Introduction

In the last decades benthic nutrient ?uxes have been intensively

studied in major oceans as well as in many coastal areas of the world.

On a global scale continental slopes have been found to be the major

deposition centres of organic matter and areas of intensive remineral-

isation (1), while in coastal areas the nutrient ?ux can be an important

source of nutrients for primary production (2). The study of benthic

nutrient ?uxes in the Adriatic Sea has been limited so far to the north-

western part of the Adriatic (3).

Material and methods

Flux measurements were performed during June 1997 – October

2000 at 12 stations in the Adriatic Sea: 3 stations were located in

eutrophic bays and estuaries (EB: 20-38 m), 5 in island channel waters

(CW: 38-82 m), and 4 in the open sea area (OS: 100-1010 m).

Sediment sampling (with overlying water) was performed by gravity

corer (Plastic tube, i.d. = 6 cm, l = 100 cm) in triplicate, while bottom-

layer seawater was sampled by a Niskin sampler.After the exchange

of sediment overlying water with collected bottom water, sediment

samples were incubated on board at the bottom layer temperature for

9-12 h. The development of concentration gradients above the sedi-

ment surface was prevented by water circulation using a peristaltic

pump. Nutrient concentration changes during the incubation were

determined by standard photometric methods using an AutoAnalyzer

II (4). 

Results and discussion

Obtained average nutrient ?u 

xes (J) and related standard dev 

iations

(SD) for the inve 

stigated areas are given in Table 1. Total nitrogen (

S

N)

in Table 1 denotes the sum of inorganic nitrate, nitrite and ammonia

?uxes. From Table 1 it is obviously that the silicate and 

S

N ?u 

xes

increase from the open sea area to the coastal zone, while the phosphate

?ux is approximately equal in all the areas studied. Comparing the va 

l-

ues obtained with established ?u 

xes in other regions, ?u 

xes in the

Adriatic are in the same order of magnitude or lower than elsew 

here.

Table 1. Average nutrient ?uxes in different areas of the

Adriatic Sea.

Area

J ± SD (mmol m

-2

day

-1

)

SiO

44-

PO

43-

S

N

EBE

1.45±0.650.027±0.0510.15±0.64

CW

1.02±0.530.030±0.0540.22±0.70

OS

0.87±0.470.026±0.050-0.09±0.59

Temporal changes in benthic ?uxes were also evident in all areas,

but the most prominent are in the EB area. By spliting a year into the

warm period from May to October (WPY) and the cold period from

November to April (CPY), the ratios of J

CPY

: J

WPY

for this area are 1

: 1.30 for silicate, 1 : 1.19 for phosphate and 1 : 2.64 for the 

S

N - ?ux.

The spatial and temporal variations of benthic ?ux can be explained by

an existing trophic gradient from the open sea to the coastal zone (5)

as well as by temporal ?uctuations of particulate organic matter den-

sity in the water column.

Measurements of redox conditions in the sediments showed the

strong in?uence of redox potential on the phosphate ?ux. Extreme sit-

uations were found at two coastal stations where the phosphate ?ux

from sediments with positive Eh values was tenfold lower than the ?ux

from sediments with negative redox potentials. This phenomena prob-

ably can be explained by the buffering properties of Fe (III) hydrox-

ides in oxidized surface sediments (6). Beside an increase from the

open sea to the coast (Table 1), the 

S

N ?ux also showed a changing

composition of nitrogen species (Fig. 1).

Figure 1. Partial nitrate, nitrite and ammonia ?ux in different

areas of the Adriatic Sea during the warm period of year 

In the open sea area (OS) the nitrate ?ux dominates in the 

S

N-

exchange throughout the year, while in the coastal zone (EB, CW) the

ammonia ?ux is more important, especially during the warm period of

year.As for the reason for nitrate dominated 

S

N-exchange in the open

sea area (100 – 1010 m), it is assumed that, due to reduced oxygen sat-

uration in the bottom layer, nitrate in this area is an important electron

– acceptor for the oxidation of organic matter in the sediment.

References

1.Walsh J.J., 1991. Importance of continental margins in the marine

biogeochemical cycling of organic carbon and nitrogen. Nature,350:

53-55.

2. Hopkinson C.S.Jr., 1987. Nutrient regeneration in shallow-water

sediments of the estuarine plume region of the nearshore Georgia Bight,

USA.Mar. Biol., 94: 127-142.

3. 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.

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

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

Weinheim, 307 p.

5. Krstulovic N., Solic M. and Marasovic I., 1997. Relationship between

bacteria, phytoplankton and heterotrophic nano?agellates along the

trophic gradient. Helgoländer Meeresuntersuchs., 51: 433-443.

6. Sundby B., Gobeil C., Silverberg N. and Mucci A. 1992. The

phosphorus cycle in coastal marine sediments. Limnol. Oceanogr.37,

1129-1145.

Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

140

BENTHIC FLUXES OF NUTRIENTS IN THE MIDDLE AND SOUTHERN ADRIATIC SEA

G. Kuspilic

1*

,A. Baric

1

, S. Matijevic

1

and M. Branica

2

1

Institute of Oceanography and Fisheries, Split, Croatia

2

Institute “R. Boskovic”, Center for Marine Research, Zagreb, Croatia. kuspe@izor.hr

Abstract

Benthic ?uxes of nitrogen-, phosphorus- and silica salts were determined during the period June 1997 – October 2000 in the area of middle

and south Adriatic Sea. The established ?uxes (mmol m

-2

day

-1

) were in the range from 0.16 to 1.97 for silicate; -0.038 to 0.215 for

phosphate and –1.50 to 2.88 for the sum of nitrate, nitrite and ammonia. Temporal and spatial ?ux variation showed increased values both

in the coastal zone and during the warm period of year.

Keywords: Adriatic Sea, Benthic-Pelagic coupling, Geochemical cycles