3KNPBM

Prelegenci

prof. dr hab. Jacek Piskozub

Tytuł: Ocean, a zmiana klimatu

Abstrakt: Ocean ma wieloraką rolę w trwającej obecnie antropogenicznej zmianie klimatu. Przede wszystkim spowalnia ją dzięki swojej olbrzymiej pojemności cieplnej. Gdyby na Ziemi nie było oceanów, wzrost temperatury byłby o ok. 50% większy niż obserwowany. Oznacza to jednak, że dotychczasowe zwiększenie średniej temperatury Ziemi o ponad 1 ºC od okresu przed-przemysłowego zamieni się we wzrost o ponad 1,5 ºC, nawet bez dalszego zwiększania stężeń gazów cieplarnianych, jeśli tylko poczekamy na ogrzanie się oceanu. Na szczęście zajmie to wieleset lat. Jednak już obecnie ogrzewanie oceanu wpływa na zmiany cyrkulacji w nim i na zwiększenie stratyfikacji. Powoduje to zmniejszenie dostępu do biogenów oraz tlenu na coraz większych obszarach, co łącznie z zakwaszeniem oceanu wpływa ujemnie na bioróżnorodność wielu akwenów morskich. Ocieplenie oceanów ma też wpływ na zmiany globalnej cyrkulacji atmosferycznej, co łącznie z ich powolniejszym ogrzewaniem się w porównaniu z kontynentami wpływa na zwiększenie obszarów suchych na Ziemi, przy jednoczesnym zwiększeniu opadów ekstremalnych w innych (a czasem nawet tych samych) regionach. Nie można też zapominać o wpływie ogrzewających się wód oceanów na tempo topienia lądolodów, szczególnie Antarktydy Zachodniej. To z kolei powoduje intensyfikację największego zagrożenia związanego z oceanem w dłuższej perspektywie: postępującego wzrostu poziomu morza, który nie zatrzyma się póki ocean będzie się ogrzewał.

Notka: Prof. dr hab. Jacek Piskozub jest kierownikiem Zakładu Dynamiki Morza i przewodniczącym Rady naukowej w Instytucie Oceanologii Polskiej Akademii Nauk w Sopocie oraz redaktorem naczelnym czasopisma naukowego Oceanologia. Od ponad 30 lat bierze udział w badaniu różnych zjawisk z pogranicza atmosfery i morza: aerozoli, zdalnych metod wykrywania zanieczyszczeń, wymianą gazową przez powierzchnię morza itp., a od 15 lat  sprawę, także wieloma aspektami nauki o klimacie. Szczególnie stara się zwracać uwagę na ciągle niedoceniane w Polsce projekcje wzrostu poziomu morza i konieczność jak najszybszych działań związanych z ochroną terenów nadmorskich, w tym miast portowych takich jak Gdańsk gdzie mieszka. Był niedawno wiodącym autorem komunikatu na temat poziomo morza ogłoszonego przez Zespół do Spraw Kryzysu Klimatycznego przy Prezesie PAN, którego jest wice-przewodniczącym.


dr hab. Agata Weydmann-Zwolicka, prof. UG

Tytuł: Wykorzystanie nowoczesnych metod molekularnych do badania wpływu zmiany klimatu na różnorodność zooplanktonu w Arktyce Europejskiej

Abstrakt: Tempo ocieplania się Arktyki jest około trzy razy szybsze niż globalne tempo ocieplenia, a dostępne modele klimatyczne wskazują na kontynuację tego trendu. Dodatkowo, w europejskim sektorze Arktyki, stosunkowo ciepłe wody atlantyckie penetrują coraz bardziej północne tereny, przyczyniając się do nasilenia obserwowanych zmian w środowisku. Wraz z napływem atlantyckich mas wodnych i wzrostem temperatury, obserwuje się także przesuwanie się na północ skrajnych zasięgów występowania flory i fauny oraz napływ nowych gatunków do Arktyki.

