Thin layers of phytoplankton in the Rías Baixas (NW off Iberia): occurrence, formation and relevance

Abstract

Due to the fertilization effect of the upwelling and the increase in primary production, the Rías Baixas sustain an intense shellfishing activity which, every year, faces the menace of harmful phytoplankton blooms. It is believed that the aggregation of phytoplankton in thin layers, where the biomass accumulates in a thickness less than 5 meters, might explain why traditional monitoring programs, with insufficient vertical resolution, are often unable to detect and predict toxic events. Preliminary studies indicate that the formation of these features is associated with strictly physical or biological processes, or a combination of both. Despite their relevance, nowadays, the knowledge about thin layers in this region is limited to a couple of specific observations. In order to verify the following hypotheses: H1) Pseudo-nitzschia spp. and Dinophysis spp. frequently bloom in thin layers in the Rías Baixas, and H2) Physical processes related to shear and turbulence levels control the formation of thin layers of Pseudo-nitzschia spp., this project proposes a multidisciplinary approach which combines database analysis, field observations carried out during the REMEDIOS-TLP cruise (Jun-Jul 2018), and numerical modeling techniques. Specifically, the following objectives are proposed: O1) To describe the characteristics of thin layers of phytoplankton, with special interest in Pseudo-nitzschia spp., in the Rías Baixas and adjacent shelf, and O2) To investigate the mechanisms responsible for the initiation, maintenance and dissipation of thin layers of phytoplankton.

Debido á elevada produción primaria asociada ao alforamento, as Rías Baixas sosteñen unha intensa actividade marisqueira que, cada ano é ameazada pola aparición de toxinas de orixe fitoplanctónica. Crese que a agregación de fitoplancto en estruturas de capas finas, donde a maior parte da biomasa acumúlase nun espesor <5m, podería explicar que os sistemas tradicionais de mostraxe, con insuficiente resolución vertical, frecuentemente non sexan capaces de detectar e predicir os eventos de toxicidade. Estudios previos indican que a formación de estas estruturas está asociada a procesos estritamente físicos, biolóxicos ou unha combinación de ambos. A pesar da súa relevancia, polo momento o coñecemento de estas estruturas na rexión limítase a un par de observacións puntuais. Co fin de verificar as seguintes hipóteses: H1) Nas Rías Baixas Pseudo-nitzschia spp. e Dinophysis spp. frecuentemente proliferan en forma de capas finas, H2) Os procesos físicos relacionados cos niveles de cizalla e turbulencia controlan a formación de capas finas de Pseudo-nitzschia spp., este proxecto propón una aproximación multidisciplinar que combinará análise de bases de datos, observacións de campo realizadas durante a campaña REMEDIOS-TLP (Xuño-Xullo 2018), e modelado numérico. En concreto, propóñense os seguintes obxectivos: O1) Describir as características das capas finas de fitoplancto, con especial interese en Pseudo-nitzschia spp., nas Rías Baixas e plataforma adxacente, e O2) Investigar os mecanismos responsables da formación, mantemento e disipación das capas finas de fitoplancto.

Debido a la elevada producción primaria asociada al afloramiento, las Rías Baixas sostienen una intensa actividad marisquera que, cada año, se ve amenazada por la aparición de toxinas de origen fitoplanctónico. Se cree que la agregación de fitoplancton en estructuras de capas finas, donde la mayor parte de la biomasa se acumula en un espesor <5 m, podría explicar que los sistemas tradicionales de muestreo, con insuficiente resolución vertical, frecuentemente no sean capaces de detectar y predecir los eventos de toxicidad. Estudios previos indican que la formación de estas estructuras está asociada a procesos estrictamente físicos, biológicos o una combinación de ambos. A pesar de su relevancia, por el momento el conocimiento de estas estructuras en la región se limita a un par de observaciones puntuales. Con el fin de verificar las siguientes hipótesis: H1) En las Rías Baixas Pseudo-nitzschia spp. y Dinophysis spp. frecuentemente proliferan en forma de capas finas, H2) Los procesos físicos relacionados con los niveles de cizalla y turbulencia controlan la formación de capas finas de Pseudo-nitzschia, este proyecto plantea una aproximación multidisciplinar que combinará análisis de bases de datos, observaciones en el campo realizadas durante la campaña REMEDIOS-TLP (Junio-Julio 2018), y modelado numérico. En concreto, se plantean los siguientes objetivos: O1) Describir las características de las capas finas de fitoplancton, con especial interés en Pseudo-nitzschia spp., en las Rías Baixas y la plataforma adyacente, y O2) Investigar los mecanismos responsables de la formación, mantenimiento y disipación de las capas finas de fitoplancton.