, Ali ALKAN SU ÜRÜNLERİ MERKEZ ARAŞTIRMA ENSTİTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ TRABZON 1997

2 ÖNSÖZ Bu çalışma; pek çok ırmakla beslenen Karadeniz deki kirliliğin miktarını ve kirlilik kaynaklarını belirlemek ve bu kirleticilerin su ürünlerine yapacağı etkileri tespit etmek amacıyla yapılmıştır. Hopa (Artvin)İğneada (Kırklareli) arasındaki, Karadeniz e kıyısı olan 14 ildeki, kirliliğin yoğun olduğu bölgelerden seçilen 52 istasyonda 1989, 199, 1991, 1992, 1993 ve 1996 yıllarında çalışmalar yürütülmüştür. Kıyıdan, 1 m ve 5 m açıktan alınan yüzey suyu örneklerinin fiziksel ve kimyasal parametreleri, Su Ürünleri Merkez Araştırma Enstitüsüne ait arazi ve merkez laboratuarlarında analiz edilmiştir. Karadeniz in Türkiye kıyılarında evsel ve sanayi atıklarının karıştığı deniz suyu ortamında daha önce böyle bir araştırma yapılmamış olması sebebi ile, bu çalışmanın; Karadeniz deki kirliliğin bugünkü durumunu ortaya koyması, ileride yapılacak kirlilik çalışmalarına ışık tutması ve kafes balıkçılığı faaliyetleri için yer seçiminde bir kriter olması sebebiyle faydalı olacağını umarız. Bu çalışmanın yapılmasını isteyen ve destekleyen Koruma ve Kontrol Genel Müdürlüğüne, çalışmaların gerçekleşmesindeki katkılarından dolayı proje lideri Ülkü ATAÇ'a, teknik bilgileriyle bizlerden yardımlarını esirgemeyen ODTÜ Erdemli Deniz Bilimleri Enstitüsü Müdürlüğüne ve KTÜ Kimya Bölümünde görevli Sayın Doç. Dr. Mehmet TÜFEKÇİ ye, arazi çalışmalarında yardımlarını esirgemeyen Karadeniz kıyısındaki il ve ilçelerin Tarım İl ve İlçe Müdürlüklerine teşekkürü bir borç biliriz. Titiz ve özverili çalışmaları ile projenin her safhasında emeği geçen Kimyager Muammer AKTAŞ a, projedeki çalışmalarından başka İngilizce çevirileri ile ayrıca katkıları olan Kimyager Nigar ALEMDAĞ a, saha çalışmalarına katılan, zor şartlarda örneklerin alınması ve analizlerin yapılmasında büyük emekleri olan Kimyager Celal YILDIRIM, Laborant Bayram ZENGİN, Laborant Ali ALKAN'a ve yardımlarından dolayı Su Ürünleri Merkez Araştırma Enstitüsü personeline teşekkür ederiz. Ayrıca, projede görevli olmadığı halde kendi özverisi ile bilgisayarda yazım ve düzenleme işlerini en iyi şekilde yapan Mühendis Erdal ÜSTÜNDAĞ'a teşekkür ederiz. Trabzon, 1999 Yusuf KAYIKÇI Enstitü Müdürü II

3 İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ...II İÇİNDEKİLER... III ABSTRAKT... V ABSTRACT... V TAVSİYELER... VI 1. GİRİŞ KARADENİZ İN EKOLOJİSİ Karadeniz in Genel Konumu Abiyotik Özellikleri Su Dengesi Akıntılar Karadeniz'de Upwelling Sıcaklık Tuzluluk Oksijen Karadeniz'in Hidrokimyasal Özellikleri Besleyici Elementler (Nütrientler) Biyotik Özellikler Fitoplanktonlar ve Primer Prodüktivite Mikrobiyal Populasyon Zooplankton ve Biomas Zoobentoz Balıklar Karadeniz 'in Biyolojik Üretimi LİTERATÜR ÖZETİ M A T E R Y A L V E M E T O D MATERYAL Laboratuar Cihazları Araştırmada Kullanılan Diğer Araç ve Gereçler METOT Deniz Suyu Örneklerinin Alınması Fiziksel Ölçümler Elektrometrik yöntem: Mekanik Yöntem: Kimyasal ölçümler Spektrofotometrik Yöntem Amonyak Azotu Tayini:...3 III

4 Nitrat Azotu Tayini: Nitrit Azotu Tayini: ofosfat Tayini: Deterjan Tayini: Demir (Toplam) Tayini: Bakır Tayini: Yağ Tayini: Klorofila Tayini: Gravimetrik Yöntem Askıdaki Katı Madde Titrimetrik Yöntem Çözünmüş Oksijen Tayin Organik Madde Tayini : SONUÇLAR TARTIŞMA Ö Z E T...75 SUMMARY LİTERATÜR LİSTESİ...77 PROJE BÜTÇESİ İCMALİ...8 LİFLET ÖRNEĞİ...81 YÜRÜTÜCÜLERİN ÖZGEÇMİŞİ...87 EKLER...89 EK I. DOĞU KARADENİZ BÖLGESİNDE 1989 ve 1991 YILLARINDA YAPILAN ÇALIŞMALAR VE ELDE EDİLEN BULGULAR...92 EK Ι Ι. ORTA KARADENİZ BÖLGESİNDE 199 ve 1993 YILLARINDA YAPILAN ÇALIŞMALAR ve ELDE EDİLEN BULGULAR EK ΙΙΙ. BATI KARADENİZ BÖLGESİNDE 1992 ve 1996 YILLARINDA YAPILAN ÇALIŞMALAR ve ELDE EDİLEN BULGULAR EK IV. KARADENİZ DE 199 VE 1993 YILLARI ARASINDA YAPILAN HİDROJEN SÜLFÜR ÇALIŞMALARI VE ELDE EDİLEN BULGULAR...21 EK V. TABLOLARDA KULLANILAN İŞARETLER...24 EK VI. ÇALIŞILAN İSTASYONLARI GÖSTEREN KARADENİZ KIYI HARİTASI...25 IV

5 ABSTRAKT Bu proje; Karadeniz in Türkiye sınırları içerisinde kalan kısmında kıyı boyunca gerek derelerle gelen, gerekse direkt denize atılan evsel ve sanayi atıklarının getirmiş olduğu kirliliğin alıcı sudaki miktarını belirleyerek su ürünlerine ve dolayısıyla insan sağlığına zararlı olup olmadığını araştırmak, ayrıca gelecekte yapılacak olan çalışmalara bir kriter oluşturmak amacıyla yapılmıştır. Bu çalışmada; Hopa (Artvin)İğneada (Kırklareli) arasında, Karadeniz e kıyısı bulunan 14 ilde seçilen 52 istasyondan alınan deniz suyu örneklerinde fiziksel ölçümler ve kimyasal analizler olmak üzere 17 değişik kirlilik parametrelerinin tayinleri yapılmıştır. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda elde edilen bulgular; kıyıdan alınan sularda evsel atıklar nedeni ile genelde; organik madde, amonyak azotu ve deterjanın yüksek çıktığı görülmüştür. Bakır fabrikası atıklarının olduğu yerlerde ise demir, bakır, askıdaki katı madde ve ph yüksek bulunmuştur. Tarım arazisinden gelen sularda gübreden kaynaklanan nitrat azotu genelde tolere değeri aşmıştır. Nehirlere karışan erozyonlu sulardan dolayı askıdaki katı madde miktarı yüksek, diğer parametrelerin değerleri normal sınırlar içerisinde bulunmuştur. Yukarıda adı geçen kirlilik parametreleri konsantrasyonlarının kıyıdan açığa doğru gidildikçe düştüğü tespit edilmiştir. Ayrıca, derinliğe bağlı olarak kullanılan ölçüm aralığında yapılan hidrojen sülfür çalışmasında, hidrojen sülfür tabakasında bir yükselmenin olmadığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler : Deniz Suyu, Su Kirliliği, Su Kalitesi, Su Analizi, Kirleticiler, Nitruentler, Karadeniz, Türkiye ABSTRACT This project done by the aim of, find out the amount of the pollution in the sea water that is taken from rivers and direct domestic waste and industrial waste in the Black Sea coast of Turkey for the effect to the water products, to the human health and to the constitute of criterion in the future. In this study, there are chosen 52 stations from 14 cities from Hopa (Artvin) to İğneada (Kırklareli) of Black Sea coast. The physical and chemical characteristic of sea water samples taken from this stations in the coast of Black Sea had been examined. It had been analyzed 17 different pollution parameters. According to results came out from this study; Organic Matter, NH 3 N and detergent had been fount high amount taken from coastal sea water samples. In the place of copper, suspended solid matter and ph had been found high amount taken from coast of Black Sea. The NO 3 N in the water samples came from Agriculture regions exceed the proposed limits. Because of the mixing of the erosion waters to the suspended Solid Matter had been found in high amount. The other parameters had been found in normal limits. Pollution parameters of concentrations had been fount low amount from coast to open sea. Also, in this work values H 2 S regarding the depth connect measure of space hadn t been high values in level of H 2 S. Key Words : Sea Water, Water Pollution, Water Quality, Water Analysis, Pollutants, Nitruents, Black Sea, Turkey V

