Projekti / Programi
Vpliv okoljskih sprememb na organizme in procese v Bohinjskem jezeru
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.03.03 |
Naravoslovje |
Biologija |
Ekosistemi |
| Koda |
Veda |
Področje |
| B260 |
Biomedicinske vede |
Hidrobiologija, morska biologija, ekologija voda, limnologija |
| B270 |
Biomedicinske vede |
Rastlinska ekologija |
| B280 |
Biomedicinske vede |
Živalska ekologija |
Bohinjsko jezero, ekologija, temperatura, klima, evtrofizacija, trofični odnosi
Raziskovalci (6)
Organizacije (2)
Povzetek
Bohinjsko jezero je največje ledeniško jezero v Sloveniji. Je oligotrofno jezero z nizko koncentracijo celokupnega fosfata, dušika in klorofila a ter povprečno prosojnostjo vode preko 8 m. V predlaganem projektu želimo raziskati odnos med različnimi trofičnimi nivoji, da bi ocenili, kolikšna je občutljivost celotnega sistema na trend globalnih okoljskih sprememb, kot sta zviševanje temperature in onesnaževanje. Spremembe okoljskih dejavnikov vodijo v spremembo strukture združbe. Spremembe v strukturi pa pomenijo spremenjene odnose med primarnimi in sekundarnimi producenti, kar se odrazi tudi v pretoku energije. V jezerskem ekosistemu je zlasti pomemben pretok energije med fitoplanktonom in zooplanktonom, zato bomo podrobneje raziskali vpliv kvalitete hrane in temperature na zooplankton. Raziskave bomo izvajali na terenu in v laboratoriju v kontroliranih pogojih. Meritve potrebe po energiji pri ključnih skupinah organizmov v jezeru (mikroplankton, zooplankton, zoobentos, makrofiti, mikroorganizmi v sedimentu) bodo omogočale ocenitev odnosov v prehranjevalni verigi in dinamike v ekosistemu. Pri poskusnih organizmih bomo določali biokemijske in fiziološke parametre, ki nam bodo pokazali stanje organizmov v odvisnosti od izbranih ekoloških dejavnikov.
Pomen za razvoj znanosti
Metabolične lastnosti jezera so dober pokazatelj njegovega delovanja. Produktivnost in dihanje združbe sta elementa, ki pokažeta dinamiko in stanje ogljika v ekosistemu ter služita kot osnovna podatka za oceno ekološkega stanja jezera. Primarna produkcija fitoplanktona, bentoških alg in makrofitov predstavlja avtohtoni organski material, ki je na voljo organizmom v prehranjevalni verigi. Vnos partikularnih in raztopljenih organskih snovi s kopnega pa predstavlja alohtoni organski material, ki dodatno prispeva k celokupni organski snovi in je na voljo v jezeru. Tako smo ocenili primarno produkcijo in določili potrebo po ogljiku v procesu dihanja pri glavnih skupinah organizmov v Bohinjskem jezeru. Rezultati so nam pokazali vlogo posamezne skupine organizmov v delovanju ekosistema ter omogočili več vpogleda v povezave med trofičnimi nivoji (z uporabo primerljive metode) in s tem tudi boljšo oceno hitrosti spreminjanja ekosistema. Poznavanje prispevka posameznih skupin organizmov k skupnemu metabolizmu v jezeru in poznavanje odnosa med trofičnimi nivoji služita kot podlaga za oceno ranljivosti jezerskega ekosistema za okoljske spremembe ter omogočata oceniti smer sprememb v delovanju ekosistema. Na podlagi rezultatov smo tudi ocenili primernost posameznih skupin organizmov, ki bi jih bilo pri monitoringu stanja jezera smiselno spremljati kot pokazatelje zgodnjih sprememb v strukturi in delovanju jezerskega ekosistema.
Na podlagi raziskav lahko rečemo, da je za ocenjevanje in spremljanje stanja jezera koristno poznati potencialno aktivnost metabolnih procesov tako v vodnem stolpcu kot tudi v sedimentih. Tak kombiniran pristop pri oceni stanja ekosistema nam omogoča boljše predvidevanje trenda sprememb v delovanju jezerskega ekosistema. Predvsem poznavanje biološke oksidacijske kapacitete sedimentov, ki jo določimo s pomočjo aktivnosti elektronskega transportnega sistema (ETS), lahko skupaj z ostalimi pokazatelji in informacijami o sistemu veliko pove o delovanju in stanju jezerskega ekosistema. Da bi za oceno stanja jezerskega ekosistema lahko uporabljali izključno indeks, ki bi ga pridobili na osnovi izmerjene aktivnost ETS, bi pa bilo potrebno narediti še dodatne raziskave na različnih tipih jezer.
Podrobne raziskave vpliva izključno spremenjene temperature za nekaj stopinj Celzija na metabolni potencial ključnih skupin organizmov v jezeru so pokazale, da že majhna sprememba temperature vodi v spremenjeno intenzivnost metabolne aktivnosti združb. Ker so dosedanje raziskave večinoma raziskovale odziv organizmov na globalno segrevanje v evtrofnih jezerih, so rezultati našega projekta doprinesli k poznavanju vplivanja spremenjene temperature na združbe organizmov v nizko produktivnih jezerih.
Rezultati, ki so bili pridobljeni v okviru raziskovalnega projekta, prispevajo nova znanja o pretoku energije in kroženju snovi skozi različne trofične nivoje v oligotrofnem jezeru. Z uporabo univerzalne metode merjenja aktivnosti ETS, smo lahko v raziskave vključili organizme, ki pripadajo različnim trofičnim nivojem ter ovrednotili njihovo vlogo v delovanju ekosistema. Rezultati so doprinesli k znanju o vplivanju globalnih sprememb na ekosistemskem nivoju.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati raziskovalnega projekta so pokazali, da spremljanje metabolne aktivnosti pri organizmih na različnih trofičnih nivojih v jezeru lahko služi kot pokazatelj sprememb v trofičnem stanju Bohinjskega jezera. Poznavanje potreb po ogljiku v procesih dihanja pri posameznih skupinah organizmov na eni strani in ocena primarne produkcije na drugi strani sta nam omogočila pomembno vedenje o ranljivosti Bohinjskega jezera tako za klimatske spremembe kot za neposredne vplive človeka.
Razmerje med izgubo ogljika pri dihanju različnih skupin organizmov v jezeru in ocenjeno produkcijo ogljika v litoralu in pelagialu je pokazalo, da je bila dnevna izguba v procesu dihanja v povprečju višja od ocenjene primarne produkcije. Znano je, da imajo neproduktivni vodni ekosistemi nesorazmerno višjo stopnjo dihanja v primerjavi z bolj produktivni, kar pomeni, da predstavljajo vir ogljikovega dioksida. Rezultati so pokazali, da v Bohinjskem jezeru izguba ogljika pri dihanju zooplanktona, mikroplanktona, zoobentosa, mikrobnih združb v sedimentih in makrofitih presega bruto primarno produkcijo ogljika za približno 55 t letno. Ta številka je verjetno celo višja, saj razgradnja organskega ogljika pri ribah in bakterioplanktonu, manjšemu od 1 µm, ni bila upoštevana v izračunu celokupne mase. Čeprav so bili izračuni dihanja in primarne produkcije narejeni s pomočjo pretvorbenih faktorjev in predstavljajo le grobo oceno metabolne aktivnosti v jezeru, lahko rečemo, da združbe v Bohinjskem jezeru izkoriščajo avtohtoni ogljik, ki nastaja s primarno produkcijo v jezeru in tudi alohtoni vir ogljika, ki pride v jezero z vnosom s povodja Bohinjskega jezera. Ocena primarne produkcije v litoralu in pelagialu je pokazala, da so makrofiti in fitoplankton v litoralnem delu jezera prispevali za 10% več k celokupni produkciji avtohtonega ogljika kot fitoplankton v pelagialnem delu jezera. Razlog je v prisotnosti makrofitov, ki bistveno doprinesejo k produkciji v litoralnem področju. Kljub intenzivni razgradnji organske snovi v sedimentih Bohinjskega jezera, pa je bila koncentracija raztopljenih hranil v vodi zaradi hitrega kroženja nizka.
Rezultati naših raziskav lahko služijo kot osnova za bolj učinkovito zaščito Bohinjskega jezera in za načrtovanje aktivnosti v Triglavskem narodnem parku.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
