Redfield-Verhältnis und Nährstoffstöchiometrie des Meerwassers
Das Redfield-Verhältnis beschreibt das ungefähre Durchschnittsverhältnis von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor, etwa 106 zu 16 zu 1 nach Atomen, das in gesunder mariner Phytoplankton-Biomasse gefunden wird und, im weiteren Sinne, das Verhältnis, in dem diese Elemente während des aktiven photosynthetischen Wachstums aus dem Meerwasser entzogen werden. Es bietet Ozeanographen und Aquakultur-Standortmanagern einen Referenzrahmen, um zu interpretieren, ob das Nährstoffprofil eines bestimmten Gewässers so ausgewogen ist, dass es typisches Phytoplanktonwachstum unterstützt, oder ob es zu einem Element hin verzerrt ist, das im Verhältnis zu den anderen überproportional limitierend wirkt. Ein Gewässer, das Stickstoff und Phosphor in einem Verhältnis aufweist, das weit vom Redfield-Verhältnis abweicht, signalisiert, dass der relativ knappere Nährstoff zum limitierenden Faktor wird, der weiteres Phytoplanktonwachstum einschränkt, bevor der andere Nährstoff vollständig aufgebraucht ist. Diese Information ist direkt relevant für die Vorhersage, wie ein Gewässer auf Nährstoffeinträge aus Aquakultur oder anderen Quellen reagieren wird, da das Hinzufügen von mehr des bereits reichlich vorhandenen Nährstoffs, während der knappe Nährstoff limitierend bleibt, das Algenwachstum nicht wesentlich steigern wird, während selbst eine moderate zusätzliche Belastung mit dem tatsächlich limitierenden Nährstoff eine unverhältnismäßige Blütenreaktion auslösen kann. Dieser stöchiometrische Rahmen hilft, dokumentierte regionale Unterschiede in der Reaktion von Küstengewässern auf Nährstoffeinträge aus der Aquakultur zu erklären, da ein Gewässer, das bereits stickstofflimitiert ist im Verhältnis zu den Redfield-Proportionen, sehr unterschiedlich auf stickstoffreiche Abwassereinleitungen einer Farm reagieren wird als ein Gewässer, das stattdessen phosphorlimitiert ist. Dies bedeutet, dass die an anderer Stelle in diesem Glossar behandelte Nährstoffdispersionsmodellierung und Tragfähigkeitsbewertung davon profitieren, den tatsächlichen limitierenden Nährstoffstatus eines spezifischen Standorts zu charakterisieren, anstatt davon auszugehen, dass Stickstoff universell die bindende Einschränkung in jedem Küstengewässer ist, unabhängig von seiner eigenen spezifischen Hintergrund-Nährstoffchemie. Das Redfield-Verhältnis ist eine durchschnittliche Annäherung, die aus umfassenden ozeanischen Probenahmen abgeleitet wurde und keine feststehende biologische Gesetzmäßigkeit. Die tatsächlichen Nährstoffverhältnisse des Phytoplanktons variieren je nach Art und Wachstumsbedingungen, was bedeutet, dass die Interpretation der standortspezifischen Wasserchemie das Redfield-Verhältnis als nützlichen Referenzrahmen für die erste Interpretation behandeln sollte und nicht als eine exakte, universell präzise Vorhersageformel, die ohne Anpassung auf jede spezifische lokale Phytoplankton-Gemeinschaft und jedes Gewässer anwendbar ist.