6 TAVSİYELER Bu çalışma; Karadeniz'in tamamını kapsayan kirlilik kaynaklarının tespit edildiği ilk çalışmadır. Daha önce yapılmış böyle bir çalışma yoktur. Bu çalışmanın gelecekte yapılacak olan çalışmalara ışık tutacağı kesindir. Ancak buna ilaveten daha başka çalışmaların da yapılması gereklidir. Yürütülen bu çalışma, Enstitünün yeni kurulduğu yıllarda başlamış ve Enstitünün o zamanki kısıtlı imkanlarıyla yapılmış, yetersiz alet ve ekipman nedeniyle kirlilik parametrelerinin ancak bir kısmı çalışılabilmiştir. Bundan sonra yapılacak çalışmalarda deniz suyunda ağır metal ve pestisitler gibi parametreler de incelenmelidir. Karadeniz bol miktarda irili ufaklı akarsularla beslenmektedir ve bu akarsular Karadeniz e kirli yük getirmektedir. Diğer parametreler de ilave edilerek, Karadeniz'de yapılan bu çalışmanın bir benzeri de akarsularda yapılmalıdır. Yapılacak böyle bir çalışma hem akarsuların Karadeniz'e getirdiği kirliliği belirtir, hem de tatlısuda yetiştiricilik yapanlara fikir verir. Bu çalışma, Karadeniz Bölgesindeki kirlilik kaynaklarının tespitine yöneliktir. Çalışmada, su numuneleri kıyıdan ve 15 m açıktan yüzey suyundan alınmıştır. Karadeniz de çalışabilecek bir araştırma gemisi ve gerekli donanımın temin edilmesi durumunda örneklemenin sadece yüzeyden değil, farklı derinlikteki noktalardan da yapılması sonuçların değerlendirilmesi açısından gereklidir. Bir bölgenin kirliliğini sürekli izleyebilmek için denizden bir istasyon tespit edilirken; denize gelen kirliliğin taşıyıcısı olan akarsuların kirletilmemiş kısmından, kirlendikten sonra denize dökülmeden önceki bir kısmından ve denize döküldükten sonra da kıyıya en yakın bir noktadan ölçümler yapılmalıdır. Aynı yerin daha açığından ve 25 3 metre derinliğin olduğu noktadan örnekler alınmalıdır. Bu derinliğe sahip noktadan dibe doğru, farklı yoğunluktaki tabakalardan (metot kısmında anlatıldığı şekilde) ölçümler yapılmalıdır. Sudaki kirlilik çalışmaları yanında deniz ürünlerindeki kirlilik analizlerinin yapılması, kirliliğin bir bütün olarak ortaya konulması açısından önemlidir. Kirlilikle ilgili olarak; Enstitümüz ile ODTÜ Erdemli Deniz Bilimleri Enstitüsü arasında ortaklaşa yürütülen "Karadeniz'de Ekonomik Önemi Olan Deniz Ürünlerinde Ağır Metallerin Belirlenmesi" projesi kapsamında deniz ürünlerinde kurşun, cıva ve bakır analizleri yapılmıştır. Ancak, analiz edilen parametre sayısı artırılarak, benzer çalışmaların sürdürülmesi faydalı olacaktır. Teknolojinin devamlı ilerlediği, nüfusun hızla artmaya devam ettiği dünyamızda, kirlilik de artacağından, yukarıda bahsedilen sudaki ve deniz ürünlerindeki kirlilik çalışmalarının daha iyi teknik imkanlarla ve yetişmiş araştırıcılar tarafından gelecek yıllarda da rutin olarak yürütülmesinde yarar görülmektedir. Bunların yanında; Karadeniz'in daha fazla kirletilmesinin önüne geçebilmek için ülkesel ve uluslar arası boyutta gerekli tedbirler alınmalıdır. VI

7 1. GİRİŞ Direkt ve indirekt olarak, denizdeki canlı kaynaklara ve insan sağlığına zarar verebilecek, balıkçılık dahil denizdeki faaliyetleri engelleyebilecek, deniz suyunun çeşitli kullanımlar için kalitesini bozabilecek ve zarafetini azaltabilecek her madde ve enerjinin insanlar tarafından denize verilmesi; deniz kirliliği olarak tanımlanmıştır. Sularımız, endüstri ve kanalizasyon atıklarıyla gün geçtikçe kirlenmektedir. Çağımızda hızlı endüstrileşme ve kentleşme, yoğun tarımsal uygulamalar bir çok çevre sorununu da birlikte getirmektedir. Havası ve suyu kirlenmemiş, toprağı bozulmamış sağlıklı bir çevre 21. asırda yaşayan insanlığın en büyük isteğidir. Suların kirlenmesi doğal güzellikleri ve reaksiyon alanlarını bozar, deniz ürünleri için huzursuz bir ortam yaratır. Kirlenme bilhassa görme, koklama ve dokunma duyularını bozar. Ülkemizde iç sular ve denizlerdeki su ürünleri stoku günden güne azalmaktadır. Bunun büyük bir nedeni kirlenmedir. Su kirlenmesi burada yaşayan canlıların üreme ve gelişmelerini ortadan kaldırmakta, insan sağlığına zararlı olmakta, suların kalitesini bozarak çeşitli amaçla kullanılmasını zorlaştırmaktadır. Karadeniz'de kirlenme daha ziyade hızlı kentleşme ve sanayileşmenin görüldüğü bölgeler etrafında yoğunlaşmaktadır. Bölgemizde bulunan sanayi tesisleri atıkları ve evsel atıklar arıtma yapılmaksızın denize verilmektedir. Ayrıca tarımsal ilaçlar yağmur sularıyla derelere ve denizlere karışmakta ve kirlenmeye sebep olmaktadır. Projenin amacı; Üç tarafı denizlerle çevrili olan ülkemiz, akarsular, irili ufaklı göller ve göletlerle geniş su ürünleri potansiyeline sahiptir. Bu nedenle su ürünlerini artırma yoluna gidilmelidir. Su ürünleri üretimini artırıcı olarak alınması gereken tedbirlerin başında suların kirlenmesinin önlenmesi gelmektedir. Bu gaye ile çalışma yapılan alanda kirlilik kaynaklarının belirlenerek bunların su ürünlerine yapacağı zararları ortaya çıkarmak, Su Ürünleri Tüzüğü ve Su Ürünleri Sirkülerinin ilgili maddeleri yönünden değerlendirilmeleri yapılarak gerekli önlemlerin alınması olacaktır. Bunun için Karadeniz sahil kesiminde bulunan 14 ilde (Artvin, Rize, Trabzon, Giresun, Ordu, Samsun, Sinop, Kastamonu, Zonguldak, Bolu, Kocaeli, Sakarya, İstanbul ve Kırklareli) kirliliğin yoğun olduğu bölgelerde çalışmalar yapılmıştır KARADENİZ İN EKOLOJİSİ Denizel ortamın, ekolojik faktörler açısından karasal ortamla karşılaştırıldığında, nispeten daha yeknesak ve kararlı olduğu görülür. Bununla birlikte ekolojik faktörler, özellikle littoral bölgede önemli derecede değişimler gösterir. Bu nedenle de ekolojik faktörler karasal yaşamda olduğu gibi, denizel yaşamda da önemli etkilere sahiptir. canlıların gelişimini ve dağılışını etkileyen bu etkenler abiyotik (ışık, sıcaklık, tuzluluk v.b.) ve biyotik (besin ve besleme, organizmalar arasındaki ilişkiler v.b.) olarak iki büyük grupta ele alınır (26). Türkiye denizleri, biyotik ve abiyotik faktörler bakımından birbirleriyle benzeşmeyen farklı yapılar gösterir. Kapalı deniz özelliğini taşıyan Türkiye denizleri birbirleriyle olan ilişkilerine rağmen denizel ortamlardaki ekolojik farklılık nedeniyle verimlilik dereceleri ve

