Transcript nastupno
Hipoteza o utjecaju zimskih oceanografskih svojstava sjevernog Jadrana na ulov inćuna u Jadranu • Bavim se višegodišnjim promjenama površinskih protoka te T, S, geostrofičke struje Sjeverni Jadran • Sjeverni Jadran se obično definira kao područje sjeveno od spojnice Rimini-Pula Rijeka Po • U to plitko područje malih razmjera ulijeva se Po, jedna od najvećih sredozemnih rijeka Donos hranjivih soli • Zahvaljujući rijeci Po donos hranjivih soli u sjeverni Jadran je izuzetno velik • Hranjive soli potiču primarnu proizvodnju • Smatra se da je sjeverni Jadran jedno od naproduktivnijih područja sredozemlja Primarna i sekundarna proizvodnjadefinicije • Produktivnio popdručje: visoka primarna proizvodnja • I visoka sekundarna proizvodnja**regner? • Primarna proizvodnja organski tvari • Cvatovi fitoplanktova=visoka brojnost… Geostrofičke struje • Polja geostrofičkih struja određuju se iz prostornih razdioba gustoće • One su postojana komponenta strujnog polja koja opstaje kroz više mjeseci, godinu dana a možda i duže • Smatra se da imaju važnu ulogu u sustavu strujanja sjevernog Jadrana • Geostrofiče struje su na koju se nadograđuju struje uztrokovane vjetrom, plimom i oskeom… • Polja geostrofičkih struja su postojana u periodu od više mjeseci, čak godine dana • Izrazita Višpegodišnja promjenjiobost Dva tipa cirkulacije sjevernog Jadrana • Analiza geostrofičkih struja upućuje da postooje dva glavna tipa cirkulacije sjevernog Jadrana*: tip A i tip B Dva tipa cirkulacije sjevernog Jadrana, A i B A B Slučaj A • Sjeverni Jadran je pod utjecajem voda iz Poa Slučaj B • Sjeverni Jadran je pod utjecajem voda iz srednjeg Jadrana • Vode iz Poa slijevaju se uz talijansku obalu, ne ulazeći u sjeverni Jadran Cirkulacija i proizvodnja • Očekuje se da cirkulacija bitno utječe na primarnu i sekundarnu proizvodnju sjevernog Jadrana • Da je primarna proizvodnja izrazito velika u godinama kada prevladava tip A (sjeverni Jadran pod utjecajem Poa) • Da se velika primarna proizvodnja održava na veliku sekundarnu proizvodnju pa bi tip A pogodovao i velikoj sekundarnoj proizvodnji Predavanje se temelji na radu: Impact of circulation on high phytoplankton blooms and fish catch in the northern Adriatic (1990-2004) Romina Kraus and Nastjenjka Supić Estuarine, Coastal and Shelf Science 91 (2011) 198-210 Impact of circulation on high phytoplankton blooms and fish catch in the northern Adriatic (1990-2004) • Opsežan i složen rad • Analiza distribucije i brojnosti fitoplanktona u sjevernom Jadranu u ovisnosti o oceanografskim uvjetima u različitim sezonama • U ovom predavanju izložit će se samo jedan dio rezultata iz rada Impact of circulation on high phytoplankton blooms and fish catch in the northern Adriatic (1990-2004) • Samo rezultati koji se odnose na vezu cirkulacije s primarnom i sekundarnom proizvodnjom u sjevernom Jadranu vanDva pitanja • 1. Može li se uspostaviti veza između višegodišnjih promjena brojnosti fitoplanktona u sjevernom Jadranu i geostrofičke cirkulacije? • 2. Odražavaju li se višegodišnje promjene primarne proizvodnje u sjevernom Jadranu na jadransku sekundarnu proizvodnju? Podaci: • Temperatura, salinitet te sastav i brojnost fitoplanktona uzorkovani mjesečno do sezonski na nekoliko dubina na postajama između ušća Poa i Rovinja od 1990. do 2004. g. Postaje na profilu: Datumi uzorkovanja: 10-Jan-1990 13-Mar-1997 18-Jun-1996 05-Aug-1991 23-Oct-1992 18-Jan-1991 15-Mar-2001 09-Jun-1998 20-Aug-1992 18-Oct-1993 14-Jan-1992* 20-Mar-2003 24-Jun-1998 17-Aug-1993 20-Oct-1995 19-Jan-1993 15-Mar-2004 24-Jun-1999 17-Aug-1994 12-Oct-1998 24-Jan-1994 25-Apr-1991 10-Jun-1999 31-Aug-1995 29-Oct-1999 17-Jan-1996 07-Apr-1992 29-Jun-2000 16-Aug-1996 18-Oct-2000 24-Jan-1997 16-Apr-1993 26-Jun-2001 11-Aug-1997 26-Oct-2001 05-Jan-2000 03-Apr-1995 23-Jun-2003 17-Aug-1998 01-Oct-2002 15-Jan-2003 24-Apr-1999 05-Jun-2003 24-Aug-1999* 22-Oct-2004 23-Jan-2004 17-Apr-2000 15-Jun-2004 25-Aug-2000 15-Nov-1990 22-Feb-1990 31-May-1990 30-Jun-2004 21-Aug-2001 09-Nov-1992 27-Feb-1991 08-May-1990 09-Jul-1990 08-Aug-2002 09-Nov-1993 17-Feb-1993 14-May-1991 23-Jul-1991 11-Aug-2004 17-Nov-1994 22-Feb-1994 05-May-1992 08-Jul-1991 10-Sep-1990 22-Nov-1995 03-Feb-1995 25-May-1992 13-Jul-1992* 03-Sep-1991* 25-Nov-1998 25-Feb-1998 17-May-1993 13-Jul-1993 14-Sep-1992 19-Nov-2003 15-Feb-1999 17-May-1994 19-Jul-1994 20-Sep-1993 3-Nov-2003 21-Feb-2000* 20-May-1998 18-Jul-1995 21-Sep-1994 04-Nov-2004 06-Feb-2001 26-May-1999 15-Jul-1996 23-Sep-1997 17-Nov-2004 20-Feb-2003 10-May-2001 08-Jul-1997 01-Sep-1997 19-Dec-1990 17-Feb-2004 19-May-2003* 20-Jul-1998* 24-Sep-1998 03-Dec-1991* 20-Mar-1990 11-May-2004 13-Jul-1999 08-Sep-1999 14-Dec-1992 26-Mar-1991 31-May-2004 19-Jul-2000 26-Sep-2000 28-Dec-1994 03-Mar-1992 21-Jun-1991 23-Jul-2001 27-Sep-2001 04-Dec-1996 16-Mar-1993 15-Jun-1992 09-Jul-2002 18-Sep-2002 10-Dec-1997 23-Mar-1994 14-Jun-1993 29-Jul-2002 02-Sep-2004 14-Dec-1998 01-Mar-1995 21-Jun-1994 15-Jul-2004 15-Oct-1990 05-Dec-2000 21-Mar-1996 15-Jun-1995 06-Aug-1990* 30-Oct-1991* 19-Dec-2001 Geostrofičke struje: • Standardnim metodama iz podataka o temperaturi i salinitetu određene su za svako krstarenje geostrofičke struje relativne na 30-dbarsku plohu između susjednih postaja na profilu Geostrofičke struje: • • • • • SJ108/SJ101 SJ101/SJ103 SJ103/SJ105 SJ105/SJ107 SJ107/RV001 U slučaju A smjer struja u zapadnom dijelu profila je prema sjevero-zapadu (“pozitivan”) a u istočnom prema jugo-istoku (“negativan”): Istarska obalna protustruja (IOPS) • Jugo-istočna struja uz istarsku obalu, između postaja SJ107 i RV001, naziva se Istarska obalna protustruja • Izražena u slučaju A, kada se vode iz Poa razlijevaju sjevernim Jadranom U slučaju B smjer struja u zapadnom dijelu profila je prema jugo-istoku (“negativan”) a u istočnom prema sjevero-zapadu (“pozitivan”): IOPS • U slučaju