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Regime shifts in shallow lakes explained by critical turbidity

 作者:Dianneke van Wijk, Manqi Chang, Annette B. G. Janssen等

全球范围内水质管理者的主要目标之一是将浅水湖泊稳定在以大型植物为主的清水态而非以浮游植物为主的浊水态。20世纪90年代,生态系统稳态的竞争机制得到深入研究,但临界浊度的概念在水质模型中被普遍忽略,尤其缺乏一个简单的浅水湖泊稳态转换的机制模型来探索资源竞争机制和临界浊度的作用机制。为此,我们将Scheffer的临界浊度理论与TilmanHuismanWeissing创立的营养物和光照竞争理论相结合,得到了一个新的数学模型—GPLake-M。它相对简单,在机理上容易理解,但又能捕捉到导致浅水湖泊中稳态转换的基本过程与机制。该模型依托基于过程的PCLake模型来设置参数,并使用面向模式的策略来测试GPLake-M。本研究讨论了GPLake-M的应用范围和在水生态模型中的主要角色和作用。研究结果加深了对浅水湖泊稳态转换的基本理解,并为进一步的机制解释、以管理为重点的探索和模型开发提供了一个新起点。此外,临界浊度的概念以及受光照限制的水生大型植物和受营养限制的浮游植物之间的关系可能为水生生态实证研究和水质监测项目提供一个新的焦点。

(来源:Water Research. 242, 119950(2023). DOI: 10.1016/j.watres.2023.119950 )