8 2 üretim (biomas) olarak da ayrımları barizdir. Sonuç olarak nihai üretim açısından bir karşılaştırılma yapıldığında, bu farklılık yıllık ticari av verilerine de yansımaktadır. Türkiye denizlerinde kullanılabilir maksimum av gücü ile avlanan balık miktarlarına ait veriler, hem miktar, hem de ticari türler bazında kendini göstermektedir (1). Türkiye denizlerinde denizel ortamın son besin zincirini oluşturan ve avcılığı yapılan ekonomik türlere ait av verileri Tablo1'de verilmiştir. Tablo1. Türkiye Denizleri Ekonomik Deniz Ürünlerine Ait Üretimler (1). Denizler Üretim (ton) Üretim (%) Avlanan Tür Adedi Karadeniz Ege Denizi Akdeniz Marmara Denizi Tablo incelendiğinde, av verileri ile avlanan ekonomik tür adetleri arasında ters bir ilişki gözlenmektedir. Bu durum, büyük olasılıkla, denizsel ortamım sahip olduğu farklı ekosistemlerden kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, farklı biyotik ve abiyotik ortamlara sahip Türkiye denizlerinin sahip olduğu özelliklerin bilinmesi ile, denizsel ortamüretim arasındaki ilişkiler açıklanabilir bir anlam kazanacaktır Karadeniz in Genel Konumu Karadeniz, Avrupa ve Asya kıtalarının birbirine yaklaştığı bir bölgede, 4 55' ve 46 32' kuzey enlemleriyle, 27 27' ve 41 42' doğu boylamları arasında yer alır. Dünyanın en büyük kapalı iç denizidir. Diğer denizlerle olan bağlantısını, İstanbul boğazı gibi dar bir koridor vasıtasıyla sağlar (güneyle olan bağlantısı). Kuzeye doğru ise, Kerch boğazı yoluyla Azak denizi ile birleşir. Karadeniz in yüzey alanı 423. km²'dir. Maksimum ve ortalama derinlikleri sırasıyla, 22 ve 124 m'dir (32,36). Kuzeybatı Karadeniz hariç sığ bölgeler dardır. Derinliği 2 m 'yi geçmeyen bölgeler toplam alanın %27'sini oluşturur ve daha çok kuzeybatı Karadeniz'de bulunur. Karadeniz in hacmi 537. m³'tür. Doğubatı yönünde, en uç noktalar arasındaki uzaklık 1149 km ve kuzeygüney yönünde maksimum genişliği 611 km'dir. Karadeniz, Akdeniz ve Eğe denizine göre az sayıda körfez ve koya sahip olması ve kuzeybatı kıyıları hariç dik yapılı sıra dağlarla çevrili kıyılar ile karakterize edilir Abiyotik Özellikleri Su Dengesi Karadeniz, İstanbul ve Çanakkale boğazları vasıtasıyla Akdeniz'e, Kerch boğazı yoluyla da Azak denizine bağlantılıdır. Atlantik okyanusuna olan uzaklığı 3 km'dir. Su dengesinin esas unsurlarını; nehirler, yağmurlar ve boğazlar vasıtasıyla giren su ile, buharlaşma ve yine boğazlar vasıtasıyla çıkan suyun toplamı oluşturur.

9 3 Nehirler yoluyla yıllık tatlı su girişi 4 km³ 'tür. Bunun en önemli kısmını, Tuna nehri oluşturmaktadır. Tuna'dan boşalan suyun hacmi 23 km³ civarındadır. Ayrıca Dinyester ve Bug nehirlerinden 54.7 km³'lük bir su boşalımı olur. Anadolu kıyılarından Karadeniz'e en fazla su boşalımı; Sakarya, Kızılırmak ve Yeşilırmak'tan olup, her biri yaklaşık olarak yıllık 6 km³'lük hacme sahiptir (2). Nehirler bu suyu geniş bir alanı drene ederek Karadeniz'e taşırlar. Nehirler üzerinde çok sayıda barajın yapılmış olması, barajlardan gelecek suyun miktarını sızma olayı düşünülürse pek etkilemez. Ancak Karadeniz'e gelecek nutrient miktarının azalmasına büyük ölçüde etki ederler. Nitekim, daha önceleri nehir ağızlarında yapılan yoğun avcılığın günümüzde büyük ölçüde azalmış olması bunun çarpıcı bir göstergesidir (17). Karadeniz havzası bol yağış olan bir havzadır. Yağış miktarı batıdan doğuya doğru artış gösterir ve 25 mm'ye kadar ulaşır (Şekil 1) (12). Buna rağmen Karadeniz'in yarı kurak bir iklim kuşağında bulunması sonucu, buharlaşma miktarı ( km³/yıl ) yağış miktarından (2253 km³/yıl) daha fazladır. Ancak, buharlaşmanın sebep olduğu kayıplar, net tatlı su girdisinden daha azdır. Kuzeye doğru rutubetli bölgedeki hareketlerden kaynaklanan akım, tatlı su iç akımına ve sonuç olarak yüzey deniz sularının seyrelmesine sebep olur (1). Şekil 1. Karadeniz Havzasındaki Yıllık Yağış Durumu Yoğunluğun sebep olduğu su akımlarından meydana gelen giriş çıkışlar ise şöyledir: Düşük tuzluluktaki Azak denizi suları (%o 1) üstten Karadeniz'e, daha tuzlu Karadeniz suları (%o 1718) ise alt akıntı olarak Kerch boğazı yoluyla Azak denizine girer. Diğer taraftan, yüksek tuzluluğa sahip Akdeniz suları (Marmara suları yüzeyde %o 22, 15 m 'de %o 38) dip akıntısı olarak İstanbul boğazından Karadeniz'e girer (2 km³/yıl). Karadeniz suları da yüzey akıntısı olarak Marmara ya girer (348 km³/yıl). Marmara'dan gelen tuzlu sular, Karadeniz'in 2 m'nin üzerindeki üst tabakası içinde tuzluluk tabakalaşmasına neden olarak, verimli bir flora ve fauna gelişimi olur (1,12). Karadeniz'in yıllık su bilançosu Tablo 2'de verilmiştir.

10 4 Tablo 2. Karadeniz'in Yıllık Su Bilançosu (km³/yıl) (34) G İ R E N Ç I K A N Aktif Pasif Bilanço Moller (1928) Bruevich (1969) Alelin (1969) Toplam Giriş Nehirler Yağmurlar İstanbul Boğazı Azak Denizi 53 Diğer 1 Toplam Çıkış Buharlaşma İstanbul Boğazı Azak Denizi Akıntılar Karadeniz'de yüzey akıntıları nehirlerden, Kerch boğazından daha sonra koriolis kuvvetiyle sağa doğru saptırılır. Azak denizinden gelen su ile genelleştirilir. Akıntıların yön ve hızı rüzgar ve sahillerin etkisi altındadır (Şekil 2,3). Şekil 2. Karadeniz deki Akıntıların Şematik Haritası İlkbaharda nehir akıntılarının maksimum olduğu dönemde rüzgarlar, akıntıların yönünü değiştirmeye yeterli değildir. Buna rağmen sonbaharda daha fazla değişiklikler gözlenir. Böylece Ekim ve Kasım aylarında güney ve güneydoğu rüzgarları Boğaz'ın önünden Bulgaristan sahillerine doğru eserek, Karadeniz'in batı kıyıları boyunca kuzeygüney akıntısının yönünü sık sık değiştirir. Bu olay aynı zamanda palamut balığının görünmesi için bir işaret kabul edilir.

