Ny viden om fotosyntesen i næringsrige søer

Det er velkendt, at næringsstoffernes, lysets og CO2’s betydning for planteplanktonets produktivitet i søer sker gennem fotosyntesen. Indtil nu har man antaget, at CO2-optagelsen fra atmosfæren fuldt ud kunne dække planteplanktonets behov i næringsrige søer. Nu har ny forskning fra Biologisk Institut, Københavns Universitet vist, at det højere indhold af uorganisk kulstof i hårdt vand i kalkrige, næringsrige søer kan øge planteplanktonets produktivitet op til fem gange om sommeren.

I en ny videnskabelig artikel i tidsskriftet Proceedings of the Royal Society viser Lektor Theis Kragh og Professor Kaj Sand-Jensen, Ferskvandsbiologisk Sektion på Biologisk Institut den hidtil oversete betydning af forsyningen med uorganisk kulstof for en høj produktivitet af planteplanktonet under gode nærings- og lysforhold i udendørs test-bassiner. En højere biomasse ses tilsvarende ved sammenligning af 204 naturlige danske søer.

- Vi har testet betydning af indholdet af uorganisk kulstof i test-bassiner – fra blødt søvand med et lavt kulstofindhold af kulstof til hårdt, kalkrigt søvand, svarende til vand fra østdanske lerjorder. Her fem-dobledes planteplanktonets produktivitet i et forsøg, der varede en måned. Det viser ganske enkelt, at produktiviteten øges med mængden af tilgængeligt kulstof i næringsrigt vand, siger Theis Kragh.

Tilsvarende store forskelle fandtes ved sammenligning af mængden (biomassen) af planteplankton i næringsrige søer med blødt versus hårdt vand.

Theis Kragh forklarer, at hårdt søvand for det første indeholder meget uorganisk kulstof, som planteplanktonet kan udnytte. Meget uorganisk kulstof får også pH-værdien til at stige i vandet. Højere pH øger CO2-optagelsen fra luften betragteligt. Og når kalk udfælder ved høj pH, frigives CO2til planktonets fotosyntese. Netop den kalkudfældning sker i de fleste øst-danske søer om sommeren.

- Vi anfægter bestemt ikke næringsstoffernes helt overordnede betydning for planteplanktonets biomasse i søer og kystområder. Men det er vigtigt, at erkende, at forsyningen med uorganisk kulstof medvirker i reguleringen af planteplanktonets produktivitet. I næringsrige østdanske søer såsom Arresø og mange flere med er pH høj om sommeren. Planktonets nettoproduktion af organisk stof om sommeren forsynes altovervejende ved optagelse af CO2fra atmosfæren og denne optagelse forstærkes af den høje pH. Men selv i midt- og vestjyske næringsfattige søer med blødt vand har vi påvist, at planktonets fotosyntese om sommeren til tider begrænses af CO2-forsyningen fra vandet, uddyber Kaj Sand-Jensen.

Forskningen afslører, at man fremover bør samtænke betydningen af næringsstoffer, lys og uorganisk kulstof for reguleringen af planteplanktonets fotosyntese, produktivitet og biomasse. Næringsstofferne sætter den potentielle øvre grænse for produktiviteten, men lys og uorganisk kulstof afgør i hvilket omfang potentialet nås. I brunvandede søer i skov- og moseområder konkurrerer de brunfarvede stoffer med klorofylet i planteplanktonet om lyset og begrænser herved produktiviteten. I  næringsrige søer med hårdt vand kan vi til gengæld opleve den allerhøjeste produktivitet, som muliggør tætte fiskebestande, men også øger risikoen for iltsvind og fiskedød, hvis planktonopblomstringer pludseligt henfalder og rådner.