Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

109

Keywords: Adriatic Sea, Benthic-Pelagic coupling, Geochemical

cycles

Introduction

Dissolved silicate is an essential nutrient for diatom and radiolarian

skeleton development. After the life cycle of this species, biogenic sil-

ica (opal) dissolves to a great degree in the water column (1) while the

remainder reaches the sediment and continues to dissolve at the sedi-

ment/water interface and in the sediment (2). Besides dissolution of

biogenic silica, another important process in seawater silica enrich-

ment can be river in?ow, especially in estuarine regions and nearshore

waters (3).

Material and Methods

Sediment sampling was performed by a gravity corer (plastic tube,

i.d. = 6.5 cm, l = 100 cm) in triplicate at 8 stations (depth between 38

and 82 m) in the coastal area of the eastern Adriatic Sea during 1997

– 2000 period. The sediment samples were incubated onboard the R.V.

Biosfor 9 – 12 h at bottom temperature after exchange of the sediment

overlying seawater with collected bottom water.The benthic ?ux of

silicate has been calculated on the basis of concentration changes in

the overlying water during the incubation and the surface area of the

sediment samples. Silicate concentrations were determined by a stan-

dard photometric method using an AutoAnalyzer II (4).

Results and Discussion

Analysis of established silicate ?ux values during 1997 –2000 in the

coastal waters of Croatia (from Dubrovnik to Zadar) showed different

situations in the warm (WPY: May to October) and cold period of year

(CPY: November to April). The ?ux (mmol m

-2

day

-1

) in the WPY was

in the range between 0.78 – 2.67, and 0.16 to 1.87 in the CPY.The dif-

ference in Si-?ux behaviour in the cold and warm period of the year is

probably related to different hydrodynamic conditions throughout the

year in the studied area. In addition, the increased bottom layer tem-

perature in the WPY (up to 7.3 °C) may enhance Si-?ux during this

period by increasing the Si-sediment diffusion coefficient as well as

the solution rate constant of opal (2). In comparison with other coastal

areas (5), the ?ux in the eastern Adriatic sector is lower.

Correlation analysis between benthic Si-?ux and N-, P-?uxes as

well as between benthic Si-?ux and Si bottom water layer concentra-

tions showed significant correlation only in the WPY for the Si – PO4

?ux pair (r = 0.620, p < 0.05, n = 12), and the Si concentration-Si ?ux

concentration (r = 0.646, p < 0.01, n = 18). The possible relation

between Si-PO4 ?uxes has already be stated by Redfield et al. (6),

while ?ux-bottom concentrations relations hips have been found by

Henriksen et al. (7) for nitrate.

As the coastal waters of the eastern Adriatic receive freshwater from

four main rivers (Neretva, Cetina, Jadro and Krka, Fig. 1), an estima-

tion of silica enrichment of the water column by rivers versus benthic

silicate ?ux has been made. 

The coastal area of the eastern Middle Adriatic region was estimat-

ed to be 1.941 x 10

9

m

2

. Using average Si-?uxes for this area, a ben-

thic ?ux contribution of 5.45 x 10

8

mole Si (WPY) and 3.27 x 10

8

mole Si in the CPY was estimated. Based on hydrological data for

average monthly River ?ow (Fig. 1) and corresponding Si concentra-

tions in 1998, the calculated average riverine Si-input was 1.45 x 10

8

mole in the WPY and 3.09 x 10

8

mole Si in the CPY.This indicates

that benthic Si-?ux contribution in the coastal area of middle and

southern Adriatic is especially important in the WPY, while in the cold

period riverine inputs and ?ux contributions are of the same order of

importance.

References

1.Trèguer P., Nelson D.M., Van Bennekom A.J., DeMaster D.J., Leynaert

A. and Quéguiner B., 1995. The silica balance in the world ocean - a

reestimate.Science,268: 375-379.

2. Hurd D.C., 1973. Interactions of biogenic opal, sediment and seawater

in the Central Equatorial Pacific. Geochim. Cosmochim. Acta, 37: 2257-

2282.

3. Justic D., Rabalais N.N., Turner R.E. and Dortch Q., Changes in

Nutrient Structure of River-dominated Coastal Waters: Stoichiometric

Nutrient Balance and its Consequences. Estuar. Coast. Shelf Sci., 40:

339-356.

4. Grasshoff K., 1976. Methods of Seawater Analysis. Verlag Chemie,

Weinheim, 307 p.

5. Giordani P., Hammond D.E., Berelson W.M., Montari G., Poletti R.,

Milandri A., Frignani M., Langone L., Ravaioli M., Rovatti G. and Rabbi

E., 1992. Benthic ?uxes and nutrient budgets for sediments in the

Northern Adriatic Sea: burial and recycling effencies. In:Vollenweider

R.A., Marchetti R., and Viviani R. (eds.), Marine Coastal Eutrophication.

, pp.251-275,Sci.Tot. Environ. Supplement, Elsevier,Amsterdam.

6. Redfield A.C., Ketchum B.H. and Richards F.A., 1966. The in?uence

of organism on the composition of sea-water.In:Hill M.N. (ed.) The

Sea.,Wiley, NewYork, pp. 26-77.

7. Henricksen K., Blackburn T.H., Lomstein B.Aa. and McRoy C.P.,

1993. Rates of nitrification, distribution of nitrifying bacteria and

inorganic N ?uxes in northern Bering-Chukchi shelf sediments. Cont.

Shelf Res., 13 629-651.

BENTHIC FLUX OF SILICATE IN THE COA 

S 

TAL AREA OF THE MIDDLE AND SOUTHERN A 

D 

R 

I 

AT 

I 

C

S 

E 

A

A. Baric and G. Kuspilic* 

Institute of Oceanography and Fisheries, Split, Croatia - baric@izor.hr

Abstract

The benthic ?ux of silicate was determined during the period June 1997-October 2000 at 8 stations in the coastal area of the Eastern

Adriatic Sea. Temporal distribution of ?uxes showed enhanced ?uxes during the warm period of the year. During this time significant

correlation of Si-?uxes with PO4-?uxes and the bottom layer Si concentrations were found. An estimation of silicate contribution to the

coastal zone by benthic ?ux (BF-Si) versus riverine Si input (R-Si) showed a ratio of BF-Si : R-Si of 3.8 : 1 in the warm period and 1.1:1

in the cold period of year.

Figure 1. Average monthly ?ow of the main rivers on the east-

ern Adriatic coast.