11 5 Şekil 3. Karadeniz de Siklonik Dönüşten Oluşan Dört Ana Akıntı. Şekil 3'te gösterilen ve kendine özgü hareket eden şamandıralar tarafından elde edilen verilerden sık sık tekrarlanan akıntıların orijinaline benzer bir harita hazırlanmıştır (23). Ana akıntılar; Rumeli (kuzeygüney akıntısı), Anadolu, Kafkasya, ve Kırım akıntısı olmak üzere 4 siklonik dönüşten oluşan akıntılardır. Yüzey akıntılarının hızı dönüş sonunda 255 cm/sn' den daha fazla olmasına rağmen, merkezde 1 cm/sn veya daha azdır. 16 m derinliklerdeki akıntı örnekleri 1 m derinlikler arasında kalan daha üstteki su tabakalarıyla benzerdir. Dibe yakın bölgelerde sahil bölgeleri hariç akıntıların yönü dip topografyası ve sahil çizgisi şekliyle yakından ilgilidir. Akıntı yönlerinin 35 m'nin altındaki eşderinlik eğrilerinde değiştiği faraziyesi henüz doğrulanmamıştır. Akıntı hızları değişik derinlikler için bazı bilim adamları tarafından Tablo 3 te verildiği gibi rapor edilmiştir. Tablo 3. Derinliklere göre akıntı hızları (23). Derinlik (m) Akıntı Hızı (cm/sn) m'nin altındaki derinliklerde bazı bölgelerde daha yüksek hızlar gözlenmiştir.

12 6 Sahillerde ve sığ alanlarda siklonik sirkülasyon kuvvetli rüzgarlar olduğu zaman tersine döner. Bu kuvvetli rüzgarların süresi ve yönlerine bağlı olarak sahil alanlarda sıcak su ile soğuk su farklılığının ortaya çıkması, suyun tuzluluk yapısı ve sıcaklığından bir akıntı ölçücü geliştirilebilir. Karadeniz'in başta gelen temel hidrografik sistemi ve onun üretime ait hidrobiyolojik özelliği, Boğazlar dan Karadeniz'e karışan daha tuzlu su, karasal alanlardan gelen geniş nehir suyunun denizlere girmesiyle, derinliklerdeki su yoğunluğu yükselir. Vertikal yönde meydana gelen yavaş yaşam şartları, indirekt ve genel verilerle tanımlanmış (13) ve teorik çalışmalarla da doğrulanmıştır (29). Karadeniz suyunun sirkülasyonu ve düşey yöndeki yaşam, Növitzki ve Bibik in (1964) incelemeleri ile açıklanmıştır (Şekil 4). Hesaplamalar göstermiştir ki, dip suları 1 veya 13 yıllık zaman periyotlarında oksijenli zona yükselebilir (13,23). Şekil 4. Karadeniz deki Suyun Düşey Yöndeki Sirkülasyonunun Teorik Diyagramı (29). a) üst tabaka, b) karışım tabakası, c) orta tabaka, d) karışım tabakası, e) derin tabaka

13 Karadeniz'de Upwelling Karadeniz'de rüzgar etkisindeki upwelling oluşabilmesi için; kıyıya paralel, yoğun hızda ve yeterince uzun süreli esen rüzgarların (Bakış yönü denize doğru olduğunda, sağa sola doğru esen rüzgarlar) mevcut olması gerekir. Upwelling; kıyısal deniz sirkülasyonu ve biyolojik aktivite açısından birinci derecede önemli bir fiziksel oluşumdur. Upwellingi önemli kılan, rüzgar tesiriyle yüzey suyunun kıyıdan açığa doğru taşınımı esnasında, taşınan suyun yerini, 12 m'lerden gelen nütrientçe zengin suyun alması ve bunun sonucu, nütrientçe zenginleşen yüzey suyunda, önce fitoplankton, sonraki aşamalarda ise besin zincirinin diğer halkalarının yüksek verimliliğe sahip bir gelişme sağlamasıdır. Bu nedenle okyanuslarda yapılan avcılığın yarısına yakın kısmı, kıyısal upwellingin olduğu bölgelerden sağlanır. Upwelling oluşması için gerekli şartları, güney ve kuzey Karadeniz olmak üzere iki bölümde ele almak mümkündür. Karadeniz 'in Anadolu kıyıları dışında kalan kıyılarında upwelling oluşması için gerekli rüzgarlara, güney ve güneybatı rüzgarlarına ihtiyaç vardır. TunaOdessa nehirleri arasında yapılan araştırmalar sonucunda, upwelling mevcudiyeti tespit edilmiştir (1). Bu bölgede upwelling tabakaları güneybatı rüzgarlarının etkisiyle oluşur. Dip suları (1 m'den daha sığ) 1216 km'lik bir bant oluşturacak şekilde yüzeye çıkar. Bu bölge biyoekolojik açıdan Karadeniz'in en verimli alanlarından biridir. Karadeniz'in güneybatı kısımlarında etken bir upwelling için rüzgar hızları ve özellikle esme süreleri yetersizdir. Güney Karadeniz sahillerinde upwelling için en uygun sahanın Sinop Bafra arasındaki bölge olduğu söylenebilir. Bu bölgede esen rüzgarların hızı 46 m/sn, esme süreleri ise 1 gün olup upwelling için uygundur. Erüz (21) tarafından yapılan bir çalışmada, güneydoğu Karadeniz'de upwellingin olup olmadığı araştırılmış ve sonuç olarak, bu bölgede upwelling olayının görülmediği tespit edilmiştir. Bu bölgede upwelling oluşumu ancak çok dar bir alanda, kısa süreli olarak görülebilir ki bu da her zaman rüzgar tesiri ile olmaz. Upwellingin rüzgarlar dışında da bazı etkilerle (nehir boşalımı, zemin topografyasının akıntıları saptırması v.s.) oluşabildikleri bilinmektedir. Bunun için yeterli çalışmanın yapılması gerekmektedir. Buna rağmen, güneydoğu Karadeniz'de güçlü upwellingin olmayışı bu bölgede denizel verimliliğin azalmasına neden olmamakta, aksine verimlilik artışı sağlanmaktadır. Bunun sebebi, Karadeniz'de yıllık su sirkülasyonunun %9'lık bir kısmı sadece 2 m'lik üst tabakada gerçekleşir ve bu tabakaya giren yağmur ve nehir sularının yıllık hacmi 45 km³ gibi büyük bir değere ulaşmaktadır. Nehirlerden denize sürekli bir şekilde nütrient ve diğer besleyici elementler taşınır. Karadeniz'de mevcut yüzey akıntılarının yardımı ile bu maddeler, kıyısal sulardan denizin tüm sathına yayılır (21) Sıcaklık Karadeniz'de sıcaklık dağılımının temel özelliği derinliğe bağlı olarak hızlı düşmesidir (Şekil 5). Ortalama sıcaklık; verimli olan yüzey tabakasında 15.4 ºC'den, 575 m arasında bulunana termoklin tabakasının ortasında 7. ºC'ye düşer. Sıcaklık değişimlerinin sınırı, daha çok karasal sığ bölgelerde, 751 m'den daha derinlerde gözlenebilir. Siklonik dönüşümlerdeki sıcaklık değişimleri, yatay adveksiyon ve iç dalgaların etkisinin az olduğu 5 m 'de daha az önemlidir. 5 ve 2 m derinlikler arasındaki tuzluluğun değişimi daha derin sulardaki sıcaklık birikmesini önler. Bu nedenle Karadeniz diğer derin denizlere göre, sahillerdeki iklimlerden daha az etkilenir (16).

14 8 Ortadaki soğuk tabakada (termoklin) sıcaklık değişimi, genellikle 6.4 ile 7. ºC arasındadır. Karadeniz'in doğudaki orta bölümlerinde, yaz sezonunun sonunda sıcaklık 7.5 ºC arasında değişebilir. Soğuk tabakanın altındaki sıcaklık dağılımı; 1 m'de 7.2 ºC, 3 m'de 8.9 ºC, 5 m 'de ºC ve 2 m'nin altında ºC'dir. Sıcaklığın 7515 m'ler arasındaki derinliklerde homojen olmasının nedeni, derin suların yüksek orandaki dinamik etkisinin bir sonucu olarak açıklanabilir (23). Karadeniz'in düşey olarak sıcaklık dağılımı, Tablo 4'te verilmiştir (9). Şekil 5. Karadeniz deki Ortalama Sıcaklık (t C), Tuzluluk (S %o), Çözünmüş Oksijen (D.O.) ve Hidrojen Sülfür (H 2 S) in Düşey Yöndeki Dağılımı (23). Tablo 4. Karadeniz deki Sıcaklığın Düşey Dağılımı (9). Derinlik (m) Min. sıcaklık ( C) Mak. sıcaklık ( C) Değişim Fak. ( C) Karadeniz'de sıcaklık, mevsimsel ve bölgesel olarak da büyük değişmeler gösterir. Yıllık ortalama yüzey suyu sıcaklığı, güneyde 16 ºC, kuzeydoğuda 13 ºC ve kuzeybatıda 11 ºC'dir.

15 9 Yüzey su sıcaklıkları KasımŞubat döneminde önemli derecede düşer. Bu periyotta su sıcaklığı, Merkez ve Güney havzalarında 78 ºC, Kuzey havzasında ise 34 ºC civarındadır. En düşük sıcaklıklar kuzeybatı kıta sahanlığında görülür. Yüzey su sıcaklıkları ilkbahara doğru yükselmeye başlayarak 15 ºC'ye kadar çıkar. HaziranAğustos arası Karadeniz'de en ılık sezon olup, bu dönemde su sıcaklığı 2425 ºC'ye kadar çıkar (Şekil 6) (21). Şekil 6. Karadeniz deki Yüzey Suyu Sıcaklığı Değişimleri ( C).

16 1 Yüzey sularındaki muhtemel aylık sıcaklık eğrileri, genellikle asimetriktir. Çünkü sonbaharda suyun soğuması normalin altındadır. İlkbaharda (yazın ilk yarısında) sular maksimum sıcaklığa varmadan önce, hava sıcaklığının altında bulunur. Buna karşılık yazın ikinci yarısı esnasında, sonbahar ve kışın su sıcaklığı hava sıcaklığından daha yüksektir (Şekil 7). Su sıcaklığındaki değişiklikler, sahillerde ve sığ sularda en yüksek seviyededir. En yüksek su sıcaklıkları ağustos ayında ölçülmüş olup, Kerch boğazında maksimum su sıcaklığına temmuz ayında ulaşılır. En düşük su sıcaklıkları şubat ayında tespit edilmiştir. Köstence ve Kerch boğazında en düşük sıcaklıklar ocak ayına rastlar. Kış esnasında Anadolu kıyıları, Kafkasya ve Kırım kıyıları, Karadeniz'in diğer bölümlerinden daha sıcaktır. Çünkü, dağlar engel vazifesi görür ve Karadeniz'deki en verimli sıcak su türleri olan Hamsi ve İstavrit kış boyunca bu bölgelerde yoğunlaşır (23). Şekil 7. Karadeniz deki Aylık Ortalama Su Sıcaklıkları ile Aylık Ortalama Hava Sıcaklıkları (23) Tuzluluk Karadeniz'in yüzey suyu tuzluluğu; buharlaşma, yağış, nehirlerden boşalan su miktarı, mevsimler ve coğrafik ortam koşullarına göre değişim göstermekle birlikte, bu değişimler 2 m'nin altındaki tabakalarda görülmez. Ortalama yüzey suyu tuzluluğu, kışın %181'dir. Karadeniz'in özellikle batı ve güneydoğu bölümünde kış tuzluluğu (yüzeyde), yaza göre %o daha fazladır. Karadeniz'in, özellikle nehir boşalımının fazla olduğu KuzeyKuzeydoğu ve kıta sahanlığında tuzluluk %o 1416 olduğu dönemde, ortalama yüzey suyu tuzluluğu (yaz için), en düşük değere sahiptir.

17 11 Karadeniz'in en batı kesimi, diğer kesimlere göre karakteristik olarak daha düşük yüzey tuzluluğuna sahiptir. Karadeniz'in kuzeybatı kesiminde tuzluluk daha düşük olup, %o 1315 oranındadır. İstanbul boğazı ve Anadolu kıyılarında tuzluluk %o civarındadır. Bu değerler, Anadolu'nun kuzey kıyıları boyunca, Karadeniz e birçok nehrin su boşaltmasıyla uyumlu bir değişim arz eder. Karadeniz'in merkez kısmında tuzluluk %o 1 'e kadar çıkar. Havzanın doğu bölümünün merkezinde ise tuzluluk daha düşüktür. Tuzluluk ve sıcaklıktaki yıllık değişimler, genelde 15 m'ye kadar olan üst tabakada görülür. Yüzey ve dip suları arasındaki tuzluluk farkı %o 45'e kadar çıkar. Karadeniz'in güney yarısına ait yüzey tabakasının tuzluluk dağılımı Şekil 8'de verilmiştir (21). Karadeniz'in en önemli karakteristik özelliklerinden birisi de 1 2 m'lik derinlikler arasında sürekli bir haloklinik (geniş tuzluluk değişimi) göstermesidir ki, Karadeniz bu özelliğe sahip dünyanın en büyük su kütlesidir (1). 12 m derinlikteki üst tabaka ile daha derindeki su kütleleri arasındaki yoğunluk farkının çok büyük olmasından dolayı, her iki tabaka arasında çok dar bir derinlikte meydana gelmektedir (36). Karadeniz'de farklı tabakalar keskin bir katmanlaşma ve durağanlaşma (stagnasyon) özelliğine sahiptir. Tabakalar arasında sıcaklık, tuzluluk, gaz ve nütrient konsantrasyonu ve canlı dağılımı bakımından büyük farklılıklar görülür. Bu nedenle bilim adamlarınca Karadeniz, en tipik anormal su özelliklerine sahip bir deniz olarak adlandırılmıştır (9). Şekil 8. Karadeniz in Güney Yarısına Ait Yüzey Tabakası Tuzluluk Dağılımı Oksijen Çözünmüş oksijen, biyolojik faaliyetlerin devam ettiği yer olan oksijenli tabakada bulunur. Denizin merkezi yerlerinde 25 m derinliğe kadar olan kısımlarda oksijene rastlanır. Karadeniz havzasında derinlik arttıkça oksijen azalmakta, buna karşılık hidrojen sülfür (H 2 S)

18 12 gazı miktarı artarak, litrede 7 cm³'e kadar çıkmaktadır. O 2 ve H 2 S dağılımının sınırı yıllar ve mevsimlere göre değişir. Ancak 115 m'nin altındaki O 2 kalitesi hızla düşer ve bunun altında tamamen kaybolur (Şekil 5). Yüzey sularında ortalama yıllık O 2 içeriği Şekil 9'da verilmiştir. 15 m eşderinlik çizgisinin yer aldığı haritada ise (Şekil 1) O 2 içeriği verilmiştir (1). Şekil 9. Karadeniz deki Yüzey Sularının Ortalama Yıllık Oksijen İçerikleri (ml/l) (23). Şekil m Eşderinlik Çizgilerinin Yer Aldığı Haritada Karadeniz deki Oksijen İçeriği (ml/l) (19).

