Geri Dön

Variations in the demersal fishes of the northeastern mediterranean over the last 40 years in relation to environmental factors

Kuzeydoğu Akdeniz'deki demersal balıkların son 40 yıldaki değişimleri ve bu değişimlerin çevresel faktörlerle ilişkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 984261
  2. Yazar: MERVE KURT
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALİ CEMAL GÜCÜ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Deniz Bilimleri, Marine Science
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Deniz Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Deniz Biyolojisi ve Balıkçılık Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Deniz Biyolojisi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Akdeniz, iklim değişikliği, aşırı avcılık ve Süveyş Kanalı yoluyla taşınan yabancı türlerin (NIS) düzenli olarak artışı nedeniyle önemli ekolojik dönüşümler geçirmiştir. Bu stres faktörleri sıklıkla birbiriyle etkileşime girerek karmaşık ekolojik tepkilere sebep olmaktadır. Kuzeydoğu Akdeniz, bu faktörlerden en yoğun etkilenen bölgeler arasında yer almaktadır. Fakat bu bölgedegerçekleşmekte olan değişimlerin yönünü ve nedenlerini yorumlamak, uzun dönemleri kapsayan veri setlerinin eksikliği nedeniyle oldukça güçtür. Bu çalışmada, ODTÜ-Deniz Bilimleri Enstitüsü (METU-IMS) tarafından 1980'lerden itibaren toplanan veri setleri (hem CTD ölçümleri hem de balıkçılık verileri) yeni toplanan verilerle birleştirilerek, Akdeniz'in en hızlı ısınan ve en çok yabancı tür etkisine maruz kalan bölgelerinden biri olan Kuzeydoğu Akdeniz'deki faunal değişimler araştırılmıştır. Söz konusu değişimlerin tek bir faktörle açıklanması yerine, bu çalışmada onları çok boyutlu bir bakış açısıyla ele almak hedeflenmiştir. Bu doğrultuda çalışmanın amaçları şunlardır:, (i) balık topluluklarını ve bu topluluklardaki zamansal değişimleri belirlemek, (ii) uzun dönemli balıkçılık baskısının etkilerinden arındırılmış bir yaklaşımla, sömürülen bir demersal türde biyokütle değişiminin çevresel etkenlerle ilişkisini ortaya koymak, (iii) iklim kaynaklı değişime duyarlılığı yüksek olduğu öngörülen yerli bir balık türünün batimetrikdağılımının çevresel değişimlere tepkisini değerlendirmek. Son iki amaç doğrultusunda 1940'lardan beri bölgede yoğun olarak avlanan, yerli bir tür olan barbunya balığı (Mullus barbatus)üzerine odaklanılmış ve bu türhem biyokütle dalgalanmalarının analizinde hem de batimetrik dağılım değişimlerinin değerlendirilmesinde kullanılmıştır.. 1983–1984 ile 2022 yılları arasında ilkbahar ve sonbahar sezonlarında 0–100 m derinliklerde toplanan trol verileri, metrik olmayan çok boyutlu ölçekleme (NMDS) ve kümeleme analizleri bölgede üç ana zonun varlığını ortaya koymuştur. Por'un“Lessepsian Province”olarak adlandırdığı“kıyı-ara”zonda, çalışma boyunca NIS biyokütlesi sürekli yüksek olduğu bir alan olmakla birlikte, 2022 yılında NIS'in toplam biyokütleye katkısı %97'ye ulaşmıştır. Sığ zon, literatürde Por'un“Lessepsiyen Bölgesi”olarak adlandırdığı alana denk gelmektedir. Burada yabancı türlerin biyokütledeki payı her zaman yüksek olmuş, 2022 yılında ise %97'ye kadar çıkmıştır.Buna karşılık, sirkalittoral bölgeye uzanan daha“derin”zon, görece istikrarlı bir topluluk yapısı sergilemiştir. Burada yerli türler biyokütlede baskın olmuş, ve M. barbatus yıllar boyunca biyokütleye önemli bir katkı sağlamıştır. Ancak, yabancı tür biyokütlesi özellikle ilkbahar sezonunda belirgin bir artış göstermiştir. Batı zonu ise kısmen bir deniz koruma alanı ile örtüşen ve deniz çayırları (Posidonia oceanica) ile karakterize edilen bir bölgedir. Burada da yerli türler biyokütlede baskın olmuştur fakat toplam tür sayısına oranla yabancı tür sayısındaki en yüksek artış bu zonda kaydedilmiştir. Özellikle, çalışma alanının diğer kısımlarında nadiren rastlanan Parupeneus