Karadeniz ekosistemi 1960'lı yıllardan beri, fitoplankton biyokütlesi ve tür kompozisyonunda önemli değişimlere yol açan dinamik bir süreçten geçmektedir. Bu değişimler biyokimyasal döngülerde farklılıkların ortaya çıkmasında ve ekolojik rejim kaymalarında etkin rol oynamıştır. Bunun en belirgin işaretlerden biri, 1980'li yıllarda birincil düzeyde ilkbahar ve ikincil düzeyde sonbaharda görülen fitoplankton patlamalarının yerini 1990'lı yıllardan itibaren birincil düzeyde sonbahar-kış ve ikincil düzeyde ilkbahar patlamalarının aldığına dair bulgulardır. Ayrıca fitoplankton gruplarının göreceli baskınlığında da önemli değişimler görülmüştür. Bu tür değişikliklerin olası mekanizma ve sebepleri, birincil üretimi kontrol eden faktörlerin ve göreceli katkılarının tam anlaşılamamasından dolayı, halen belirlenmemiştir. Öte yandan, uydu ve saha verileri incelendiğinde, balıkçılığın da yoğun olarak yapıldığı, güney Karadeniz'in karmaşık fiziksel dinamiklere sahip kıyısal kesimlerinin birincil üretim açısından özellikle zengin bir yapıya sahip olduğu görülmektedir. Ancak, Karadeniz kıyısal akıntı sisteminin fitoplanktondan balığa kadar olan trofik düzeylerdeki üretime doğrudan ve dolaylı etkileri şimdiye kadar belirgin bir biçimde ortaya konmamıştır.
Diğer taraftan, Karadeniz besin tuzları girdisini kontrol eden faktörler arasında nehir girdilerinin doğrudan ve dolaylı etkileri ön plandadır. Doğrudan etkiler, nehirlerden gelen besin tuzlarının nehir ağızlarının yakın çevresi ile kıta sahanlığında kısa sürede üretime yansımasıyla ortaya çıkmaktadır. Buna ilişkin en önemli örnek bölgeler Tuna Nehri Havzası, kuzeybatı kıta sahanlığı ve batı Karadeniz kıyılarıdır. Dolaylı etkiler ise besin tuzlarının basen içinde taşınması, biyolojik döngüler sonunda ışıklı tabakanın altında depolanması ve sonrasında fiziksel mekanizmalar yoluyla tekrar birincil üretime kazandırılmasıdır. Karadeniz'in derin basen bölgelerinde bu süreç "upwelling" dinamiği ve kış karışımları sonucunda ortaya çıkmaktadır. Kıyısal ve kıta yamacı bölgelerinde ise bu süreçleri kontrol eden fiziksel faktörler daha karmaşık olup şimdiye kadar tam anlamı ile açıklanamamıştır.
Sunulan projenin genel amacı Karadeniz'in birincil üretim mekanizması ve fiziksel dinamikleri arasındaki ilişkinin saha ölçümleri, veri analizi ve modelleme çalışmaları ile daha iyi anlaşılmasıdır. Bu kapsamda, nehir girdilerinin yüzey akıntıları ile doğrudan ve kıyısal cephe sistemleri aracılığıyla dolaylı etkilerinin Türkiye'nin Karadeniz kıyısal alanında birincil üretime etkileri araştırılacak ve bölgesel olarak karşılaştırılacaktır. Kıyısal akıntı sistemi ve buna bağlı cephe sisteminin kararsız yapısından kaynaklanan fiziksel mekanizmanın ışıklı tabakanın altındaki besin tuzlarının ekosistem döngülerine kazandırılmasındaki etkisi ortaya konacaktır.
Önerilen proje ODTÜ-Deniz Bilimleri Enstitüsü tarafından yürütülecek ve üç yıl sürecektir. Proje kapsamında, İğneada'dan Batum'a kadar, Türkiye'nin Karadeniz kıyısal alanının tümünü kapsayacak şekilde, biri kış sonu diğeri ise yaz sonu olmak üzere aynı yıl içinde iki deniz saha çalışması gerçekleştirilecektir. Yüzey klorofil konsantrasyonu ve orta ölçekli akıntı-girdap- cephe sistemlerinin dağılımı gerçek zamanlı uydu verileri değerlendirilerek saptanacak ve araştırma seferlerinin tam zamanlaması ve önceden belirlenmiş istasyon ağında operasyonel değişiklikler yapmak için kullanılacaktır. İkinci olarak, klorofil konsantrasyonları ve su seviyesi değişimlerini içeren geçmiş ve güncel uydu verileri kapsamlı bir şekilde incelenerek, birincil üretim ile cephe sistemindeki kararsızlıklar, orta ölçekli döngüler ve değişimler arasındaki ilişkiler ve bu ilişkilerde zaman içinde ortaya çıkan değişkenlik ortaya konmaya çalışılacaktır. Üçüncü olarak, bu çalışmalar özgün modelleme çalışmaları ile desteklenerek kantitatif bir çerçeveye oturtulacaktır.
Proje sonunda, birincil üretimin fiziksel dinamikler, iklim değişikliği, ötrofikasyon, üst trofik seviyelerin baskısı gibi genel etkenler ile daha objektif bir biçimde ilişkilendirilmesi mümkün olacak, Karadeniz ekosistem davranışlarının daha açık bir şekilde anlaşılmasına katkıda bulunulacaktır. Ayrıca, Karadeniz kıyılarımız boyunca birincil üretiminin sürdürülebilir balıkçılık kapasitesinin saptanmasındaki rolü daha objektif bir biçimde yorumlanabilecek ve kantitatif yöntemlerle belirlenebilecektir. Karadeniz ekosistemi için elde edilecek bilimsel sonuçların benzer marjinal deniz ekosistemlerdeki problemlerin çözümüne yönelik yöntemsel/kuramsal/kavramsal katkılarda bulunma potansiyeli de mevcuttur.
