Er det N eller P, der er problemet i fjordene ... - LandbrugsInfo
Er det N eller P, der er problemet i fjordene ... - LandbrugsInfo
Er det N eller P, der er problemet i fjordene ... - LandbrugsInfo
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
P2<br />
2. 30-års krigen mod økosystemet<br />
<strong>Er</strong> <strong>det</strong> N <strong>ell<strong>er</strong></strong> P, <strong>d<strong>er</strong></strong> <strong>er</strong> <strong>problemet</strong> i <strong>fjordene</strong>?<br />
374<br />
Seniorbiolog <strong>Er</strong>ik Kock Rasmussen<br />
DHI, Institut for Vand og Miljø<br />
ekr@dhigroup.com<br />
Tidslig udvikling af N og P<br />
næringssalte i <strong>fjordene</strong><br />
Det marine fytoplankton skal<br />
som alle plant<strong>er</strong> have lys og næringsstoff<strong>er</strong><br />
for at kunne gro.<br />
Den tidslige udvikling af opløste<br />
uorganisk N (NH 4 , NO 2 &<br />
NO 3 ) og P (PO 4 ) næringssalte<br />
i de danske fjorde følg<strong>er</strong> væksten<br />
af planteplankton i <strong>fjordene</strong><br />
samt belastningen af N og<br />
P fra land. Den typiske udvikling<br />
<strong>er</strong> høje koncentration<strong>er</strong> af<br />
NO 2+3 og PO 4 i vint<strong>er</strong>måne<strong>d<strong>er</strong></strong>ne,<br />
hvor alg<strong>er</strong>nes produktion <strong>er</strong><br />
lille på grund af lysmangel (figur<br />
1). Forårsopblomstringen af<br />
fytoplankton medfør<strong>er</strong> et skarpt<br />
dyk i N og P koncentration<strong>er</strong>ne i<br />
marts, hvor først PO 4 går i bund<br />
(marts/april) for sen<strong>er</strong>e at blive<br />
eft<strong>er</strong>fulgt af et fald i NO 2+3 koncentrationen,<br />
som hol<strong>d<strong>er</strong></strong> sig lavt<br />
indtil medio august. PO 4 koncentrationen<br />
stig<strong>er</strong> igen, startende i<br />
maj og nående et maksimum i<br />
august, hvilket skyldes oxi<strong>d<strong>er</strong></strong>et<br />
j<strong>er</strong>n, <strong>d<strong>er</strong></strong> bin<strong>d<strong>er</strong></strong> PO 4 , reduc<strong>er</strong>es<br />
i sedimentet og bindes til sulfid.<br />
Sulfiden stamm<strong>er</strong> fra iltfri bakt<strong>er</strong>iel<br />
reduktion af sulfat i sedi-<br />
Figur 1. Tidslig udvikling af opløste uorganiske N og P næringssalte i Roskilde Bredning<br />
1998-2006 (a), Roskilde Bredning 2005 (b), Odense Y<strong>d<strong>er</strong></strong>fjord 2004 (c) og Seden Strand;<br />
Odense Fjord 2004 (c). Potentiel P indtræ<strong>d<strong>er</strong></strong> først ov<strong>er</strong> en kort p<strong>er</strong>iode marts-april, eft<strong>er</strong>fulgt<br />
af en potentiel N begrænsning fra maj til august.<br />
Se Pow<strong>er</strong>Point-show med indlæg på www.plantekongres.dk
mentet. Hvis <strong>det</strong> reduc<strong>er</strong>ede j<strong>er</strong>n<br />
ikke blev bun<strong>det</strong> til sulfid, ville<br />
<strong>det</strong> stadig have en mindre evne<br />
til at binde PO 4 .<br />
Sulfatkoncentrationen følg<strong>er</strong><br />
saliniteten, man kan sige, at<br />
sulfid i marine sediment<strong>er</strong> fortræng<strong>er</strong><br />
PO 4 væk fra j<strong>er</strong>net i<br />
sedimentet. Om eft<strong>er</strong>året oxi<strong>d<strong>er</strong></strong>es<br />
sedimentet igen, og PO 4 kan<br />
igen bindes til j<strong>er</strong>net i sedimentet.<br />
I sø<strong>er</strong> <strong>er</strong> denne proces mindre<br />
