Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Контроль уровня воды предотвратит цветение водохранилищ

Гидробиологи из Китая создали математическую модель, которая поможет эффективно предотвращать цветение водохранилищ. В ее основе — нелинейная зависимость между размножением фитопланктона и уровнем воды, полученная по данным наблюдений в заливе Сянси водохранилища «Три ущелья».

Контроль уровня воды предотвратит цветение водохранилищ

Из-за медленного течения в водохранилищах возникают условия, в которых охотно размножается фитопланктон — сообщество микроводорослей и цианобактерий. Избыточная масса фитопланктона приводит к цветению водоема: вода становится зеленой и приобретает неприятный запах, в ней копятся токсины, которые негативно влияют на качество воды. Эти изменения в результате оборачиваются экономическими потерями для водообеспечения, рыбоводства и туризма.



Гидробиологи считают, что количество фитопланктона во многом зависит от колебаний уровня воды. При повышении или понижении уровня изменяется объем воды, из-за чего микроводоросли и цианобактерии получают разное количество питательных веществ, а значит, растут с разной скоростью. Однако количественного анализа этой взаимосвязи до сих пор не проводили.

Контроль уровня воды предотвратит цветение водохранилищ
Изменения ландшафта с 1987 по 2006 год в районе крупнейшего в мире водохранилища «Три ущелья» на реке Янцзы

Ученые под руководством Е Линя (Ye Lin) из Института гидробиологии Китайской академии наук детально исследовали, как колебания уровня воды влияют на количество водорослей и цианобактерий. Они также определили временную задержку этого эффекта и построили количественную модель управления массой фитопланктона при помощи регулирования уровня воды.

Для построения модели ученые использовали данные многолетних наблюдений в заливе Сянси водохранилища «Три ущелья», самого крупного гидроэнергетического объекта в мире. В период с 2009 по 2017 год авторы ежедневно измеряли уровень воды в водоеме и отбирали пробы воды. Чтобы проследить суточную динамику биомассы, они измеряли содержание в воде хлорофилла.

Контроль уровня воды предотвратит цветение водохранилищ
Принципиальная схема исследования влияния колебаний уровня воды на цветение водоема

Связав уровень воды с содержанием хлорофилла, ученые получили нелинейную зависимость, согласно которой суточное повышение уровня воды приводит к снижению биомассы водорослей. Они также выяснили, что этот эффект происходит с задержкой: через два дня после изменения уровня воды меняется и биомасса фитопланктона.

По этим данным гидробиологи построили эмпирическую динамическую модель, описывающую взаимосвязь уровня воды и содержания хлорофилла. Модель дала достаточно точный результат прогнозирования. В качестве подтверждения авторы приводят пример пробы от 19 июля 2016 года, когда наблюдаемая концентрация хлорофилла составляла 27,67 микрограмм на литр, а уровень воды за сутки повысился на 0,34 метра. Прогнозируемое с помощью модели содержание хлорофилла на 21 июля 2016 года составило 21,88 микрограмм на литр, что оказалось близко к наблюдаемому значению в тот день — 20,86 микрограмм на литр.

Численное моделирование показало, что регулирование уровня воды — простой и эффективный способ контроля цветения фитопланктона. В отличие от существующих качественных оценок, эта модель может иметь реальное практическое применение. В будущем авторы планируют улучшать модель, добавляя в нее другие важные параметры, влияющие на развитие водорослей, например питательные вещества и температуру. Работа опубликована в Science of The Total Environment.

Автор: Марина Ключникова





Ссылка на источник

Tags: биология, природа, экология
Subscribe

Posts from This Journal “экология” Tag

promo alev_biz january 5, 22:03 1
Buy for 10 tokens
Смайлики. Так часто называют детей, страдающих тяжелым генетическим заболеванием – СМА – спинально мышечной атрофией. Смайлику Денису Сеньковскому из Витебска сейчас 10 лет, 9 из которых мальчик живет с этим коварным диагнозом СМА 2-го типа. История болезни Дениса началась на 6-ом…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments