umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Increased microbial activity in a warmer and wetter climate enhances the risk of coastal hypoxia
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap. (UMFpub)
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap. Environment & Safety Division, Indira Gandhi Centre for Atomic Research, Kalpakkam, India.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap. Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Umeå marina forskningscentrum (UMF). (Johan Wikner ; Arcum ; EcoChange)
2013 (Engelska)Ingår i: FEMS Microbiology Ecology, ISSN 0168-6496, E-ISSN 1574-6941, Vol. 85, nr 2, s. 338-347Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The coastal zone is the most productive area of the marine environment and the area that is most exposed to environmental drivers associated with human pressures in a watershed. In dark bottle incubation experiments, we investigated the short-term interactive effects of changes in salinity, temperature and riverine dissolved organic matter (rDOM) on microbial respiration, growth and abundance in an estuarine community. An interaction effect was found for bacterial growth, where the assimilation of rDOM increased at higher salinities. A 3 °C rise in the temperature had a positive effect on microbial respiration. A higher concentration of DOM consistently enhanced respiration and bacterial abundance, while an increase in temperature reduced bacterial abundance. The latter result was most likely caused by a positive interaction effect of temperature, salinity and rDOM on the abundance of bacterivorous flagellates. Elevated temperature and precipitation, causing increased discharges of rDOM and an associated lowered salinity, will therefore primarily promote bacterial respiration, growth and bacterivore abundance. Our results suggest a positive net outcome for microbial activity under the projected climate change, driven by different, partially interacting environmental factors. Thus, hypoxia in coastal zones may increase due to enhanced respiration caused by higher temperatures and rDOM discharge acting synergistically.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Hoboken: Wiley-Blackwell, 2013. Vol. 85, nr 2, s. 338-347
Nyckelord [en]
bacterioplankton, protozoa, phytoplankton, marine, Baltic Sea
Nationell ämneskategori
Mikrobiologi
Forskningsämne
biologi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-62730DOI: 10.1111/1574-6941.12123ISI: 000328962900012OAI: oai:DiVA.org:umu-62730DiVA, id: diva2:577722
Tillgänglig från: 2012-12-16 Skapad: 2012-12-16 Senast uppdaterad: 2018-06-08Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Coastal microbial respiration in a climate change perspective
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Coastal microbial respiration in a climate change perspective
2012 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

In a climate change perspective increased precipitation and temperature are expected which should influence the coastal microbial food web. Precipitation will have a strong impact on river flow and thereby increase the carbon input to the coastal zone as well as lowering the marine salinity by dilution with freshwater. Simultaneously temperature may increase by 2-5 °C, potentially influencing e.g. metabolic processes. Consequences of this have been evaluated in this thesis with focus on microbial respiration in paper II and IV. A temperature increase of 3 °C will have a marked effect on microbial respiration rates in the coastal zone. The effect of temperature on microbial respiration showed a median Q10 value of 25 with markedly higher values during winter conditions (around 0°C). These Q10 values are several-fold higher than found in oceanic environments. The conclusion was in accordance with a consistent temperature limitation of microbial respiration during an annual field study, however, shifting to DOC limitation at the elevated temperature. Neither bacterial production nor phytoplankton production showed a consistent temperature effect, suggesting that the biomass production at the base of the food web is less sensitive to a temperature increase. Results from both a field study and a fully factorial microcosm experiment supported the conclusion. Our results suggested that areas dealing with hypoxia today will most likely expand in the future, due to increased respiration caused by higher temperatures and larger riverine output of dissolved organic carbon. 

Pelagic respiration measurements in the sea are relatively scarce in the literature, mainly due to the lack of sufficiently good and user friendly techniques. New methods such as the dynamic luminescence quenching technique for oxygen concentration have been developed. This makes it possible to obtain continuous measurements of oxygen in an enclosed vial. Two different commercially available systems based on the dynamic luminescence quenching technique were evaluated from the aspect of precision, accuracy and detection limit when applied to respiration measurements in natural pelagic samples. The Optode setup in paper III showed a practical detection limit of 0.30 mmol m-3 d-1, which can be applied to measure respiration in productive coastal waters (used in paper IV). This included development of a stopper where the sensor was attached, stringent temperature control, proper stirring and compensation for an observed system drift. For controlled laboratory experiments with organisms smaller than 1 µm the Sensor Dish Reader (paper I) has sufficient detection limit of (4.8 mmol m-3 d-1). This required a stringent temperature control and manual temperature correction. The Sensor Dish Reader gives the opportunity to perform multiple treatments at low cost (used in paper II), but the precision is too low for field studies due to the between ampule variation.