forsskali gibi yabancı türler batı zonunda gösterge tür olarak öne çıkmıştır. Hem örnekleme istasyonlarının derinliği hem de konumu, topluluk kompozisyonlarını anlamlı olarak etkilemiştir. M. barbatus biyokütlesindeki yıllar içindeki dalgalanmaları incelemek için, 1968'den itibaren resmi av istatistikleri ve 2007'den itibaren toplanan trol araştırma verileri (0–150 m derinliklerde) Sürekli Zamandaki Stokastik Artık Üretim Modeli (SPiCT) ile analiz edilmiştir. Model, esas olarak artık değerleri türetmek için kullanılmış ve bu artıklar çalışmadaki temel analizlerde girdi olarak değerlendirilmiştir. Çevresel etkileri değerlendirmek için, aynı anda birden fazla çevresel parametreyi etkileyebilen iç adet büyük ölçekli iklim indeksi ele alınmıştır: (i)Kuzey Atlantik Salınımı (NAO), (ii) Doğu Atlantik Paterni (EA) ve (iii) Doğu Atlantik/Batı Rusya Paterni (EA/WR). Balıkçılık modeli tarafından açıklanamayan biyokütle değişimleri (model artık değerleri) bu iklim indeksleriyle birlikte dalgacık uyum analizi kullanılarak incelenmiş ve çevresel etkilerle biyokütle eğilimleri arasındaki ortak değişim araştırılmıştır. Sonuçlar, model artık değerleri ile iklim indeksleri arasında anlamlı bir uyumolduğunu göstermiştir. Özellikle, EA indeksinin 2000-2015 yılları arasında barbunya balığı biyokütlesi üzerinde sürekli bir etkiye sahipken, NAO ve EA/WR etkileri ise 1980'lerde ve 1990'ların başında belirgin olmuştur. İlginç bir şekilde, 1990'ların başında tüm indekslerin aynı anda etkili olduğu görülmüş ve bu dönem, barbunya balığı biyokütlesindeki bir artışla örtüşmüştür. Bu dönem aynı zamanda Akdeniz'de gözlemlenen büyük ekolojik değişimlerle de örtüşmektedir. Sonuçlar iklimsel değişkenlik ile ekosistem değişiklikleri arasındaki etkileşim üzerine daha geniş bir bakış açısı sunmuştur. NAO etkisinin genellikle Doğu Akdeniz'e doğru azaldığı bilinse de, bu çalışmada 1990'lardaki güçlü ilişki, geçici de olsa bu indeksin balık biyokütlesiyle olan bağını vurgulamaktadır. Ayrıca, EA ve EA/WR indekslerinin demersal balıkların biyokütle dalgalanmalarıyla olan ilişkisi daha önce yeterince incelenmemişken, bu çalışma bu bağlamda önemli bir katkı sağlamaktadır. Küresel ısınmanın denizel ekosistemlerde batimetrik yaşam alanlarını değiştirerek türleri su kolonunda daha derinlere yönelmeye zorlaması beklenmektedir. Bu çalışmada, böyle bir değişimin Kuzeydoğu Akdeniz'de gerçekleşip gerçekleşmediğini değerlendirmek amacıyla, 2010-2023 yılları arasında M. barbatus'un maksimum biyokütlesinin bulunduğu derinlikler analiz edilmiştir. Sonuçlar, çalışılan bölgede M. barbatus'un maksimum biyokütle derinliğinin belirgin bir mevsimsel döngü izlediğini ortaya koymuştur; bu derinlik geç kış/erken ilkbaharda en sığ, sonbaharda ise en derin seviyededir. Bu mevsimsel döngünün ötesinde, çalışma süresince uzun vadeli bir derinleşme eğilimitespit edilmiştir. Aynı dönemde su kolonunda da önemli termal değişiklikler gözlenmiştir. Sıcaklık modeli, özellikle 2016 sonrasında belirginleşen doğrusal olmayan bir ısınma eğilimini ortaya koymuştur. Bulgular, 2010–2023 yılları arasında termoklinin kademeli olarak derinleştiğini ve mevsimsel olarak daha uzun süre kaldığını göstermiştir. Özellikle eylül ayında görülen bu derinleşme, M. barbatus'un maksimum biyokütle derinliğinde gözlemlenen uzun vadeli derinleşme ile güçlü bir zamansal uyum sergilemiştir. Kuzeydoğu Akdeniz, iklim değişikliği ve NIS yayılımının eşi benzeri görülmemiş bir hızla devam ettiği günümüzde, tüm Akdeniz Havzası'nın gelecekteki durumunu öngörme açısından kritik bir rol oynamaktadır . Bu araştırma, bu önemli bölgedeki faunal dinamiklere dair değerli bilgiler sunmakta ve hızla değişen bu ekosistemde gelecekteki ekolojik dönüşümleri öngörebilmekmek ve olumsuz etkileri azaltabilmek için düzenli izlemenin yanında bütüncül yaklaşımların önemini ortaya koymaktadır.

