$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Phytoplankton ist der Primärproduzent, der die Basis des Nahrungsnetzes in aquatischen Ökosystemen darstellt 1,2. Während Phytoplankton-Überwachungsprogramme der Schlüssel zur Identifizierung aktueller und zukünftiger Veränderungen in marinen Ökosystemen sind, nimmt ihre Unterstützung im Laufe der Zeit ab 3. Aufgrund ihrer relativ kurzen Generationszeiten und ihrer begrenzten Mobilität reagiert Phytoplankton besonders auf den Klimawandel, was sie zu einem wichtigen Werkzeug in der Zeitreihenüberwachung macht. Phytoplankton-Zeitreihen sind auch wichtig, um das ökosystembasierte Management der Ressourcenverfügbarkeit zu informieren und den Kontext für episodische Ereignisse wie marine Hitzewellen zu liefern4. Kurzfristige Zeitreihen, die sich auf Jahre beziehen, geben Einblicke in die Sukzession von Phytoplanktongemeinschaften und die saisonale Dynamik (z. B. Ref.5,6), während langfristige Zeitreihen wie die Bermuda Atlantic Time Series (BATS) und die Hawaii Ocean Times Series (HOTS) Programme mehr als zwei Jahrzehnte umfassen und die Erkennung langfristiger Trends ermöglichen 7,8. Solche Studien veranschaulichen den Nutzen und die Bedeutung eines hochaufgelösten Phytoplankton-Datensatzes für ein vollständiges Verständnis der langfristigen Veränderung von Ökosystemen in dynamischen Meeresumgebungen. Darüber hinaus sind die Visualisierung und Kommunikation dieser Veränderungen im Phytoplankton, die mit bloßem Auge nicht zu sehen sind, schwieriger zu verstehen als bei großen und leicht sichtbaren Organismen wie Fischen und Walen. Computervisualisierungen bieten eine Technik zur Untersuchung komplexer Datensätze9 und verbesserte illustrative Grafiken werden leicht verfügbar (z. B. Integration and Application Network, University of Maryland Center for Environmental Science). Die meisten Studien zur Ökologie des Phytoplanktons, darunter auch viele, auf die hier verwiesen wird, präsentieren die Ergebnisse jedoch nur als Datengraphen, die ihre Zugänglichkeit für ein allgemeines Publikum verringern. Angesichts der Tatsache, dass Phytoplankton die Grundlage des Nahrungsnetzes in den meisten Meeressystemen darstellt, ist es von entscheidender Bedeutung, den fast 2,4 Milliarden Menschen, die im Küstenozean leben, ihre Bedeutung zu vermitteln10. Hier haben wir ein Protokoll mit dem Ziel entwickelt, die Vielfalt und Größe von Phytoplankton zu visualisieren, wie es durch ein Phytoplankton-Monitoring-Programm gesammelt wird.
Die Narragansett Bay Plankton Time Series (NBPTS) bietet eine langfristige Perspektive von 60+ Jahren (1959-heute) auf die Auswirkungen des globalen Wandels im Klimakontext auf die Phytoplanktonabundanz, Saisonalität und Phänologie (Lebensgeschichte). Die Narragansett Bay (NBay) ist ein Küstenmündungsgebiet, das mit den breiteren Systemen des US-Nordostschelfs und des Nordwestatlantiks verbunden ist und deren Produktion wichtige Auswirkungen auf die Fischerei und die menschliche Nutzung entlang der Küste der USA hat.11. NBay gilt als ein stark saisonales System, das eine langfristige (1950-2015) Erwärmung des Wassers in der Region sowie Verschiebungen der Nährstoffe und eine Zunahme der Wasserklarheit erlebt12,13. Darüber hinaus ist ein Rückgang der Phytoplanktonbiomasse im oberen NBay aufgetreten, der auf eine anthropogene Abnahme des gelösten anorganischen Stickstoffs zurückzuführen ist, was teilweise auf die Modernisierung von Kläranlagen zurückzuführen ist12. Verschiebungen der Phytoplankton-Taxa, insbesondere schädliche Algenblüten (HABs), finden auch in NBay statt. Pseudo-nitzschia spp., die in Auftriebsgebieten entlang der US-Westküste allgegenwärtige toxische Blüten hervorruft, führte 2016 und 2017 zum ersten Mal in der Geschichte von NBay zu nennenswerten Muschelschließungen 14,15,16. Die Vermittlung dieser Veränderungen an unterschiedliche Zielgruppen ist wichtig, um die wissenschaftliche Kompetenz zu erhöhen und die kontinuierliche Unterstützung von Phytoplankton-Monitoring-Studien zu fördern.
Das Ziel dieses Projekts war es, mikroskopische Bilder von Phytoplankton aus NBay sowie Daten aus NBPTS zu verwenden, um die buchstäblichen Verschiebungen von Phytoplankton-Taxa und Biomasse zu visualisieren, die in NBay auftreten, um die Bedeutung von Phytoplankton für ein allgemeines Publikum zu kommunizieren und zu verbessern. NBPTS bietet 60+ Jahre öffentlich zugängliche wöchentliche Phytoplanktonzählungen und Biomasse, um Daten aus (https://web.uri.edu/gso/research/plankton/) zu nutzen. Das Endprodukt war ein großes Wandgemälde mit Planktonmustern, die repräsentativ für die Zeitreihendaten (z. B. Phytoplanktonbiomasse und -taxa, Temperatur) innerhalb des Kunstwerks selbst waren. Dieser Ansatz stellt eine Visualisierungsmethode dar, die für viele andere Plankton-Zeitreihen auf der ganzen Welt verwendet werden kann und auch für Monitoringprogramme mit kurzfristigen, saisonalen Daten angepasst werden kann. Zu den Vorteilen der Implementierung dieses Protokolls gehören verstärkte Bemühungen in den Bereichen Datenvisualisierung, Wissenschaftskommunikation, Bildung und Engagement für lokale Gemeinschaften.