Biogeosciences Plankton in the open Mediterranean Sea: a review

1550

I. Siokou-Frangou et al.: Mediterranean plankton

Fig. 7. The top panel shows the deepening of the DCM (Z Chl Max) and the chl a dispersion (Chl Dispersion)

as an average of the discrete depth difference from water column average of chl a concentration, in percentage.

Dispersion values in the WMS are closer to 100% than in the EMS, demonstrating a higher vertical patchiness

in the latter. The bottom panel represents the west to east decrease for calculated chl a in pico-, nano- and

microplankton. Note the Longitude scale: the two data points to the left are outside the MS, while the Levantine

basin was not sampled. Modified with permission from Dolan et al. (2002).

80

Fig. 7. The top panel shows the deepening of the DCM (Z Chl

Max) and the chl a dispersion (Chl Dispersion) as an average of

the discrete depth difference from water column average of chl a

concentration, in percentage. Dispersion values in the WMS are

closer to 100% than in the EMS, demonstrating a higher vertical

patchiness in the latter. The bottom panel represents the west to

east decrease for calculated chl a in pico-, nano- and microplankton.

Note the Longitude scale: the two data points to the left are outside

the MS, while the Levantine basin was not sampled. Modified with

permission from Dolan et al. (2002).

the exception of the short period of late winter mixing. The

DCM progressively sinks across a west to east gradient from

30 m in the westernmost area (Dolan et al., 2002, Fig. 7), to

70 m in the South Adriatic Sea (Boldrin et al., 2002), down

to 120 m in the Levantine basin (Christaki et al., 2001; Dolan

et al., 2002). The eastward increase in DCM depth is prob-

ably related to lower productivity and hence higher seawater

transparency in the Levantine Sea, but the level of DCM may

vary considerably between cyclonic and anticyclonic areas

(Ediger and Yilmaz, 1996). In the westerm MS, the depth

of the DCM is strongly affected by the Atlantic water inflow

and the consequent physical dynamics along the vertical axis

(Raimbault et al., 1993).

The distribution of biomass is clearly reflected in pri-

mary production rates (Table 1). Satellite-based estimates

range from 130 to 198 g C m

−

2

y

−

1

over the years 1997–

2001 (Bricaud et al., 2002; Bosc et al., 2004), with values

for the EMS generally in the lower portion of the range. Es-

timates from in situ incubations in previous decades were

as low as 80–90 g C m

−

2

y

−

1

(Sournia, 1973). More recent

measurements get closer to satellite-based estimates, e.g., in

the Gulf of Lion (140–150 g C m

−

2

y

−

1

, Conan et al., 1998),

but remain consistently lower in other areas such as the Cre-

tan Sea (59 g C m

−

2

y

−

1

, Psarra et al., 2000). A clear east-

ward reduction in primary production was reported in the

Fig. 8. Integrated primary production (mg C m

−

2

day

−

1

) during the MINOS cruise (May-June 1996). Repro-

duced with permission from Moutin and Raimbault (2002).

81

Fig. 8. Integrated primary production (mg C m

−

2

day

−

1

) during

the MINOS cruise (May–June 1996). Reproduced with permission

from Moutin and Raimbault (2002).

results from a late-spring (May–June) trans-Mediterranean

cruise (Moutin and Raimbault, 2002), when maxima were

close to 1 g C m

−

2

d

−

1

in the south-western basin and min-

ima ranged between 150 and 250 mg C m

−

2

d

−

1

at several

stations of the Levantine Sea (Fig. 8). Interestingly, estimates

obtained in spring in other studies reflect the same spatial

pattern and are within the same ranges as those shown by

Moutin and Raimbault (2002) (Table 1). Comparably high

values (up to 1.7 g C m

−

2

d

−

1

) were reported in the Catalan

front area in March (Moran and Estrada, 2005), and in the

Alboran Sea in May–June (Lohrenz et al., 1988). At the DY-

FAMED station in the Ligurian Sea, primary production rates

were 240–716 mg C m

−

2

(over a 14 h incubation) (Vidussi

et al., 2001) but reached values as high as 1.8 g C m

−

2

d

−

1

in

April (Marty and Chiaverini, 2002). Measurements at other

sites of the EMS, namely in the South Adriatic Sea (Boldrin

et al., 2002) and in the North East Aegean Sea (Ignatiades

et al., 2002; Zervoudaki et al., 2007), also match the low val-

ues recorded by Moutin and Raimbault (2002).

Spatial and seasonal variability of primary production val-

ues can be high (Table 1), especially in very dynamic ar-

eas like the Alboran Sea (Mac´ıas et al., 2009) and the

Catalan Sea (Granata et al., 2004). Inter-annual variability

of primary production may also be high, mainly depend-

ing on the depth of the winter mixing (Estrada, 1996). In

spite of light limitation, the contribution of subsurface and

deep chlorophyll maxima can be significant, in some cases

reaching 30% of the total production of the water column

(Estrada et al., 1985).

While satellite-based estimates represent gross primary

production, values from in situ incubations are generally

closer to net production. In neither case, however, is an

estimate of the new versus recycled production provided,

and it is hence impossible to appreciate the actual amount

of biomass added to the system through phytoplankton ac-

tivity.

Indeed, values for new production, which can be

equated to the export production assuming a quasi-steady

state, are much lower, i.e. in the order of 4.5 mol C m

−

2

y

−

1

(1mol C≡12g C) and 1.5 mol C m

−

2

y

−

1

for the WMS and

EMS, respectively (e.g. Bethoux, 1989, but see also Minas

et al., 1988 for a discussion). These estimates correspond

Biogeosciences, 7, 1543–1586, 2010

www.biogeosciences.net/7/1543/2010/

---