19 13 Karadeniz'de mevcut akıntıların fiziksel özellikleri dikey sirkülasyon üzerinde önemli rol oynamaktadır. Kıyıya yaklaştıkça, akıntı hızları artmakta ve buna bağlı olarak kıyılarda, açık denize göre daha derinlere ulaşan sirkülasyonlar oluşmaktadır. İç akıntılardan başka Akdeniz kökenli olup boğazdan alt akıntı olarak Karadeniz'e geçen sular da mevcuttur. Bu alt akıntıların debileri oldukça düşük olduğundan, Karadeniz'in dip sularına oksijen sağlama hızı, ölü organik materyal tarafından oksijenin tüketilme hızını dengelemeye yetmektedir. Bu ise haloklin tabaka altında kalan su kütlesinin tamamen oksijensiz kalması sonucunu doğurmaktadır. Karadeniz'in haloklin tabakasının altında kalan su kütlesi, diğer tabakalarla etkileşim sonucu, ortama karışan az miktardaki sularla, yenilenmeyecek kadar büyüktür. Bu nedenle Karadeniz'in 2 m'den daha derin suları daima anoksik (oksijensiz) kalmıştır (1,14,23) Karadeniz'in Hidrokimyasal Özellikleri Karadeniz suyunun iyonik bileşimi araştırılmış ve sonuç olarak Marmara denizi ve diğer denizlerle karşılaştırıldığında farklı bulunmuştur (Tablo 5). Tablo 5. Marmara ve Karadeniz'in İyon İçeriği (% toplam iyon) (23) İyonlar (%) Marmara Denizi Karadeniz Dip Suyu Yüzey Dip Suyu Yüzey Cl = SO 4 HCO 3 = CO 3 Na + Mg ++ Ca ++ K + S (%o) Karadeniz'in dip sularındaki anaerobik bakteriler, sülfatları hidrojen sülfüre indirger ve bikarbonat üretirler. Sülfatın (SO 4 = ) oranı okyanustan daha az, buna nazaran bikarbonat (HCO 3 ) içeriği daima daha yüksektir. Klorun oranı, nehir sularının önemli oranda girmesi karbonat içeriğinin zengin olması ve dip sularının karışmasından dolayı okyanuslardan daha azdır. Karadeniz'in dip sularının diğer bir özelliği yüksek miktarda HS içermesidir. Bakteri faaliyeti sonucu, sülfatların indirgenerek HS, HCO 3, CO 2 ve H 2 S 'in oluşması durumunda derin sularda bu miktar hemen hemen g/kg civarındadır. Diğer okyanus ve denizlerle karşılaştırıldığında Karadeniz suyu, yüksek bir alkaliniteye sahiptir. Bu değer yüzeyde 3.33 mg/l, 1 m'de 3.29 mg/l, 2 m'de 4.2 mg/l olup, okyanuslarda 2.42 mg/l, Akdeniz'de 2.76 mg/l, Azak denizinde ise 2.27 mg/l'dir. Karadeniz suyunun en önemli bir özelliği de toplam su kütlesi ve yapısıyla ilişkili olarak, içerdiği çözünmüş gazlardır. Çözünmüş oksijen, biyolojik faaliyetlerin devam ettiği yer olan oksijenli tabakada bulunur. Oksijen ve hidrojen sülfür dağılımının sınırı, yıllar ve

20 14 mevsimlere göre değişir. Ancak, 115 m'nin altında oksijen oranı hızla düşer ve bunun altında da tamamen kaybolur. Karadeniz'in derin sularındaki H 2 S hemen hemen tamamen sülfatlardan meydana gelir. Sülfür içeriği 15 m derinlikte.9 ve.41 mg/l olarak tespit edilmiştir. Hidrojen sülfür konsantrasyonu, su sütununda yeknesak bir şekilde anoksik tabakadan itibaren yükselmektedir (Şekil 5). 2 m'de Karadeniz'in dibinde ölçülen en yüksek değer yaklaşık 7 mg/l dir (2,1,14,23,25). Karadeniz'deki redoks potansiyeli, oksijen bölgesinin altında hızla azalır. Oksidasyonun azalması, mikrobiyal aktivite tarafından anoksik olmaktadır. Fe ve Mn konsantrasyonları, oksidasyon çevresinde maksimuma ulaşmaktadır. Bu elementlerin çözünmüş formları oksijenli bölgeye çekilmektedir. Çünkü, diğer yığılmalarda sülfatlar ve karbonatlar gibi toplam Fe ve Mn konsantrasyonları anoksik bölgede yüksektir. Aynı şekilde anoksik bölgede Zn'da yüksek değerde bulunmaktadır. Oksijenli ve oksijensiz zonda, bakır, demir, civa ve manganez sırasıyla, 17,.3, 11 ve 4'den daha az ve sırasıyla.31.8,.3.8, 5.45, 2545 µg/lt değerindedir (24) Besleyici Elementler (Nütrientler) Karadeniz'deki besleyici elementlerin dikey dağılımları Tablo 6'da verilmiştir. Anoksik bölgede amonyak ve fosfat konsantrasyonları yüksektir. Bu elementler okyanusların dip kısımlarında absorbe edilmişlerdir. Anoksik ortamdaki organik karbonun ayrışmasına, değişmesine ve dibe çökmesine sebep, yüksek konsantrasyonlardaki amonyumdur. Organik maddelerin ayrışması anoksik bölgelerde, nispeten yüksek inorganik fosfat konsantrasyonları ile açıklanır. Tablo 6'da görüldüğü gibi, inorganik formdaki besin elementleri genellikle anoksik (oksijensiz) zonda akümüle olmuşlardır. Organik madde ekzotik zonun altında, parçalanır ve aminijilasyona uğrar. Mikrobiyal nitrifikasyon sonucu organik maddedeki amonyum, azot olarak 1 15 m'nin üstünde akümüle olur. Amonyum iyonları ise, derinlerde dağılım gösterir. Tablo 6. Karadeniz'de ortalama İnorganik besleyici elementler ile toplam organik C,N ve P'ın dikey görünümü. (N, P, Si : mg/l, Organik C : mgc/l olarak verilmiştir.) İnorganik Nütrientler Organik C,N,P Derinlik N P NP Si C N P (m) NH 4 NO 3 NH 4 NO 3 PO 4 SiO

21 15 Karadeniz'deki vertikal derişimli çözünmüş materyaller, sürekli haloklin tarafından engellenir. Oksidasyonun artması ve organik maddenin ayrışması, Karadeniz'in dip sularının anoksik durumla sonuçlanmasına sebep olur. 152 m'lerde oksijenli tabaka tamamen ayrılmaktadır. Nehirler tarafından taşınan organik madde veya yüzeyde üretilen besin elementi yoğunluğu fazladır. Bunun altındaki tabaka bozulmuş, durgun tabakadır (Anoksik tabaka). Burada H 2 S, organik ve inorganik formdaki fosfor akümüle olur. Dünya okyanuslarıyla karşılaştırıldığında, Karadeniz'de nispeten yüksek konsantrasyonda karbonat bulunur. Bu karbonat yüzeyden ve anoksik tabakalardan, anoksik ayrışma ile absorbe edilir. Yüzey sularındaki karbonat konsantrasyonu %5'dir. Karadeniz'in kuzeybatısındaki çözünmüş organik karbon yoğunluğu 34 mgc/l arasındadır. Çözünmüş organik karbon dipte azalır. Etki değerleri 1 m aşağıda mgc/l'dir. Çözünmüş karbon içeriği, 2 m'de azalmıştır. Fakat her 2 m'de 6 mgc/l artmaktadır. Buradaki yoğunlaşma dünya okyanuslarının başka yerlerine nazaran çok yüksektir. Karadeniz için organik karbon hareketi, Marmara denizinden Azak denizine kadar uzar ve nehirleri içine alır. Oksijen bölgesinde oksidasyon seyri düşüktür. Tablo 7'de Karadeniz'in karbon bütçesi özetlenmiştir (2,1,14,23,25). Tablo 7. Karadeniz'in Organik Karbon Bütçesi (18). Organik Karbon Kaynakları ve Havzalar Kaynaklar Asıl üretim (Birinci üretim) Azak denizinden Marmara denizine kadar girdiler Toplam Havzalar Oksijen bölgesindeki oksidasyon Anoksik bölgedeki oksidasyon Dipteki erime Birikim Toplam Miktar (gc/m²/y) Biyotik Özellikler Fitoplanktonlar ve Primer Prodüktivite Karadeniz'deki fitoplankton, son çalışmalara göre (31) taksonomik sınıflandırmada; 7 sınıf, 185 genus, 756 tür olmak üzere belirtilir. Bunlar tatlı su, acı su ve denizde yaşayan organizmalardır (Tablo 8).