betydende, i<strong>det</strong> koncentrationen<br />
af sulfat i van<strong>det</strong> <strong>er</strong> lille.<br />
Dette plus forekomsten N-fiks<strong>er</strong>ende<br />
cyanobakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong> (blågrønalg<strong>er</strong>)<br />
i f<strong>er</strong>skvand medfør<strong>er</strong>, at<br />
PO 4 koncentrationen <strong>er</strong> lav i<br />
sø<strong>er</strong> hele somm<strong>er</strong>en. P i f<strong>er</strong>skvandssystem<strong>er</strong><br />
<strong>er</strong> potentielt begrænsende<br />
for væksten af fytoplankton.<br />
Potentiel begrænsende<br />
næringssalt i <strong>fjordene</strong>?<br />
Bedømt ud fra forekomsten af<br />
lave koncentration<strong>er</strong> af PO 4 og<br />
NO 2+3 vil <strong>d<strong>er</strong></strong> først være en potentiel<br />
P begrænsning ov<strong>er</strong> en<br />
kort<strong>er</strong>e p<strong>er</strong>iode, eft<strong>er</strong>fulgt af en<br />
potentiel N begrænsning varende<br />
<strong>det</strong> meste af somm<strong>er</strong>en indtil<br />
august-septemb<strong>er</strong>. Dette <strong>er</strong> illustr<strong>er</strong>et<br />
for Roskilde Bredning<br />
samt to station<strong>er</strong> i Odense Fjord<br />
ved mark<strong>er</strong>ing af forekomsten<br />
af henholdsvis lave PO 4 koncentration<strong>er</strong><br />
og lave NO 2+3 koncentration<strong>er</strong><br />
(figur1). Set ov<strong>er</strong> tid<br />
<strong>er</strong> <strong>det</strong> N, <strong>d<strong>er</strong></strong> <strong>er</strong> vigtigst for begrænsningen<br />
af planteplanktons<br />
vækst i vores marine vande!<br />
<strong>Er</strong> <strong>d<strong>er</strong></strong> N fiks<strong>er</strong>ing i de danske<br />
fjorde?<br />
Autrotrofe cyanobakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong><br />
(blågrønalg<strong>er</strong>) kan suppl<strong>er</strong>e <strong>d<strong>er</strong></strong>es<br />
N behov ved at fiks<strong>er</strong>e N 2 i<br />
situation<strong>er</strong>, hvor <strong>d<strong>er</strong></strong> <strong>er</strong> et ov<strong>er</strong>skud<br />
af PO 4 i van<strong>det</strong>. Cyano-<br />
Se Pow<strong>er</strong>Point-show med indlæg på www.plantekongres.dk<br />
2. 30-års krigen mod økosystemet<br />
Figur 2. Opblomstring af cyanobakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong> (blågrønalg<strong>er</strong>) i den centrale del af Øst<strong>er</strong>søen 2005.<br />
Figur 3. N:P forhold i ocean<strong>er</strong>ne <strong>er</strong> konstante med enkelte variation<strong>er</strong>, <strong>det</strong> vil sige, at dræn<br />
via dentrifikation og annamox udlignes af N fiks<strong>er</strong>ing.<br />
bakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong> forekomm<strong>er</strong> imidl<strong>er</strong>tid<br />
ikke særligt ofte i danske farvende,<br />
h<strong>er</strong>til <strong>er</strong> saliniteten for<br />
høj. Ingen måling<strong>er</strong> un<strong>d<strong>er</strong></strong>støtt<strong>er</strong>,<br />
at <strong>d<strong>er</strong></strong> foregår en N fiks<strong>er</strong>ing<br />
via cyanobakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong> af betydning<br />
i de danske farvande. De cyanobakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong>,<br />
som kan fiks<strong>er</strong>e N ved<br />
høje salinitet<strong>er</strong>, forekomm<strong>er</strong> ikke<br />
på vores breddegra<strong>d<strong>er</strong></strong>, tem-<br />
