Low-nutrient, low-chlorophyll region
कम पोषक तत्व, कम क्लोरोफिल (एल. एन. एल. सी.) क्षेत्र ऐसे जलीय क्षेत्र हैं जिनमें पोषक तत्व (जैसे नाइट्रोजन, फास्फोरस या लोहा) कम होते हैं और परिणामस्वरूप प्राथमिक उत्पादन की दर कम होती है, जैसा कि कम क्लोरोफिल सांद्रता से संकेत मिलता है। इन क्षेत्रों को ओलिगोट्रॉफिक के रूप में वर्णित किया जा सकता है, और दुनिया के लगभग 75 प्रतिशत महासागर एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों को घेरते हैं। अधिकांश एल. एन. एल. सी. क्षेत्र उपोष्णकटिबंधीय गिरों से जुड़े हैं लेकिन भूमध्य सागर के क्षेत्रों और कुछ अंतर्देशीय झीलों में भी मौजूद हैं। भौतिक प्रक्रियाएँ एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों में पोषक तत्वों की उपलब्धता को सीमित करती हैं, जो फोटिक क्षेत्र में पोषक तत्वों के पुनर्चक्रण का समर्थन करती हैं और छोटी फाइटोप्लांकटन प्रजातियों के लिए चयन करती हैं। एल. एन. एल. सी. क्षेत्र आम तौर पर तटों के पास नहीं पाए जाते हैं, इस तथ्य के कारण कि तटीय क्षेत्रों को स्थलीय स्रोतों और ऊपर की ओर से अधिक पोषक तत्व प्राप्त होते हैं। समुद्री प्रणालियों में, एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों में प्राथमिक उत्पादकता की मौसमी और दशकीय परिवर्तनशीलता कुछ हद तक बड़े पैमाने पर जलवायु व्यवस्थाओं (जैसे. एल नीनो-दक्षिणी दोलन) वैश्विक कार्बन चक्र और महासागरीय कार्बन चक्र पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। इन क्षेत्रों का नामकरण अधिक व्यापक रूप से ज्ञात उच्च-पोषक तत्व, कम-क्लोरोफिल (एच. एन. एल. सी.) क्षेत्रों के समान प्रारूप का अनुसरण करता है, जो उच्च मैक्रो-पोषक तत्व सांद्रता प्रदर्शित करते हैं लेकिन असामान्य रूप से कम प्राथमिक उत्पादन और क्लोरोफिल सांद्रता, आमतौर पर सूक्ष्म पोषक तत्वों की कमी के कारण, आमतौर पर लौह-सीमा। जबकि एल. एन. एल. सी. शब्दावली ओलिगोट्रॉफिक का पर्यायवाची प्रतीत होती है, हाल के दशकों में साहित्य ने मुख्य रूप से धूल और लोहे के निषेचन के बारे में चर्चा में ओलिगोट्रॉफिक महासागर क्षेत्रों (झीलों, नदियों या पानी के अन्य निकायों के विपरीत) को परिभाषित करने के लिए इस शब्द का उपयोग किया है। कभी-कभी, एल. एन. एल. सी. "कम नाइट्रेट, कम क्लोरोफिल" को संदर्भित करता है, जिसका एक समान अर्थ है। क्लोरोफिल और प्राथमिक उत्पादन क्लोरोफिल प्रकाश संश्लेषण करने वाले जीवों में नियोजित प्रकाश संचयन वर्णक हैं जो कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए प्रकाश को कोशिकीय ऊर्जा में परिवर्तित करने की सुविधा प्रदान करते हैं। जलीय प्रणालियों में, क्लोरोफिल सांद्रता का उपयोग अक्सर प्रकाश संश्लेषक प्लैंकटन (फाइटोप्लैंकटन) की प्रचुरता और इस प्रकार प्राथमिक उत्पादन की मात्रा के लिए एक प्रॉक्सी माप के रूप में किया जाता है। क्लोरोफिल सांद्रता प्राथमिक उत्पादकता के लिए एक अनुमान के रूप में काम कर सकती है। प्राथमिक उत्पादन CO2, या तो गैसीय या जलीय, और अन्य तत्वों को कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है। इसलिए वैश्विक प्राथमिक उत्पादन की सीमा यह नियंत्रित करती है कि जीवमंडल में कितनी ऊर्जा उपलब्ध है। महासागर में अधिकांश प्राथमिक उत्पादन प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से होता है, जिन्हें