Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

تصور مناطق الإنتاجية على أساس نموذج توازن كتلة النيتروجين في خليج ناراغانسيت ، رود آيلاند

Published: July 14, 2023 doi: 10.3791/65728

Summary

هنا ، نهدف إلى تصور تقسيم الإنتاجية البيولوجية في خليج ناراغانسيت ، رود آيلاند ، بناء على نموذج توازن كتلة النيتروجين. ستفيد النتائج إدارة المغذيات في المناطق الساحلية للحد من نقص الأكسجة والتخثث.

Abstract

وتوفر الإنتاجية الأولية في المناطق الساحلية، المرتبطة بالتخثث ونقص الأكسجة، فهما نقديا لوظيفة النظام الإيكولوجي. على الرغم من أن الإنتاجية الأولية تعتمد إلى حد كبير على مدخلات المغذيات النهرية ، إلا أن تقدير مدى تأثيرات المغذيات النهرية في المناطق الساحلية يمثل تحديا. نموذج توازن كتلة النيتروجين هو أداة عملية لتقييم إنتاجية المحيطات الساحلية لفهم الآليات البيولوجية بما يتجاوز ملاحظات البيانات. تصور هذه الدراسة مناطق الإنتاج البيولوجي في خليج ناراغانسيت ، رود آيلاند ، الولايات المتحدة الأمريكية ، حيث يحدث نقص الأكسجة بشكل متكرر ، من خلال تطبيق نموذج توازن كتلة النيتروجين. ينقسم الخليج إلى ثلاث مناطق - مناطق بنية وخضراء وزرقاء - بناء على الإنتاجية الأولية ، والتي يتم تحديدها من خلال نتائج نموذج توازن الكتلة. تمثل المناطق البنية والخضراء والزرقاء عملية فيزيائية عالية ، وعملية بيولوجية عالية ، ومنطقة عملية بيولوجية منخفضة ، اعتمادا على تدفق النهر وتركيزات المغذيات ومعدلات الخلط. يمكن لنتائج هذه الدراسة أن تفيد بشكل أفضل إدارة المغذيات في المحيط الساحلي استجابة لنقص الأكسجة والتخثث.

Introduction

الإنتاجية الأولية ، إنتاج المركبات العضوية بواسطة العوالق النباتية ، تغذي الشبكات الغذائية للنظام البيئي ، وهي مهمة لفهم وظيفة النظام استجابة للتغيرات البيئية 1,2. كما ترتبط الإنتاجية الأولية لمصبات الأنهار ارتباطا وثيقا بالتخثث الذي يعرف بأنه مغذيات مفرطة في النظام الإيكولوجي1 ، مما يتسبب في العديد من العواقب الضارة في المناطق الساحلية ، مثل فرط نمو العوالق النباتية مما يؤدي إلى تكاثر الطحالب الكبيرة ونقص الأكسجة اللاحق 3,4. والأهم من ذلك ، أن الإنتاجية الأولية في مصبات الأنهار تعتمد اعتمادا كبيرا على تحميل المغذيات النهرية ، وخاصة تركيزات النيتروجين ، والتي هي المغذيات المحددة النموذجية في معظم النظم الإيكولوجية للمحيطاتالمعتدلة 5,6. ومع ذلك ، لا يزال تقدير مدى تأثيرات النيتروجين النهري في المناطق الساحلية يمثل تحديا.

لتقدير الإنتاجية الأولية لمصبات الأنهار ، يعد نموذج توازن كتلة النيتروجين (N) أداة مفيدة لحساب تدفقات النيتروجين2. يوفر نموذج توازن الكتلة N أيضا فهما للآليات البيولوجية بما يتجاوز ملاحظات البيانات ، ويكشف عن المعلومات على حواف مناطق الإنتاجية الأولية المختلفة7. ثلاث مناطق مختلفة8 ، تعرف بأنها مناطق بنية وخضراء وزرقاء ، مفيدة بشكل خاص للتنبؤ بتأثير تحميل المغذيات في مناطق نقص الأكسجين. تمثل المنطقة البنية ، التي تعرف بأنها أقرب منطقة من مصب النهر ، عملية فيزيائية عالية ، والمنطقة الخضراء ذات إنتاجية بيولوجية عالية ، وتمثل المنطقة الزرقاء عملية بيولوجية منخفضة. تعتمد حدود كل منطقة على تدفق النهر وتركيزات المغذيات ومعدلات الخلط8.

