Läänemere fütoplankton muutuste keerises

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone.Käesolev töö analüüsib Läänemere fütoplanktonikoosluse pika-ajalisi (1966-2008) ja ruumilisi mustreid. Aastakümneid väldanud vaatluste jooksul on fütoplanktoni suvised kooslused kõikjal Läänemeres pidevas muutumises. Järske muutusi, sama-aegselt teadaoleva rezhiiminihkega toiduahela tipus 1980ndail, fütoplanktonikoosluses ei toimu, mis annab aimu fütoplanktonikoosluse suhteliselt nõrkadest seostest toiduahela ülemiste astmetega ja pigem toiduvõrgustiku kui toiduahela tüüpi ökosüsteemist. Vaguviburvetikate osakaal kevadõitsenguis on kasvanud ränivetikate arvelt Läänemere keskosas ja põhjapoolsemates basseinides (Soome laht, Botnia meri). Nihe ränivetika-domineeritud õitsenguilt vaguviburvetikate ülekaalu suunas mõjutab kogu ökosüsteemi, läbi orgaanilise aine settimise ning hapnikutarbe setete pinnal. Analüüs põhineb Läänemere seire jooksul kogutud fütoplanktoni andmestikul. Kokku hõlmab andmestik ca 15000 kvantitatiivset fütoplanktoni proovi, ajavahemikust 1966-2008 ning ruumiliselt üle kogu Läänemere. Kirjeldatud on andmete ajaline ja ruumiline jaotus ning kvaliteet allikate kaupa. Analüüsitud on ka ajalise ja ruumilise autokorrelatsiooni tugevust ning ulatust fütoplanktoni vaatlusandmeis. Oluline positiivne autokorrelatsioon esines andmeis kuni 100 km kauguseni ja kuni 30 päevani. Seega, nimetatuist kõrgema ruumilise ja ajalise sagedusega kogutud fütoplanktoni vaatlusandmete analüüsil tuleb kindlasti arvestada ajalise ja ruumilise autokorrelatsiooniga.This thesis analyses long-term dynamics (1966–2008) and spatial patterns of the Baltic Sea phytoplankton. Over the four decades of observations, phytoplankton summer community composition has gone through a significant gradual change everywhere in the Baltic Sea. No abrupt or stepwise changes, in synchrony with the known regime shift at the top of the food web, could be detected. This implies relatively strong resistance of the phytoplankton community to the top down effect in the Baltic Sea food web. Proportion of spring bloom dinoflagellates has increased conspicuously over the decadal time scale to the disadvantage of diatoms in the central and northern Baltic Sea. Shifts in the diatom-to-dinoflagellate propotion can have ecosystem wide consequences, via the changes in sedimentation of organic material and benthic oxygen demand. Analysis was based on a phytoplankton data-set that was compiled from the data collected during routine monitoring programs of many countries around the Baltic Sea. The data-set contains records from ca 15 000 phytoplankton field samples, covers the time period of 1966–2008 and the whole Baltic Sea, including the Danish Straits. In the work, the spatio-temporal distribution of the data and the quality of the data between different data providers is described. It also touches upon the extent and strength of spatial and temporal autocorrelation in the phytoplankton data. Significant positive autocorrelation at the spatial scale of 100 km and temporal scale of 30 days implies the need to use appropriate autocorrelation structures in statistical models with phytoplankton field data