Ilt- og næringsstoffluxmodel for Århus Bugt og Mariager Fjord

40
• organisk stofpulje, der omsættes hurtigt (CH 2 O f ), dvs. i løbet af få
uger eller måneder – indekset f står for ”fast”
• organisk stofpulje, der omsættes væsentligt langsommere (CH 2 O s ),
typisk over flere år – indekset s står for ”slow”
• organisk stofpulje, der slet ikke bliver omsat (CH 2 O n ) – indekset n
står for ”non”
Samme studier giver også et fingerpeg om fordelingen mellem de tre
puljer og omsætningshastigheden for de to omsættelige puljer.
Som et eksempel på omsætningen af organisk stof ser vi på, hvordan
nedbrydningen af CH 2 O s reguleres. Først beregnes den totale omsætning
af den langsomt omsættelige pulje, og derefter fordeles denne
omsætning på de fem primære processer (R1–R5).
Den totale omsætning (V s ) kan beregnes som
V = K 1−
ϕ)
ρ [ CH O ]
(L15)
s
OM s(
s 2 s
hvor K OM s er ratekonstanten for CH 2 O s puljen. De to faktorer (1 –) og
s er blot omregningsfaktorer, der giver V s samme enhed som R i ligning
L14, nemlig nmol s -1 cm -3 (sediment). I ord udtrykker L15 altså,
at omsætningshastigheden for den langsomt-omsættelige pulje af
organisk stof er proportional med mængden. Det stemmer godt overens
med iagttagelser i naturen, der viser, at bakteriernes omsætningshastighed
næsten altid er begrænset af mængden af organisk
stof. Da [CH 2 O s ] generelt aftager med dybden, og V s beregnes for
hvert enkelt lag i sediment-flux-modellen, aftager V s derfor også som
hovedregel med dybden. Efter beregningen af V s (og for den sags
skyld også efter beregningen af V f ) er der altså blot tilbage at fordele
omsætningen af det organiske stof på de fem primære processer.
De fem primære processer, R1–R5, er nummereret i en rækkefølge,
der afspejler den energi, bakterierne opnår ved at omsætte organiske
stof med hhv. ilt, nitrat, mangan, jern og sulfat. Omsætningen med ilt
(R1) er den mest energigivende proces, medens sulfatreduktionen
(R5) er den respirationsproces, der giver mindst energi. Nede i havbunden
forbruges disse oxidanter i den netop nævnte rækkefølge,
-
hvilket forklarer, hvorfor koncentrationsprofilerne af O , NO , MnO ,
2 3
2
2-
FeOOH, og SO i sedimentet ser ud som de gør (se Figur 1.2).
4
I mange studier er det vist, at de forskellige respirationsprocesser
efter tur afløser hinanden, efterhånden som man når dybere ned i
havbunden. Det betyder med andre ord, at denitrifikationsprocessen
(R2) først starter, når næsten al O er brugt ved proces R1, og at respi-
2
-
rationen med mangan (R3) begynder, når næsten al NO er væk og så
3
videre. Det er konkurrencen mellem de forskellige bakteriegrupper,
der står for nedbrydningen af det organiske stof, der styrer denne
rangorden. I modellen er rangordenen afspejlet i fordelingen af V på s
de fem primære processer. Forudsat at der er ilt tilstede i bundvandet
og dermed også i de øverste sedimentlag, er V (proceshastigheden
s1
for omsætningen af CH O via R1) lig med V indtil den dybde, hvor
2 s s