خليج ناراغانسيت (NB) هو مصب ساحلي معتدل في رود آيلاند ، الولايات المتحدة الأمريكية ، يدعم الخدمات والسلع الاقتصادية والبيئية9،10،11 ، حيث يحدث نقص الأكسجة باستمرار. هذه الأحداث نقص الأكسجين ، التي تعرف بأنها فترة انخفاض الأكسجين المذاب (أي أقل من 2-3 ملغ من الأكسجين لكل لتر) ، منتشرة بشكل خاص في شهري يوليو وأغسطس وتتأثر بشدة بتحميل النيتروجين النهري خلال هذه الأشهر12. مع زيادة الإنتاج الأولي ونقص الأكسجة بسبب الانبعاثات البشرية المنشأ للمغذيات13 ، فإن فهم مدخلات النيتروجين في NB أمر بالغ الأهمية لإدارة ومعالجة القضايا الساحلية مثل التخثث ونقص الأكسجة. وهكذا ، في هذه الدراسة ، يتم حساب معدل الإنتاج الأولي في NB من نموذج توازن الكتلة N باستخدام بيانات المغذيات المرصودة تاريخيا ، وخاصة النيتروجين غير العضوي المذاب (DIN). استنادا إلى نتائج نموذج توازن الكتلة N عن طريق التحويل إلى وحدات الكربون باستخدام نسبة Redfield ، تم تحديد ثلاث مناطق إنتاجية أولية مختلفة لتصور مدى تأثير النيتروجين من النهر في NB. ثم تم إعادة إنشاء النموذج في تمثيل 3D لتصور المناطق المختلفة بشكل أفضل. يمكن للمنتجات المنتجة من هذه الدراسة أن تعلم بشكل أفضل إدارة المغذيات في NB استجابة لنقص الأكسجة والتخثث. علاوة على ذلك ، تنطبق نتائج هذه الدراسة على المناطق الساحلية الأخرى لتصور آثار النقل النهري على المغذيات والإنتاجية الأولية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. تطبيق نموذج توازن الكتلة N

  1. قم بتنزيل بيانات النيتروجين غير العضوي المذاب (DIN) من وكالة حماية البيئة الأمريكية (USEPA) ل 166 محطة في خليج ناراغانسيت من 1990 إلى 2015.
    ملاحظة: في هذه الدراسة ، تم اعتبار مجموع تركيزات الأمونيوم (NH4+) والنتريت (NO2-) والنترات (NO3-) كتركيز DIN.
  2. قسم خليج ناراغانسيت إلى خمسة عشر صندوقا على طول محوره المعدل من الدراسة السابقة14 باستخدام Adobe Illustrator لتقسيم الخليج في الخريطة (الشكل 1).
  3. قم بتطبيق نموذج توازن الكتلة N لحساب متوسط تركيز DIN في كل صندوق.
    ملاحظة: في هذه الدراسة ، تم تعديل نموذج توازن الكتلة N ، الذي يتكون من شروط مدخلات ومخرجات DIN ، من الدراسات السابقة2،15 وتطبيقه على كل مربع (1-15) من خليج ناراغانسيت كمعادلة 1.
    Equation 7مكافئ (1)
    يوضح الجدول 1 تعريفات كل مصطلح ووحدة مستخدمة في هذا النموذج لخليج ناراغانسيت. يحسب النموذج متوسط تركيز DIN عن طريق تحديد الفرق في كل صندوق من خليج Narragansett ، وهو ما يمثل صافي إزالة DIN عن طريق الإنتاج البيولوجي. تظهر معلومات مفصلة عن نموذج توازن الكتلة N في الدراسات السابقة 2,15. تم اشتقاق القيم التفصيلية المستخدمة في نموذج هذه الدراسة من الدراسات السابقة14.
  4. احسب معدل الإنتاج الأولي المحتمل (PPP) بناء على نتائج نموذج توازن الكتلة N عن طريق تحويل صافي إزالة DIN إلى وحدات الكربون باستخدام نسبة Redfield (C: N = 106: 16 ، النسبة المولية) في ملف جدول بيانات.

