Modeling the depletion of dissolved oxygen in a lake due to algal bloom: Effect of time delay     

A.K. Misra  Peeyush ChandraV. Raghavendra 《Advances in water resources》2011,34(10):1232-1238

We propose and analyze a non-linear mathematical model for algal bloom in a lake to account for the delay in conversion of detritus into nutrients. It is assumed that there is a continuous inflow of nutrients in the lake due to agricultural run off. The model involves four variables, namely nutrient concentration, algal population density, detritus density and dissolved oxygen concentration. The dynamics of the model is studied in terms of local stability analysis and Hopf-bifurcation analysis. It is found that the positive equilibrium of the model may switch from stability to instability to stability, and eventually instability sets in under certain conditions. The numerical simulation is performed to support the analytical results.  相似文献   

Export and mesopelagic particle flux during a North Atlantic spring diatom bloom   总被引：2，自引：0，他引：2  

Patrick Martin  Richard S. LampittMary Jane Perry  Richard SandersCraig Lee  Eric D'Asaro 《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》2011,58(4):338-349

Spring diatom blooms are important for sequestering atmospheric CO₂ below the permanent thermocline in the form of particulate organic carbon (POC). We measured downward POC flux during a sub-polar North Atlantic spring bloom at 100 m using thorium-234 (²³⁴Th) disequilibria, and below 100 m using neutrally buoyant drifting sediment traps. The cruise followed a Lagrangian float, and a pronounced diatom bloom occurred in a 600 km² area around the float. Particle flux was low during the first three weeks of the bloom, between 10 and 30 mg POC m⁻² d⁻¹. Then, nearly 20 days after the bloom had started, export as diagnosed from ²³⁴Th rose to 360-620 mg POC m⁻² d⁻¹, co-incident with silicate depletion in the surface mixed layer. Sediment traps at 600 and 750 m depth collected 160 and 150 mg POC m⁻² d⁻¹, with a settled volume of particles of 1000-1500 mL m⁻² d⁻¹. This implies that 25-43% of the 100 m POC export sank below 750 m. The sinking particles were ungrazed diatom aggregates that contained transparent exopolymer particles (TEP). We conclude that diatom blooms can lead to substantial particle export that is transferred efficiently through the mesopelagic. We also present an improved method of calibrating the Alcian Blue solution against Gum Xanthan for TEP measurements.  相似文献   

南海北部浮游生态系统要素季节变化的模拟研究     

张冲  史洁  高会旺  高振会 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2011,41(3):11-18

本文基于南海SEATS站的观测资料,利用垂直一维海洋生态系统动力学模式(MEM-1D)模拟了南海北部生态要素垂直结构的季节变化。结果表明,南海北部表层Chla浓度具有明显的季节变化特征,夏季呈现低值(<0.05 mg·m-3),冬季呈现高值,12月为0.38 mg·m-3。春季,风速相对变小,垂直混合变弱,次表层Chla浓度极大值现象形成(80~100 m),并可一直持续到10月末。冬季,海表温度降低,东北季风爆发,垂直混合增强,出现表层水华现象。浮游动物和细菌的垂直结构相似,冬季上层水体中浮游动物和细菌出现最大值,分别为13 mg·m-3和18 mg·m-3。3~10月细菌(12 mg·m-3)同浮游动物(14 mg·m-3)一样出现次表层最大值,其存在深度与浮游动物相似。  相似文献   

氮磷营养变化对钦州湾球形棕囊藻藻体生长的影响     

莫钰  蓝彩碧  许铭本  赖俊翔  凌慧娇 《海洋科学》2022,46(5):30-41

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)是我国北部湾海域主要的有害藻华原因种, 囊体的生长是藻华发生和持续的关键。为了研究在富营养化日趋严重的钦州湾海域中营养盐输入对球形棕囊藻藻华形成的影响, 采集钦州湾含球形棕囊藻的表层海水进行了添加不同营养盐的室内培养实验。根据钦州湾历史调查数据, 进行了不同营养盐、不同氮磷比和不同添加方式的培养。结果表明, 同时添加氮和磷显著促进浮游植物的生长, 球形棕囊藻囊体继浮游植物细胞密度高峰期后大量形成。一次性添加磷对囊体生长的刺激作用较添加氮时强, 丰度最高可达4.8×10³ colonies·L^–1, 囊体平均直径为(115±84) μm, 且具有较高囊体细胞密度, 但囊体衰退较快。单独添加氮时, 囊体细胞分布稀疏, 囊体数量及直径皆较低。每天添加磷的方式相比一次性添加更有利于囊体丰度的维持。总体上, 磷营养的添加能刺激囊体数量、囊体细胞数和囊体直径的生长。在具有较高N/P比值的钦州湾, 应加强磷的排放管理, 避免突发性磷污染对球形棕囊藻囊体生长的刺激作用。  相似文献   

基于小波核双重加权SVM模型的蓝藻水华识别与变化检测     

潘琛 《上海国土资源》2013,(4):38-43

以淀山湖为研究区域,利用Landsat系列遥感影像,提出了归化蓝藻指数的构建方法,结合波段组合和Gabor滤波器构建多特征空间,并基于变精度粗糙集和灰色关联决策相结合的方法进行特征空间的优化。在此基础上,采用小波核双重加权SVM分类模型,得到研究区蓝藻水华空间分布格局的识别与检测结果。以误差矩阵证明此分类模型能够较准确地识别出蓝藻水华覆盖区,满足环境调查的要求。研究成果为淀山湖蓝藻水华的防治和水生生态系统的保护提供了科学依据。  相似文献   

基于现场调查和MODIS卫星遥感下东海原甲藻主导的混合甲藻赤潮生消规律研究          下载免费PDF全文

陈莉婵  杨萌萌  许永久  沈盎绿 《应用海洋学学报》2021,40(3):447-462

浙江省南部沿海地区是赤潮灾害事件频发的海区之一。本研究通过现场调查以及利用搭载在极地轨道环境遥感卫星Aqua上的中等分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectro Radiometer,MODIS)传感器数据,研究了2016年5月浙江南部洞头和南麂列岛附近海域东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)主导、夜光藻(Noctiluca scintillans)伴生的混合甲藻赤潮生消特征。结果表明:现场水采浮游植物第一优势种东海原甲藻和网采浮游植物第一优势种夜光藻细胞密度在绝大部分站位超过1.0×10~7个/m~3和1.0×10~5个/m~3、优势度达到0.82和0.34、出现频率则分别为82.46%和98.25%。本次东海原甲藻赤潮具有较为完整的生消周期(生长、维持和消亡阶段),而夜光藻每天细胞密度的变化幅度相对较小,因此难以划分明显的生消阶段。另外,基于MODIS影像,根据赤潮指数(RI 2.8)和硅甲藻赤潮水体分类(干净水体、高浑浊水体、混合水体、东海原甲藻赤潮水体、硅藻赤潮水体),在更宏观的角度显示了本次东海原甲藻为主混合赤潮的生消特征。本次赤潮从洞头海域的东北部开始,其中在5月13日结合现场调查数据,发现东海原甲藻赤潮高峰出现在洞头列岛与南麂列岛附近海域,而后逐步向西南海域近岸发展。因此,在现场调查确定赤潮优势种的基础上结合遥感影像可以为赤潮监测提供更加科学合理的结果。  相似文献   

2017年春季长江口-东海连续体pCO2的空间分布特征及其控制因素          下载免费PDF全文

李德望  林华  陈思杨  王斌  王奎  王尧  马云龙  金海燕  陈建芳 《海洋学研究》2021,39(4):52-62

厘清河口-陆架连续体的碳源/汇机制是认识海洋在“碳中和”中作用的重要基础。本研究基于2017年春季长江口-东海的走航CO2分压(pCO2)及温、盐等资料,分区域阐述春季长江口-东海连续体pCO2的空间分布格局,半定量解析水团分配、有机质生产及降解等过程对pCO2的控制作用。结果表明：水团来源是决定春季长江口-东海连续体pCO2分布及碳源/汇格局的主要因素,而有机质生产或者降解可强烈影响长江口-东海连续体碳源/汇格局。春季长江口门及浙江沿岸受长江径流影响而具有较高的pCO2,碳源强度可达5.36mmol·m-2·d-1;研究区域北部和东部分别受冲淡水及黑潮表层水的影响,表现为大气碳汇,北部碳汇强度为-15.44mmol·m-2·d-1。2017年春季研究区域平均碳通量为-6.73mmol·m-2·d-1。端元混合模型结果表明陆源有机质降解导致河口pCO2增加了约200μatm,促使春季河口由大气CO2的弱汇转变为碳源;陆架区域在仅考虑水团分配下同样为碳汇,而藻华过程进一步降低了pCO2(下降144μatm),增强了其碳汇能力。  相似文献   