B IOPS se ne opaža Brojnost fitoplanktona • Brojnost fitoplanktona u vodenom stupcu određena je za svaku pojedinu postaju odnosno za ukupan profil za svako pojedino krstarenja: Relacije: Za pojedinih krstarenja brojnost fitoplanktona u vodenom stupcu bila je izrazito visoka, značajno iznad prosjeka: aPO (cells l-1) 4x106 3x106 2x106 1x10 6 0x10 0 -1x106 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 aPO (cells l-1) 4x106 3x10 6 2x106 1x106 0x100 -1x106 aPO (cells l-1) 4x10 6 3x106 2x106 1x10 6 0x10 0 -1x10 6 Višegodišnje promjene (1990-2004) brojnosti fitoplanktona u vodenom stupcu profila (aPO) u odnosu na prosjek. Cvatovi fitoplanktona osobito izraženi zimi: 1.6x106 c e l ls l-1 1.2x10 aPO aSJ107 aSJ108 6 8.0x105 4.0x105 0.0x100 1 2 3 4 5 6 7 8 m o n t h 9 10 11 12 Godišnji ciklus (1990-2004) brojnosti fitoplanktona u vodenom stupcu istoćnog (aSJ107), zapadnog (aSJ108) i ukupnog (aPO) profila. Površinski sloj • ? Produkcija je bila bitno bviša na zapadnim postajama Veza između cirkulacije i brojnosti fitoplanktona Veza cirkulacije i brojnosti fitoplanktona • Korelacijska analiza između • višegodišnjih promjena brojnosti fitoplanktona i geostrofičkih struja • u veljači, ožujku, srpnju i listopadu (tj. u mjesecima izraženih cvatova) • Što je korelacijska analiza pokazat će se na primjeru Korelacijska analiza-primjer • uspoređuje se brojnost fitoplanktona na 5 m dubine na postaji SJ107 (x) s iznosom struje između SJ107 i RV001 (IOPS; y) za sva krstarenja u veljači od 1990. do 2004. g. godina x (cell/l) godina y (cm/s) 1990 2590 1990 -0.17 1991 1235 1991 -0.07 1993 17020 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 1997 -3.32 1998 13320 1998 -0.80 1999 1850 1999 1.14 2000 13690 2000 1.03 2002 4810 2002 -0.06 2004 674140 2004 -7.04 Korelacijska analiza-primjer • to su dva niza od 11 podataka: niz x i niz y • svakom krstarenju (u 1990., 1991., 1993., 1994., 1995., 1997., 1998., 1999., 2000., 2002. i 2004. g.) odgovara po jedna vrijednost za x i jedna za y godina x (cell/l) godina y (cm/s) 1990 2590 1990 -0.17 1991 1235 1991 -0.07 1993 17020 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 1997 -3.32 1998 13320 1998 -0.80 1999 1850 1999 1.14 2000 13690 2000 1.03 2002 4810 2002 -0.06 2004 674140 2004 -7.04 Korelacijska analiza-primjer • određen je linearan koeficijent korelacije r iz standardnog izraza r 1 N ( xi x)( yi y) N i 1 N 1 N 2 1 ( xi x ) ( yi y) 2 N i 1 N i 1 • u kojiem su xi i yi članovi niza x i y, i=1,…,11 uz 1 N 1 N x xi ; y yi ; i 1,...,11 N i 1 N i 1 godina x (cell/l) godina y (cm/s) 1990 2590 1990 -0.17 1991 1235 1991 -0.07 1993 17020 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 1997 -3.32 1998 13320 1998 -0.80 1999 1850 1999 1.14 2000 13690 2000 1.03 2002 4810 2002 -0.06 2004 674140 2004 -7.04 Korelacijska analiza-primjer • linearni koeficijent korelacije između nizova iz tablice je 0.87 • to je visoka vrijednost koja upućuje