2. تصور ثلاث مناطق في خريطة خليج ناراغانسيت

  1. ارسم المناطق الثلاث المحددة في خريطة خليج ناراغانسيت كمخطط كفاف باستخدام برنامج Ocean Data View.
    1. احفظ بيانات معدل تعادل القوة الشرائية لكل مربع كملف نصي (.txt) من ملف جدول البيانات.
      ملاحظة: يتضمن الملف .txt أيضا موقع كل رقم مربع كخطوط الطول والعرض. ضع خط الطول كقيمة سالبة. يتم تصنيف بيانات معدل تعادل القوة الشرائية على أنها تعادل القوة الشرائية [gC · m-2 · day-1].
    2. قم بتحميل بيانات معدل تعادل القوة الشرائية في برنامج Ocean Data View.
      1. انتقل لفتح في القائمة ملف .
      2. انقر على مربع إقران المتغيرات، وخط العرض، وخط الطول بالمحطة، وخط العرض [degrees_north]، وخط الطول [degrees_east]، في نافذة اقتران متغيرات بيانات التعريف ، ثم انقر على الزر موافق .
      3. انقر على OK زر في نافذة الاستيراد .
    3. ارسم مخطط الكنتور لإظهار نطاقات تعادل القوة الشرائية في خريطة خليج ناراغانسيت.
      1. انقر بزر الماوس الأيمن على الخريطة ، وانقر فوق تكبير ، واسحب المربع الأحمر لتكبير منطقة البيانات في الخريطة ، ثم انقر فوق Enter.
      2. انقر فوق الإطار 1 SCATTER من قوالب التخطيط في القائمة عرض .
      3. انقر بزر الماوس الأيمن في لوحة العينة وحدد المتغيرات المشتقة.
      4. انقر فوق الزر إضافة بعد تحديد Latitude ضمن البيانات الأولية من قائمة لوحة Choices . افعل الشيء نفسه مع Longitude ثم انقر فوق OK .
      5. حدد drvd: خط الطول [degrees_East] كمتغير X بالنقر بزر الماوس الأيمن على نافذة التشتت.
      6. حدد drvd: Latitude [degrees_North] كمتغير Y بالنقر بزر الماوس الأيمن على نافذة التشتت.
      7. حدد PPP [gC · m-2 · day -1] كمتغير Z بالنقر بزر الماوس الأيمن على نافذة التشتت.
      8. حدد خصائص بالنقر بزر الماوس الأيمن على نافذة التشتت وانتقل إلى خيار نمط العرض .
        1. حدد الحقل شبكي.
        2. انتقل إلى خيار الخطوط وانقر فوق الزر << لجعل القيم 0 و 0.1 و 2 تبقى فقط في الأجزاء المحددة بالفعل على اليسار.
        3. انقر على OK .
  2. استنادا إلى المخطط الكنتوري من برنامج عرض بيانات المحيط، حدد حافة المناطق البنية والخضراء والزرقاء في خليج ناراغانسيت ، وتصور المناطق باستخدام Adobe Illustrator لرسم ثلاث مناطق في الخريطة.
    ملاحظة: بعد الدراسة السابقة15 ، كان معدل تعادل القوة الشرائية للمنطقة البنية أكثر من 2 gC · m-2 · day-1 ، وكانت المنطقة الخضراء بين 0.1-2 gC · m-2 · day-1 ، وكانت المنطقة الزرقاء أقل من 0.1 gC · m-2 · day-1 ، على التوالي.

3. تحويل مخطط الكنتور لثلاث مناطق إلى إطار ثلاثي الأبعاد (3D) مع ضوء LED

  1. احفر ثلاث ألواح أكريليك بحجم 5.5 بوصة × 8 بوصة باستخدام قاطع ليزر لإظهار حدود كل منطقة.
  2. قم بتكديس ثلاثة ألواح أكريليك في إطار مضاء. تداخل كل لوح أكريليك يظهر المساحات الزرقاء، الخضراء، والبنية. ضع لوحة تعرض المناطق الخضراء أعلى لوحة المناطق الزرقاء ولوحة المناطق البنية أعلى ذلك.
  3. بالنسبة للنموذج المادي الثاني ، احفر أربع صفائح أكريليك بحجم 5.5 بوصة × 8 بوصة باستخدام قاطع ليزر ، مع طباعة الأشعة فوق البنفسجية بثلاثة حدود للمناطق ولوحة واحدة لتمثيل خليج ناراغانسيت بأكمله (وفقا للخطوات 3.1-3.2).
  4. قم بتغيير لون كل منطقة إلى اللون البني والأخضر والأزرق باستخدام مصابيح LED الموضوعة في أسفل الإطار.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ثلاث مناطق نظرية لخليج ناراغانسيت بناء على نموذج توازن الكتلة N
تم تحديد المناطق النظرية الثلاث في خليج ناراغانسيت (NB) بناء على نتائج نموذج توازن الكتلة N ، حيث تم تطبيق بيانات DIN على خمسة عشر صندوقا من NB ، ثم تم تحويل متوسط DIN في كل صندوق إلى معدلات تعادل القوة الشرائية لفترة الصيف. وكما هو مبين في الشكل 2، استنادا إلى متوسط معدلات تعادل القوة الشرائية في الصيف (من يونيو إلى سبتمبر) لكل صندوق، تم تحديد ثلاث مناطق (بنية وخضراء وزرقاء) في NB على أنها تتبع معايير معدلات تعادل القوة الشرائية لكل منطقة من الدراسة السابقة15. خلال فترة الصيف ، تم تعريف الصناديق 1 و 2 و 5 و 6 و 7 و 10 ، والتي يقع معظمها بالقرب من مصب النهر ، على أنها مناطق بنية ذات معدلات تعادل القوة الشرائية المرتفعة أكبر من 2 gC · m-2 · day-1 ، مما يشير إلى وجود عملية فيزيائية قوية وعملية بيولوجية ذات تعكر عالية وقيود الضوء. تم تصنيف الصناديق 3 و 4 و 8 و 9 و 11 على أنها مناطق خضراء ، حيث يتراوح تعادل القوة الشرائية بين 0.1-2 gC · m-2 · day-1 ، حيث حدثت عملية بيولوجية قوية ، تظهر محدودية المغذيات والإنتاج الأولي العالي. بسبب ارتفاع التعكر في المنطقة البنية ، كان تغلغل الضوء محدودا ، وهو اختلاف كبير عن المنطقة الخضراء. وعلى النقيض من ذلك، تم تحديد المناطق الزرقاء، ذات معدلات تعادل القوة الشرائية المنخفضة التي تقل عن 0.1 غرام من الماء والكمية 2 واليوم الأول، في الصناديق 12 و13 و14 و15 وكانت الأبعد في الخارج، مما يمثل انخفاض الإنتاجية البيولوجية.

تصور ثلاث مناطق من خليج ناراغانسيت باستخدام الأطر المادية
لتنفيذ حدود ثلاث مناطق نظرية بصريا في NB ، تم إنشاء تمثيل ثلاثي الأبعاد تم فيه استخدام ألواح الأكريليك ذات الطبقات وحفرها ، مما أدى إلى إنشاء إطارين ماديين كما هو موضح في القسم 3. كما هو موضح في الشكل 3 ، تم استخدام ثلاث ألواح أكريليك مع مصابيح LED في الجزء السفلي من الإطار ، والتي يمكن تغييرها لإظهار تمثيل أفضل لخصائص كل حد. بالإضافة إلى ذلك ، تم حفر أنماط المصفوفة النقطية بدرجة مختلفة لتمثيل مقدار تعكر الرواسب في كل منطقة. يوضح الشكل 4 الإطار المادي الثاني بأربع صفائح أكريليك تحتوي على ثلاثة حدود لكل منطقة ، مطبوعة بالأشعة فوق البنفسجية ، وطبقة واحدة محفورة لإظهار NB بالكامل. تظهر صور مرحلة تطوير الإطار الثاني في الشكل 4 أ ، مع ثلاث أوراق تمثل كل منطقة وورقة إضافية واحدة توضح المناطق الثلاث بأكملها. في الشكل 4B ، أضاء الإطار المادي الثاني بمصابيح LED وأظهر تداخل الحدود لكل منطقة.

