解码青霉菌 Blooms在epilimnion中的空间扩散
偏微分方程分析
2025-02-19 v1 种群与进化
摘要
藻菌 Blooms（CBs）因其有害毒素和社会经济影响而在全球范围内构成重大挑战，营养盈余availability是其生长的关键因素，正如生态计量学（ES）所描述的。然而，真实的生态系统表现出空间异质性，这限制了更简单、在空间上均匀的模型的适用性。为了解决这一问题，我们developed基于ES的空间显式偏微分方程模型来研究淡水系统中epilimnion的藻菌。我们建立了模型的良定义性，并进行了稳定性分析，表明它接受两种线性稳定稳态，导致或灭绝或饱和。我们使用有限元方法在从地理信息系统（GIS）数据派生的真实湖泊域上进行数值求解，并使用ERA5-Land extrapolated from实际风力条件。我们的numerical结果突显了湖泊形状和大小在CB监测中的重要性，而通过Sobol指数进行的全局灵敏度分析识别出光照衰减和强度是Blooms变化的主要驱动因素，水流影响早期Blooms阶段，而营养盐输入在随后变得至关重要。该模型支持持续的水质监测，为减轻CBs的农业、休闲、经济和公共卫生策略提供信息。
引用
@article{arxiv.2502.12399,
title = {Decoding the spatial spread of cyanobacterial blooms in an epilimnion},
author = {Jacob Serpico and Kyunghan Choi and B. A. Zambrano-Luna and Tianxu Wang and Hao Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.12399},
year = {2025}
}