W ekosystemach morskiej Arktyki dominują krótkie sieci troficzne, a relatywnie proste zależności pokarmowe sprawiają, że nawet niewielka zmiana środowiskowa może w znaczący sposób wpłynąć na lokalną bioróżnorodność i w konsekwencji pociągnąć za sobą modyfikacje całego ekosystemu. Badanie powyższych procesów w oparciu o wielkoskalowe badania zooplanktonu jest ograniczone w związku z czasochłonnym oznaczaniem organizmów za pomocą tradycyjnych metod taksonomicznych. Natomiast wykorzystanie metodyki opartej o najnowsze techniki biologii molekularnej, takie jak metabarcoding, pozwala na stosunkowo szybkie oszacowanie jakościowego składu organizmów występujących w toni wodnej. Wykorzystanie metabarcodingu może pozwolić na dokładniejsze oszacowanie bioróżnorodności zooplanktonu, która jest miarą stabilności ekosystemu, niż użycie tradycyjnych metod taksonomicznych, a niekiedy stanowi jedyną metodę umożliwiającą identyfikację niektórych grup organizmów. Stąd, w niedalekiej przyszłości metabarcoding może stać się powszechnym narzędziem analitycznym używanym w rutynowych kampaniach monitoringowych.

Notka: Dr hab. Agata Weydmann-Zwolicka ukończyła dwa kierunki studiów na Uniwersytecie Gdańskim: Oceanografię na obecnym Wydziale Oceanografii i Geografii oraz Biotechnologię na Międzyuczelnianym Wydziale Biotechnologii; natomiast doktorat, dotyczący wpływu czynników środowiska na zooplanktonowe widłonogi z fiordów Svalbardu, który powstał we współpracy z University Centre in Svalbard, obroniła w Instytucie Oceanologii PAN w Sopocie. Od 2014 roku pracuje w Zakładzie Badań Planktonu Morskiego, na Wydziale Oceanografii i Geografii UG, a od 2019 roku kieruje tym zakładem. Agata Weydmann-Zwolicka była kierowniczką 4 projektów naukowych finansowanych przez Narodowe Centrum Nauki oraz Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego; jest również laureatką kilku nagród i stypendiów naukowych, m.in. The European Marine Research Stations Network i Association of European Marine Biological Laboratories oraz stypendystką Polsko-Amerykańskiej Komisji Fulbrighta. Jej zainteresowania badawcze koncentrują się wokół wpływu zmiany klimatu i działalności człowieka na funkcjonowanie ekosystemów morskich, zwłaszcza Arktyki. Wykorzystuje metody molekularne w badaniach ekologicznych, zajmując się głównie zooplanktonem.


dr hab. inż. Tamara Zalewska prof. IMGW-PIB

Tytuł: Współczesny monitoring środowiska morskiego – wymagania, cele i aplikacja

Abstrakt: Zakres badań monitoringowych środowiska morskiego ulegał znacznym zmianom w ostatnich dziesięcioleciach, od badań o charakterze lokalnym, w zakresie ograniczonej liczby parametrów, po badania regulowane prawodawstwem międzynarodowym i współpracą regionalną. Aktualne działania koncentrują się na wypełnieniu zobowiązań wynikających z dyrektyw odnoszących się do polityki morskiej i wodnej, w tym głównie ramowej dyrektywy w sprawie strategii morskiej i ramowej dyrektywy wodnej. Współpraca regionalna koordynowana przez Komisję Helsińską umożliwia wypracowanie wspólnego podejścia w zakresie sposobu prowadzenia monitoringu, metod badawczych i wskaźników w celu uzyskania porównywalnych ocen stanu środowiska obszarów pozostających pod jurysdykcją państw nadbałtyckich, ale również w celu opracowania holistycznej oceny uwzględniającej różne elementy ekosystemu morskiego. Takie podejście umożliwia również wskazanie presji i ich wpływu w celu wdrożenia działań je ograniczających. Szczególny rozwój zakresu badań i metod badawczych dotyczy substancji niebezpiecznych, których obecność i szkodliwość oddziaływania jest obiektem ciągłych analiz wymuszających aktualizację wiedzy w tym zakresie. Przykładem działań pozwalających na identyfikację rodzaju i skali zanieczyszczenia środowiska morskiego są zintegrowane badania screeningowe prowadzone w regionie Morza Bałtyckiego. Badania monitoringowe muszą jednak uwzględniać również specyfikę obszarową i krajową. W tym celu opracowuje się dedykowane programy, czego przykładem są badania substancji, które mogą być uwalniane z zatopionej broni chemicznej i wraków wdrożone w polskich obszarach morskich.