फोटोट्रॉफिक प्राथमिक उत्पादक कहा जाता है। फोटोट्रोफ अधिकांश जलीय खाद्य जालों की नींव हैं, और महासागर में प्राथमिक उत्पादन पृथ्वी के कार्बन स्थिरीकरण का लगभग आधा हिस्सा है। प्रकाश और कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, प्रकाश संश्लेषण के लिए फाइटोप्लांकटन के बढ़ने के लिए नाइट्रेट, फॉस्फेट, सिलिकेट और आयरन जैसे पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है। इसलिए प्राथमिक उत्पादकता को सीमित पोषक तत्व (लाइबिग का न्यूनतम नियम) की उपलब्धता द्वारा नियंत्रित किया जाता है। रेडफील्ड अनुपात (106C: 16N: 1P) समुद्री बायोमास में पाए जाने वाले कार्बन, नाइट्रोजन और फॉस्फोरस के सामान्य सापेक्ष अनुपात का वर्णन करता है। यदि कोई दिया गया क्षेत्र पोषक तत्व द्वारा सीमित है, तो पोषक तत्वों का सापेक्ष अनुपात रेडफील्ड अनुपात से विचलित हो सकता है। एल. एन. एल. सी. में कम पोषक तत्वों के स्तर के कारण, इन क्षेत्रों में प्राथमिक उत्पादन आमतौर पर एक या अधिक पोषक तत्वों द्वारा सीमित होता है। पोषक तत्व चक्रण के भौतिक और जैविक निर्धारक फाइटोप्लांकटन वृद्धि ऊपरी महासागर, या मिश्रित परत में होती है, जहां पर्याप्त प्रकाश ऊर्जा उपलब्ध होती है और सतह के पास अशांत मिश्रण तापमान, लवणता और घनत्व जैसे महासागर अनुरेखक में ऊर्ध्वाधर एकरूपता को बढ़ाता है। मिश्रित परत में पोषक तत्वों की उपलब्धता, जो अक्सर फाइटोप्लांकटन के विकास के लिए एक सीमित कारक होती है, तीन प्राथमिक स्रोतों से प्राप्त होती हैः 1) गहरे समुद्र के पानी से पोषक तत्वों को फिर से पेश किया जाता है जो सतह के पानी में मिलाया जाता है (यानी, नया उत्पादन), 2) सतह महासागर में पुनर्नवीनीकरण पोषक तत्व (यानी, पुनर्जनन उत्पादन), जिसे पुनर्जनन लूप के रूप में भी जाना जाता है, और 3) स्थलीय या वायुमंडलीय निवेश और/या जैविक प्रक्रियाओं (जैसे, नाइट्रोजन स्थिरीकरण) से पेश किए गए 'बाहरी' पोषक तत्व। एल. एन. एल. सी. क्षेत्र उन प्रक्रियाओं के संयोजन से उत्पन्न होते हैं जो पोषक तत्वों की उपलब्धता को सीमित करते हैं, मुख्य रूप सेः जैविक पंप, एकमैन डाउनवेलिंग और स्तरीकरण। जैविक पंप एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों में सतह के महासागर से गहरे समुद्र में कार्बनिक पदार्थों का निर्यात करके एक पोषक प्रवणता या पोषक रेखा बनाता है, इससे पहले कि जैविक पदार्थ (ओ. एम.) को फोटिक क्षेत्र में सांस लिया जा सके, इस प्रकार फोटिक क्षेत्र से ओ. एम. से जुड़े पोषक तत्वों का भी निर्यात किया जाता है। पाइक्नोक्लाइन के नीचे की गहराई तक ले जाए जाने वाले पोषक तत्वों को महासागर मिश्रण प्रक्रियाओं (एकमैन अपवेलिंग और अशांत प्रसार सहित) के माध्यम से सतह पर फिर से पेश किया जा सकता है जो गहरे, पोषक तत्वों से भरपूर पानी को समुद्र की सतह पर वापस लाते हैं और प्राथमिक उत्पादन को प्रोत्साहित करते हैं। एल. एन. एल. सी. आम तौर पर महत्वपूर्ण उत्थान या अशांत प्रसार वाले क्षेत्रों में नहीं होते हैं क्योंकि इन क्षेत्रों में आम तौर पर अधिक पोषक तत्वों की उपलब्धता होती है और इस प्रकार प्राथमिक उत्पादन होता है। पुनः शुरू किए गए पोषक तत्वों की कमी एकमान डाउनवेलिंग से बढ़ सकती है, जो अभिसारी हवा के बल और एकमान परिवहन के कारण होती है, जो पानी के द्रव्यमान को नीचे की ओर ले जाती है और सतह के महासागर से पोषक