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
沉静铸海完成签到,获得积分10
2秒前
葡萄小伊ovo完成签到 ,获得积分10
2秒前
fa完成签到,获得积分10
7秒前
去小岛上流浪完成签到,获得积分10
7秒前
浪客剑心完成签到,获得积分10
8秒前
12秒前
无心的钢笔完成签到 ,获得积分10
12秒前
bobo发布了新的文献求助10
14秒前
南瓜好吃完成签到 ,获得积分10
16秒前
温梦花雨完成签到 ,获得积分10
17秒前
凶狠的牛排完成签到,获得积分10
17秒前
害羞孤风完成签到 ,获得积分10
20秒前
你好完成签到,获得积分10
21秒前
水寒完成签到,获得积分10
22秒前
1444791378完成签到,获得积分10
22秒前
清新的柠檬完成签到 ,获得积分10
23秒前
perfect完成签到 ,获得积分10
27秒前
领导范儿应助sxf采纳,获得10
29秒前
lsybf完成签到,获得积分10
30秒前
w0r1d完成签到 ,获得积分10
32秒前
99668完成签到,获得积分0
32秒前
wujiwuhui发布了新的文献求助10
33秒前
YiWei完成签到 ,获得积分10
38秒前
蟑螂你好完成签到,获得积分10
41秒前
SGOM完成签到 ,获得积分10
48秒前
我是老大应助墨儿采纳,获得10
55秒前
qinghe完成签到 ,获得积分10
56秒前
zz完成签到,获得积分10
57秒前
自觉千凝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
杨茜然完成签到 ,获得积分10
1分钟前
能帮就帮完成签到,获得积分10
1分钟前
内向鼠标完成签到 ,获得积分10
1分钟前
研究僧完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
小小马完成签到 ,获得积分10
1分钟前
淡淡博完成签到 ,获得积分10
1分钟前
左丘映易完成签到,获得积分10
1分钟前
有终完成签到 ,获得积分10
1分钟前
夏秀鑫完成签到,获得积分10
1分钟前
左丘映易发布了新的文献求助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
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 800
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
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 7440837
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9041746
关于积分的说明 19270047
捐赠科研通 7065594
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3238077
关于科研通互助平台的介绍 2401834
邀请新用户注册赠送积分活动 2221991