Figure 1
الشكل 1: خريطة خليج ناراغانسيت. تظهر الأجزاء المرقمة المربعات ال 15 على طول المحور ، والتي تم تعديلها من دراسة سابقة14. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: مدى المناطق النظرية الثلاث في خليج ناراغانسيت. تم تحديد المناطق بناء على نتائج نموذج توازن الكتلة N. يتم تقسيم كل منطقة حسب متوسط معدلات الإنتاج الأولي المحتمل في الصيف (من يونيو إلى سبتمبر) (PPP) ، والتي يتم تحويلها إلى نتائج نموذج توازن الكتلة N المحددة من الدراسة السابقة15. يبلغ متوسط معدل تعادل القوة الشرائية الصيفي للمناطق البنية أكثر من 2 gC · m-2 · day-1 ، والمناطق الخضراء بين 0.1-2 gC · m-2 · day-1 ، والمناطق الزرقاء أقل من 0.1 gC · m-2 · day-1. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: الإطار المادي الأول للمناطق الثلاث في خليج ناراغانسيت. يستخدم الإطار المادي ثلاثة ألواح أكريليك وأنماط مصفوفة نقطية لتمثيل مقدار تعكر الرواسب في كل منطقة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: الإطار المادي الثاني لثلاث مناطق نظرية في خليج ناراغانسيت. (أ) الصور التخطيطية للمناطق الثلاث بأكملها في الخليج للطباعة بالأشعة فوق البنفسجية وتكديس الإطار المادي الثاني. (ب) الإطار الذي تم إنشاؤه باستخدام أربع صفائح أكريليك لإظهار تداخل حدود المناطق. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

وحدة التعاريف
Equation 1 تدفق DIN من كل تصريف نهري
Equation 2 التدفق المنتشر من الترسب الجوي
Equation 3 التدفق القاعي من الرواسب السفلية
Equation 4 نزع النتروجين في عمود الماء
Equation 5 مصطلح التناظر الذي يحسب من السرعة الحالية
Equation 6 الإزالة عن طريق الإنتاج البيولوجي

الجدول 1: تعريفات كل مصطلح في نموذج توازن الكتلة N. تم اشتقاق القيم التفصيلية المستخدمة في النموذج من الدراسات السابقة14،16،17.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

قدرت هذه الدراسة مدى تأثيرات المغذيات من المدخلات النهرية في خليج ناراغانسيت (NB) بناء على نموذج توازن الكتلة N من خلال تحديد المناطق النظرية الثلاث. تاريخيا ، ظهرت مناطق نقص الأكسجين بالقرب من نهر بروفيدنس ، والجانب الغربي من خليج غرينتش ، وخليج ماونت هوب خلال فترة الصيف18 ، والتي تم تعريفها على أنها مناطق بنية في هذه الدراسة. علاوة على ذلك ، فإن تقسيم NB يمكن مقارنته بنتائج دراسة سابقة19 ، والتي فحصت تركيز المغذيات والإنتاج الأولي في NB. كلاهما يسلط الضوء على أهمية جهود الحد من المغذيات. بالإضافة إلى ذلك ، كانت حدود كل منطقة في هذه الدراسة مماثلة لنتائج دراسة سابقة19 ، مما يشير إلى أن نقص الأكسجة في الخليج العلوي من NB يمكن التحكم فيه عن طريق نقل المواد العضوية من نهر بروفيدنس ، مما ينتج عنه تنفس مرتفع مع إنتاجية عالية تزيد عن 2.6 gC · m-2 · day-1. تم تمثيل هذه النتائج في الخليج العلوي من NB بالمنطقة البنية في هذه الدراسة. بالإضافة إلى ذلك ، استمرت الإنتاجية في الانخفاض نحو المحيط ، كما تشير المناطق الخضراء والزرقاء.

في المقابل ، خلال موسم الصيف ، تم تعريف خليج جبل الأمل (المربع 10) على أنه المنطقة البنية في هذه الدراسة ، مما يدل على إنتاجية أولية أعلى تزيد عن 2 gC · m-2 · day-1 مقارنة بالدراسة السابقة19. تشير هذه الإنتاجية المتزايدة إلى أن مصادر مدخلات المغذيات الأخرى ، بالإضافة إلى مدخلات النيتروجين النهرية ، قد تؤثر على هذه المنطقة ويجب اعتبارها مصطلح إدخال DIN آخر في نماذج توازن الكتلة N. من المتوقع أن يؤدي تقسيم المناطق في هذه الدراسة إلى إبلاغ جهود إدارة أفضل للمغذيات في NB تهدف إلى الحد من تصريف النيتروجين النهري وكذلك ترسب النيتروجين في الغلاف الجوي ، والذي تم تسليط الضوء عليه في أنظمة مصبات الأنهار الأخرى ، بما في ذلك خليج تشيسابيك2،20. ووجد أوفيات وآخرون (2002) أن معدل الخلط واختراق الضوء يؤثران على تعادل القوة الشرائية21، ولكن هناك حاجة إلى عمل مستقبلي لتحسين تحديد هذه العوامل التي تعزى إلى ارتفاع تعادل القوة الشرائية في المناطق البنية.

أخيرا ، من خلال تمثيل المناطق النظرية الثلاث ل NB كإطارين ماديين ، يتم تحقيق فهم أفضل لمدى المدخلات النهرية أو غيرها من المغذيات في المنطقة الساحلية. في حين أن الأطر يمكن أن يكون لها حدود ثابتة لكل منطقة ، في إطارنا ، تظهر المرونة أيضا لإبلاغ أن المناطق النظرية الثلاث يمكن أن تتغير من شهر لآخر وفقا لتركيزات المغذيات للمياه العذبة ، ومعدل الخلط ، وتدفق النهر ، كما هو موضح من التطبيقات السابقة لنموذج توازن الكتلة N 2,15. على سبيل المثال ، تم تمثيل العديد من الصناديق في الشكل 3 والشكل 4 كمناطق مختلطة لأنه تم تصنيفها على أنها مناطق مختلفة شهريا خلال فترات الصيف بناء على نتائج نموذج توازن الكتلة N. وتبين الأطر تأثير المغذيات النهرية في NB من خلال توفير تصور متكامل للبيانات البيوجيوكيميائية العلمية من خلال شكل فني، وهو أمر مفيد لإدارة المغذيات في المنطقة الساحلية وللتواصل العلمي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.

Acknowledgments

تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (OIA-1655221 ، OCE-1655686) ومنحة بحر رود آيلاند (NA22-OAR4170123 ، RISG22-R / 2223-95-5-U). نود أيضا أن نشكر مدرسة رود آيلاند للتصميم على تطوير مشروع Vis-A-Thon وهذا التصور.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Adobe Illustrator  Adobe version 27.6.1 https://www.adobe.com/products/illustrator.html
Ampersand Gessobord Uncradled 1/8" Profile 8" x 8" Risdstore 70731053088 https://www.risdstore.com/ampersand-gessobord-8x8-flat-1-8-profile.html
Ocean Data View software https://odv.awi.de/en/software/download/
W-Series (Wide) Flexible LED Strip Light - Ultra Bright (18 LEDs/foot) aspectLED SKU AL-SL-W-U https://www.aspectled.com/products/w-wide-5050-ultra-bright?gclid=CjwKCAjwm4ukBhAuEiwA0z
QxkyqisRPqBcHvXEW8KcJE-bK0d2cvGtqlOxXWJI_
E2rd6DzttPR0FLRoCgfkQAvD_BwE

