Antonija Matek

Obrana će se održati u: PETAK, 08. svibanj 2026. godine u 15.00 sati u dvorani 008, Geološki odsjek, Horvatovac 102a, Zagreb

Disertacija nosi naslov: Island trapped waves as drivers of primary production / Utjecaj valova vezanih uz otok na primarnu proizvodnju

Povjerenstvo za obranu imenovano je u sastavu:

1. Prof. dr. sc. Marija Gligora Udovič, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

2. Akademik Mirko Orlić, prof. emer.,  Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

3. izv. prof. dr. sc. Žarko Kovač, Prirodoslovno-matematički fakultet, Split

Zamjena: dr. sc. Hrvoje Mihanović, znan. savjetnik, Institut za oceanografiju i ribarstvo, Split

Mentor: prof. dr. sc. Zrinka Ljubešić, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

Summary:

Net primary production (NPP) is essential in global ocean ecosystems, forming the foundation of the marine food web and driving biogeochemical cycles. Climate change-driven ocean warming is causing a decline in global NPP, expanding stratified oligotrophic areas, and making local productivity hotspots increasingly important. This thesis investigates the effects of internal island-trapped waves (ITWs) on biological processes at the Lastovo Island in the southern Adriatic Sea, focusing on phytoplankton community structure and NPP in the stratified water column. Results show a phytoplankton community typical for oligotrophic seas, dominated by pico- and nanophytoplankton, with vertical distribution constrained by stratified layers: pico- and nano-fractions in surface and thermocline layers, and microphytoplankton in deeper layers. While ITWs do not affect phytoplankton temporal succession, indirect effects are observed in shifts in bacterial activity and functions, and zooplankton grazing. Nutrient dynamics suggest possible transport to the thermocline due to ITWs, however it is potentially modulated by plankton activity as well. Light availability increases in the thermocline when ITWs and light cycle are in phase, shaping the NPP at the Lastovo Island. Although daily NPP increases in the thermocline during ITWs, this effect is less pronounced in total water column production, with no significant correlation between ITWs and NPP. This thesis demonstrates bio-physical interactions at comparable scales, showing that ITWs can temporarily transform nutrient-poor stratified ecosystems into more favorable ones for primary producers, highlighting the importance of understanding such dynamics for monitoring changes in global ocean productivity.
(111 pages, 19 figures, 9 tables, 288 references, original in English)
Keywords: primary production, Adriatic Sea, internal island-trapped waves, phytoplankton, light, nutrients

Sažetak:

Neto primarna proizvodnja ključna je za morske ekosustave jer čini temelj hranidbenog lanca i ima važnu ulogu u regulaciji biogeokemijskih ciklusa. Zbog globalnog zagrijavanja oceana uzrokovanog klimatskim promjenama, dolazi do širenja područja veće raslojenosti oceana i siromašnosti hranjivim solima, te posljedično i do smanjenja neto primarne proizvodnje. Stoga, područja lokalno povećane neto primarne proizvodnje u navedenim uvjetima dobivaju na sve većoj važnosti. Ovaj doktorski rad istražuje utjecaj valova vezanih uz otok na biološke procese kod otoka Lastova u južnom Jadranskom moru, s naglaskom na strukturu fitoplanktonske zajednice i neto primarnu proizvodnju. Rezultati pokazuju fitoplanktonsku zajednicu tipičnu za raslojena oligotrofna mora gdje prevladava piko- i nanofitoplankton. Vertikalna raspodjela uvjetovana je raslojenošću vodenog stupca: piko- i nanofitoplankton prevladava u površinskom sloju i sloju termokline, dok je mikrofitoplankton najbrojniji u dubokom sloju. Iako valovi vezani uz otok ne utječu na vremensku sukcesiju fitoplanktona, zabilježeni su neizravni učinci kroz promjene u aktivnosti i funkciji bakterija, te zooplanktona. Dinamika hranjivih soli upućuje na mogući donos u sloj termokline za vrijeme valova, no također moguće je da je regulirana aktivnošću planktona. Dostupnost svjetlosti u sloju termokline raste kada su ciklusi valova i svjetlosti usklađeni, čime se oblikuje prostorna raspodjela neto primarne proizvodnje na području Lastova. Iako dnevna neto primarna proizvodnja raste u sloju termokline tijekom valova vezanih uz otok, taj učinak je slabije izražen u ukupnoj proizvodnji vodenog stupca i nije doveden u značajnu vezu s prisutnošću valova. Ova disertacija pokazuje biofizičke interakcije na usporedivim skalama, otkrivajući da valovi vezani uz otok mogu privremeno preobraziti raslojene ekosustave siromašne hranjivim solima u područja povoljna za primarne proizvođače, te naglašava važnost razumijevanja takvih dinamika u svrhu praćenja globalnih promjena u produktivnosti oceana.
(111 stranica, 19 slika, 9 tablica, 288 literaturnih navoda, jezik izvornika: engleski)
Ključne riječi: primarna proizvodnja, Jadransko more, valovi vezani uz otok, fitoplankton, svjetlost, hranjive soli