तत्वों को फोटिक ज़ोन से बाहर निर्यात करके हटा देती है। नीचे की ओर स्थित स्थान प्रमुख एल. एन. एल. सी. क्षेत्र हैं, जैसे कि भूमि की ओर एकमान परिवहन या उपोष्णकटिबंधीय गिरों वाले तटीय क्षेत्र। तापमान (थर्मोक्लाइन देखें) या लवणता (हैलोक्लाइन देखें) से जुड़े घनत्व प्रवणताओं के कारण जल स्तंभ का स्तरीकरण भी अधिक घने पानी के ऊपर कम घना पानी बनाकर गहरे पानी से पुनः शुरू किए गए पोषक तत्वों को सीमित करता है जो समुद्र के मिश्रण को रोकता है, केवल धीमी अशांत प्रसार दर के माध्यम से न्यूनतम पोषक तत्व वितरण की अनुमति देता है। हालाँकि हवा या तूफान की घटनाओं के कारण होने वाली भौतिक मिश्रण प्रक्रियाएँ पानी के स्तंभ में गहराई से पोषक तत्वों को फोटिक ज़ोन में डाल सकती हैं और क्षणिक फाइटोप्लांकटन खिलने को प्रोत्साहित कर सकती हैं। जबकि प्राथमिक उत्पादन डाउनवेलिंग या स्तरीकृत एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों में सीमित है, अन्य पोषक स्रोत फाइटोप्लांकटन विकास को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण हो जाते हैं, जैसे पुनर्नवीनीकरण सतह के पानी के पोषक तत्व और बाहरी पोषक तत्व (उपरोक्त स्रोत 2 और 3)। कम पोषक तत्वों का स्तर पिकोफाइटोप्लांकटन के विकास का समर्थन करता है, जिसका छोटा आकार हेटेरोट्रॉफिक पोषक तत्वों के पुनर्चक्रण (माइक्रोबियल लूप के रूप में जाना जाता है) को बढ़ाता है और छोटे कणों की धीमी डूबने की दर के कारण जैविक पंप से पोषक तत्वों के नुकसान को कम करता है। नाइट्रोजन/पोषक तत्वों की कम उपलब्धता की भरपाई के लिए, नाइट्रोजन स्थिरीकरण को सतह महासागर में 'बाहरी' पोषक तत्वों को लाने के लिए एक तंत्र के रूप में पसंद किया जाता है। नाइट्रोजन स्थिरीकरण एक सूक्ष्मजीव मध्यस्थ प्रक्रिया है जो जैविक रूप से अनुपलब्ध घुलनशील नाइट्रोजन गैस को परिवर्तित करती है, जो वायुमंडल में आसानी से उपलब्ध होती है और प्रसार और तरंग क्रिया मिश्रण के माध्यम से महासागरों में मिश्रित होती है, जिसे जैविक रूप से उपलब्ध अमोनियम में परिवर्तित किया जाता है। एंजाइम नाइट्रोजनेज द्वारा उत्प्रेरित, नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए लोहा और अक्सर सौर ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे लोहा एल. एन. एल. सी. में एक सामान्य सीमित पोषक तत्व बन जाता है। स्थलीय स्रोतों से दूर के क्षेत्रों में, लोहा मुख्य रूप से एयोलियन धूल के माध्यम से वितरित किया जाता है, जो प्राकृतिक रूप से शुष्क भूमि से प्राप्त होता है (जैसे। रेगिस्तान) या ज्वालामुखीय विस्फोट, जो इस महत्वपूर्ण सूक्ष्म पोषक तत्व की आपूर्ति के लिए लंबी दूरी की यात्रा कर सकते हैं जैसे कि खुले महासागर जाइर। एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों में उत्पादकता वैश्विक महासागर के लगभग 75 प्रतिशत को कवर करने का अनुमान है, और प्राथमिक उत्पादन की आम तौर पर कम प्रति क्षेत्र दर के बावजूद, वैश्विक महासागर उत्पादकता का अनुमानित 40 प्रतिशत इन स्थानों में उनकी बड़ी भौगोलिक सीमा के कारण होता है। महासागर के अधिकांश एल. एन. एल. सी. क्षेत्र उपोष्णकटिबंधीय गिरों के भीतर हैं, हालांकि भूमध्य सागर एक और बड़ा एल. एन. एल. सी. क्षेत्र है (अधिक जानकारी के लिए उदाहरण खंड देखें)। सामान्य तौर पर, एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों में अपेक्षाकृत गर्म, स्तरीकृत जल स्तंभ होते हैं जो अपवेलिंग के माध्यम से फोटिक क्षेत्र में नए पोषक तत्वों के वितरण को सीमित करते हैं, इस प्रकार पोषक तत्व "पुनर्जनन लूप" का समर्थन करते हैं जहां अधिकांश पोषक तत्वों को प्राथमिक उत्पादकों, चरवाहों और विषमलैंगिक बैक्टीरिया के बीच पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। चूँकि पुनर्जनन चक्र एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों में अनुकूल है, इसलिए नए उत्पादन की दर कम है और जैविक पंप के माध्यम से सीमित कार्बनिक पदार्थों का निर्यात किया जाता है। हालांकि, ये क्षेत्र मौसमी और प्रासंगिक पोषक तत्व वितरण घटनाओं का अनुभव कर सकते हैं जो प्राथमिक उत्पादकता को बढ़ाते हैं, "निर्यात मार्ग" (जैविक पंप) का समर्थन करते हैं, जहां दोनों घुलनशील और कण कार्बनिक पदार्थ प्रणाली से बाहर निकलते हैं, जिनमें से कुछ गहरे समुद्र में अलग हो जाते हैं। उपोष्णकटिबंधीय गायरों में, और आम तौर पर कम पोषक तत्वों की उपलब्धता वाले क्षेत्रों में, फाइटोप्लांकटन समुदायों में आम तौर पर पिकोप्लांकटन (0.2 और 2 माइक्रोन के बीच की कोशिकाएं) का वर्चस्व होता है। पिकोप्लांकटन अन्य प्लैंकटन की तुलना में छोटे होते हैं जो उच्च पोषक क्षेत्रों पर हावी होते हैं, और उनकी छोटी मात्रा का मतलब है कि उनके पास आयतन अनुपात के लिए एक बड़ा सतह क्षेत्र है। इसलिए पिकोप्लांकटन आयतन अनुपात के लिए छोटे सतह क्षेत्र के साथ बड़े प्लैंकटन की तुलना में अधिक कुशलता से पोषक तत्वों को ग्रहण कर सकता है। उपोष्णकटिबंधीय जाइर में पिकोप्लांकटन को नैनो-(2-20 μm) और माइक्रो-(20-200 μm) प्लैंकटन द्वारा अत्यधिक चराया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप तेजी से पोषक तत्व चक्रण होते हैं, विशेष रूप से नाइट्रोजन और फास्फोरस, और जैविक पंप के माध्यम से गहरे समुद्र में कार्बनिक पदार्थों और संबंधित पोषक तत्वों का कम निर्यात होता है। एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों में सर्दियों और वसंत ऋतु में तूफानों से पानी के स्तंभ का ऊर्ध्वाधर मिश्रण पानी के स्तंभ में गहराई से पोषक तत्व प्रदान कर सकता है और महासागर के अंदर प्राथमिक उत्पादकता में क्षणिक वृद्धि का समर्थन कर सकता है। इन घटनाओं के दौरान, बड़ी फाइटोप्लांकटन प्रजातियां, जैसे कि डायटम, तब पसंद की जाती हैं जब अधिक पोषक तत्व मौजूद होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप डूबते कणों के माध्यम से गहरे महासागर में कार्बनिक पदार्थों के निर्यात की दर में वृद्धि होती है। जबकि आम तौर पर कम, गिअर्स में देखी गई प्राथमिक उत्पादकता मापी गई पोषक तत्वों की आपूर्ति के आधार पर उम्मीद से अधिक है। अतिरिक्त प्राथमिक उत्पादन को नाइट्रोजन स्थिरीकरण जीवों द्वारा समझाया जा सकता है जो देखे गए मौसमी प्राथमिक उत्पादकता का समर्थन करने के लिए आवश्यक शेष जैव उपलब्ध नाइट्रोजन की आपूर्ति करते हैं। सतह के पानी में कम कार्बनिक नाइट्रोजन का स्तर नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के लिए चयन करता है जिसे डायजोट्रोफ्स कहा जाता है। नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले जीव अक्सर लौह सीमित होते हैं क्योंकि नाइट्रोजन में दो लौह-सल्फर समूह होते हैं। इस प्रकार, एयोलियन धूल के माध्यम से लोहे का वितरण अक्सर उपोष्णकटिबंधीय