Fræðaþing landbúnaðarins - 03.02.2006, Síða 79

Fræðaþing landbúnaðarins 2006
Snefilefni og frumframleiðni í íslenskum vötnum
Sigurður Reynir Gíslason (sigrg@raunvis.hi.is) og Eydís Salome Eiríksdóttir
Jarðvísindastofmm Háskólans,
Háskóla Islands, Óskjn, Sturlugötu 7, 101 Reykjavík
Binding köfnunarefnis í ammoníak, N3 + 8H+ + 8e <==> 2NH3 + H2 er eitt af
mikilvægustu lífefnaferlum í náttúrunni þar sem það hefur áhrif á frumframleiðni.
Efnahvarfið verður fyrir tilstilli ensíma, nitrogenase, sem myndast í sérstökum
bakteríum. Að minnsta kosti þrír flokkar af nitrogenasa em þekktar. Algengasta
tegundin inniheldur Fe og Mo, önnur V og Fe og sú þriðja eingöngu Fe. En Mo/Fe-
ensímið er algengast og afkastamest við bindingu köfnunarefnis á yfirborði Jarðar.
Framboð af bundnu köfnunarefni er oft takmarkandi fyrir fmmframleiðni, bæði í vatni
og á landi þannig að framboð á uppleystu Fe og Mo getur óbeint takmarkað
fmmframleiðni.
Mólhlutföll Mo/Fe í Mo/Fe-ensíminu er minna en 0,07. Hlutföll þessara efna í
upplausn er 110 í úthöíunum en að meðaltali um 0,007 í árvatni sem rennur af
meginlöndunum. Það er því líklegt að Fe takmarki köfnunarefnisbindingu í
úthöfunum en Mo á landi og í ferskvatni. Styrkur Mo í storkubergi vex með styrk
kísils í bergi. Styrkur þess er því hlutfallslega lágur í basalti, meginberggerð Islands.
Enn fremur er Mo hreyfanlegt við veðrun, þannig að styrkur þess i ferskvatni
endurspeglar bergerðina og hversu mikið berg vatnið hefur veðrað. Styrkur Mo í
íslenskum straumvötnum er breytilegur. Hann er mestur í rekbeltinu, sérstaklega í
nágrenni megineldstöðva þar sem berg er kísilríkt. Því eldra sem bergið er og því
minna sem er af súm bergi á vatnasviðunum því lægri er Mo styrkurinn í árvatni
(Gíslason o.fl. 2003 og 2004).
Það er vemlegur munur á frumframleiðni í íslenskum vötnum.
Fmmframleiðni er mikil í rekbeltunum og miðað við hlutfoll N/P í vötnunum
takmarkast hún af bundnu köfnunarefni. Utan rekbeltanna í gamla Tertíera berginu
snýst þetta við, þar takmarkast frumframleiðnin af fosfór, miðað við N/P hlutfallið í
straumvötnunum. Það er kaldhæðnislegt að fmmframleiðni í vötnum í rekbeltinu
takmarkast að mestu af tveimur þáttum: 1. Loftbomu bundnu köfnunarefni í úrkomu,
sem að mestu er til orðin vegna hnattrænnar mengunnar. 2. Bindingu köfnunarefnis í
vötnunum. Þrátt fyrir að styrkur bundins köfnunarefnis, N03 og NH4 í úrkomu á
íslandi sé svipaður í rekbeltinu er mikill munur á frumframleiðni vatna þar. Enn
fremur er Mývatn eitt af blómlegustu vötnum á Norðurhveli, þrátt fyrir hnattstöðu sína
og að vera hulið ísi um 190 daga á ári. Frumframleiðni hefur verið mæld í þremur
vötnum í rekbeltunum; Mývatni, Þingvallavatni og Elliðavatni. Frumframleiðnin í
þessum vötnum takmarkast af bundnu köfnunarefni og er 220, 135 og 25 grömm af
kolefni á fermetra á ári (gC/m2/ári; Ólafsson, 1979; Jónasson,1992; Jónasson and
Hersteinsson, 2002; Gíslason ofl. 1998). Meðalstyrkur Mo í straumvötnum sem renna
úr þessum vötnum er 8,6, 1,6 and 0,76 nmole/kg. Meðalstyrkur V er 0.9, 0.31 and
0.14 nmole/kg. í Mývatni er köfnunarefnisbindandi baktería, svokallaður vatnablómi
(Anabaena flos-aqud), algengur og oft mikill. Anabaena flos-aqua finnst ekki í
Þingvallavatni en nokkuð hefur fundist af botnlægu tegundinni Nostoc sem bindur
77