22 16 Tablo 8. Karadeniz'de bulunan belli başlı Fitoplankton grupları (31) Taksonomik Deniz ve Acı su Tatlı su ve Acı su Toplam Grup Cins Tür ve Varyete Cins Tür ve Varyete Cins Tür ve Varyete Bacillariophyta Pyrrophyta Chrusophyta Clorophyta Cyanophyta Xanthophyta Euglenophyta Toplam Karadeniz'deki fitoplankton, diğer denizlerin ve fiyortların (Kuzey denizi, Hazar denizi, Norveç fiyortlarında olduğu gibi) fitoplanktonuna benzerlik gösterir. Fitoplankton kütlesinin çoğunu (%8'inden fazlasını) diatomlar oluşturmaktadır. Bunlar neritik euroholin formlardır. Tek oseonik tür ise planktoniellasoldur. Sahil bölgelerinde ise, tatlı su türleri bulunmaktadır. Diatomların çoğunluğunu chaetoceros türü oluşturur. Diatom türlerinin bir kısmı ilkbaharda (ŞubatNisan aylarında) ve sonbaharda maksimal plankton görülür. Fitoplanktonların bu tür kompozisyonu büyük ölçüde sıcaklık ve saliniteye bağlıdır. Denizel eurohalin formların bazıları, %o 618 tuzlulukta gelişebilir. Örneğin, Cycletonema costatum, Chactoceros halistatikus, Chactoceros subtilis gibi. Sıcaklık kışın ; 6 ºC, yazın 25 ºC'den fazla olduğu mevsimsel sıcaklık değişimleri tür kompozisyonunu etkiler. Kışın arktik ve subarktik eurotermik formlar gelişir. Örneğin: Chactoceros danicus, Chactoceros donsus, Chactoceros subsecundus, Nitzchia seriata, Cycletonema costatum. Yazın ise, diatomların subtropikal ve tropikal formları gelişir. Örneğin: Chactoceros diversus, Chactoceros peruvianus, Coscinodiscus janischii. Yıllık sıcaklık değişimlerine bağlı olarak ilkbahar sonlarında Coccolithophorid'ler gelişir. Yaz mevsimi boyunca dinoflagellat popilasyonu da gelişir. Örneğin: Exuviaella compressa, Exuviaella cordata, Gymnodinium simplex, Gymnodinium variable, Peridinium trichodium, Peridinium globulus, Prorocentrum micans.

23 17 Küçük fitoflagellatlar da Karadeniz planktonunun önemli bir kısmını oluştururlar. Fitoflagellatlar, çoğunlukla ilkbahar sonunda ve sonbahar başlangıcında, özellikle neritik bölgede, 1x1 6 Cells/L yoğunluğa erişirler. Karadeniz'deki fitoplankton bioması nicelik (sayısal) olarak mezotropik havzanın iç bölgeleri için karakteristik bir özelliktir. Biomas miktarı, mevsim boyunca 1x1 6 Cells/L, 23 gr/m³ dipte ise 1x1 4 Cells/L, 12 mg/m³ arasında değişir yıllarında denizin batı sahillerinde genç fitoplankton yoğunluğunun ötrifikasyona bağlı olduğu gözlenmiştir. Bu süredeki esas tür, Exuviaella cordata idi. Büyüme ilkbaharda başlamış, yaza kadar devam etmiş ve redtide seviyesine ulaşmıştır. Redtide seviyesinde Exuviaella bioması 28 gr/m³ 'e ulaşmıştır. Karadeniz'de fitoplankton toplulukları mevsimsel karakter gösterir. Genellikle yıl içerisinde iki ana maksimuma ulaştığı dönem vardır. Bunlardan birincisi ve geniş olanı, ilkbahar dönemi (ŞubatNisan), diğeri de sonbahar dönemidir (AğustosEylül). Alg bioması bahar döneminde maksimum değere ulaşır. Özellikle kıyı bölgelerinde ve kuzeybatı sahillerinde 3 gr/m³ 'tür. Pelajik alanda ise bu değer.2.6 gr/m³ 'tür. Erken yaz döneminde ise en düşük seviyededir (15 mg/m³). Şekil 11 'de Karadeniz'deki fitoplanktonların mevsimsel dinamiği verilmiştir (2,23). Şekil 11. Karadeniz deki Fitoplanktonların Mevsimsel Dinamiği. Fitoplanktonun ikinci maksimum olduğu periyottaki en büyük üretim alanları havzanın kuzeybatı bölümündeki sığ sahil kesimleridir. Bu havzada vertikal karışım olayları belirgindir. Bu havzada prodüktivitenin yüksek olmasının diğer bir nedeni de (.52 gr C m²/gün), nehirlerle gelen nütrientlerin yüzey katmanlarını zenginleştirmesidir. Bu olay havzanın % 25'lik bir kısmında meydana gelmesine rağmen, primer prodüktivite % 6 'tan daha çok bir alanda (Ağustos ve Ekim aylarında) meydana gelir. Nispeten yüksek üretim doğu ve batı arasındaki siklonik girdaplar ve Kırım yarımadası sahillerinde meydana gelmektedir.

24 18 Karadeniz'deki yıllık fitoplankton verimliliğini hesaplama, hacim olarak ölçme esasına dayandırılmıştır ve 12 gr/m² C olarak ölçülmüştür. Yapılan hesaplarda fitoplankton biomasının ortalama canlı ağırlığı karşılaştırıldığında yıllık biomas üretim oranının (P/B) 3 olduğu kabul edilmiştir. Fakat bu değer hatalı bulunmuştur. Gerçek primer prodüktivite miktarı daha yüksektir. Karadeniz'deki primer prodüktivitenin günlük ortalama miktarı yaklaşık olarak 2 gc/m² dir. Bu değer sahillerde ve kuzeybatı kısımlarında 25 gc/m²/yıl olarak tespit edilmiştir. Yazın denizdeki efotik zonun derinliği 56 m kadardır (Şekil 12a). Yaz sezonunda optimal aydınlatma 51 m derinlikte olur. Bazen maksimum fotosentez oranı 12 m'den daha derin su kütlesinde oluşur (Şekil 12b). Bu tabakalarda bulanıklığın artması sonucunda aktif fitoplankton populasyonu termoklin tabakasının üstünde toplanır (Şekil 12c) (2,23). Şekil 12. Karadeniz de Derinliğe Bağlı Olarak Fotosentezin Meydana Gelişi Mikrobiyal Populasyon Karadeniz geniş bir mikrobiyal deniz olarak dikkati çeker. 8 yıldır bu havzada mikrobiyal kompozisyonun davranışları geniş olarak araştırılmıştır. Ancak yinede sonuçlar yetersiz kalmaktadır. Toplam yıllık bakteri miktarı ve bunların biyoması mikroskobik ve boyama yöntemine göre ölçülmüş ve hesaplanmıştır (15,28). Açık denizin efotik zonundaki toplam bakteri miktarı 3 ve 2*1 3 cells/ml, toplam biomas miktarı ise,5 den 5 mgc/m 3 olarak hesaplanmıştır. Karadeniz in planktonik bakteri biotopunun yayılımı Tablo 9 da verilmiştir. Tablo 9. Karadeniz deki Bakteri Biyotop Miktarının Dağılımı. Biyotop Cells (1 3 /ml) Biomass (mg/m 3 ) Üretim (mg/m 3 /gün) Kıyı Alanlar NW sığ alanları Boğaza yakın alanlar Açık denizin dibioksijen zonu Redoks yükselme zonu (orta) Anoksik zon

25 19 Kuzeybatı Karadeniz in kıyı ve sığ alanlarında bakteri miktarı.5*1 6 cell/m 3 ün üstüne kadar çıkmaktadır. Biomas miktarı ise 2 mgc/m 3 ün üstündedir. Yalnız, kıyıdan derin tabakalara gidildikçe bakteri miktarının yavaşça düşmesi açık denizlerin karakteristiğidir. Mikrobiyal biomas ve sayısı genellikle kış sezonunda düşer. Fakat bazen merkezdeki siklonik girdaplar nedeniyle buradaki su intermediat redoks zonuna yükselerek buradaki mikrobial biomasın zenginleşmesine neden olur. Asıl mikrobial biomas genellikle redoks düşey profilin 1418 m derinliklerinde belirir. Burada metan ve sülfür bileşiklerini indirgeyen kemoototrof populasyon aktiftir. Bu zon maksimum kemosentez bakteri zonudur. Oksijen zonundaki mikrobiyal üretim yaz sezonunda açık denizde yaş ağırlık olarak 52 mg/m 3 /gün dür (2) Zooplankton ve Biomas Taksonomik olarak Karadeniz'de 98 adet genel tür tespit edilmiştir (Tablo 1). Fakat bunların sayısı bazı Akdeniz kökenli türlerin nüfuz etmesiyle ve ortama adapte olmalarıyla artmaktadır. Ayrıca özellikle ılık mevsimlerde, mollusk'ların, Plychactes'ler, bentik Crustacea'lar ve diğer bentik ve nektobentik organizmaların larvaları ile zooplankton içeriği zenginleşir. Bundan başka bazı alanlarda mevsimsel olarak özellikle kışın zooplankton faunası bir çok ender türü de içine alır. Tablo 1. Karadeniz 'deki Zooplanktonların Taksonomik Kompozisyonu (22) Grup Familya Cins Tür Tintinoidea Hydrozoaria Scyphozoaria Ctenophoria Rotatoria Cladocera Copepoda Chaetognatha Appendicularia Toplam Karadeniz'deki pelajik besin zincirinin en genel zooplankton grubu copepod'lardır. Genellikle yazın neritik tabakada Cladocera'lar uzun bir epiplankton kolonisi oluşturur. Örneğin; Evadne spinifera, E. tergestina, Penilia avirostrist, Podon polypheamodes gibi. Cladocera ve bazı Tintinidae türlerinin sayıları çok azdır. Diğer türler içerisinde Sagitta setosa, Oikopleura droica, Pleurobranchia rhoapis, Aurellia aurita, Rhizostoma pulma geniş olarak dağılmıştır. Noctiluea miliaris hemen hemen bütün yıl boyunca bulunabilmektedir. Dinofilagellata'larda bu türlere taksonomik olarak dahildir. Dinofilagellat'lar heterofik organizmalardır. Bunlar besin olarak hayvan, bitki veya detritik orijinli kaynakları kullanırlar. Karadeniz'de zooplanktonlar; bileşimleri, ekolojileri ve orijinlerine göre üç grup altında toplanmıştır (Bunlar balıkların birinci derecede besin kaynaklarıdır) : 1 Soğuk Su Grubu : Cinsi tükenmekte olan gruplardır. Bunlar yaz sezonunda termoklin tabakasının altından itibaren Hidrojen sülfür zonuna kadar olan su kesimini işgal ederler. Soğuk

26 2 mevsimlerde yüzeye doğru yükselirler. Bunlara; Calanus helgolandicus, Pseudocalanus elangatus, Oithona similis, Tintinopsis berroidae v.b. dahildir. 2 Ilık Su Grubu : Bu gruba ılık mevsimlerde çoğalabilen türler dahildir. Yüksek su katmanında bulunurlar. Bunlara; Cladocera sp., Evahe spinifera, Penilia evirostria, Pleopsis tergestina, Pontalidae sp. v.b. dahildir. 3 Euriterm Grubu : Bunlar genellikle yıl boyunca rastlanabilen türlerdir. Örneğin, Copepoda'lar gibi. Zooplanktonların düşey yöndeki dağılımları; sıcaklık, tuzluluk, akıntılar ve diğer faktörlere bağlı olarak değişir. Ancak vertikal dağılımlarını sınırlayan en önemli faktör hidrojen sülfür tabakasıdır. Genel havza içerisinde 1752 m derinliklerde, akıntıların ve dönme hareketinin olduğu alanlarda zooplanktonlar tespit edilmiştir. Ancak, suyun dönme hareketinin merkezinde sadece 851 m derinliklerde belki limit seviyede olabilirler. İstanbul boğazı giriş bölgesinde, içe doğru ki, burada Karadeniz'e Marmara suyu karışır, derinlik limiti 225 m 'ye kadar varır (3). Zooplanktonun gece göçleri, soğuk su türleri için derin su tabakasına doğrudur. Zooplankton biomasının farklı derinliklerdeki dağılımı, çeşitli araştırıcılar tarafından hesaplanmıştır. Total zooplankton bioması, 156x1³ ton yaş ağırlık ve 857x1³ ton kuru ağırlık olarak bulunmuştur. Burada önemli bir konuya işaret etmek gerekir ki; o da Medüz biomasının (675x1³ ton yaş ağırlık) yüksek oluşudur. Buradaki başlıca tür, Aurelia aurata'dır. Bu ticari türler için fazlaca sömürücü bir potansiyele sahiptir (2,23) Zoobentoz Bentik faunanın tür kompozisyonu Akdeniz ile karşılaştırıldığında fakirdir. Çünkü, Karadeniz suyu düşük tuzluluktadır ve daha derinlerde hidrojen sülfür tabakası vardır. Dip faunası m arası derinliklerde dağılım gösterir. Sadece boğaz yakınlarında 172 m derinliktedir. Bentik fauna total olarak 23 º civarına, lokalize olmuştur. Karadeniz'de protozoa'larda dahil olmak üzere, 1518 tür bentik organizma bulunmuştur. Bunların 156'sına, haliç, nehir ağızlarında ve acı sularda rastlanmıştır. 87 adedi ise, İstanbul boğazına yakın bölgelerde bulunmaktadır (Kisaleva, 1979). Bunlara ilave olarak, midyeler, yumuşakçalardan, diğer iki tür, Karadeniz'de bol miktarda bulunmaktadır. Gastropod'lardan Rapana thomasiana thomasiana ve bunun yumurtaları Japonya'dan gemilere yapışarak gelmiştir. Midyelerden Mya arenaria 194'lı yılların başında, Atlantik'ten ilk olarak taşınmıştır. En son yapılan çalışmalara göre (22) zoobentik biomas 28.8x1 6 ton olarak tahmin edilmiştir. Bazen yıllık üretim 53.6x1 6 tona varmaktadır. Tablo 11'de Karadeniz'de bentik faunaya ait türlerin sayısı taksonomik olarak verilmiştir (2,23).

27 21 Tablo 11. Karadeniz in Bentik Faunasına Ait Omurgasızların Taksonomik Sınıflandırılması Taksonomik gruplar Tür toplamı Düşük tuzluluk Boğaz yakınlarında alanlarında Foraminifern 26 Spongia 28 Hydrozoa 25 3 Anthozoa 5 Turbellaria 13 Nemertini 33 Nematoda 24 Rotatoria 4 21 Gastrotricha 23 Kynorhyncha 1 Polychacta Oligocheata Sipinculida 1 1 Bryozoa 18 Camptozoa 2 Phoronidae 1 Loricata 3 Bivalvia Castropda Scaphopoda 1 1 Ostacoda Harpacticoida Cirripedia 5 Amphipoda Isopoda 29 Tanaidacca 6 Cumacea 23 9 Decapoda 32 1 Aracina 27 3 Pantopoda 8 Insecta 11 7 Tardigrada 5 Asteroidea 1 1 Ophiuroidea 4 3 Echinoidea 1 1 Holothurioidea 8 3 Aseidiae 8 Toplam Balıklar Karadeniz ihtiyofaunası 18 balık türü içerir. Bunların çoğu Akdeniz'den göç eder (57 türü) ve 22 türü de tatlı su kökenlidir.