Modeling Physical and Physiological Processes Reveals the Role of Turbulence in the Prerequisites for Microcystis Blooms

微囊藻 湍流 环境科学 水华 海洋学 环境资源管理 生态学 气象学 地理 生物 地质学 蓝藻 浮游植物 遗传学 营养物 细菌
作者
N Li,Xueping Gao,Bowen Sun
出处
期刊:Water Resources Research [Wiley]
卷期号:60 (2)
标识
DOI:10.1029/2023wr035620
摘要

Abstract Harmful algal blooms of Microcystis have become a global problem. Turbulence, a determining factor affecting blooms, not only disperses surface scum but also controls the growth of Microcystis . Numerous studies have analyzed the effects of turbulence on the growth and colony size of Microcystis in laboratories, but the turbulence thresholds for Microcystis growth and colony disaggregation in the field are difficult to determine due to the complex environment. In addition, the quantitative contribution of turbulence‐driven blooms and the intrinsic mechanisms of the spatial distribution responding to turbulence are unclear. In this study, a fully integrated filed scale computational model focusing on turbulence‐driven blooms was developed, which incorporates physical processes (turbulence‐induced vertical mixing, VMT) and physiological processes such as buoyancy‐controlling transport (BCT), turbulence‐induced colony size variation (CSV), and growth rate variation (GRV). We performed model sensitivity analysis and evaluated the effects of turbulence intensity and duration on the biomass and vertical distribution of Microcystis . The results show that the optimal turbulence dissipation rate for Microcystis growth in the field is 1.0 × 10 −5 m 2 /s 3 and the critical turbulence dissipation rate for aggregation distribution is 3.81 × 10 −6 m 2 /s 3 in shallow lakes. A quantitative comparison of the effects of physical/physiological processes on blooms shows that physiological processes (CSV, GRV, and BCT) are critical for biomass enrichment, and the accumulation of Microcystis at the water surface is dominated by physical processes (VMT). This study reveals the mechanisms of turbulence‐driven Microcystis blooms and provides new insights for algal bloom prediction and control.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
liao完成签到 ,获得积分10
2秒前
9秒前
zhangsan完成签到,获得积分10
10秒前
sa0022完成签到,获得积分10
12秒前
老驴拉磨完成签到 ,获得积分10
12秒前
1233330完成签到 ,获得积分10
13秒前
zhangsan发布了新的文献求助10
14秒前
机智的孤兰完成签到 ,获得积分10
14秒前
TPolymer完成签到,获得积分10
16秒前
温暖灵波完成签到 ,获得积分10
17秒前
斯文的傲珊完成签到,获得积分10
17秒前
橙汁完成签到 ,获得积分0
18秒前
淡淡依白完成签到 ,获得积分10
18秒前
未闻星名完成签到 ,获得积分10
22秒前
23秒前
风雅络完成签到 ,获得积分10
23秒前
壮观的海豚完成签到 ,获得积分10
27秒前
赘婿应助xiahaijun采纳,获得10
28秒前
没事搞点学术完成签到,获得积分10
32秒前
yu完成签到 ,获得积分10
32秒前
魔幻幻桃完成签到 ,获得积分10
36秒前
笛卡尔的情书完成签到 ,获得积分10
39秒前
鲤鱼孤兰完成签到,获得积分10
49秒前
49秒前
鼠牵牛完成签到,获得积分10
52秒前
Syea完成签到 ,获得积分10
53秒前
天天向上的RSJ完成签到,获得积分10
54秒前
54秒前
xiahaijun发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
洁净半梦发布了新的文献求助10
1分钟前
偷得浮生半日闲完成签到,获得积分10
1分钟前
HY完成签到 ,获得积分10
1分钟前
翰飞寰宇完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高高的从波完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
yuyu877完成签到 ,获得积分10
1分钟前
洁净半梦完成签到,获得积分10
1分钟前
orixero应助arniu2008采纳,获得10
1分钟前
幸福妙柏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Markov Chain Monte Carlo 5000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Lengua e imagen en la comunicación digital 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7484145
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9076729
关于积分的说明 19355786
捐赠科研通 7099248
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3248056
关于科研通互助平台的介绍 2417373
邀请新用户注册赠送积分活动 2233492