不同形态磷源对球形棕囊藻生长及囊体形成的影响     

黄肖阳  龙寒  莫钰  管欣 《海洋湖沼通报》2021,(1):116-122,156

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)是中国近海常见的有害藻华原因种,游离单细胞和球形囊体是其异型生活史的两种形态。本研究通过添加KH₂PO₄(PO₄^3-)、卵磷脂(LEC)、三磷酸腺苷二钠(ATP)、葡萄糖-6-磷酸钠盐(G-6-P)、和核糖核酸(RNA)5种不同磷源进行室内培养,以阐明不同磷源对球形棕囊藻生长及囊体形成的影响。结果表明,5种磷源培养条件下皆可形成囊体,以G-6-P为磷源的球形棕囊藻生长最优,囊体密度最大可达(5.7±0.5)×10⁵colonies·L^-1,在培养中后期诱导产生较高的碱性磷酸酶活性(181.1±41.6)nmol·h^-1·L^-1有利于其高生物量及囊体形态的维持。以PO₄^3-为磷源时,囊体密度最大可达(6.1±0.7)×10⁵colonies·L^-1,但对囊体形态的维持较G-6-P组差。以LEC或RNA为磷源时,囊体密度及叶绿素a含量较低,囊体单位表面积的细胞密度更高,结构更紧致。LEC组的囊体直径最大,可达(488.2±220.6)μm。以ATP为磷源时,囊体细胞分布稀疏,囊体衰退较快。4种有机磷源对球形棕囊藻囊体的构建存在不同程度的影响,在自然水体棕囊藻藻华形成及维持中,除无机磷源外部分形态的有机磷源可能会发挥重要作用。  相似文献   

藻源性湖泛发生过程CDOM变化对水色的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

李佐琛  段洪涛  申秋实  张玉超  马荣华 《湖泊科学》2012,24(4):616-622

利用Y-型沉积物再悬浮发生装置模拟湖泛发生过程,分析其中有色可溶性有机物(CDOM)的变化特征及其对水色的影响.结果表明,藻类死亡过程消耗大量的氧气,水中溶解氧在短时间内消失殆尽,形成厌氧环境;并同时分解产生大量CDOM,使得水中CDOM显著增多.前期阶段,CDOM浓度随时间一直升高,第6 d时CDOM浓度达到峰值,CDOM在443 nm处的吸收系数a_g(443)为4.48 m^-1.水体黑度值(FeS浓度)呈先增大后减小的趋势,最大值0.35mmol/L同样出现在第6 d,整个过程中,CDOM浓度和黑度值变化趋势一致,a_g(443)与水体黑度呈显著正相关.利用Hydrolight和CIE颜色匹配函数模拟不同梯度的CDOM对水色的影响,发现随a_g(443)增大,水体颜色也逐渐由绿色转为棕色,整体向长波方向移动,水色逐渐变暗.因此,可以认为CDOM浓度变化是引起湖泛水体发黑的重要原因之一,可作为定量监测湖泛强度的指示性参数.  相似文献   

温度、盐度和光照对一株有毒利玛原甲藻生长的影响研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

徐杏  于仁成  罗璇  冯振洲  李爱峰  颜天  周名江  白洁 《海洋科学》2012,36(12):19-24

针对一株利玛原甲藻(Prorocentrum lima Dodge),应用小鼠生物测试法和高效液相色谱-质谱联用分析方法对其毒性和毒素成分进行了初步分析,并通过多因子实验,研究了温度、盐度和光照强度等环境因子对利玛原甲藻生长的影响.分析结果显示,这株利玛原甲藻能够产生大田软海绵酸(Okadaic acid,OA)和鳍藻毒素1(Dinophysistoxin 1,DTX1)等腹泻性贝-毒-(Diarrhetic Shellfish Poison,DSP).多因素方差分析结果表明,在实验条件范围内(温度为18、21和24℃;盐度为28、32和36;光照强度为2500、5 000和7 500 lx),利玛原甲藻的生长受盐度影响显著(P＜0.05),而温度和光照强度对利玛原甲藻的生长没有显著影响.温度和光照强度及温度和盐度之间的交互作用对利玛原甲藻的比增长率也有显著影响(P＜0.05).根据实验结果,这株利玛原甲藻生长的最适条件为:温度18℃,盐度28,光照强度7 500 lx.  相似文献