p<strong>er</strong>aturen <strong>er</strong> for lav (LaRoche<br />
& Breitbarth, 2005). På vores<br />
breddegra<strong>d<strong>er</strong></strong> forekomm<strong>er</strong> de N<br />
fiks<strong>er</strong>ende cyanobakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong> i sø<strong>er</strong><br />
samt i den centrale og nordlige<br />
del af Øst<strong>er</strong>søen, hvor salinieten<br />
<strong>er</strong> lav nok til, at de kan<br />
vokse, og hvor <strong>d<strong>er</strong></strong> samtidigt <strong>er</strong><br />
et ov<strong>er</strong>skud af PO 4 (figur 2). Seneste<br />
forskning peg<strong>er</strong> på, at he-<br />
375<br />
P2
P2<br />
2. 30-års krigen mod økosystemet<br />
Figur 4. V<strong>er</strong>denskort ov<strong>er</strong> årsgennemsnit af iltkoncentration<strong>er</strong> i 200 m dybde. Områ<strong>d<strong>er</strong></strong> med<br />
lave iltkoncentration<strong>er</strong>, hvor <strong>d<strong>er</strong></strong> potentielt kan forekomme heteotrof N fiks<strong>er</strong>ing, forekomm<strong>er</strong><br />
omkring områ<strong>d<strong>er</strong></strong> med upwelling (Mellemam<strong>er</strong>ikas vestkyst, ud for Chile, Indiske Ocean,<br />
Afrikas vestkyst).<br />
t<strong>er</strong>otrofe bakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong> kan fiks<strong>er</strong>e<br />
N. Denne fiks<strong>er</strong>ing foregår un<strong>d<strong>er</strong></strong><br />
iltfrie forhold (Riemann et<br />
al., 2010). Kendskabet og betydningen<br />
af <strong>d<strong>er</strong></strong>es N fiks<strong>er</strong>ende<br />
aktivitet <strong>er</strong> stadig i sin vorden,<br />
og <strong>d<strong>er</strong></strong> <strong>er</strong> ikke gennemført studi<strong>er</strong><br />
h<strong>er</strong>af i danske farvande. Et<br />
kvalific<strong>er</strong>et gæt <strong>er</strong>, at omfanget<br />
af het<strong>er</strong>otrof N fiks<strong>er</strong>ing i <strong>fjordene</strong><br />
<strong>er</strong> lille, processen kræv<strong>er</strong><br />
iltfrie forhold, NH 4 begrænsning<br />
samt et ov<strong>er</strong>skud af PO 4 . Ved de<br />
lejligheds forekommende iltfrie<br />
forhold ov<strong>er</strong> bunden i <strong>fjordene</strong><br />
vil <strong>d<strong>er</strong></strong> være et ov<strong>er</strong>skud af både<br />
NH 4 og PO 4 på grund af en stor<br />
frigivelse af NH 4 og PO 4 fra sedimentet.<br />
I sedimentet <strong>er</strong> <strong>d<strong>er</strong></strong> typisk<br />
et ov<strong>er</strong>skud af NH 4 og PO 4<br />
i porevan<strong>det</strong>, så h<strong>ell<strong>er</strong></strong> ikke h<strong>er</strong><br />
kan man forvente en bakt<strong>er</strong>iel<br />
N fiks<strong>er</strong>ing. Het<strong>er</strong>otrof bakt<strong>er</strong>iel<br />
N fiks<strong>er</strong>ing un<strong>d<strong>er</strong></strong> iltede forhold<br />
i van<strong>det</strong> kan teoretisk forekomme<br />
i iltfrie mikronich<strong>er</strong> i organiske<br />
partikl<strong>er</strong> <strong>ell<strong>er</strong></strong> marin sne, <strong>d<strong>er</strong></strong><br />
synk<strong>er</strong> med bunden. Opholdstiden<br />
for dødt partikulært organisk<br />
mat<strong>er</strong>iale <strong>er</strong> lille på grund<br />
af den lave dybde i <strong>fjordene</strong>. En<br />
het<strong>er</strong>otrof bakt<strong>er</strong>iel N fiks<strong>er</strong>ing<br />
376<br />
i vandfasen må <strong>d<strong>er</strong></strong>for anses for<br />
