کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6296304 1617427 2016 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Evaluation of ecological effects of anthropogenic nutrient loading scenarios in Los Molinos reservoir through a mathematical model
ترجمه فارسی عنوان
ارزیابی اثرات زیست محیطی سناریوهای بارگذاری مواد مغذی انسان در مخزن لوس مولینس از طریق یک مدل ریاضی
کلمات کلیدی
مدل اکولوژیکی، توسعه سناریو، پیش بینی ها، برآورد پارامتر پویا، اعتبار سنجی، برنامه ریزی آب،
ترجمه چکیده
در این مقاله، ما یک تحلیل سناریوی برای ارزیابی تغییرات ساختاری احتمال اکوسیستم که ممکن است توسط هفت سناریو مدیریت جایگزین نسبت به دینامیک دریاچه شبیه سازی شده از مخزن لس مولینس، دریاچه ی مونوسیتی واقع در آرژانتین، ایجاد شود، انجام می دهیم. برای انجام تجزیه و تحلیل سناریو، ابتدا، ما یک مدل بیوگرافی شیمیایی مکانیستی را برای تعریف مواد مغذی و پویایی فیتوپلانکتون مخزن مورد مطالعه، کالیبراسیون و اعتبارسنجیم. این مدل شامل مجموعه ای از معادلات جبری معادل دیفرانسیل مختلط است که از توازن پویایی جرم در گروه های اصلی فیتوپلانکتون، مواد مغذی، اکسیژن محلول و تقاضای بیوشیمیایی اکسیژن حاصل می شود. ما منابع اصلی بارگذاری مواد مغذی و گروه های فیتوپلانکتون غالب را در نظر می گیریم. مدل برآورد پارامتر یک مشکل بهینه سازی دوردست محدود شده است که در محیط پارامتریک کنترل بردار کنترل معادله ای طراحی شده است. ما شانزده پارامتر را تعیین کردیم، که قبلا به عنوان تاثیرگذارترین آنها شناخته شده بود. نتایج عددی برای فازهای کالیبراسیون و اعتبارسنجی، توافق خوب با داده های میدان را نشان می دهند، و سپس از مدل پیشنهادی به عنوان یک ابزار آینده نگر استفاده می کنیم. نتایج به دست آمده برای سناریوهای بارگذاری شده مواد مغذی نشان دهنده اهمیت تأثیرات شیوه های فعلی دامداری و تخلیه مخازن فاضلاب / توده های جمع آوری شده در کیفیت آب است. پیش بینی های مدل نشان می دهد که ترکیبی از کاهش بارگذاری مواد مغذی از فاضلاب مناطق مسکونی در ساحل دریاچه و اجرای اقدامات برای کاهش صادرات مواد مغذی از تولید دام ها، تاثیرات سودمندی بر اکوسیستم مورد مطالعه را به همراه خواهد داشت، وضعیت زیست محیطی فعلی مخزن. این اولین بار است که چنین رویکردی برای مطالعه کانون لس مولینا مورد استفاده قرار گرفته است. بنابراین، مدل اکولوژیکی پیشنهادی، یک ابزار مدیریتی برای ارزیابی اثرات انسان شناسی در این منابع آب شیرین است.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری علوم کشاورزی و بیولوژیک بوم شناسی، تکامل، رفتار و سامانه شناسی
چکیده انگلیسی
In this paper we perform a scenario analysis to assess the likely ecosystem structural shifts that might be induced by seven alternative management scenarios relative to current simulated lake dynamics of Los Molinos reservoir, a monomictic lake located in Argentina. To carry out the scenario analysis, first, we formulate, calibrate and validate a mechanistic biogeochemical model to characterize the nutrients and phytoplankton dynamics of the reservoir under study. The model includes a set of partial differential algebraic equations, which results from dynamic mass balances on main phytoplankton groups, nutrients, dissolved oxygen and biochemical demand of oxygen. We consider the main sources of nutrient loading and the dominant phytoplankton groups. The parameter estimation model is a constrained dynamic optimization problem that has been formulated within an equation oriented control vector parameterization environment. We estimated sixteen parameters, previously identified as the most influential ones. Numerical results for calibration and validation phases show good agreement with field data, and then, we use the proposed model as a prospective tool. The obtained results for the designed nutrient loading scenarios indicate the importance of the impacts of current livestock practices and sewage/collective septic tanks discharges on the water quality. Model predictions indicate that the combination of reduction in nutrient loading from the sewage of residential areas in the lake shore, and implementation of measures to mitigate nutrient exports from livestock production will render the most beneficial effects over the studied ecosystem, thus promoting the improvement of the current ecological state of the reservoir. This is the first time such an approach has been applied to the study of Los Molinos catchment. Thus, the proposed ecological model constitutes a management tool to assess the anthropogenic impacts over this freshwater resource.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Ecological Modelling - Volume 320, 24 January 2016, Pages 393-406
نویسندگان
, , , , , , , ,