Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

Fotosyntetiserende planktonorganismers biomasse, artssammensætning og produktion

Oprindelige forfattere KSJe og KSC

Det er muligt at måle mængden og produktionen af alle cyanobakterier og eukaryote planktonalger under et med ret simple metoder. Den følgende beskrivelse dækker kun hovedtendenserne i udviklingen.

Biomasse

Organismernes biomasse (mængde) kan måles ved at filtrere et givet vandvolumen gennem et filter og opløse alt på filtret forekommende klorofyl a med sprit. Derefter måler man spritopløsningens absorption af lys med den bølgelængde, hvor klorofyl har sin maksimale lysabsorption. Det giver et mål for klorofylets koncentration i vandet.

Med den metode kan man konstatere, at de mest næringsfattige danske søer blot indeholder 1-10 mikrogram klorofyl a pr. liter søvand, mens de mest næringsrige indeholder 100-500 mikrogram pr. liter. Man finder parallelt hermed mellem under 10 µg og op til 1000 µg fosfor pr. liter i hhv. næringsfattige og næringsrige, forurenede søers vand – altså også for fosfors vedkommende 100 gange mere i det mest næringsrige vand.

Annonce

Artssammensætning

 Figur 14-17. Gennemsnitlig biomasse af forskellige hovegrupper af planktonalger i søer med stigende næringsindhold af fosfor. 1: alle typer samlet, 2: cyanobakterier, 3: kiselalger, 4: grønalger, 5: rekylalger, 6: furealger og 7: gulalger.

Figur 14-17. Gennemsnitlig biomasse af forskellige hovegrupper af planktonalger i søer med stigende næringsindhold af fosfor. 1: alle typer samlet, 2: cyanobakterier, 3: kiselalger, 4: grønalger, 5: rekylalger, 6: furealger og 7: gulalger.

Samtidig med, at den samlede biomasse af planktonalger stiger med øget fosforindhold, ændrer de enkelte algegruppers andel af den samlede mængde sig også – med andre ord ændrer artssammensætningen sig (figur 14-17). Furealgers biomasse stiger kun lidt med øget fosforindhold i søerne, og gulalgernes stiger slet ikke – dvs. at disse arters andel går ned. Derimod stiger grønalgers, kiselalgers og især cyanobakteriers biomasse voldsomt med øget fosforindhold, og blandt grønalgerne stiger de chlorococcales allermest.

Yderligere ét forhold vedr. artssammensætningen blandt fotosyntetiserende planktonorganismer ændrer sig systematisk med øget fosforindhold i søerne. Det er andelen af meget små arter med en størrelse under 2 µm. Den falder nemlig markant med stigende fosforindhold, mens andelen af større alger på over 35 µm gradvist tager over (figur 14-18). Meget små alger er bedst til at udnytte meget lave koncentrationer af næringssalte, fordi de har en meget stor overflade til optagelse af næringssalte i forhold til det volumen, hvori stofferne indbygges. Til gengæld bliver de meget let ædt – især af dafnier. De største arter er til gengæld dårligere til at udnytte meget lave koncentrationer af næringssalte, men er bedre beskyttet mod dafniers og vandloppers efterstræbelse.

 Figur 14-18. Sammenhængen mellem fosforkoncentrationen i tempererede søer og forskellige algers andel af biomassen i de samme søer. De pågældende alger er hhv. picoalger (mindre end 2 μm), nanoalger (mellem 2 μm og 35 μm) og mikroalger (over 35 μm).

Figur 14-18. Sammenhængen mellem fosforkoncentrationen i tempererede søer og forskellige algers andel af biomassen i de samme søer. De pågældende alger er hhv. picoalger (mindre end 2 μm), nanoalger (mellem 2 μm og 35 μm) og mikroalger (over 35 μm).

Disse resultater peger på, at udnyttelse af næringssalte er den vigtigste faktor, når det drejer sig om, hvilke fotosyntetiserende planktonarter der er almindelige i næringsfattige søer, mens beskyttelse mod algeædere er en vigtigere faktor i næringsrige søer. Det hænger også fint sammen med, at dyrs efterstræbelse stiger med søernes næringsrigdom, idet dafnier og vandlopper er meget mere talrige i næringsrige end i næringsfattige søer. Men størrelsesskiftet blandt de fotosyntetiserende organismer peger også på, at den vigtigste dødsårsag for dem i næringsfattige søer er dyrs efterstræbelse, mens den i næringsrige søer er nedsynkning, parasitering og nedbrydning forårsaget af vira, bakterier og svampe.

