W ekosystemach wodnych ukryty świat pod powierzchnią wody odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu równowagi. Osady na dnie rzek, jezior i lagun są znacznie czymś więcej niż tylko statycznymi depozytami; Są to istotne strefy aktywności, w których składniki odżywcze, takie jak azot i fosfor, są poddawane recyklingowi. Procesy te, które obejmują rozkład materii organicznej i innych wymian chemicznych, mogą dramatycznie wpływać na jakość wody i zdrowie całych ekosystemów. Zrozumienie, jak te składniki odżywcze poruszają się między osadem a wodą powyżej, szczególnie w płytkich ekosystemach, jest kluczem do skutecznego zarządzania środowiskiem.
Profesor José Lopes z University of Aveiro utworzył model biogeochemii dla ekosystemu Ria de Aveiro, który uwzględnia interakcje biogeochemii na interfejsie między kolumną wody a górną warstwą dolnego osadu. Przeprowadził badanie modelarskie mające na celu lepsze zrozumienie znaczenia tych interakcji, szczególnie w odniesieniu do azotu i fosforu. Badanie, opublikowane w Journal of Marine Science and Engineering, wypełnia ważną lukę w zrozumieniu, w jaki sposób wymiany składników odżywczych wpływają na ogólną jakość wody i zdrowie ekosystemu w środowiskach płytkiej wody.
Model działa poprzez symulację, w jaki sposób składniki odżywcze przemieszczają się między osadem a wodą, jednocześnie rozważając wkład naturalnych czynników, takich jak przepływ rzeki, temperatura i poziomy soli, wpływają na poziom azotu i fosforu kolumny wody. Badanie wskazuje na znaczenie leczenia osadów jako aktywnej warstwy z biogeochemicznego punktu widzenia. To nowe podejście postrzega górną warstwę osadów jako kluczowy gracz, który może uwalniać lub wchłaniać składniki odżywcze poprzez procesy takie jak rozkład materii organicznej. Opowiada się za potrzebą zintegrowanych programów monitorowania w celu śledzenia parametrów środowiskowych i poprawy zrozumienia interakcji między kolumną wody i osadów z górnej warstwy obszarów przybrzeżnych i morskich. Wzywa również multidyscyplinarne podejście do kwantyfikacji procesów takich jak sedymentacja i bioturbacja, na które wpływają aktywność kolumn wody. Ostatecznie te kompleksowe ramy są niezbędne do skutecznego modelowania ekosystemu, zarządzania i ochrony.
Profesor Lopes wyjaśnił: „Wyniki pokazują, że interakcje między osadem a wodą odgrywają główną rolę w kontrolowaniu poziomów azotu i fosforu w wodzie, powodując zauważalne zmiany w ich stężeniach”. Zespół badawczy przetestował model przy użyciu danych rzeczywistych zebranych z różnych witryn wokół laguny. Odkryli, że poziomy azotu były szczególnie wrażliwe na tlen i sposób poruszania się azotanów, podczas gdy poziomy fosforu miało większy wpływ na to, jak oddziałuje on z żelazem i innymi minerałami. Odkrycia te oferują nowy wgląd w to, jak siły naturalne kształtują poziom składników odżywczych w ekosystemach takich jak ten.
Stwierdzono, że przepływ rzeki i temperatura są szczególnie ważne w napędzaniu zmian poziomu składników odżywczych. Na przykład silny przepływ rzeki zwiększał poziom fosforu w niektórych częściach laguny z powodu uwolnienia składników odżywczych z osadu. Cieplejsze temperatury doprowadziły również do uwolnienia większego fosforu z osadu, chociaż poziomy azotu pozostały w większości stabilne. Wpływ zmian poziomów soli był mniejszy, ale ogólne znaczenie interakcji między osadem a wodą było jasne, szczególnie gdy rzeki przyniosły wysoki poziom składników odżywczych.
Ogólnie rzecz biorąc, badanie podkreśla istotną rolę, jaką odgrywają te interakcje osad-woda w zarządzaniu poziomem składników odżywczych w ekosystemach przybrzeżnych. Odkrycia te są szczególnie ważne dla osób zarządzających jakością wody i ogólnym zdrowie ekosystemów, takich jak laguna Ria de Aveiro.
Referencje dziennika
Lopes, JF „Ocena wpływu giełdy bentosowej: Pelagiczna na status azotu i fosforu kolumny wodnej, pod przepuszkami fizycznymi: badanie modelowania”. Journal of Marine Science and Engineering, 2024. DOI: https://doi.org/10.3390/jmse12081310
O autorze
Profesor José Fortes Lopes Jest wybitnym uczonym na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Aveiro w Portugalii, gdzie jest członkiem wydziału od 1992 roku. Zdobył doktorat. w fizyce z University of Prowansen, Francja, specjalizująca się w mechanice płynnej i emisji energetycznej.
Od 1992 r. Pracuje w Ocean and Climate Meteorology Group w Departamencie Fizyki i był jednym z członków założycielskiej grupy modelowej Centrum Studiów Środowiska i Morskiego (Cesam) Uniwersytetu Aveiro. Jego podstawowe badania koncentrowały się na modelowaniu numerycznym krążenia hydrodynamicznego portugalskiego obszaru przybrzeżnego i laguny Ria de Aveiro. Następnie zajął się kilkoma badaniami dotyczącymi jakości wody przybrzeżnych, a także wpływu zmian klimatu na ekosystemy przybrzeżne i laguny. Ostatnio jest zainteresowany problemami związanymi z fizyczną i biogeochemiczną interakcją między interfejsami kolumny wody i benthos.
Przez całą karierę profesor Lopes opublikowała ponad 30 recenzowanych artykułów w wiodących czasopismach naukowych i przyczyniła się do różnych międzynarodowych konferencji. Uczestniczył w kilku finansowanych projektach badawczych.
Oprócz badań profesor Lopes jest obecnie szefem kursu BSC w zakresie oceanografii i klimatu meteorologii na University of Aveiro Portugalia i jest bardzo zaangażowany w edukację i mentoring związany z problemami środowiskowymi i klimatycznymi. Uczy kursów licencjackich i podyplomowych dotyczących fizyki ogólnej, mechaniki, mechaniki płynów, a także kilku tematów związanych z meteorologią, oceanografią i naukami klimatycznymi, inspirując studentów do angażowania karier uniwersyteckich w palące problemy klimatu i ekologii.
Poza środowiskiem akademickim profesor Lopes jest zwolennikiem ochrony przyrody przyrody, często współpracując z organizacjami non-profit w celu promowania świadomości na temat problemów społecznych. Lubi również pisać artykuły opinii na różne tematy związane z problemami społecznymi.
