Published November 13, 2015
| Version v1
Publication
Open
Production regime and associated N cycling in the vicinity of Kerguelen Island, Southern Ocean
Creators
- 1. Southern Cross University
- 2. Institut Méditerranéen d'Océanologie
- 3. Institute of Paleoprimatology Human Paleontology Evolution and Paleoenvironments
- 4. Universidad de Antioquia
- 5. Laboratoire d'Océanographie Microbienne
Description
Abstract. Although the Southern Ocean is considered a high-nutrient, low-chlorophyll (HNLC) area, massive and recurrent blooms are observed over and downstream of the Kerguelen Plateau. This mosaic of blooms is triggered by a higher iron supply resulting from the interaction between the Antarctic Circumpolar Current and the local bathymetry. Net primary production, N uptake (NO3− and NH4+), and nitrification rates were measured at eight stations in austral spring 2011 (October–November) during the KEOPS 2 cruise in the Kerguelen Plateau area. Natural iron fertilization stimulated primary production, with mixed layer integrated net primary production and growth rates much higher in the fertilized areas (up to 315 mmol C m−2 d−1 and up to 0.31 d−1 respectively) compared to the HNLC reference site (12 mmol C m−2 d−1 and 0.06 d−1 respectively). Primary production was mainly sustained by nitrate uptake, with f ratios (corresponding to NO3−-uptake / (NO3−-uptake + NH4+-uptake)) lying at the upper end of the observations for the Southern Ocean (up to 0.9). We report high rates of nitrification (up to ~ 3 μmol N L−1 d−1, with ~ 90 % of them < 1 μmol N L−1 d−1) typically occurring below the euphotic zone, as classically observed in the global ocean. The specificity of the studied area is that at most of the stations, the euphotic layer was shallower than the mixed layer, implying that nitrifiers can efficiently compete with phytoplankton for the ammonium produced by remineralization at low-light intensities. Nitrate produced by nitrification in the mixed layer below the euphotic zone is easily supplied to the euphotic zone waters above, and nitrification sustained 70 ± 30 % of the nitrate uptake in the productive area above the Kerguelen Plateau. This complicates estimations of new production as potentially exportable production. We conclude that high productivity in deep mixing system stimulates the N cycle by increasing both assimilation and regeneration.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة. على الرغم من أن المحيط الجنوبي يعتبر منطقة غنية بالمغذيات ومنخفضة الكلوروفيل (HNLC)، إلا أنه لوحظ ازدهار هائل ومتكرر فوق هضبة كيرغولين ومصبها. يتم تشغيل هذه الفسيفساء من الإزهار من خلال زيادة إمدادات الحديد الناتجة عن التفاعل بين التيار القطبي الجنوبي وقياس الأعماق المحلي. تم قياس صافي الإنتاج الأولي، امتصاص N (NO3 - و NH4 +)، ومعدلات النترجة في ثماني محطات في ربيع أستراليا 2011 (أكتوبر- نوفمبر) خلال رحلة KEOPS 2 البحرية في منطقة هضبة كيرغولين. حفز إخصاب الحديد الطبيعي الإنتاج الأولي، مع صافي الإنتاج الأولي المتكامل للطبقة المختلطة ومعدلات النمو أعلى بكثير في المناطق المخصبة (حتى 315 مليمول C m−2 d−1 وما يصل إلى 0.31 d−1 على التوالي) مقارنة بالموقع المرجعي HNLC (12 مليمول C m−2 d−1 و 0.06 d−1 على التوالي). استمر الإنتاج الأولي بشكل أساسي عن طريق امتصاص النترات، مع وجود نسب f (المقابلة لـ NO3 - امتصاص/ (NO3 - امتصاص + NH4 + امتصاص)) في الطرف العلوي من الملاحظات للمحيط الجنوبي (حتى 0.9). نبلغ عن معدلات عالية من النترجة (تصل إلى ~ 3 ميكرومول N L−1 d−1، مع ~ 90 ٪ منها < 1 ميكرومول N L−1 d−1) تحدث عادة تحت المنطقة البهيجة، كما لوحظ كلاسيكيًا في المحيط العالمي. خصوصية المنطقة التي تمت دراستها هي أنه في معظم المحطات، كانت الطبقة المبهجة أقل ضحالة من الطبقة المختلطة، مما يعني أن أجهزة النتريفيتر يمكن أن تتنافس بكفاءة مع العوالق النباتية للأمونيوم الناتج عن إعادة التمعدن بكثافة الإضاءة المنخفضة. يتم توفير النترات الناتجة عن النترجة في الطبقة المختلطة أسفل المنطقة البهيجة بسهولة إلى مياه المنطقة البهيجة أعلاه، وتحافظ النترجة على 70 ± 30 ٪ من امتصاص النترات في المنطقة المنتجة فوق هضبة كيرغولين. وهذا يعقد تقديرات الإنتاج الجديد كإنتاج محتمل للتصدير. نستنتج أن الإنتاجية العالية في نظام الخلط العميق تحفز دورة N من خلال زيادة كل من الاستيعاب والتجديد.Translated Description (French)
Résumé. Bien que l'océan Austral soit considéré comme une zone à haute teneur en nutriments et à faible teneur en chlorophylle (HNLC), des efflorescences massives et récurrentes sont observées sur et en aval du plateau de Kerguelen. Cette mosaïque de fleurs est déclenchée par un apport en fer plus élevé résultant de l'interaction entre le courant circumpolaire antarctique et la bathymétrie locale. La production primaire nette, l'absorption d'azote (NO3− et NH4+) et les taux de nitrification ont été mesurés dans huit stations au printemps austral 2011 (octobre-novembre) lors de la croisière KEOPS 2 dans la région du plateau de Kerguelen. La fertilisation naturelle par le fer a stimulé la production primaire, avec une production primaire nette intégrée en couches mixtes et des taux de croissance beaucoup plus élevés dans les zones fertilisées (jusqu'à 315 mmol C m−2 d−1 et jusqu'à 0,31 d−1 respectivement) par rapport au site de référence HNLC (12 mmol C m−2 d−1 et 0,06 d−1 respectivement). La production primaire a été principalement soutenue par l'absorption de nitrates, les rapports f (correspondant à l'absorption de NO3−/ (absorption de NO3 − +absorption de NH4+)) se situant à l'extrémité supérieure des observations pour l'océan Austral (jusqu'à 0,9). Nous rapportons des taux élevés de nitrification (jusqu'à ~ 3 μmol N L−1 j−1, avec ~ 90 % d'entre eux < 1 μmol N L−1 j−1) se produisant généralement sous la zone euphotique, comme observé classiquement dans l'océan mondial. La spécificité de la zone étudiée est qu'à la plupart des stations, la couche euphotique était moins profonde que la couche mixte, ce qui implique que les nitrifiants peuvent efficacement concurrencer le phytoplancton pour l'ammonium produit par reminéralisation à faible intensité lumineuse. Le nitrate produit par la nitrification dans la couche mixte sous la zone euphotique est facilement fourni aux eaux de la zone euphotique au-dessus, et la nitrification a soutenu 70 ± 30 % de l'absorption de nitrate dans la zone productive au-dessus du plateau de Kerguelen. Cela complique les estimations de la nouvelle production en tant que production potentiellement exportable. Nous concluons qu'une productivité élevée dans un système de mélange profond stimule le cycle de l'azote en augmentant à la fois l'assimilation et la régénération.Translated Description (Spanish)
Resumen. Aunque el Océano Austral se considera un área alta en nutrientes y baja en clorofila (HNLC), se observan floraciones masivas y recurrentes sobre y aguas abajo de la meseta de Kerguelen. Este mosaico de floraciones se desencadena por un mayor aporte de hierro resultante de la interacción entre la Corriente Circumpolar Antártica y la batimetría local. La producción primaria neta, la absorción de N (NO3− y NH4+) y las tasas de nitrificación se midieron en ocho estaciones en la primavera austral de 2011 (octubre-noviembre) durante el crucero KEOPS 2 en el área de la meseta de Kerguelen. La fertilización natural con hierro estimuló la producción primaria, con una producción primaria neta integrada de capas mixtas y tasas de crecimiento mucho más altas en las áreas fertilizadas (hasta 315 mmol C m−2 d−1 y hasta 0.31 d−1 respectivamente) en comparación con el sitio de referencia de HNLC (12 mmol C m−2 d−1 y 0.06 d−1 respectivamente). La producción primaria se mantuvo principalmente por la captación de nitratos, con relaciones f (correspondientes a la captación de NO3−/ (captación de NO3 − + captación de NH4+)) en el extremo superior de las observaciones para el Océano Austral (hasta 0,9). Reportamos altas tasas de nitrificación (hasta ~ 3 μmol N L−1 d−1, con ~ 90 % de ellas < 1 μmol N L− 1 d−1) que ocurren típicamente por debajo de la zona eufótica, como se observa clásicamente en el océano global. La especificidad del área estudiada es que en la mayoría de las estaciones, la capa eufótica era menos profunda que la capa mixta, lo que implica que los nitrificadores pueden competir eficientemente con el fitoplancton por el amonio producido por la remineralización a intensidades de poca luz. El nitrato producido por la nitrificación en la capa mixta por debajo de la zona eufótica se suministra fácilmente a las aguas de la zona eufótica por encima, y la nitrificación sostuvo el 70 ± 30 % de la absorción de nitrato en el área productiva por encima de la meseta de Kerguelen. Esto complica las estimaciones de nueva producción como producción potencialmente exportable. Concluimos que la alta productividad en el sistema de mezcla profunda estimula el ciclo N al aumentar tanto la asimilación como la regeneración.Files
bg-12-6515-2015.pdf.pdf
Files
(934.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:975c23c8dfcdfea5df9c0f9a791b2565
|
934.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نظام الإنتاج وركوب الدراجات المرتبطة به في محيط جزيرة كيرغولين، المحيط الجنوبي
- Translated title (French)
- Régime de production et cycle N associé à proximité de l'île de Kerguelen, océan Austral
- Translated title (Spanish)
- Régimen de producción y ciclo de N asociado en las proximidades de la isla de Kerguelen, Océano Austral
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2181176094
- DOI
- 10.5194/bg-12-6515-2015
References
- https://openalex.org/W1005861437
- https://openalex.org/W1522127495
- https://openalex.org/W1586826742
- https://openalex.org/W1605383624
- https://openalex.org/W1967355403
- https://openalex.org/W1968911577
- https://openalex.org/W1969036281
- https://openalex.org/W1970266024
- https://openalex.org/W1972591801
- https://openalex.org/W1979705183
- https://openalex.org/W1988719769
- https://openalex.org/W1989042161
- https://openalex.org/W1989441631
- https://openalex.org/W1989698240
- https://openalex.org/W1989708635
- https://openalex.org/W1991205808
- https://openalex.org/W1992224726
- https://openalex.org/W1993013648
- https://openalex.org/W1999033101
- https://openalex.org/W1999111593
- https://openalex.org/W2009472221
- https://openalex.org/W2012535790
- https://openalex.org/W2013797366
- https://openalex.org/W2026762943
- https://openalex.org/W2026987957
- https://openalex.org/W2029110889
- https://openalex.org/W2032201414
- https://openalex.org/W2032292978
- https://openalex.org/W2032782347
- https://openalex.org/W2033591418
- https://openalex.org/W2033758356
- https://openalex.org/W2038643777
- https://openalex.org/W2053441825
- https://openalex.org/W2057037894
- https://openalex.org/W2057068687
- https://openalex.org/W2057292229
- https://openalex.org/W2059040640
- https://openalex.org/W2059651936
- https://openalex.org/W2059839051
- https://openalex.org/W2060976955
- https://openalex.org/W2061338179
- https://openalex.org/W2063167973
- https://openalex.org/W2063534846
- https://openalex.org/W2063661962
- https://openalex.org/W2066446660
- https://openalex.org/W2069197937
- https://openalex.org/W2072071785
- https://openalex.org/W2073750344
- https://openalex.org/W2074146577
- https://openalex.org/W2074815938
- https://openalex.org/W2075054594
- https://openalex.org/W2078114051
- https://openalex.org/W2079905572
- https://openalex.org/W2083396998
- https://openalex.org/W2085125827
- https://openalex.org/W2089650688
- https://openalex.org/W2089776047
- https://openalex.org/W2090673838
- https://openalex.org/W2100659627
- https://openalex.org/W2102337248
- https://openalex.org/W2104503361
- https://openalex.org/W2105796581
- https://openalex.org/W2107199009
- https://openalex.org/W2107459584
- https://openalex.org/W2109584256
- https://openalex.org/W2116177972
- https://openalex.org/W2118747337
- https://openalex.org/W2127865062
- https://openalex.org/W2130036919
- https://openalex.org/W2140263911
- https://openalex.org/W2148030853
- https://openalex.org/W2149698415
- https://openalex.org/W2154006062
- https://openalex.org/W2157121532
- https://openalex.org/W2157258199
- https://openalex.org/W2158045856
- https://openalex.org/W2161677549
- https://openalex.org/W2164383391
- https://openalex.org/W2165806421
- https://openalex.org/W2167221370
- https://openalex.org/W2167586584
- https://openalex.org/W2171268560
- https://openalex.org/W2488658949
- https://openalex.org/W2503249405
- https://openalex.org/W3014375815
- https://openalex.org/W4256107438
- https://openalex.org/W60589035