Aquatic ecosystem function and environmental change across spatial scales

Abdelgadir, Mohanad

2024

Östersjön genomgår stora miljöförändringar vilka förväntas påverka dess kustnära ekosystemfunktioner. Många ekosystemfunktioner, däribland kvävetransformation i akvatiska ekosystem, förmedlas av mikrobiella samhällen. Hur förändringar i miljöförhållanden i akvatiska livsmiljöer i olika rumsliga skalor och framtida klimatscenarier kan påverka relationen mellan mikrobiella samhällens mångfald och mikrobiella ekosystemfunktioner har varit understuderat. Avhandlingen undersöker effekten av förändringar i miljöförhållanden vid olika rumsliga skalor på relationen mellan mikrobiell mångfald och ekosystemfunktionen denitrifikation i kustnära  miljöer i Östersjön. Detta undersöktes på två rumsliga skalnivåer. På liten rumslig skala undersöktes experimentellt mesokosmer av mikrohabitat, med sediment med olika salthalt och nivåer av syre, i olika rumsliga arrangemang genom biogeokemisk och molekylär metodanalys. Potentiell denitrifikationshastighet, kvantitativ analys av transkript av denitrifikationsgener och mikrobiell diversitet analyserades. För analys av effekter på större geografisk rumslig skala, inom Östersjönskust- och havsområden, tillämpades en metadatabaserad spatial modelleringsmetod för att undersöka hur nuvarande miljöförhållanden och framtida klimatförändringsscenarier kan påverka prediktionen av den rumsliga fördelningen av studerade nyckeltaxa av denitrifierare och kvävefixerande filamentösa cyanobakterier. Resultaten visade att salthalt och syre signifikant påverkade den mikrobiella denitrifikationskapaciteten, enligt analys av transkript av nirS- och nosZ-generna, snarare än rumsligt arrangemang. Denitrifikationshastigheten var inte korrelerad med abundansen av nirS-transkript. Den bakteriella taxonomiska sammansättningen påverkades signifikant av salthalt. På kust- och havsskalenivå hade miljövariabler från både marina och terrestra domäner betydande inverkan på den predicerade fördelningen av de studerade bakteriella populationerna. Den förutspådda geografiska spridningen av de studerade denitrifierarna och filamentösa cyanobakterierna, under olika globala uppvärmningsscenarior, indikerade att stigande temperaturer år 2050 och 2100 riskerar att minska de nuvarande bioklimatmässigt lämpliga områdena i Östersjön för de studerade populationerna. Studierna med de experimentella mesokosmerna och modelleringsmetoderna som presenteras i avhandlingen bidrar med kunskap och nya förutsägelser om de rumsliga effekter på ekosystemfunktioner och mikrobiella samhällen under pågående och framtida miljöförändringar i Östersjön.

Huddinge : Södertörns högskola, 2024. s. 220.

ISBN 978-91-89504-86-8

Södertörn Doctoral Dissertations, 1652-7399; 231

Ladda ner som pdf

Mer information i DiVA

Låna boken