Produktion

De fotosyntetiserende planktonorganismers produktion kan man bestemme ved at måle den indbygning af uorganisk stof i dem, som fotosyntesen afstedkommer. I praksis bruger man radioaktivt, uorganisk kulstof-14 til at følge indbygningen. Det radioaktive kulstof tilsættes en naturlig vandprøve med alger i en klar flaske. Efter et givet tidsrum, hvor flasken har stået i naturligt lys, filtrerer man algerne fra og måler, hvor radioaktive de er blevet. Metoden skyldes den danske ferskvands- og marinbiolog Einer Steemann Nielsen, som oprindeligt udviklede den for at måle primærproduktionen i havenes vandmasser på den verdensomspændende Galathea-ekspedition i 1950-1952. Men han afprøvede forinden metoden i Furesøen.

Under velbelyste forhold stiger planktonets produktion nogenlunde i takt med dets biomasse og indhold af klorofyl a. Visse arter, især dem med små celler, har dog under gunstige lys-, temperatur- og næringsforhold en produktion, som er noget større (f.eks. 8 mg kulstof pr. mg klorofyl a pr. time) end arter store celler (f.eks. 2 mg kulstof pr. mg klorofyl a pr. time).

 Figur 14-19. Dybdefordeling af planktonalgernes primærproduktion i en næringsrig sø med en gennemsigtighed på 1 meter målt med radioaktivt kulstof-14 på en solrig sommerdag.

Figur 14-19. Dybdefordeling af planktonalgernes primærproduktion i en næringsrig sø med en gennemsigtighed på 1 meter målt med radioaktivt kulstof-14 på en solrig sommerdag.

Hvis man fylder flasker indeholdende radioaktivt kulstof-14 med vand fra forskellige dybder og ophænger disse flasker i de tilsvarende dybder, er det muligt at bestemme produktionen i hele vandsøjlen ved at lægge værdierne sammen for alle dybderne (figur 14-19). På en sommerdag ligger værdien ofte på 0,2-0,4 g kulstof pr. m2 i en næringsfattig sø med få fotosyntetiserende organismer, mens den ligger på 2-4 g kulstof pr. m2 i en næringsrig sø med mange organismer. For hele året bliver primærproduktionen typisk 40-80 g kulstof pr. m2 i den næringsfattige sø og ca. 10 gange større, dvs. 400-800 g kulstof pr. m2, i den næringsrige sø.

Primærproduktionen stiger ikke i samme omfang som biomassen, når man sammenligner næringsfattige og næringsrige søer. Det skyldes, at udstrækningen af det vandlag, der har tilstrækkeligt med lys til fotosyntese, indskrænkes, når stadigt flere organismer skygger for hinanden. I næringsfattige danske søer med klart vand modtager vandet lys til en betragtelig fotosyntese ned til 10-15 m’s dybde. Er der et springlag i søen om sommeren, opstår der ofte et biomasse- og produktionsmaksimum i springlaget ved måske 6-10 m’s dybde, fordi organismerne her har fordel af bedre næringsforsyning fra bundvandet samtidig med, at lysintensiteten er tilstrækkelig. I næringsrige søer med uklart vand er primærproduktionen pr. volumen meget høj tæt ved overfladen, men produktionslaget strækker sig måske blot 0,5 eller 1 m ned, fordi lyset hurtigt skygges væk. Der sker altså et skifte fra næringsbegrænsning i den næringsfattige sø til lysbegrænsning i den næringsrige sø.

De fotosyntetiserende planktonorganismers væksthastighed er bestemt af forholdet mellem deres produktion af nyt organisk stof og den stående biomasse. Derfor kan det forhold, at produktionen kun stiger ca. 10 gange, mens biomassen stiger ca. 100 gange – når man sammenligner næringsfattige og næringsrige søer – tages som udtryk for, at de altovervejende små organismer i den næringsfattige sø vokser hurtigst, men at deres biomasse her hele tiden kan holdes i skak af planktondyr, der frigør næringssalte til genbrug. I den næringsrige sø vokser de overvejende store fotosyntetiserende organismer langsommere, men holdes ikke i skak af planktondyr; i stedet henfalder de, synker ned på bunden eller angribes i større omfang af parasitter.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Kaj Sand Jensen, Kirsten S. Christoffersen: Fotosyntetiserende planktonorganismers biomasse, artssammensætning og produktion i Naturen i Danmark, Fenchel, Larsen, Vestergaard, Friis Møller og Sand-Jensen (red.), 2006-13, Gyldendal. Hentet 15. september 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=498271

Teksten indgår i værket Naturen i Danmark, der består af 5 bind. I værket beskrives dyr og planter i Danmarks vandløb, have, skove og åbne landskaber. Læs om værket på gyldendal.dk