Notka: Tamara Zalewska, dr hab. inż., prof. IMGW-PIB – kierownik Zakładu Oceanografii i Monitoringu Bałtyku w Instytucie Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowym Instytucie Badawczym. Stopień doktora nauk chemicznych uzyskała na Wydziale Chemicznym Politechniki Gdańskiej, stopień doktora habilitowanego nauk technicznych w dziedzinie inżynierii środowiska na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej. Zajmuje się zagadnieniami związanymi z substancjami niebezpiecznymi w środowisku morskim z uwzględnieniem ich szkodliwego oddziaływania oraz szeroko pojętą oceną stanu środowiska morskiego, wynikającą również z prawodawstwa krajowego i UE. Jest autorką publikacji, opracowań i prac eksperckich z tego zakresu. Jest polskim ekspertem powołanym do współpracy międzynarodowej na poziomie regionalnym (koordynowanej przez Komisję Ochrony Środowiska Morskiego Bałtyku – HELCOM) i unijnym z zakresu substancji niebezpiecznych, w tym substancji radioaktywnych oraz odpadów morskich.


dr hab. Karol Kuliński prof. IO PAN

Tytuł: Funkcjonowanie biogeochemiczne Morza Bałtyckiego w obliczu zachodzących zmian klimatu

Abstrakt: Położenie, specyficzna topografia i warunki hydrologiczne oraz zmiany klimatyczne i silna presja antropogeniczna to główne czynniki kształtujące funkcjonowanie biogeochemiczne, a tym samym stan ekologiczny Morza Bałtyckiego. Ostatnie dziesięciolecia przyniosły znaczące zmiany w ekosystemie Bałtyku. Rosnące ładunki związków biogenicznych z lądu w drugiej połowie XX wieku przyczyniły się do eutrofizacji akwenu oraz powiększenia się obszarów dotkniętych deficytami tlenowymi, których występowanie jest wynikiem stratyfikacji kolumny wody i tym samym ograniczonej wentylacji głębokich warstw. Od końca XX wieku ładunki substancji biogenicznych trafiających do Bałtyku zmniejszają się. Jak dotąd nie przyniosło to jednak znaczącej poprawy warunków tlenowych, co ujawniło jednocześnie powolny czas reakcji ekosystemu na redukcję ładunków składników biogenicznych. Odpowiada za to niska wydajność odkładania fosforu w osadów w warunkach beztlenowych i jednocześnie jego remobilizacja z dna, gdy warunki zmieniają się z tlenowych na beztlenowe. Skutkuje to stechiometrycznym nadmiarem fosforu (w stosunku do azotu) w ekosystemie, a to z kolei sprzyja wzrostowi sinic wiążących N2, a tym samym wspomaga eutrofizację. Praca ta przedstawia wnioski z przeglądu dostępnej i opublikowanej wiedzy na temat biogeochemicznego funkcjonowania Morza Bałtyckiego w obliczu zachodzących zmian klimatu. Tematycznie obejmuje ona zmiany ładunków zewnętrznych węgla, azotu i fosforu (C, N i P) do Bałtyku w ostatnich dziesięcioleciach, ich przekształcenia w strefie przybrzeżnej, zmiany w produkcji i remineralizacji materii organicznej (eutrofizacja i dostępność tlenu), oraz akumulację i przemiany C, N i P w osadach. Ponadto praca ta przedstawia specyfikę i zmienność bałtyckiego systemu węglanowego. Szeroki przegląd literatury umożliwił również identyfikację istniejących luk w wiedzy i zdefiniowanie przyszłych potrzeb badawczych w zakresie biogeochemii Morza Bałtyckiego.

Notka: Karol Kuliński jest kierownikiem Pracowni Biogeochemii Morza w Instytucie Oceanologii PAN w Sopocie (www.iopan.pl), a jednocześnie wiceprzewodniczącym międzynarodowego programu Baltic Earth (www.baltic.earth). W swojej pracy naukowej koncertuje się on przede wszystkim na mechanizmach i procesach kształtujących obieg biogeochemiczny makroskładników (C, N, P, O) w Morzu Bałtyckim i rejonach szelfowych Arktyki europejskiej. Istotna część jego badań poświęcona jest tematyce dotyczącej morskiego systemu węglanowego, a w szczególności anomaliom występującym w jego strukturze i funkcjonowaniu w rejonach przybrzeżnych. Karol Kuliński brał udział w prowadzonych ostatnio pracach eksperckich, których efektem jest cykl publikacji przeglądowych, tzw. Baltic Earth Assessments Reports, opisujących zachodzące i przewidywane w przyszłości zmiany w rejonie Morza Bałtyckiego.


dr hab. Dariusz Fey prof. MIR-PIB

Tytuł: Badania ichtioplanktonowe oraz analiza mikrosruktury otolitów larw ryb jako podstawa poznania mechanizmów rekrutacji

Abstrakt: Zmiany klimatu znacząco wpływają na środowisko naturalne mórz i oceanów, powodując szereg negatywnych skutków obserwowanych na różnych poziomach troficznych oraz wśród różnych grup organizmów. Również w świecie ryb można wskazać przykłady gatunków i populacji, których liczebność ulega drastycznemu ograniczeniu na skutek zmian zachodzących w środowisku, na przykład w wyniku wystąpienia tzw. „regime shift”. Co ciekawe, stan populacji danego gatunku, obserwowany na poziomie ryb dorosłych, wynika często z procesów zachodzących w okresie larwalnym i wczesno juwenilnym. Z tego względu, wczesny etap życia ryb jest nazywany okresem krytycznym, a poznanie mechanizmów decydujących o przeżywalności larw, jest jednym z głównych celów badań klasyfikowanych jako ekologia wczesnych stadiów rozwojowych ryb. W prezentacji, w pierwszej kolejności, zostaną omówione najważniejsze czynniki decydujące o przeżywalności larw i osobników juwenilnych. Następnie, będą przedstawione podstawy prowadzenia badań ichtioplanktonowych – planowania badań, poboru próbek i ich analizy. Omówiona zostanie również tematyka analizy mikrostruktury oraz składu chemicznego otolitów larw i narybku – metodyka prowadzenia badań oraz zakres możliwych do uzyskania informacji. Uzupełnieniem powyższych wiadomości będzie odniesienie do badań eksperymentalnych. Warto podkreślić, że badania ichtioplanktonowe w wielu państwach (np. w USA) stanowią bardzo istotną część badań rybacko-oceanograficznych, a na ich prowadzenie kierowane są znaczne środki finansowe. Ponieważ w Polsce „popularność” tego obszaru nauki jest znacznie mniejsza, być może warto zapoznać z nią młodych badaczy morza.

Notka: Dr hab. Dariusz Fey, prof. MIR-PIB jest pracownikiem Zakładu Oceanografii Rybackiej i Ekologii Morza, kierownikiem nowo otwartego w Instytucie Ośrodka Eksperymentalno-Hodowlanego oraz reprezentantem Polski w Komitecie Naukowym ICES (SciCom). Zajmuje się ekologią wczesnych stadiów rozwojowych ryb, głównie gatunków morskich, ale również śródlądowych (szczupak). Istotnym elementem prowadzonych przez niego badań jest wykorzystanie mikrostruktury otolitów larw w celu odtworzenia historii życia poszczególnych osobników oraz populacji. Swoje badania opiera zarówno na pracach terenowych (rejsy ichtioplanktonowe), jak również badaniach eksperymentalnych. Doświadczenie poza MIR-PIB zdobywał podczas dwuletniego pobytu na Uniwersytecie Hawajskim (1994-1995) oraz jednorocznego stażu post-doc (NRC) w NOAA Beufort Laboratory (2002). Obecnie kieruje projektem PIKE (finansowanie: PO Ryby) ukierunkowanym na restytucję szczupaka w wodach Zatoki Puckiej – projekt obejmuje badania eksperymentalne, podchów narybku szczupaka w układach zamkniętych RAS oraz działania zarybieniowe.


dr hab. Joanna Dudzińska-Nowak, prof. US

Tytuł: Morfodynamika strefy brzegowej Południowego Bałtyku – procesy naturalne i oddziaływania antropogeniczne

Abstrakt: Obserwowane współcześnie, coraz bardziej intensywne zmiany klimatyczne, a w szczególności ich efekt w postaci wzrostu poziomu oceanu światowego i zwiększenia liczby silnych sztormów oraz pogłębiający się w wielu rejonach deficyt osadów, stanowią realne zagrożenie bezpieczeństwa brzegu, zarówno w aspekcie środowiska przyrodniczego jak i istniejącej infrastruktury. W celu złagodzenia bieżących skutków erozji brzegu oraz zapobiegania przyszłym zdarzeniom, w ramach działań szeroko rozumianego zrównoważonego zarządzania strefą brzegową, niezwykle istotne jest precyzyjne określenie wielkości i dynamiki zachodzących zmian, a także długookresowej tendencji rozwoju brzegu. Rekonstrukcja morfodynamiki brzegu w różnych skalach przestrzennych i czasowych, uwzględniająca zarówno naturalne jak i antropogeniczne czynniki sprawcze, pozwala na wyznaczenie miejsc szczególnie zagrożonych oraz może stanowić podstawę opracowania wiarygodnych scenariuszy przyszłych zmian, umożliwiających bezpieczne planowanie inwestycji. W badaniach przeprowadzonych na podstawie przetworzonych fotogrametrycznie zdjęć lotniczych, wykazano znaczne, zarówno czasowe jak i przestrzenne, zróżnicowanie wielkości zmian zachodzących nawet na odcinkach brzegu, jednorodnych pod względem geologicznym i geomorfologicznym. W kontekście przewidywania zmian brzegu, uzyskane wyniki zwracają uwagę na fakt jak istotny jest właściwy dobór obszarów reprezentatywnych, na podstawie których określane są przyszłe scenariusze. Nie mniej istotny od lokalizacji, jest też właściwy dobór okresu obserwacji, co potwierdza wykazana w badaniach duża zmienność efektów procesów morfodynamicznych w analizowanych latach. Wybór przypadkowego miejsca i zbyt krótkiego okresu obserwacji, który nie uwzględnia zmienności warunków hydrometeorologicznych, może obarczyć prognozę dużym błędem i stanowić potencjalne zagrożenie dla planowanej infrastruktury.

Notka: Joanna Dudzińska-Nowak, zastępca dyrektora Instytutu Nauk o Morzu i Środowisku Uniwersytetu Szczecińskiego, przewodnicząca Sekcji Geologii Morza Komitetu Badań Morza Polskiej Akademii Nauk oraz wice lider DDE Marginal Seas TG, międzynarodowej grupy roboczej funkcjonującej w ramach Programu Deep-Time Digital Earth Big Science pod auspicjami Międzynarodowej Unii Nauk Geologicznych (https://www.iugs.org/dde), której głównym celem jest rozwijanie badań mórz szelfowych w ramach międzynarodowych programów morskich. Jej zainteresowania badawcze koncentrują się na rekonstrukcji procesów, mechanizmów i oddziaływań, które powodują zmiany strefy brzegowej w różnych skalach przestrzennych i czasowych. W swojej pracy wykorzystuje głównie archiwalne i współczesne zdjęcia lotnicze oraz dane lotniczego skanowania laserowego. Prowadzi interdyscyplinarne badania nad morfodynamiką i tendencjami rozwoju morskiej strefy brzegowej południowego Bałtyku oraz Morza Południowochińskiego, uwzględniające zarówno uwarunkowania przyrodnicze jak i oddziaływania antropogeniczne w postaci budowli hydrotechnicznych i zabiegów ochronnych.