THE INFLUENCE OF ENVIRONMENTAL FACTORS AND PHYTOPLANKTON FUNCTIONAL GROUPS ON THE SEASONAL DYNAMICS OF PRIMARY PRODUCTION IN THE GULF OF RIGA : Doctoral Thesis – Summary of Publications

Abstract

Pirmprodukcija ūdens ekosistēmās ir atkarīga no fotosintēzes procesa, ko veic autotrofie organismi, piemēram, fitoplanktons, fitobentoss un makroaļģes. Šajā promocijas darbā apskatīts Rīgas līcī maz izpētīts aspekts – fitoplanktona pirmprodukcijas sezonālā dinamika un tās saistība ar abiotiskajiem un biotiska-jiem vides faktoriem.Šādu zināšanu iegūšana sniedz iespēju padziļināti izvērtēt eitrofikācijas procesu ietekmi gan reģionāli, gan vispārīgi, kā arī papildina zinā-šanu kopumu par pelaģiskajā trofiskajā barības tīklā pieejamo enerģijas apjomu un to ietekmējošajiem vides faktoriem. Galvenie rezultāti norāda, ka ikgadējā pirmproduktivitāte Rīgas līcī sasniedza 353–376 g C m2. Produktīvā perioda laikā (no aprīļa līdz oktobrim) fitoplanktona pieejamo barības vielu avots sezonāli mainās, līdz ar to pirmprodukcijai novērojama izteikta sezonalitāte. Augstākā tīrā (NPP) un kopējā (GPP) pirmprodukcija ir novērojama pavasarī, savukārt rudens periodā vērojama viszemākā fitoplanktona produktivitāte. Pamatojoties uz izotopu signāliem, pavasara mērījumi atšķīrās no pārējā perioda, pieļau-jot lielāku ietekmi no sauszemes un antropogēnajiem avotiem. Kramaļģēm, dinoflagelātiem un ciliātam Mesodinium rubrum vērojama visciešākā pozitīvā saistība ar izotopiskajām izmaiņām Rīgas līcī, norādot uz minēto taksonu lomu jaunās produkcijas veidošanā, papildinot sistēmu ar jaunu enerģiju. Jāuzsver, ka miksotrofais ciliāts M. rubrum dominēja visos gadalaikos, uzrādot būtisku korelāciju ar paaugstinātu produktivitāti. Savukārt kramaļģes tika identificētas kā galvenais jaunās produkcijas veidotājs pavasarī, bet diazotrofās cianobak-tērijas Aphanizomenon flosaquae – vasarā, barības vielas reģenerējošā sistēmā. Promocijas darba galvenie rezultāti ir publicēti četrās publikācijās.Atslēgvārdi: pirmprodukcija, Mesodinium rubrum, Balijas jūra, Rīgas līcis

Primary production in an aquatic ecosystem depends on the process of photosynthesis carried out by autotrophic organisms such as phytoplankton, phytobenthos and macroalgae. This doctoral thesis focuses on a scarcely studied issue in the Gulf of Riga – the seasonal dynamics of primary production and its relationship to abiotic and biotic environmental factors. The obtained knowledge provides an opportunity for a more in-depth comprehension of the effects of eutrophication processes both locally and regionally. It also adds to the body of knowledge about the amount of energy available in the pelagic trophic food web and its impacting environmental factors, allowing for a more accurate assessment of the pelagic habitat and ecosystem. The main results indicate that the annual primary productivity in the Gulf of Riga reached 353–376 g C m2. During the productive period (from April to October), the source of substances available to phytoplankton changes seasonally, thus primary production follows seasonal cycle. The highest net (NPP) and total (GPP) primary production were observed in the spring, while autumn was the least productive period during the growth season. Based on the isotopic signals, the spring measurements differed from the rest of the period implying greater influence from terrestrial and anthropogenic sources. Diatoms, dinoflagellates and the ciliate Mesodinium rubrumshowed the strongest positive relation to isotopic changes in the Gulf of Riga, indicating their role in the creation of new production, supplementing the system with new energy. It should be emphasized that the mixotrophic ciliate M. rubrum dominated in all seasons, showing a significant correlation with increased productivity. On the other hand, diatoms were identified as the main producer of new production in spring, and diazotrophic cyanobacteria Aphanizomenon flosaquae – in summer, during the nutrient regenerating system. The main results of the doctoral thesis are published in four publications.Key words:Primary production, Mesodinium rubrum, Baltic Sea, Gulf of Riga