Paleolimnoloji ve Türkiye’den Örnek Uygulamalar Danışman: Prof. Dr. Meryem Beklioğlu ODTU-Biyoloji Bölümü Eti Ester Levi

Tehditler:  Ötrofikasyon  Su seviyesi değişimi  İklim  İnsan Akdeniz İklim Kuşağı İklim: sıcak, kurak yaz - serin, yağışlı kış Kaliforniya Akdeniz havzası Güney Afrika Batı ve Güney Avustralya Merkez Şili

Smol (2008) Yıl Gün Mevsim Saat On yıl Yüz yıl Bin yıl İzleme çalışmaları Paleoekoloji Çevresel değişimin anlaşılabilmesi için yaklaşımlar: Zaman yerine mekan yaklaşımı İzleme çalışmaları Paleo-çevresel (paleoenvironmental) çalışmalar Modelleme Çevresel Koşullar

Palaeolimnoloji Palaeolimnoloji: Sucul sistemlerin geçmişteki çevresel koşullarının yeniden canlandırılması amacıyla çökelde bulunan fiziksel, kimyasal ve biyolojik bilgiyi (belirteç/gösterge) kullanan çok disiplinli bilim (Smol 2014). Sorun: Uzun dönemli izleme çalışmaları ve veri eksikliği → göl çökelleri: geçmiş sucul ve karasal toplulukların yeniden canlandırılması, geçmiş çevresel koşulların çıkarımsanması Yeniden canlandırma (reconstruction); Biyota (bitki ve hayvanlar) Komünite Ekosistem Çevre (iklim ve insan etkisi)

Smol (2008) Palaeolimnoloji Çökel örneğinin alınması Karotun kesilmesi Örneklerin hazırlanması Yaşlandırma ( 210 Pb, 14 C) Sayım ve tanımlamalar Günümüzdeki ve geçmişteki çevresel koşulların belirlenmesi

Palaeolimnoloji Atmosferik girdiler Radyoaktif çekirdek ( 210 Pb, 137 Cs vb.) Uçucu kül partikülleri kömür İnorganik küller Küresel karbonlu partüküller Eser metaller (örn. Pb, Cu) Polen ve sporlar Volkanik küller, toksinler (örn. Hg) pestisit sulfat, nitrat etc. toz Havza girdileri Inorganic mineral material nutrients (örn. P, N, Si) Organik döküntü Bitki ve biyojenik kalıntılar toksik (örn. pesticids) Yeraltı suyu girdileri Çözünen madde (örn. Ca, Mg, Na) Besin tuzları (örn. P, N) toksik (örn. pesticides) Göl girdileri Diatom Chrysophyte Diğer alg ve pigment Bakteri Sucul bitkiler Cladocera Ostracod Chironomid Balık pulları vb. Smol (2008)

BelirteçlerUygulama Fiziksel Tane boyutuSedimanın karışması Kızdırma kaybı (LOI)Inorganik/organik içerik Kimyasal Kararlı izotoplarPalaeoiklim X-ışını floresans (XRF)Su seviyesi değişimi Biyolojik BitkiGeçmişteki bitki türleri, çevresel koşullar PigmentGeçmişteki alg grupları, çevresel koşullar CladoceraGeçmişteki Cladocera türleri, çevresel koşullar DiatomGeçmişteki diatom türleri, çevresel koşullar Palaeolimnoloji-Belirteçler Tane boyutu XRF Kararlı izotoplar Bitki Pigment Cladocera Diatom LOI

 14 C yr  210 Pb - 22 yr Radyoaktif Bozunma Kararsız izotopların kararlı izotoplara bozunması Yarı-ömür (half life-T½) kavramı: o Kararsız radyoizotopların baştaki miktarının yarısına düşmesi için gereken zaman Palaeolimnoloji-Yaşlandırma Radyokarbon yarı ömrü Smol (2008) 137 Cs Atmosferdeki nükleer bomba denemeleri: 1963 Çernobil reaktör kazası: 1986

Palaeolimnoloji-Çevresel değişkenlerin etkisi MOGAN GÖLÜ: Yüksek bitki kaplaması ve tuzluluk Ötrofik Çakıroğlu et al. (2015) Hydrobiologia