गिरों और भूमध्य सागर में प्राथमिक उत्पादकता में वृद्धि से जुड़ा होता है। एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों की परिवर्तनशीलता उनकी समग्र कम पोषक तत्वों की उपलब्धता के बावजूद, एल. एन. एल. सी. क्षेत्र गतिशील हैं और आकार और उत्पादकता में मौसमी परिवर्तनशीलता का अनुभव करते हैं। उदाहरण के लिए, उत्तरी अटलांटिक उपोष्णकटिबंधीय गिर का आकार सर्दियों में सिकुड़ जाता है और गर्मियों में फैलता है। दीर्घकालिक रुझानों से संकेत मिलता है कि उत्तरी गोलार्ध (उत्तरी प्रशांत और उत्तरी अटलांटिक) में उपोष्णकटिबंधीय gyres समय के साथ विस्तार कर रहे हैं, और दक्षिणी गोलार्ध (दक्षिण प्रशांत) में उपोष्णकटिबंधीय gyres कमजोर और अधिक असंगत हो रहे हैं। सभी एल. एन. एल. सी. उपोष्णकटिबंधीय गिरों में समुद्र के स्तर की ऊंचाई विसंगतियों (एस. एल. ए.) और समुद्र की सतह के तापमान (एस. एस. टी.) में वृद्धि के दीर्घकालिक रुझान दिखाई देते हैं। एस. एल. ए. में वृद्धि थर्मोक्लाइन और पोषक रेखा दोनों के गहरे होने का संकेत है, जिससे मिश्रित परत में फाइटोप्लांकटन समुदाय के लिए प्रकाश और पोषक तत्वों की उपलब्धता कम हो जाती है। एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों के भीतर एस. एस. टी. में वृद्धि जल स्तंभ के स्तरीकरण में वृद्धि में योगदान देती है, जो आम तौर पर गहरे पानी से फोटिक क्षेत्र में पोषक तत्वों के निवेश को कम करती है। एल नीनो/सदर्न ऑसिलेशन (ई. एन. एस. ओ.) और पैसिफिक डिकेडल ऑसिलेशन (पी. डी. ओ.) जैसी प्राकृतिक जलवायु परिवर्तनशीलता की घटनाएं प्राथमिक उत्पादकता और फाइटोप्लांकटन समुदायों के लिए निहितार्थ के साथ वैश्विक महासागर में एस. एस. टी. को प्रभावित करती हैं। उदाहरण के लिए, पी. डी. ओ. गर्म चरण भूमध्यरेखीय प्रशांत में एस. एस. टी. को बढ़ाता है, जिससे सतह महासागर का स्तरीकरण बढ़ता है जो पोषक तत्वों की उपलब्धता को कम करता है और नाइट्रोजन फिक्सिंग जीवों का समर्थन करता है। उपोष्णकटिबंधीय जिरे में पोषक तत्व वितरण और उत्पादकता में मौसमी, दशकीय और जलवायु परिवर्तन संचालित परिवर्तनशीलता चल रहे शोध प्रयासों का विषय है, क्योंकि जिरे सतह महासागर से कार्बनिक कार्बन के निर्यात के माध्यम से वैश्विक कार्बन चक्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जैसे-जैसे जलवायु परिवर्तन और तापीय स्तरीकरण बढ़ने के कारण महासागर गर्म होते हैं, ऐसी चिंता है कि सभी एल. एन. एल. सी. क्षेत्र अधिक अल्पजीवी हो सकते हैं और उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय महासागर के अन्य क्षेत्र कम उत्पादकता वाले एल. एन. एल. सी. प्रणालियों की ओर बढ़ सकते हैं। एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों में प्राथमिक उत्पादकता पर एयोलियन धूल के जमाव का प्रभाव भी बढ़ने का अनुमान है, क्योंकि अधिक बार और उच्च तीव्रता वाले तूफान की घटनाएं और जलवायु परिवर्तन के कारण बढ़ती शुष्कता समुद्र में अधिक धूल पहुंचाती है। स्तरीकृत और नाइट्रोजन-सीमित सतह के पानी में धूल वितरण में वृद्धि नाइट्रोजन फिक्सिंग जीवों का समर्थन करेगी, जैसे कि डायजोट्रॉफ, जो मौजूदा फाइटोप्लांकटन सामुदायिक संरचनाओं को बदल देगा और एन2 से जुड़ी प्राथमिक उत्पादकता में वृद्धि करेगा। उदाहरण एल. एन. एल. सी. क्षेत्र उत्तरी अटलांटिक उपोष्णकटिबंधीय गिर सरगासो सागर उत्तरी अटलांटिक