da između nizova postoji korelacija godina x (cell/l) godina y (cm/s) 1990 2590 1990 -0.17 1991 1235 1991 -0.07 1993 17020 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 1997 -3.32 1998 13320 1998 -0.80 1999 1850 1999 1.14 2000 13690 2000 1.03 2002 4810 2002 -0.06 2004 674140 2004 -7.04 Testiranje značajnosti koeficijenta korelacije • uobičajene metode testiranja koeficijenta korelacije (p, Monter carlo) temelje se na pretpostavci da su uspoređivane varijable iz populacije čija je distribucija normalna • populacija brojnosti fitoplanktona za krstarenja u veljači najvjerojatnije nema normalnu raspodjelu godina x (cell/l) godina y (cm/s) 1990 2590 1990 -0.17 1991 1235 1991 -0.07 1993 17020 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 1997 -3.32 1998 13320 1998 -0.80 1999 1850 1999 1.14 2000 13690 2000 1.03 2002 4810 2002 -0.06 2004 674140 2004 -7.04 Testiranje značajnosti koeficijenta korelacije • zato je testiranje značajnosti kk provedeno metodom Boot-Strapping • metoda se koristi kod uspoređivanja varijabli iz populacija nepoznate statističke distribucije • a to znači da se može koristiti za testiranje kk varijabli iz bilo koje populacije godina x (cell/l) godina y (cm/s) 1990 2590 1990 -0.17 1991 1235 1991 -0.07 1993 17020 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 1997 -3.32 1998 13320 1998 -0.80 1999 1850 1999 1.14 2000 13690 2000 1.03 2002 4810 2002 -0.06 2004 674140 2004 -7.04 Princip metode Boot-Strapping • analiza koeficijenata korelacije za “pomiješane nizove” • primjer takvog niza u tablici • brojnost fitoplanktona u 2000. g. uspoređuje se sa strujom u 1990. g. itd. godina x (cell/l) godina y (cm/s) 2000 13690 1990 -0.17 2002 4810 1991 -0.07 2004 674140 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 2004 -7.04 1998 13320 1994 -0.48 1993 17020 1995 -0.14 1995 1480 1990 -0.17 1990 2590 2002 -0.06 1990 2590 2004 -7.04 “Pomiješani” nizovi • slože se uz pomoć generatora slučajnih brojeva godina x (cell/l) godina y (cm/s) 2000 13690 1990 -0.17 2002 4810 1991 -0.07 2004 674140 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 2004 -7.04 1998 13320 1994 -0.48 1993 17020 1995 -0.14 1995 1480 1990 -0.17 1990 2590 2002 -0.06 1990 2590 2004 -7.04 Princip metode Boot-Strapping • koeficijent korelacije za “pomiješane nizove” iz tablice je 0.14, tj. znatno je niži od koeficijenta korelacije za “prave” nizove godina x (cell/l) godina y (cm/s) 2000 13690 1990 -0.17 2002 4810 1991 -0.07 2004 674140 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 2004 -7.04 1998 13320 1994 -0.48 1993 17020 1995 -0.14 1995 1480 1990 -0.17 1990 2590 2002 -0.06 1990 2590 2004 -7.04 “Pravi” nizovi • linearni koeficijent korelacije za “prave” nizove iz tablice je 0.87 godina x (cell/l) godina y (cm/s) 1990 2590 1990 -0.17 1991 1235 1991 -0.07 1993 17020 1993 1.23 1994 1600 1994 -0.48 1995 1480 1995 -0.14 1997 481000 1997 -3.32 1998 13320 1998 -0.80 1999 