북부 멕시코만 섬의 결합된 물리-생물 모델: 모델 설명, 검증 및 식물 플랑크톤 변동 분석

초록. 북부 멕시코만의 텍사스-루이지애나 섬은 미시시피/아차팔라야 강 시스템으로부터 많은 양의 영양분과 담수를 받습니다. 이 영양분들은 강 플룸에서 높은 비율의 1차 생산을 자극하며, 이는 여름에 크고 반복적인 저산소 지역의 형성에 기여합니다. 그러나 저산소와 담수 및 영양분의 강 배출 간의 기계적 연결은 유기물의 축적 및 수직 수출, 수직 층화의 형성과 유지, 유기물의 미생물 분해가 비선형적 요인들의 상호작용에 의해 조절되기 때문에 복잡합니다. 이러한 상호작용을 밝혀내기 위해서는 관측과 모델의 조합에 의존해야 합니다. 여기에서는 영양소가 자극한 식물 플랑크톤 성장의 정량화, 그 변동성 및 이 유기물의 운명에 초점을 맞춘 현실적인 3차원 물리-생물 모델의 결과를 제시합니다. 우리는 이 모델이 관찰된 질산염 및 식물 플랑크톤 역학의 많은 특성을 현실적으로 재현함을 보여줍니다. 그런 다음, 부영양에서 오리곳로피 조건으로의 생태학적 기울기를 나타내는 세 가지 모델 하위 지역에서 환경 요인 및 식물 플랑크톤 소스와 싱크 항의 특성을 대조합니다. 우리는 특히 미시시피 강 델타 근처의 빛 제약 플룸 지역에서의 1차 생산이 강 영양분 입력과 긍정적으로 상관관계가 있다는 반직관적인 관찰의 이유를 분석합니다. 우리는 1차 생산과 식물 플랑크톤 생물량이 영양분 하중과 긍정적인 상관관계를 가지는 반면, 식물 플랑크톤 성장률은 그렇지 않다는 것을 발견했습니다. 이는 이 지역의 생물량 축적이 영양소 자극에 의해 아래에서 위로 주로 조절되는 것이 아니라, 손실 과정의 체계적인 차이에 의해 위에서 아래로 조절되고 있음을 시사합니다.