उपोष्णकटिबंधीय गिर के केंद्र में स्थित क्षेत्र है। हालांकि सरगासो सागर आम तौर पर अल्पपोषी है, लेकिन नाइट्रोजन स्थिरीकरण, भौतिक बलों और मौसमी गतिशीलता के कारण सीमित पोषक तत्वों वाले क्षेत्र में प्राथमिक उत्पादन की दर उम्मीद से बहुत अधिक है। उत्तरी अटलांटिक आर्कटिक महासागर से फॉस्फेट (पी. ओ. 43-) की आपूर्ति प्राप्त करता है, जबकि नाइट्रेट (एन. ओ. 3-) का उत्पादन नाइट्रोजन फिक्सिंग साइनोबैक्टीरिया, ट्राइकोडेसमियम द्वारा किया जाता है। नाइट्रोजन स्थिरीकरण लोहे (फे) की आपूर्ति पर निर्भर करता है, जिसे सहारा रेगिस्तान से धूल के माध्यम से सरगासो सागर तक पहुँचाया जाता है। 1970 के दशक से इस क्षेत्र में नाइट्रोजन स्थिरीकरण दर में वृद्धि हुई है, जो आंशिक रूप से सहारा रेगिस्तान के विस्तार के कारण लोहे के जमाव में वृद्धि से प्रेरित है। हवा द्वारा संचालित डाउनवेलिंग सतह से पोषक तत्वों को हटा देता है, लेकिन मेसोस्केल एडीज इनमें से कुछ पोषक तत्वों को फोटिक ज़ोन में वापस ले जाते हैं। इसके अतिरिक्त, सर्दियों और वसंत में मजबूत ऊर्ध्वाधर मिश्रण फोटिक क्षेत्र में पोषक तत्व लाता है, जो फाइटोप्लांकटन के वसंत खिलने का कारण बनता है। सतह के करीब होने के विपरीत, फोटिक क्षेत्र के निचले हिस्से के पास प्रकाश संश्लेषण को भी सरगासो सागर में प्राथमिक उत्पादन में एक महत्वपूर्ण योगदानकर्ता के रूप में दिखाया गया है। उत्तरी प्रशांत उपोष्णकटिबंधीय गिर उत्तरी प्रशांत उपोष्णकटिबंधीय गिर (एन. पी. एस. जी.) महासागर के सबसे बड़े गिरों में से एक है। इन अल्पजीवीय जल में प्राथमिक उत्पादन आम तौर पर नाइट्रोजन द्वारा सीमित होता है, इसके बाद फॉस्फोरस और लोहा होता है। एन. पी. एस. जी. का लवणता स्तरीकरण एक दो-परत वाला महासागर बनाता है जिसमें जल स्तंभ की ऊपरी परत (0-80 एम.) पोषक तत्व सीमित होती है और प्राथमिक उत्पादन नाइट्रोजन स्थिरीकरण और पुनर्नवीनीकरण पोषक तत्वों द्वारा समर्थित होता है, जबकि निचली परत का उत्पादन हल्का सीमित होता है। मौसमी और दशकीय जलवायु घटनाएं (ई. एन. एस. ओ. और पी. डी. ओ.) समुद्र की सतह के तापमान और अन्य पोषक तत्वों के पैटर्न को प्रभावित करती हैं, जो जैविक प्रक्रियाओं को प्रभावित करती हैं। उदाहरण के लिए, 1997-1998 ई. एन. एस. ओ. घटना के दौरान, एन. ओ. 3-आधारित उत्पादन प्राथमिक उत्पादन का एक बड़ा अंश था जबकि कण कार्बन निर्यात में वृद्धि हुई। इस एल. एन. एल. सी. क्षेत्र का हवाई महासागर समय-श्रृंखला (एच. ओ. टी.) निगरानी कार्यक्रम के माध्यम से अपेक्षाकृत अच्छी तरह से अध्ययन किया जाता है (निगरानी अनुभाग देखें)। दक्षिण प्रशांत उपोष्णकटिबंधीय गैरे दक्षिण प्रशांत उपोष्णकटिबंधीय गैरे महासागर के सबसे दूरदराज के क्षेत्रों में से एक में स्थित है, और इसके परिणामस्वरूप इसका खराब अध्ययन किया गया है। इस क्षेत्र की जांच करने वाले अध्ययनों से हम जानते हैं कि नाइट्रोजन सबसे सीमित पोषक तत्व है, इसके बाद फॉस्फोरस है। प्रमुख भूभागों से इसकी दूरी के कारण धूल परिवहन के माध्यम से लोहे का निवेश इस क्षेत्र में बहुत सीमित है। लोहे का यह एयोलियन प्रवाह मध्य अटलांटिक की तुलना में परिमाण के 1 से 2 क्रम कम है और जाइर के पार घुलनशील लोहे की सांद्रता केवल ~ 0.1 एनएम है। तुलना के लिए, खुले महासागर में लोहे की औसत सांद्रता ~ 0.7nM है। कम लोहे की सांद्रता के बावजूद, केवल जाइर