Özet (Çeviri)

The Mediterranean Sea has undergone substantial ecological transformations driven by climate change, overfishing, and the continuous introduction of non-indigenous species (NIS) through the Suez Canal. These stressors often interact, resulting in complex ecological responses. The Northeastern Mediterranean, is among the regions most heavily impacted by these factors, suffers from a scarcity of long-term datasets, making it challenging to interpret the trajectory of these changes. However, the scarcity of long-term datasets in this area makes it challenging to interpret the trajectory of these ecological changes. In this study, datasets collected by METU-IMS since the 1980s (including both CTD measurements and fisheries survey data) were integrated with newly collected data to investigate faunal changes in one of the fastest-warming and most NIS-impacted region of the Mediterranean. Rather than attributing these changes to a single factor, the aim of this study was to address them from multiple perspectives. The objectives of this study were to (i) identify fish assemblages and their temporal changes, (ii) disentangle the environmental drivers underlying biomass variability in an exploited demersal species, through an approach that separates ecological signals from the confounding effects of long-term fishing pressure, and (iii) elucidate the response of the bathymetric distribution of a native fish species to environmental changes, given their expected sensitivity to climate-driven variability. To address the latter two objectives, the red mullet (Mullus barbatus) served as a case study. As a native and heavily exploited species in the region since the 1940s, it was used in both the analysis of biomass fluctuations and the evaluation of bathymetric distribution changes. Non-metric multidimensional scaling (NMDS) and cluster analysis constructed using the trawl data collected during the spring and autumn seasons between 1983–1984 and 2022 (0–100 m depths) revealed three major zones in the region. The shallow zone, referred to as Por's“Lessepsian Province,”has been consistently dominated by NIS biomass, with their contribution reaching up to 97% by 2022. In contrast, the deeper zone, which extends to circalittoral area, exhibited a relatively stable community structure with dominance of native biomass, where M. barbatus remained a significant contributor to biomass over the years. However, NIS biomass showed a notable increase during the spring season. The western zone, characterized by Posidonia oceanica meadows, partially overlaps with a marine protected area and was also dominated by native species. However, the highest proportional increase in NIS numbers to total species count was recorded in this zone. Notably, NIS such as Parupeneus forsskali, which are scarcely found in the other parts of the study area, have emerged as indicator species in the western zone. Both the depth and location of the sampling stations significantly influenced community composition. To explore fluctuations in M. barbatus biomass over the years, official landing statistics since 1968 and trawl survey data collected since 2007 (0–150 m depths) were incorporated into the stochastic surplus production model in continuous time (SPiCT). The model was used primarily to derive residuals, which served as inputs for the main analyses conducted in this study. To assess environmental influences, three large-scale climate indices were considered: (i)North Atlantic Oscillation (NAO), (ii) East Atlantic Pattern (EA), and (iii) East Atlantic/Western Russia Pattern (EA/WR), each of which can simultaneously impact multiple environmental parameters. Biomass variations that could not be explained by fisheries models, were analyzed using wavelet coherence analysis with these climate indices to explore covariance between environmental influences and biomass trends. This analysis revealed a significant coherence between these and the climate indices. Notably, the EA index consistently influenced M. barbatus biomass from 2000 to 2015, while the effects of NAO and EA/WR were particularly strong in the 1980s and early 1990s. Interestingly, all indices showed a combined influence in the early 1990s, coinciding with an increase in M. barbatus biomass. This period also overlapped with major ecological shifts observed in the Mediterranean, offering a broader perspective on the interaction between climatic variability and ecosystem changes. Although the influence of NAO is generally known to diminish towards the Eastern Mediterranean, a significant link detected in this study during the 1990s emphasizes its transient relationship with fish biomass. Furthermore, this study highlights the importance of the previously underexplored association between EA and EA/WR indices and biomass fluctuations of demersal fish. Climate-induced warming is expected to modify bathymetric habitat structure in marine ecosystems, potentially forcing species to shift deeper in the water column in search of suitable thermal conditions. To assess whether such shifts have occurred in the Northeastern Mediterranean, the bathymetric distribution of the maximum biomass of M. barbatus was examined for the period 2010 to 2023. The results revealed that the depth of maximum M. barbatus biomass followed a clear seasonal cycle in the study area, being shallowest in late winter/early spring and deepest in autumn. Beyond this seasonal cycle, a long-term deepening trend was observed, with the maximum biomass depth during the study period. Concurrently, the water column displayed significant thermal changes. The temperature model indicated a non-linear warming trend, particularly after 2016. The results showed that the thermocline exhibited a gradual deepening and prolonged persistence between 2010 and 2023. This deepening, specifically in September, showed a strong temporal correspondence with the observed long-term deepening of the maximum M. barbatus biomass depth. The Northeastern Mediterranean plays a crucial role in anticipating the future state of the Mediterranean Basin, particularly as climate change and the spread of NIS continue to accelerate at an unprecedented rate. This research provides valuable insights into faunal dynamics in this critical region and emphasizes the need for sustained monitoring and integrative approaches to predict and mitigate future ecological transformations in this rapidly changing ecosystem.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    343606

    Güney Ege Denizi'nde dağılım gösteren bazı deniz balıklarının sagittal otolit morfolojileri

    Sagittal otolith morphologies of some marine fishes distributed in The Southern Aegean Sea

    TARIK BULGURCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Su ÜrünleriMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    Su Ürünleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. GÖKÇEN BİLGE

  2. Tez No

    50994

    The Biology and population parameters of the whiting (Merlangius merlangus euxinus NORDMANN) in the Turkish coast of the Black Sea

    Türkiye'nin Karadeniz kıyısındaki Mezgit (Merlangius merlangus euxinus NORDMANN) balığının biyolojisi ve populasyon parametreleri

    ALİ İŞMEN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1995

    Su ÜrünleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Deniz Biyolojisi ve Balıkçılık Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. FERİT BİNGEL

  3. Tez No

    574332

    Gelincik balığı (Gaidropsarus mediterraneus (L,1758))'nda ideal yaş tayini yönteminin belirlenmesi ve farklı habitatlarda büyüme parametrelerinin karşılaştırılması

    Determination of the most reliable ageing method in shore rockling (Gaidropsarus mediterraneus L, 1758) and comparison of growth parameters from different localities

    RÜVEYDE OSMA ARMUTCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyolojiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYSUN GÜMÜŞ

  4. Tez No

    975704

    İskenderun körfezi karides ve dil balığı uzatma ağ balıkçılığının genel durumu

    The status of shrimp and sole trammel net fisheries in Iskenderun bay

    BERNA FUNDA ÖZBEK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Balıkçılık Teknolojisiİskenderun Teknik Üniversitesi

    Su Ürünleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYDIN DEMİRCİ

  5. Tez No

    689093

    İç su balıkları sistematiğinde osteolojik karakterizasyonundeğerlendirilmesi

    Evaluation of osteological characterization in inland waterfish systematics

    EDA KALIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyolojiNevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVİL SUNGUR

Geri Dön