PALEOLİMNOLOJİK ÇALIŞMALARA ÖRNEKLER

Sucul bitkiler ve Bitki kalıntıları Boyut: mm KarasalSucul  Sucul ve karasal bitki kalıntıları Su-üstü bitkileri Yüzen yapraklı bitkiler Su içi bitkiler (Kısa boylu) Su içi bitkiler (Uzun boylu)

Fitoplankton ve Pigmentler Porphyrin Ring Hydrocarbon Chain Klorofil Molekülleri (a) (b) Karotenoid molekülleri (a)Xanthophyll (Diatoxanthin) (b)Karotene (β-karoten) Chlorophyta Bacillariophyta Pigmentler birden fazla taksonu temsil edebilir; * β,β-karoten: Cyanobacteria, Chlorophyta, Bitkiler

Batimetri Anlık Fotoğraf Çekme Yöntemi ile Örnekleme Makroomurgasızlar Sucul bitkiler Balık Biyolojik ve kimyasal değişkenler Yüzey çökeli (1-2 cm) Fiziksel değişkenler Anlık fotoğraf çekme yöntemi: Snap-shot sampling

Bitki Kalıntılarının Tanımlanması Characeae Nymphaceae Trapaceae Nymphaea alba tohum parçası Nymphaceae trichosclereid Potamogeton sp. yaprağı Potamogeton sp. tohumu P. crispus turion dikeni Chara tip oospor Potamogetonaceae Trapa natans yaprak dikeni T. natans tohum dikeni  Tohumlar, yapraklar, vb.Stereo-mikroskop → 10–110Χ büyütme

Pigmentlerin Tanımlanması Klorofil molekülleri Karotenoid molekülleri (a)Xanthophyll (Diatoxanthin) (b)Karoten (β-karoten)  Sınıf ya da cins düzeyi Yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC)

Lutein (Chlorophyta) Pigmentlerin Tanımlanması

Çalışma Alanları AlanDerinlikSecchiSıcaklıkTPTNOksijenAlkaliniteİletkenlikpH hamm oCoCµg L -1 mg L -1 meq L -1 mS cm -1 ­log[H+] Min Max Ortalama PVIZooplanktonFitoplanktonKlorofil a %µg L -1 mm 3 L -1 µg L -1 Min Max Ortalama

GÜNCELDE BULUNAN BITKI TÜRLERI ILE YÜZEY ÇÖKELINDE BULUNAN TÜRLERIN KARŞıLAŞTıRıLMASı

AMAÇ Güncel bitki kaplaması ile yüzey çökelindeki bitki kalıntılarının karşılaştırılması Çevresel değişkenler ile güncelde ve çökelde bulunan bitki türlerinin ilişkisinin belirlenmesi

Çökel vs. Güncel Bitki Türleri Uzun ok: düşük benzerlik Kısa ok: yüksek benzerlik Daireler: Güncel bitkiler Ok uçları: Bitki kalıntıları 35 göl Bitki kalıntıları (Yüzey Çökeli) Güncel Bitki

Güncel (PVI): Çevresel değişkenler varyasın %29’unu açıkladı Bitki Toplulukları-Çevresel Değişkenler Yüzey Çökeli: Çevresel değişkenler varyansın %28’ini açıkladı

 Çökelde bulunan bitki türleri ile güncel bitki türleri arasındaki uyum yüksek → Düşük ya da fazla temsil (under/over- representation) nedenleri Tohum büyüklüğü ve miktarı (örn. Najas marina, Typha, Nymphaceae) Bitkisel parçaların bozunması (örn. Potamogeton leaf fragments) Yüzey çökeli: Son birkaç yılı (~2-5 yıl) temsil etmesi  En önemli çevresel değişkenler, İletkenlik Besin tuzları (Toplam Fosfor - TP ve Toplam Azot - TN) Klorofil a TARTIŞMA

TEŞEKKÜRLER Maddi destek o TÜBİTAK-ÇAYDAG 105Y332, 110Y125 o METU-BAP (BAP ) o EU-FP-7 REFRESH (No:244121) o EU-FP-7 MARS (No: )

500 µm 200 µm Surface Sample (Deepest part of the lake from 7-10 different points) Subsectioning: - 1 cm thick layers- Deep freeze Core (Littoral area of the lake) Kajak Corer Livingston Piston Corer Plant Remains Marker Pigments Brown bottles Zip-locks - Deep freeze Snap-shot Sampling Methodology