Syftet med denna avhandling är att öka förståelsen av hur grovt organiskt material, sk grovdetritus, tex löv och makrofytrester, bryts ner i sjöars strandzoner. Motivet bakom intresset för detta är att små näringsfattiga sjöar i skogsrika områden ofta är beroende av tillförsel av energi utifrån och att nedbrytningen av grovdetritus är relativt lite undersökt i sjöar. Utifrån tillförd detritus, i löst och partikulär form kan utgöra extra energikälla för sjöekosystem, men bara om några organismer kan tillgodogöra sig detta organiska material. I sötvatten kan sådana organismer vara bakterier, svampar och ryggradslösa djur. Under nedbrytningsförloppet produceras en mängd mellanprodukter som kan användas av andra konsumenter tex fisk. På så sätt återcirkuleras energi och näring från detritus utan fullständig nedbrytning. Vidare har det föreslagits att hög biodiversitet kan resultera i hög ekosystemfunktion, t ex effektiv nedbryning. Därför kan studier av både samhällen och enskilda arter av nedbrytare öka förståelsen av förändringar i hela ekosystemets funktion. Inom ramen för avhandlingen har jag studerat vilka arter som deltar i nedbrytningen av grovdetritus och vilka möjliga vägar för det fortsatta nyttjandet av detta material som finns. Jag har särskilt betonat det säsongsmässiga mönstret för omsättningen av grovdetritus och för tillgängligheten av mellanprodukter. Resultaten visar att både mikroorganismer och ryggradslösa djur successivt processar tillgängligt grovt organiskt material under hela året. Viktminskningsmönstret över året hos löv och makrofytrester är nära kopplat till förekomst och tillväxt hos olika arter av nedbrytande ryggradslösa djur, sk fragmenterare. Av de vanligaste förekommande tio arterna fragmenterare, var nio nattsländelarver. Därför drar jag slutsatsen att dessa arter av nattsländelarver spelar en avgörande roll för omsättningen av grovdetritus i sjöstränder i sydöstra Sverige. Samtidigt visar resultaten att sötvattengråsuggan spelar mindre roll för nedbrytningen av grovdetritus än förväntat. Denna art föredrar andra födoämnen åtminstone under våren och undviker de grunda bottnarna där grovdetritus finns under vintern. I laboratorieexperiment har jag visat att nedbrytning av löv i närvaro av fragmenterare huvudsakligen ger upphov till två olika produkter: löst organiskt material och finpartikulära rester. Därmed har jag visat att fragmenterare kan omsätta grovdetritus snabbare än mikroorganismer. Slutsatsen blir att mikroorganismernas kvantitativa bidrag till nedbrytning av grov grovdetritus är beroende av mängden fragmenterare. Jag har också visat att olika kombinationer detritussorter och fragmenterararter kan påverka när olika nedbryningsprodukter blir tillgängliga för andra organismer. Sammanfatningsvis har jag visat att grovdetritus är en attraktiv födoresurs för ryggradslösa djur i näringsfattiga sjöars strandzoner, precis som i små bäckar. Dessutom visar jag att de arter av fragmenterare som är speciella för sjöar, tillsammans omsätter tillgängligt grovdetritus i ett finskaligt tidsmönster över året. Detta mönster har utvecklats genom anpassning till trädens lövfällning och nedvissningen av vattenväxter som sker på hösten i vårt klimat. Jag vill också betona att ökade kunskaper om nedbrytning av grovdetritus krävs för att kunna förutsäga effekter av olika störningar i dessa ekosystem. Slutligen rekommenderar jag att nedbrytningshastigheten för grovdetritus testas som mått på ekosystemfunktion också i sjöar. / The general aim of this thesis was to increase the understanding of the mechanisms behind coarse detritus turnover in oligotrophic lake littoral zones. The reason for this interest is that small lakes located in forested areas often display dependence on detritus based energy sources, both external and internal. Additionally, in lake ecosystems the coarse detritus resource has been comparatively less studied than in streams. Both dissolved and particulate external detritus constitute extra energy contribution to ecosystems, but only if some organisms can assimilate the provided matter. The most common capable organisms to do so in freshwaters are bacteria, fungi and invertebrates, and they return a variety of intermediary products available for other consumers. Further, it has been suggested that a positive relation between species diversity and ecosystem function exists. Therefore the study of both community and individual species of decomposers may provide information significant to understand changes in ecosystem function. Within the outline of the thesis, I studied what species are involved in the processing of coarse detritus carbon and what are the key routes for the further use of this littoral carbon. I specially emphasize the temporal pattern of the detritus turnover and the availability of decomposition products to other organisms in the lake ecosystem. The results showed that microorganisms and invertebrates in the lake littoral zone successively process carbon from coarse detritus during the whole year. The weight loss from coarse detritus displayed a seasonal distinctive pattern temporally connected to shredder appearance and growth. Therefore, I emphasize the key role of certain trichopteran shredder species for litter processing in lakes in this region, southeast Sweden. At the same time, the shredder function of Asellus aquaticus was less important than expected. A. aquaticus was shown to utilize of a quite broad range of food sources and to prefer other habitats during the main decomposition period for leaf litter. In the laboratory I discovered that the decomposition of leaf litter principally results in two products, DOM from passive leakage and FPOM from active leaf litter processing by shredders. The experiment showed that shredders have the potential to consume leaf litter resources before microbial decomposition influence litter weight considerably. Thus, the quantitative importance of microorganisms (fungi and/or bacteria) for leaf litter turnover is suggested to directly depend on density of shredders in lake littoral zones of the kind studied. I have also shown that the combination of detritus types and invertebrate processor species influence the temporal accessibility of intermediate decomposition products. I conclude that coarse detritus is an attractive food resource for invertebrates also in small oligotrophiclakes like it is in smaller streams. I also conclude, that the lake specific set of shredder species recycle this carbon resource yearly in a fine-scaled temporal sequence - adapted to the predictable seasonal variation of detritus quality on these latitudes. Further, I stress the importance of increased knowledge of decomposing processes before predicting the effects of disturbance on this kind of widespread freshwater systems. Finally, I propose that the decomposition rate of coarse detritus should be tested as an assessment tool for integrating disturbances on ecosystem functions in small oligotrophic lakes, respecting the unique lake characteristics.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:hik-35 |
| Date | January 2005 |
| Creators | Bohman, Irene |
| Publisher | Högskolan i Kalmar, Naturvetenskapliga institutionen |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Doctoral thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Dissertation series / University of Kalmar, Faculty of Natural Science, 1650-2779 ; 19 |
Page generated in 0.0026 seconds