1850 1999 1.14 2000 13690 2000 1.03 2002 4810 2002 -0.06 2004 674140 2004 -7.04 Princip metode Boot-Strapping • Usporedbom kk za “prave” niszove s kk za stotinjak parova “pomiješanih” nizova određuje se njegova značajnost • KK 0.87 bio je značajan na razini od 99% • To znači da se samo jednom u sto slučajeva za “pomiješane” nizove javio kk veći od 0.87 Testiranja • Kk značajan • Dakle, postoji korelacija izmeđ • U brojnosti fita na 107 i struje 107/RV001 Ispremiješpani nizoviu • Generatir slučajnih brojeva SJ107/RV001 current (m s-2) Diagram korelacije za dva niza podataka pokazuje da dobro pravcem 0.02 0 -0.02 -0.04 -0.06 -0.08 0 0x 10 5 4x 10 5 8x 10 phyto (cell l-1) SJ107-5 m • upućuje na to da između dva niza postoji linearna veza • graf prikazuje diagram korelacije dva niza SJ107/RV001 current (m s-2) Diagram korelacije 0.02 0 -0.02 -0.04 -0.06 -0.08 0 0x 10 5 4x 10 5 8x 10 phyto (cell l-1) SJ107-5 m 1. Pitanje Postoji li veza između pojave cvatova fitoplanktona i cirkulacije? Koeficijenti korelacije s razinama značajnosti (%) između IOPS i brojnosti fitoplanktona na različitim dubinama postaje SJ107 za veljaču, ožujak, travanj i listopad**osobito visoki u svim mjesecima izuzev ožujka**osbito u veljači SJ107 ICCC 0m 5m 10 m 20 m 30 m February 0,86; 96 0,94; 99 0,95; 99 0,85; 96 0,82; 96 March 0,17* 0,10* 0,28* 0,60; 93 0,14* July 0,53; 89 0,60; 94 0,37** -0,32** 0,00* October 0,56; 90 0,56; 93 0,59; 94 0,39* 0,71; 99 U veljači su bile visoke korelacije i za temp salinitet SJ107 Salinity Month 0m 5m 10 m 20 m 30 m February -0,95; 99 -0,87; 99 -0,52; 87 0,32** 0,37** March -0,37** -0,10* 0,17* 0,00* 0,22* July -0,32** -0,10* -0,30* -0,26* 0,00* October -0,95; 99 -0,81; 99 0,17* 0,00* 0,00* February -0,70; 97 -0,39; 80 -0,36** -0,10* -0,20* March 0,10* -0,32* -0,51; 93 -0,14* -0,20* July 0,00* 0,00* 0,00* 0,39** 0,00* October 0,00* 0,00* 0,24** 0,20* 0,41; 84 Temperature • Cvatovi fitoplanktona na SJ107 podudarali s pojavom IOPS Zimski cvatovi • A cvatovi su se opažali u bazenima zaslađene vode…-U bazenu slatke hladnije voda iz Poa vode, kao za 2004 Drugi mjesecvi • U drugim mjesecima povezanost cvatova s temperaturom i salinitetom je bila manje izražena • U ožujku veliki cvatovi koji plutaju u površinskom sloju neovisno o geostrofičkoj razdiobi struja? • U toplom dijelu godine cvatovi su se opažali u bazenima zaslađene vode, ali nedostak korelacuije s temperaturom i salinitetom upućuje da hranjive soli igraju limitirajuću ulogu 2. Pitanje Može li se uspostaviti veza između primarne i sekundarne proizvodnje: • Velika primarna produkcija sjevernog Jadrana odrazit će se na sekundarnu produkciju • Korelacija za pojedine mjesece s inćunima i sardinama annual anchovy catch (t) Koeficijent korelacije 8,000 8,000 6,000 February 4,000 4,000 2,000 2,000 0 0 0 annual anchovy catch (t) 6,000 0x 10 6 2x 10 6 3x 10 5x 5 0 6 10 0x 10 4x 10 8x 0 6 5 10 July 1x 10 8,000 0 0 x1 5 8 0 x1 6 2 0 x1 6 2 0 x1 5 0 0 0 x1 1 0 x1 5 5 3 0 x1 4 0 x1 8,000 6,000 March 4,000 October 6,000 4,000 2,000 2,000 0 0 0 1 0x 0 6 1 2x 0 6 1 4x 0 6 1 6x phyto (cell/l) aSJ108 0 0 1 0x 0 5 1 7x 0 6 1 1x 0 6 1 2x phyto (cell/l) aSJ107 0 0 1 0x 0 5 1 9x 0 6 1 2x 0 6 1 3x phyto (cell/l) aSJ108 0 0 1 0x 0 6 1 2x 0 6 1 4x 0 6 1 6x phyto (cell/l) aSJ107 0 annual sardine catch (t) Koeficijenti korelacije..,. 