Marine Mesocosms: Biological and Chemical Research in Experimental Ecosystems

تکنیک‌های توسعه‌یافته برای محصور کردن اکوسیستم‌های پلانکتونیک طبیعی، فرصتی برای بررسی طولانی و دقیق رویدادهای دینامیکی در سیستم پلاژیک یک بدنه آبی شناخته‌شده فراهم می‌کند. تحقیقات اخیر در مورد اکولوژی پلانکتون، با استفاده از سیستم‌های محفظه در محیط‌های مختلف دریایی، در رابطه با داده‌های به‌دست‌آمده از آزمایش‌های کره پلاستیکی Nanaimo، بریتیش کلمبیا، کانادا، در سال‌های 1960 و 1962 مورد بحث قرار می‌گیرد. سه نوع آزمایش محوطه مدرن شناخته شده است: سیستم های شناور در سطوح مواد مغذی حفظ یا در حال اجرا، و سیستم های متصل به اعماق دریا. این بررسی تا حد زیادی نتایج حاصل از دو نوع سیستم شناور را مورد بحث قرار می دهد. فرآیندها در چندین سطح تغذیه‌ای در محوطه‌ها مورد بررسی قرار گرفته‌اند. این بررسی تلاش می‌کند تا جزئیات همه سیستم‌های آزمایشی را گرد هم آورد تا بر سهم محفظه‌ها در درک ما از سیستم‌های پلانکتون تأکید کند. محفظه ها امکان بررسی فرآیندهای تولید اولیه، به ویژه در رابطه با در دسترس بودن مواد مغذی معدنی و پایداری ستون آب را فراهم کردند. آزمایش‌های اخیر از درک این فرآیندها به عنوان یک تکنیک مدیریتی در حفظ سیستم‌های مختلف پلانکتونیک استفاده کرده‌اند. تفسیر ارتباط بین سطوح تغذیه‌ای اولیه و ثانویه همیشه آسان نیست، زیرا رشد جمعیت‌های گوشتخوار اولیه اغلب می‌تواند بقای جمعیت زئوپلانکتون‌ها را تعیین کند. با این وجود، توسعه هم‌گروه‌های زئوپلانکتون‌های گیاه‌خوار در چندین محوطه دنبال شده است و اطلاعات مفیدی در مورد زمان‌های توسعه و نرخ تولید به دست می‌دهد. بنابراین در سیستم‌های بسته، می‌توان مستقیماً تولید سطح سوم را با ورودی مواد مغذی معدنی مرتبط کرد و نرخ تولید و بازده تبادل را در چندین سطح تغذیه‌ای محاسبه کرد.

Techniques developed for enclosing viable natural planktonic ecosystems pro­ vided the opportunity for prolonged and detailed investigation of dynamic events within the pelagic system of a known water body. Recent investigations into plankton ecology, using enclosure systems in dif­ ferent marine environments, are discussed in relation to the data obtained from the Nanaimo, British Columbia, Canada, plastic-sphere experiments of 1960 and 1962. Three types of modern enclosure experiments are recognized: floating systems within nutrient levels maintained or running down, and benthic attached systems. The review largely discusses results from the two kinds of floating systems. Processes at several trophic levels have been investigated in enclosures. This review attempts to draw together details from all experimental systems to emphasize the enclosures' contribution to our understanding of planktonic systems. Enclosures made it possible to examine primary production processes, particularly in relation to inorganic nutrient availability and water-column sta­ bility. Recent experiments have used the understanding of these processes as a management technique in maintaining different planktonic systems. Relation­ ships between primary and secondary trophic levels are not always easy to inter­ pret, since the growth of primary carnivore populations can often determine the survival of zooplankton populations. Nevertheless, the development of co­ horts of herbivorous zooplankton has been followed in several enclosures, yield­ ing useful information on development times and production rates. In enclosed systems it is thus possible to directly relate tertiary level production to inorganic nutrient input, and to calculate production rates and exchange efficiencies at several trophic levels.