værende begrænset.<br />
N fiks<strong>er</strong>ing vigtig for opretholdelse<br />
af N:P forhol<strong>det</strong><br />
i ocean<strong>er</strong>ne<br />
På v<strong>er</strong>densplan <strong>er</strong> N fiks<strong>er</strong>ing en<br />
vigtig proces til opretholdelse<br />
af N:P balancen i havene (figur<br />
3). Havets pulje af opløste uorganisk<br />
N drænes til stadighed<br />
af de anarobe process<strong>er</strong> som denitrifikation<br />
(N 2+3 à N 2 ) samt af<br />
anammox (NH 4 +NO 2 N 2 ). N<br />
fiks<strong>er</strong>ing fra cyanobakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong> <strong>er</strong><br />
en vigtig kilde til ny N i v<strong>er</strong>denshavene.<br />
Man <strong>er</strong> i stigende<br />
grad blevet opmærksom på, at<br />
betydningen af N fiks<strong>er</strong>ing fra<br />
het<strong>er</strong>otrofe bakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong> kan være<br />
vigtig. Et gæt på, hvor <strong>d<strong>er</strong></strong> kan<br />
være en betydende het<strong>er</strong>otrof N<br />
fiks<strong>er</strong>ing, <strong>er</strong> i de un<strong>d<strong>er</strong></strong>liggende<br />
iltfattige vandmass<strong>er</strong> ud for kyst<strong>er</strong><br />
med upwelling, <strong>det</strong> vil sige<br />
ud for Mellemam<strong>er</strong>ikas-Chiles<br />
kyst, Indiske ocean og <strong>det</strong> sydlige<br />
Afrika (figur 4). Det vil sige i<br />
områ<strong>d<strong>er</strong></strong>, som i alt væsentlighed<br />
ikke lign<strong>er</strong> de danske farvande<br />
og slet ikke de danske fjorde.<br />
Konklusion<br />
Både N og P <strong>er</strong> potentielt begrænsende<br />
for planktons vækst.<br />
P begrænsningen komm<strong>er</strong> først<br />
og <strong>er</strong> kort i tid, fordi <strong>d<strong>er</strong></strong> tilføres<br />
van<strong>det</strong> PO 4 fra sedimentet. N<br />
begrænsningen komm<strong>er</strong> eft<strong>er</strong> P<br />
begrænsningen og var<strong>er</strong> <strong>det</strong> meste<br />
af somm<strong>er</strong>en. På grund af saliniteten<br />
optræ<strong>d<strong>er</strong></strong> <strong>d<strong>er</strong></strong> ikke nogen<br />
N fiks<strong>er</strong>ende cyanobakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong><br />
af betydning i danske farvande.<br />
Aktiviteten af N fiks<strong>er</strong>ende het<strong>er</strong>otrofe<br />
bakt<strong>er</strong>i<strong>er</strong> <strong>er</strong> ikke målt,<br />
men må anses for at være begrænset<br />
i danske farvande, i<strong>det</strong><br />
disse kræv<strong>er</strong> iltfrie forhold.<br />
Af N og P <strong>er</strong> N begrænsning<br />
den vigtigste faktor til begrænsning<br />
af planktons vækst<br />
i danske fjorde.<br />
Litt<strong>er</strong>atur<br />
LaRoche J & Breitbarth E. 2005.<br />
Importance of diazotrophs as<br />
a source of new nitrogen in<br />
the ocean. Journal of Sea Research<br />
53 PP 67-91.<br />
Riemann L, Farnelid H &<br />
Stewald GF. 2010. Nitrogenase<br />
genes in non-cyanobact<strong>er</strong>ial<br />
plankton: prevalence,<br />
div<strong>er</strong>sity and regulationin<br />
marine wat<strong>er</strong>s. Aquat. Microb.<br />
Ecol. (61) PP 235-247.<br />
■<br />
Se Pow<strong>er</strong>Point-show med indlæg på www.plantekongres.dk
Se Pow<strong>er</strong>Point-show med indlæg på www.plantekongres.dk<br />
2. 30-års krigen mod økosystemet<br />
377<br />
P2
Change language