Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

292

HETEROTROPHIC BACTERIOPLANKTON DYNAMICS IN RELATIONSHIPS 

TO ENVIRONMENTAL FACTORS SPECIFIC FOR THE ROMANIAN BLACK SEA COAST

Elena Stoica

National Institute for Marine Research and Development “Grigore Antipa”, Bd. Mamaia 300, Constanta, Romania, RO-900581,

ellena_stoica@yahoo.co.uk

Abstract

The heterotrophic bacterioplankton dynamics and their relationship with the environmental factors characteristic for Romanian Black Sea coastal

zone were investigated during the year 2002. Bacteriological parameters exhibited more or less distinct temporal variations over the whole

investigation period, with usually higher values during summer. Water temperature varied between 8.3-28.2°C and salinity between 2.47-17.07‰.

Bacterial abundance, assessed by the MPN method, ranged from3.8 x 10

4

cell ml

-1

to 9.2 x 10

7 

cell ml

-1

. A strong relationship between bacterial

properties and temperature was found with clear seasonal trends.Also bacterial properties were strongly related to changes in salinity, particularly

for the Romanian coast.

Keywords: bacterioplankton dynamics, environmental factors, Black Sea

Introduction

Microorganisms, especially heterotrophic bacterioplankton, play an

important role in processing of organic matter (1).However, there are

several environmental factors (such as biological, as well as physical

and chemical factors) involved in the control of the dynamics and

bacterial distribution in the coastal zone (2).

Due to its location, the Romanian Black Sea coast is a dynamic

regions characterized by gradients in temperature, salinity and

nutrient concentrations. Moreover, during the past four decades, the

Romanian Black Sea coast has been affected by eutrophication due to

increasing input of anthropogenically-derived nutrients (3).

Therefore, in this study, spatial and temporal patterns of

heterotrophic bacterioplankton abundance and biomass were

investigated and related to environmental factors potentially

controlling bacterial abundance and production. Bacterioplankton

abundance and biomass were determined along the Romanian coast

during spring, summer and autumn 2002 at five sites: Sulina, Sf.

Gheorghe, Portita, Constanta and Manglia. These sites cover two

areas of the Romanian the Black Sea coast with a high anthropogenic

impact: the northern sector (between Sulina and Portita) is under the

in?uence of the Danube river, and the southern sector (from Constanta

to Vama Veche) is affected by industrial and domestic discharges.

The MPN technique on liquid ZoBell medium was used for the

determination of heterotrophic bacterial abundance and is expressed

as cell ml

-1 

after 7 days of incubation of 21°C. Bacterial biomass (BB)

was calculated from abundances using 20 fg C cell

-1

(4). Chemical

(salinity), physical (temperature) and biological (total phytoplankton

density) analyses of sea water were also performed (3, 5).

Results and disscution

The results of the microbiological observations along the Romanian

coast at the 5 stations are summarized in Table 1.

Table 1. Heterotrophic bacterioplankton abundance and biomass and

environmental factors in seawater samples (Romanian Black Sea coast) 

Heterotrophic bacterial abundance and biomass in the surface

waters along the entire Romanian Black Sea coast were generally

higher in the year 2002 than in previous years (data not shown).

The annual maximum and minimum of heterotrophic bacterial

abundance and biomass in all studied stations was observed in April

(9.2 x 10

7 

cell ml

-1

and 1840.0 µg C l

-1

, respectively) and in July 

(3.8 x 10

4

ml

-1

and 0.76 µg C l

-1

), respectively, at Mangalia station

(Table1). The abundance and biomass of heterotrophic bacteria in the

northern sector (under the Danube river in?uence) was similar to

those of the southern sector (under the sewage discharges in?uence).

Bacterial abundance and biomass exhibited more or less distinct

seasonal variations. The differences in abundance of bacteria imply

different limiting factors for bacterial populations along the coastal

waters (substrate and nutrients, temperature, oxygen conditions).

During the investigation period, periodical oscillations in the main

biotic and abiotic factors were observed. These ?uctuations seemed to

be interrelated in many instances.

One of the most important factors in?uencing the seasonal

distribution of bacteria in the shallow waters of the Black Sea was

temperature. The pattern of total heterotrophic bacteria correlated

significantly with that of temperature over the entire year.

Besides temperature, organic matter concentration was another

important factor affecting the distribution of the heterotrophic

bacteria. Ours results indicate that in Romanian coastal waters the

sources for organic matter for heterotrophic bacteria are

allochthonous input (continental sources) and autochthonous sources

(produced directly by phytoplankton exudation or indirectly after cell

lysis subsequent to stress conditions). 

The enrichment with allochtonous organic material from the land,

led to an increase in heterotrophic bacterial abundance in the stations

at the southern area (Constanta and Mangalia) as well as at the

northern area (Sulina, Sfantu Gheorghe, Portita). Furthermore, the

availability of organic compounds released by primary producers

(phytoplankton) led also to a high level of bacterial population density

(in both coastal area) during the decline of the spring and autumn

algal blooms. Heterotrophic bacteria and total phytoplankton density

were also significant correlated.

References

1-Azam F., Fenchel J.G., Grey J.S., Meyer-Reil L-A., Thingstad F., 1983.

The ecological role of watercolumn microbes in the sea. Ecol. Progr. Ser.,

10: 257-263.

2-Day J.W. Jr, Hall C.A.S., Kemp W.M., Yanez-Arancibia A., 1989.

Estuarine ecology. John Wiley and Sons, New York.

3-Cociasu, A., Dorogan, L., Humborg, C., Popa, L., 1996. Long-term

ecological changes in the Romanian coastal waters of the Black Sea. Mar.

Poll. Bull.,32: 32-38.

4-Lee S., Fuhrman J.A., 1987. Relationships between biovolume and

biomass of naturally derived marine bacterioplankton. Appl. Environ.

Microbiol., 53:1298-1303.

5-Bodeanu N., 1993. Microbial blooms in the Romanian area of the

Black Sea and contemporany eutrophication conditions. Pp: 203-209. In:

Smayda T.J. and Shmizu Y. (eds.), Toxic phytoplankton blooms in the sea.

Elsevier, Amsterdam.