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nixon, S. W. Coastal marine eutrophication: A definition, social causes, and future concerns. Ophelia. 41, 199-219 (1995).
  2. Kim, J. S., Brush, M. J., Song, B., Anderson, I. C. Reconstructing primary production in a changing estuary: A mass balance modeling approach. Limnology and Oceanography. 66 (6), 2535-2546 (2021).
  3. Kemp, W. M., et al. Eutrophication of Chesapeake Bay: historical trends and ecological interactions. Marine Ecology Progress Series. 303, 1-29 (2005).
  4. Brush, M. J., et al. American Geophysical Union. Coastal Ecosystems in Transition: A Comparative Analysis of the Northern Adriatic and Chesapeake Bay. Malone, T. C., Malej, A., Faganeli, F. Chapter 5, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ. (2021).
  5. Howarth, R. W., Marino, R. Nitrogen as the limiting nutrient for eutrophication in coastal marine ecosystems: Evolving views over three decades. Limnology and Oceanography. 51 (1 part 2), 364-376 (2006).
  6. Paerl, H. W. Controlling eutrophication along the freshwater-marine continuum: Dual nutrient (N and P) reductions are essential. Estuaries and Coasts. 32, 593-601 (2009).
  7. Kim, J. S., Chapman, P., Rowe, G., DiMarco, S. F. Categorizing zonal productivity on the continental shelf with nutrient-salinity ratios. Journal of Marine Systems. 206, 103336 (2020).
  8. Rowe, G. T., Chapman, P. Continental shelf hypoxia: Some nagging questions. Gulf of Mexico Science. 20 (2), 153-160 (2002).
  9. Nixon, S. W. Eutrophication and the macroscope. Hydrobiologia. 629, 5-19 (2009).
  10. Barbier, E. B., et al. The value of estuarine and coastal ecosystem services. Ecological Monographs. 81 (2), 169-193 (2011).
  11. Cloern, J. E., Foster, S. Q., Kleckner, A. E. Phytoplankton primary production in the world's estuarinecoastal ecosystem. Biogeosciences. 11 (9), 2477-2501 (2014).
  12. Codiga, D. L., Stoffel, H. E., Oviatt, C. A., Schmidt, C. E. Managed nitrogen load decrease reduces chlorophyll and hypoxia in warming temperate urban estuary. Frontiers in Marine Science. 9, 930347 (2022).
  13. Sigman, D. M., Hain, M. P. The biological productivity of the ocean. Nature Education Knowledge. 3 (10), 21 (2012).
  14. Kremer, J. N., et al. Simulating property exchange in estuarine ecosystem models at ecologically appropriate scales. Ecological Modelling. 221 (7), 1080-1088 (2010).
  15. Kim, J. S., Chapman, P., Rowe, G., DiMarco, S. F., Thornton, D. C. O. Implications of different nitrogen input sources for potential production and carbon flux estimates in the coastal Gulf of Mexico (GOM) and Korean Peninsula coastal waters. Ocean Science. 16, 45-63 (2020).
  16. Lake, S. J., Brush, M. J. The contribution of microphytobenthos to total productivity in upper Narragansett Bay, Rhode Island. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 95 (2-3), 289-297 (2011).
  17. Brush, M. J., Nixon, S. W. Modeling the role of macroalgae in a shallow sub-estuary of Narragansett Bay, RI (USA). Ecological Modelling. 221 (7), 1065-1079 (2010).
  18. Deacutis, C. F., Murray, D., Prell, W., Saarman, E., Korhun, L. Hypoxia in the upper half of Narragansett Bay, RI, during August 2001 and 2002. Northeastern Naturalist. 13 (Special Issue 4), 173-198 (2006).
  19. Oviatt, C., et al. Managed nutrient reduction impacts on nutrient concentrations, water clarity, primary production, and hypoxia in a north temperate estuary. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 199, 25-34 (2017).
  20. Boesch, D. F. Barriers and bridges in abating coastal eutrophication. Frontiers in Marine Science. 6, 123 (2019).
  21. Oviatt, C. A., Keller, A. A., Reed, L. Annual primary production in Narragansett Bay with no bay-wide winter-spring phytoplankton bloom. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 54, 1013-1026 (2002).

Tags

مناطق الإنتاجية ، نموذج توازن كتلة النيتروجين ، خليج ناراغانسيت ، رود آيلاند ، الإنتاجية الأولية ، التخثث ، نقص الأكسجة ، المناطق الساحلية ، مدخلات المغذيات النهرية ، الآليات البيولوجية ، ملاحظات البيانات ، المنطقة البنية ، المنطقة الخضراء ، المنطقة الزرقاء ، العملية الفيزيائية ، العملية البيولوجية ، إدارة المغذيات
تصور مناطق الإنتاجية على أساس نموذج توازن كتلة النيتروجين في خليج ناراغانسيت ، رود آيلاند
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kim, J., Hwangbo, M., Thibodeau, P.More

Kim, J., Hwangbo, M., Thibodeau, P. S., Rhodes, G., Hogarth, E., Copeland, S. Visualization of Productivity Zones Based on Nitrogen Mass Balance Model in Narragansett Bay, Rhode Island. J. Vis. Exp. (197), e65728, doi:10.3791/65728 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter