MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■0820  ▼a628.1
■1001  ▼aLim,  Stephanie  Michelle.
■24510▼aPrimary  Producers  in  the  Changing  Polar  Oceans
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a178  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Arrigo,  Kevin.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2025.
■520    ▼aMicroalgal  primary  producers  play  a  key  role  in  biogeochemical  cycling  and  form  the  base  of  the  marine  food  web.  Climate  change  is  drastically  altering  the  environmental  conditions  that  control  the  distribution,  timing,  and  magnitude  of  algal  blooms.  This  is  particularly  evident  in  the  polar  oceans,  which  are  undergoing  some  of  the  most  severe  and  rapid  change  in  the  world.  This  dissertation  investigates  the  recent  impacts  of  climate  change  on  primary  producers  in  the  Arctic  and  Southern  Oceans,  with  particular  focii  on  sea  ice  algae  and  harmful  algal  blooms.Chapters  1  and  2  assess  the  effects  of  sea  ice  loss  on  sea  ice  algal  habitat  in  the  past  34  years  in  the  Arctic  and  the  past  16  years  in  the  Antarctic.  These  studies  were  motivated  by  dramatic  patterns  in  sea  ice  loss:  the  Arctic  has  lost  ∼50%  of  its  sea  ice  extent  at  a  relatively  steady  rate  since  1979,  while  the  Antarctic  has  seen  sudden  and  precipitous  drops  in  sea  ice  extent  starting  in  2016.  Using  circumpolar  remote  sensing  datasets,  a  radiative  transfer  model,  and  a  sea  ice  growth  model,  I  estimated  sea  ice  suitability  as  algal  habitat.  I  found  that  the  Arctic  has  considerably  less  ice  algal  habitat  than  the  Antarctic  but  that  both  regions  featured  increases  in  habitat  extent  and  duration  over  time.  In  the  Arctic,  this  increase  was  driven  primarily  by  enhanced  light  transmission  due  to  the  replacement  of  multiyear  ice  with  thinner  first-year  ice  with  a  thinner  snow  cover.  Ice  algal  habitat  in  the  Antarctic  was  closely  tied  to  the  timing  of  bottom  ice  melt,  which  is  thought  to  terminate  the  ice  algal  bloom.  The  importance  of  these  particular  environmental  drivers  suggest  that  habitat  increases  are  likely  short-lived  as  the  poles  continue  to  warm  and  sea  ice  continues  to  melt.Chapter  3  uses  field-based  observations  to  examine  the  nutrient  dynamics  supporting  a  massive  harmful  algal  bloom  in  2022  in  the  Pacific  Arctic  Ocean,  where  reportsof  the  toxic  dinoflagellate  Alexandrium  catenella  have  become  increasingly  frequent  in  the  past  25  years.  Because  warm  waters  are  required  for  bloom  formation,  A.  catenella  bloom  in  summer,  when  surface  nitrate  is  drawn  down.  To  understand  how  A.  catenella  thrives  in  low-nutrient  conditions,  I  measured  uptake  rates  of  nitrate,  ammonium,  urea,  and  dissolved  free  amino  acids  by  the  phytoplankton  community.  Both  the  bulk  community  and  single  A.  catenella  cells  exhibited  the  fastest  uptake  of  urea,  which  was  approximately  three  times  more  abundant  than  other  nitrogen  forms  in  surface  waters.  While  previous  studies  have  shown  that  A.  catenella  can  use  a  broad  range  of  nitrogen  substrates  in  culture,  these  findings  indicate  that  A.  catenella  is  primed  to  leverage  the  dominant  nitrogen  substrate  in  situ.Overall,  this  dissertation  documents  the  current  status  of  two  primary  producer  groups  in  the  polar  oceans  and  improves  predictions  of  their  future  responses  to  continued  climate  change.  Whether  it  is  a  mid-century  "inflection  point"  that  marks  the  impending  decline  of  Arctic  ice  algae  or  the  likely  persistence  of  harmful  algal  blooms  in  the  Pacific  Arctic  Ocean  given  favorable  nutrient  conditions,  my  findings  trace  potential  futures  for  food  webs  and  biogeochemical  cycles  in  the  polar  oceans.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aWater  quality
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■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360754▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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