20,000 24,000 February 20,000 16,000 12,000 12,000 8,000 8,000 4,000 0 0 annual sardine catch (t) July 16,000 0 x1 6 2x 10 6 3x 10 6 0 5 5 0 24,000 5 6 6 10 x10 x10 x10 0x 8 2 2 6 10 x10 x10 x10 x10 4 1 0 8 5x 0 1 0x 0 5 5 5 6 6 6 10 x10 x10 1x 4 3 24,000 20,000 20,000 March 16,000 October 16,000 12,000 12,000 8,000 8,000 4,000 4,000 0 6 6 6 0 5 6 6 10 x10 x10 x10 x10 x10 x10 x10 0x 2 4 6 0 7 1 2 phyto (cell/l) aSJ108 phyto (cell/l) aSJ107 0 5 6 6 0 10 x10 x10 x10 0x 9 2 3 1 0x 0 10 x10 x10 2x 4 6 phyto (cell/l) aSJ108 phyto (cell/l) aSJ107 Inćun • Jedna od najvažnijih komercijslnih vrsta u Jadranu • Jadranski ulov inćuna dijele Italija, Hrvatska i Slovenija s tim da je talijanski ulov značajno veći od hrvatskog i slovenskog-postotciž • Ulov inćuna od 1990 do 2004 pokazuje manje varijacije a u 2004 značajan porast Ulov inćuna (1990-2004) 30000 tonnes 20000 ukupan jadranski ulov ukupan hrvatski ulov 10000 0 1990 1992 1994 1996 1998 year 2000 2002 2004 • Određene varijecije ulova mogu se dovesti u vezu s promjenama u načinu lova – tj. u alatima • Međutim, višegodišnje promjrne ulova uglavnom se dobro poudaraju s postojećom procjenom ukupne količine inćuna u jadranu Procjena biomase i ulov 100000 tonnes 10000 ukupan jadranski ulov procjena biomase ukupan hrvatski ulov 1000 100 1990 1992 1994 1996 1998 year 2000 2002 2004 Detaljno korelacije • Prvo korelacije sa cirkulacijom Inćun • Inćun se mrijesti od travnja do listopada • U Jadranu se mrijesti u vodama pod utjecajem Poa: daklle u sjevernom Jadranu i uz talijansku obalu • Produkcija jaja pozitivno je korelirana s fitoplanktoniom dva mjeseca ranije Velika količina fitoplanktona u veljači • Zimski cvat u veljači mogao bi uzrokovati veliki broj jaja u travnju • Inćun postiže komercijalnu duljinu od 9 cm za četiri i pol mjeseca, a sezona lova… • Aprilska “genearcija” • Dobivene korelacije upućuju da bi se zimski cvatovi fitoplantona mogli odrazti na ulov inćuna Cvatovi u istočnom dijelu manji nego u zapadnom • Ali – pretpostavka da veliki cvatovi na velikom području onda jkada je 107 da se tih godina u sjevernom jadranu stvara jako velika količina organse tvari Izbrisati : Orijentacija: • Struje usmjerene prema sjeverozapadu definirane su kao “pozitivne” a one prema jugoistoku kao “negativne” Postoji li veza između primarne i sekundarne produkcije? • Linearna korelacija postoji ako koeficijent linearne korelacije (r) ima značajan iznos. Uspoređuju se dakle dva niza: i kojima su prosječne vrijednosti i . Koeficijent korelacije je: