PRIMÆRPRODUKTION I VADEHAVET

Transkript

1 PRIMÆRPRODUKTION I VADEHAVET Vadehavscentret INDLEDNING OG FORMÅL Vadehavets betydning som fødekammer for dyr som muslinger, orme, snegle, fisk, fugle og sæler er uvurderlig. Årsagen til dette er den store primære produktion i havbundens øverste millimeter. Her lever op til 16 millioner alger pr. cm 2 i løbet af et år (især kiselalger). Disse alger er primære producenter og dermed starten på de fødekæder, der eksisterer i Vadehavet. Fotosyntesen og dermed primærproduktionen foregår i havbundens øverste lag. Ved algernes primære produktion omdannes uorganisk kulstof i form af CO 2 til organisk kulstof i form af glukose C 6 H 12 O 6 : 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 En del af det organiske stof, som dannes bruger algerne dog ved respirationen 6 O 2 + C 6 H 12 O 6 6 CO H 2 O Netop på grund af algernes (og især bundalgernes) vigtige rolle i Vadehavets økosystem er det interessant at måle primærproduktionen. Udregning af selve dannelsen af glukose er dog utrolig omfattende og derfor benyttes oxygenmetoden. Her måler man i stedet hvor meget O 2, der dannes. Når man ved hvor mange mg O 2, der er blevet dannet kan man ved hjælp af støkiometrien i fotosynteseligningen også beregne hvor mange mg C der dannes. Herefter kan man så beregne hvor mange mg C/m 2 /t, der dannes, hvilket er det endelige mål for primær produktionen. Forskning har målt/beregnet en i Vadehavet til ca. 100 g C/m 2 /år, dog med stor variation fra år til år ( g C/m 2 /år). Oxygen metoden Nedenstående er en simplificeret udgave af netop oxygen-metoden. I oxygen-metoden bestemmes følgende for at få et skøn over økosystemets produktion og omsætning: (Brutto Primær Produktionen): Alt det organisk kulstof, der bliver dannet ved fotosyntesen NPP (Netto Primær Produktionen): minus det organiske kulstof, der bliver brugt i respirationen R (Respiration): Den mængde organisk kulstof, der bruges i respirationen 1

2 Forholdet: = NPP + respiration (se figur 1) Figur 1 Materialer 3 plastic-bøtter (50 cl), ske, alufolie, iltmåler, målebæger Fremgangsmåde For at undersøge, NPP og respirationen undersøger vi skrab af alger fra havbunden. Disse skrab skal i 2 af de 3 plastic-bøtter: De tre bøtter benævnes: Lys-bøtten (L) Mørke-bøtten (M) Initial-bøtten (I) 1. Ude på vaden findes et tilfældigt sted, hvor skrabene foretages. Skrabene udføres således, at låget fra plasticbøtten (kendt areal) bruges til at lave 6 afmærkninger på havbunden. I disse ringe, der fremkommer, foretages skrab med den medbragte ske af de øverste millimeter sand. 3 af disse skrab kommer i lys-bøtten og 3 kommer i mørkebøtten. Initial-bøtten skal ikke have skrab i. 2

3 2. Alle 3 bøtter fyldes nu med havvand hældt i fra målebægeret. VIGTIGT! Der skal fyldes helt til kanten, så der ikke er luftbobler i! Pas også på med at fylde så meget i, at det løber over herved mistes alger. 3. Mørkebøtten indpakkes nu i alu-folie, så intet lys trænger ind. Herefter måles ilt-indholdet i initial-flasken for at få en startkoncentration, og resultatet noteres i resultatskemaet (O I (start)). Vær forsigtig med elektroden, så vandet ikke iltes. Dog omrøres der forsigtigt med iltelektroden under måling. 4. Nu skal alle bøtter stå i et par timer (eller den tid, der er til rådighed). Husk at alle bøtter skal stå under de samme forhold, så som sol og skygge. 5. Når tiden er gået måles ilt-indholdet i alle 3 flasker, og resultatet noteres i resultatskemaet (Iltindhold i lysbøtte = O L (slut) Iltindhold i initialbøtte = O I (slut) Iltindhold i mørkebøtte = O M (slut) ). Husk at notere, hvor lang tid forsøget kørte. Resultat-behandling (brug resultatskema) 1. Dette spørgsmål svares på hjemme inden I kommer på besøg: Hvad forventer vi sker? Lys-bøtten: Mørke-bøtten: Initial-bøtten: 2. Ud fra værdierne vi finder i bøtterne kan vi finde, NPP og respirationen. NPP har vi i lysflasken husk dog at tage højde for iltproduktionen fra de alger der evt. måtte være i havvandet. Dette korrigeres ved at fratrække iltproduktionen fra initial flasken: NPP = ( O L (slut) O I (start) ) ( O I (slut) O I (start) ) = O L (slut) O I (slut) Respiration = har vi i mørkeflasken husk dog at tage højde for start iltkoncentrationen: = O I (start) - O M (slut) Nu kan beregnes. = NPP + R Udregn NPP, respirationen og i mg O 2 /L og sæt det ind i resultatskemaet. 3

4 3. Enhederne i disse udregninger er mg O 2 /L disse kan omregnes til mg O 2 pr. m 2, når vi kender arealet fra sedimentet (A) og volumen (V) af flaskerne. Noteres i resultatskemaet. Omregning fra mg O 2 /L til mg O 2 /m 2 : Mg O 2 /L * V (L) A (m 2 ) 4. Ved hjælp af fotosyntese-ligningen, kan vi finde ud af, hvor mange mg C der dannes for hvert mg O 2. Vi ved fra fotosyntesen at der dannes 6 C atomer, når der dannes 12 O atomer. Altså er forholdet mellem C : O = 1 : 2. Da C vejer 12 g/mol og O vejer 16 g/mol, kan man nu beregne den dannede mængde C i mg. Noteres i resultatskemaet. Mg O 2 * 12 g/mol 32 g/mol 5. Disse målinger kan igen omregnes til produktion pr. tidsenhed (pr. time, pr. dag etc.). Et soldøgn svarer til 12 lyse timer. Hvad blev den årlige? Sammenlign med værdierne fra tidligere studier. 6. Nævn mulige fejlkilder. 4

5 Resultatskema Aflæs Iltkoncentration i bøtter Enhed Initial-bøtte O I (start) Initial-bøtte O I (slut) Mørkebøtte O M (slut) Lysbøtte O L (slut) Beregn Iltkoncentration Enhed NPP Respiration Beregn Iltkoncentration Enhed Mg O 2 /m 2 Beregn Organisk kulstof Enhed Mg C/m 2 Beregn Organisk kulstof Enhed Nytige data Volumen af vandbøtte Mg C/m 2 /time Mg C/m 2 /døgn Mg C/m 2 /år Enhed Liter Areal af skrab m 2 Forsøgstid timer 5