Abstract [sv]

Östersjön är ett brackvatten hav som sträcker sig från Bottenviken i norr till de danska sunden i söder och omsluts av en landmassa som representeras av nio länder. Denna miljö är på många sett unik genom stor sötvattenpåverkan och litet utbyte med världshaven (30 års omsättningstid). Östersjön utsätts framförallt för tillförsel av ämnen från såväl naturliga som antropogena aktiviteter. Något som ofta uppmärksammas är problem med syrefria områden och döda havsbottnar. Detta anses påverkas av både klimatförändringar och övergödning. En av de biologiska prosesser som påverkar syresituationen i haven är respiration, syreförbrukning, som utförs av de flesta levande organismerna i Östersjön. Den här avhandlingen presenterar resultat på hur bakteriers syreförbrukning påverkas av de förändringar vi förväntar oss i vårt klimat i framtiden. Det är framförallt ökad temperatur och ökat vattenflöde i våra floder som i sin tur leder till snabbare omsättning och tillförsel av näring åt bakteriesamhället. Resultaten från artiklarna II och IV visar att den potentiella temperaturökningen som väntas skulle öka syreförbrukningen i kustnära områden. Den blir extra stor i kustområden, troligen på grund av stor tillgång på organiskt material från älvarna. Även den högre tillförseln av näringsämnen kan ökan syreförbrukningen enligt artikel II. De områden som idag är syrefattiga kommer på grund av detta att expandera, framförallt längs kusterna där nya områden kan uppstå. Eventuellt kan det vara en förklaring till den ökande ytan av syrefria bottnar i i Östersjön och världshaven.

För att kunna utföra mätningar av syreförbrukning krävs väldigt precisa och gärna användarvänliga metoder som lätt kan tillämpas i fält. I avhandlingen presenteras hur två olika mätmetoder optimeras för att göra tillförlitliga förbrukningsmätningar av syre. Ny teknik gör att syrehalten kan mätas med en ljusbaserad metod som skiljer sig från dagens kemiska bl.a. genom att resultaten kan följas löpande på en dator. De båda metoderna kräver en väldigt precis temperaturkontroll. Optod uppsättningen presenterad i artikel III innefattaer en volym på 1 liter och organismer upp till en storlek på 50 μm omfattas i den uppmäta syreföbrukningen. Denna metod rekommenderas fö fätmäningar, och anvädes föfätmäningar i Artikel IV. I utvecklingen ingick utformning av en kork fö att montera optod-sensorn i. I artikel I presenteras en utrustning som baseras påen mindre volym (5 ml) vilket innebä att endast mäningar påbakterier och organismer mindre ä 1 μm kan anses tillfölitliga. Detta i kombination med viss variation mellan mäflaskor gö att den framföallt rekomenderas fö anvädning i laboratoriemiljö Det systemet anvädes fö mäningarna av syreföbrukning i laboratorieexperimentet som presenteras i artikel II.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Umeå: Umeå Universitet, 2012. s. 18
Nationell ämneskategori
Ekologi
Forskningsämne
biologi
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-62734 (URN)978-91-7459-517-8 (ISBN)
Disputation
2013-01-24, KBC-huset, KB3A9, Umeå Universitet, Umeå, 13:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2012-12-20 Skapad: 2012-12-16 Senast uppdaterad: 2018-06-08Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Övriga länkar

Förlagets fulltext

Personposter BETA

Nydahl, AnnaPanigrahi, SatyaWikner, Johan

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Nydahl, AnnaPanigrahi, SatyaWikner, Johan
Av organisationen
Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskapUmeå marina forskningscentrum (UMF)
I samma tidskrift
FEMS Microbiology Ecology
Mikrobiologi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 364 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf