Forskning från North Carolina State University visar att extrema väderhändelser, orkaner och ökad nederbörd, påverka både mängden och sammansättningen av pikofytoplankton i Neuseflodens mynning. Arbetet är ett första steg för att avgöra hur ett blötare klimat kan påverka det flodmynningsekosystemet.

Pikofytoplankton definieras som varje växtplankton som mäter mindre än tre mikrometer. Även om det är väl studerat som en del av det oceaniska ekosystemet och näringsväven, pikofytoplankton är understuderat i estuarina system, även om de förekommer i betydande antal inom dessa miljöer.

"Pikofytoplankton är viktiga primärproducenter i akvatiska ekosystem, " säger Ryan Paerl, biträdande professor i marin, jord- och atmosfärsvetenskap och huvudförfattare till forskningen. "De ger mat åt större mikroorganismer, spelar en roll i kolfixering och cykling, och är vaktposter med god ekosystemhälsa. Så att förstå effekten av måttliga till extrema nederbördshändelser på dessa minsta medlemmar av ekosystemet ger oss en mer fullständig känsla av stormarnas effekter på flodmynningar och livet i dem."

Paerl och hans team genomförde en studie av antalet pikofytoplankton och sammansättningen i Neuse Rivers mynning – en viktig del av den näst största mynningen i nedre USA – från juli 2017 till december 2018, ta månatliga eller två gånger per månad prover på 11 platser längs mynningen och använda flödescytometri för att identifiera mängden och sammansättningen av pikofytoplankton.

Under "stabila" förhållanden - varmt, soligt väder — pikofytoplankton hittades i koncentrationer av 1 miljon celler per milliliter. Dock, ökad nederbörd totalt sett och ankomsten av orkanen Florence i september 2018 hade enorma effekter på pikofytoplanktonet i mynningen, få siffrorna minst tusenfaldigt, till 1, 000 celler per milliliter eller färre.

Sammansättningen av pikofytoplankton förändrades också efter dessa extrema väderhändelser, från i första hand cyanobakterier till i första hand pikoeukaryot växtplankton (PEUK).

"Vi såg att nederbörd och resulterande ökat flodflöde fungerar som en slang på dessa pikofytoplankton, spola ut dem ur mynningen, " säger Paerl. "Då har PEUKarna miniblomningar efter spolningshändelserna. De klarar sig riktigt bra och växer väldigt snabbt efter störningar. Den goda nyheten för livsmedelswebben är att PEUKs ofta kan producera utmärkta näringsämnen, som fettsyror, och PEUK är ett önskvärt byte så deras tillväxt och konsumtion kan ge näringsväven ett snabbt skott efter dessa händelser."

Eftersom de senaste klimatrapporterna förutspår blötare väder i sydöstra USA, forskarna tror att PEUK kan bli viktigare aktörer i flodmynningens ekosystem än vad de är för närvarande.

"Pikofytoplankton utgör i genomsnitt 40 % av all växtplanktonbiomassa i Neuseflodens mynning, och den siffran kan vara över 70 % under stabila varma sommarmånader, " säger Paerl. "Och dessa pikofytoplankton påverkas verkligen av stormar - även de som inte är orkanstyrka. Resultatet är en förändring i koncentration och befolkning som kan ha långsiktiga effekter på näringsväv och biokemi i mynningen."

Verket dyker upp i Vetenskapliga rapporter och utfördes i samarbete med UNC-Chapel Hill Institute of Marine Sciences (UNC-IMS) Neuse River Estuary Modeling and Monitoring Project (ModMon), som leds av Hans Paerl och stöds av North Carolina Department of Environmental Quality, samt Lower Neuse Basin Association. Tidigare NC State doktorand Rebecca Venezia och nuvarande Ph.D. studenten Joel Sanchez bidrog också till arbetet.