की सीमा लोहे की सीमा को प्रदर्शित करती है, जबकि केंद्र नहीं करता है। यह माना जाता है कि यह एस. पी. एस. जी. की उच्च स्थिरता के कारण है, जिसने फाइटोप्लांकटन आबादी को अत्यधिक अल्पजीवी स्थितियों के अनुकूल होने की अनुमति दी है। भूमध्य सागर भूमध्य सागर आम तौर पर ओलिगोट्रॉफिक है जिसमें पश्चिम से पूर्व की ओर बढ़ती ओलिगोट्रॉफी का एक मजबूत ढाल है; पोषक तत्व, क्लोरोफिल-एक सांद्रता, और प्राथमिक उत्पादन की दरें सभी पश्चिम से पूर्व की ओर कम हो जाती हैं। जबकि महासागर के अधिकांश क्षेत्र नाइट्रोजन-सीमित हैं, भूमध्य सागर आम तौर पर फॉस्फोरस-सीमित है। भूमध्य सागर की जैव-भूरासायनिक विशेषताओं को इसके एंटी-एस्टुअरीन परिसंचरण द्वारा लागू किया जाता हैः अटलांटिक महासागर से पोषक तत्वों से कम सतह का पानी जिब्राल्टर के जलडमरूमध्य के माध्यम से भूमध्य सागर में प्रवेश करता है, और पूर्वी भूमध्य सागर में बना घना, खारा मध्यवर्ती पानी पश्चिम की ओर अटलांटिक महासागर में वापस बहता है। यह एंटी-एस्टुअरीन परिसंचरण इसलिए होता है क्योंकि भूमध्यसागरीय क्षेत्र में शुद्ध वाष्पीकरण शुद्ध वर्षा से अधिक होता है। इसके अलावा, क्योंकि वहाँ सीमित उत्थान है, मध्यवर्ती पानी में जैव उपलब्ध पोषक तत्वों को भूमध्य सागर से बाहर ले जाया जाता है, जिससे सतह के पानी के पोषक तत्व कम हो जाते हैं। एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों की निगरानी महासागर में एल. एन. एल. सी. क्षेत्रों की विशेषताओं की निगरानी करना क्षेत्रों के आकार, दूरस्थता और स्थितियों के कारण मुश्किल है। महासागर डेटा संग्रह के लिए एक चुनौतीपूर्ण वातावरण है क्योंकि उपकरणों और प्रणालियों को कठोर परिस्थितियों का सामना करना पड़ता है। इसके अतिरिक्त, मजबूत डेटा संग्रह और अवलोकन के लिए राष्ट्रों और संगठनों के बीच पर्याप्त धन और सहयोग की आवश्यकता होती है, जिसे प्राप्त करना मुश्किल रहा है। इन चुनौतियों के बावजूद, ऐसी सहयोगी परियोजनाएं और स्टेशन हैं जो वैश्विक महासागर की स्थितियों की निगरानी के लिए इन-सीटू और रिमोट सेंस्ड डेटा दोनों का उपयोग करते हैं। उपग्रह उपकरण उपग्रह इमेजरी उपोष्णकटिबंधीय गिरों और अधिक व्यापक रूप से, वैश्विक महासागरों की सीमा और विशेषताओं की निगरानी के लिए बड़े पैमाने पर डेटा प्रदान करता है। महासागर निगरानी के लिए उपयोग किए जाने वाले संवेदक में 200 मीटर से 4 किलोमीटर तक के स्थानिक संकल्प (पिक्सेल आकार) होते हैं, और 10 मिनट से लेकर कई दिनों तक की आवृत्तियों को फिर से देखते हैं। महासागर रंग रेडियोमेट्री में विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी, दृश्य और अवरक्त क्षेत्रों से प्रकाश के परावर्तन को मापना शामिल है। इन आंकड़ों का उपयोग वायुमंडलीय प्रकीर्णन जैसे चर के लिए सुधार के बाद क्लोरोफिल-ए सांद्रता की गणना करने के लिए किया जा सकता है। दूरस्थ रूप से संवेदी महासागर रंग डेटा को विभिन्न उपकरणों का उपयोग करके इन-सीटू माप द्वारा कैलिब्रेट और मान्य किया जाता है, जिसमें एमओबीवाई (समुद्री ऑप्टिकल बॉय) शामिल है, जो लनाई, हवाई के पास तैनात एक संवेदक है जो पानी की सतह के पास और प्रकाश को मापता है। महासागर के रंग विश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले उपग्रह उपकरणों के अधिक व्यापक विवरण के लिए, समुद्र का रंग देखें। समुद्री उपकरण और विधियाँ कई प्रकार के उपकरणों का उपयोग समुद्र से इन-सीटू नमूने और डेटा एकत्र करने के लिए किया जा सकता है। इन उपकरणों को जहाज पर, लंगर पर, फ्लोट्स या ड्रिफ्टर्स पर और आरओवी पर तैनात किया जा सकता है। संग्रह के उदाहरण उपकरणों और विधियों में निम्नलिखित शामिल हैं, लेकिन ये सीमित नहीं हैंः सी. टी. डी. सी. टी. डी. रोसेट बैथीथर्मोग्राफ (एक्स. बी. टी.) सोनार/ध्वनि प्रणाली मौसम विज्ञान उपकरण उत्पादकता सरणी तलछट ट्रैप निगरानी स्टेशन और कार्यक्रम स्टेशन ए. एल. ओ. एच. ए. (एक दीर्घकालिक ऑलिगोट्रॉफिक हैबिटेट मूल्यांकन) 1988 में, स्टेशन ए. एल. ओ. एच. ए. (एक दीर्घकालिक ऑलिगोट्रॉफिक हैबिटेट मूल्यांकन) की स्थापना हवाई विश्वविद्यालय द्वारा राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के वित्त पोषण से की गई थी। ए. एल. ओ. एच. ए. का लक्ष्य उत्तरी प्रशांत उपोष्णकटिबंधीय गिर की भौतिक और जैव-भूरासायनिक गतिशीलता को बेहतर ढंग से समझने के लिए एक लंबे अस्थायी पैमाने पर डेटा एकत्र करना है। गहरे पानी का स्टेशन () एच. ओ. टी. (हवाई महासागर समय-श्रृंखला) कार्यक्रम के लिए प्राथमिक स्थल है और शोधकर्ताओं को जल स्तंभ डेटा प्रदान करता है, जिसमें थर्मोहलाइन संरचना, प्राथमिक उत्पादन माप और रासायनिक संरचना शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, वुड्स होल ओशनोग्राफिक इंस्टीट्यूशन और एच. ओ. टी. के बीच एक सहयोगी परियोजना, जिसे डब्ल्यू. एच. ओ. टी. एस. कहा जाता है, एक ए. एल. ओ. एच. ए. सतह लंगर पर डेटा एकत्र करता है। डब्ल्यू. एच. ओ. टी. एस. एच. ओ. टी. को वायुमंडलीय और ऊपरी-महासागर डेटा प्रदान करता है, जिसमें महासागर और वायुमंडल के बीच गर्मी, पानी और रासायनिक प्रवाह शामिल हैं। बी. ए. टी. एस. (बरमूडा अटलांटिक टाइम-सीरीज स्टडी) 1988 में, बी. ए. टी. एस. (बरमूडा अटलांटिक टाइम-सीरीज स्टडी) की स्थापना बरमूडा इंस्टीट्यूट ऑफ ओशन साइंसेज द्वारा सरगासो सागर में समुद्र विज्ञान और जैव-भूरासायनिक प्रक्रियाओं की जांच करने के लिए की गई थी। बी. ए. टी. एस. का लक्ष्य वैश्विक कार्बन चक्र में सरगासो सागर और अधिक व्यापक रूप से उत्तरी अटलांटिक महासागर की भूमिका को समझना है। बी. ए. टी. एस. बरमूडा के पास सरगासो सागर में तीन समय-श्रृंखला अध्ययनों में से एक है; हाइड्रोस्टेशन 'एस' भौतिक समुद्र विज्ञान डेटा एकत्र करता है, और ओ. एफ. पी. (महासागर प्रवाह कार्यक्रम) इस क्षेत्र में कण परिवहन पर केंद्रित है। भूमध्यसागरीय कार्यक्रम मूज़ (पर्यावरण के लिए भूमध्यसागरीय महासागर अवलोकन प्रणाली) फ्रांस स्थित निकट-तट और अपतटीय स्टेशनों का एक नेटवर्क है जो उत्तर-पश्चिम भूमध्य सागर की निगरानी करता है। मूज़ का मुख्य उद्देश्य उत्तर-पश्चिमी भूमध्यसागरीय जल चक्र, समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र और जैव-भूरासायनिक गुणों के अध्ययन के लिए लंबी समय-श्रृंखला डेटा प्रदान करना है। मोंगूस (वैश्विक महासागर अवलोकन प्रणाली के लिए भूमध्यसागरीय समुद्र विज्ञान नेटवर्क) की स्थापना 2012 में वैश्विक महासागर अवलोकन प्रणाली (जी. ओ. ओ. एस.) के विस्तार के रूप में की गई थी। मोंगूस भूमध्यसागरीय क्षेत्र में समुद्र विज्ञान अनुसंधान में सुधार के लक्ष्य के साथ 40 से अधिक यूरोपीय संस्थानों का एक सहयोगी नेटवर्क है। संदर्भ विकिपीडिया छात्र कार्यक्रम जलीय पारिस्थितिकी प्लैंकटोलॉजी समुद्र विज्ञान