Ilt- og næringsstoffluxmodel for Århus Bugt og Mariager Fjord

More documents

Recommendations

Info

6 Vi har først opstillet den matematiske model, som vi også kalder iltog næringsstoffluxmodellen eller blot ”modellen”, ud fra vores viden om nedbrydningsprocesserne i havbunden og sammenhængen mellem de forskellige stofkredsløb. Derefter har vi rettet modellen til ved hjælp af et omfattende datasæt fra Århus Bugt, der blev indsamlet i bugten i forbindelse med Havforskingsprogram90 (iværksat i forbindelse med Vandmiljøplanens vedtagelse i 1987). Undersøgelserne i Århus Bugt blev gennemført i en periode på over halvandet år i begyndelsen af 1990-erne med deltagelse af forskere fra danske universiteter, sektorforskningsinstitutioner og Århus Amt, der i tæt samarbejde undersøgte alt fra stofproduktion i vandet til stofomsætningen i havbunden. Formålet med undersøgelserne var at belyse, hvordan det organiske stof, der nåede ned på bunden, blev omsat, og hvordan omsætningen påvirkede balancen af kvælstof og fosfor mellem havvandet og havbunden. Indsamlingen af vand- og havbundsprøver blev tilrettelagt, så det i videst muligt omfang var muligt at måle stofomsætningen og kvælstof- og fosforudvekslingen mellem havbunden og bundvandet direkte. Det var også vigtigt for forskningsprojektet, at indsamlingen foregik over en lang periode og tilstrækkeligt hyppigt til, at resultatet af anstrengelserne sikrede den bedst mulige beskrivelse af årstidscyklus i Århus Bugt. Vand- og havbundsprøverne blev derfor indsamlet med 2-3 ugers interval i perioden fra 1.1.90 til 31.5.91. Det sikrede en tilstrækkelig overlapning i årscyklus til, at de observationer, der blev gjort i Århus Bugt for mere end ti år siden, i dag (både nationalt og internationalt) udgør det mest omfattende datasæt til at beskrive årscyklus i et kystnært marint økosystem. Resultaterne af de mange undersøgelser er bl.a. beskrevet i serien: Havforskning fra Miljøstyrelsen. Ud over de mange dansksprogede rapporter er forskningsresultaterne også gengivet i en lang række internationale publikationer. Du finder en publikationsliste bagerst i rapporten – hvis du har lyst til at læse mere om undersøgelserne. Denne rapport er opbygget på følgende måde: I Kapitel 1 gennemgår vi stofomsætningen med fokus på de processer, der forløber i havbunden. Vi præsenterer de kemiske reaktioner, der indgår i modellen og fortæller, hvordan de mange reaktioner griber ind i hinanden i det, vi kalder stofkredsløbene. Kapitel 1 fremstiller så at sige den teoretiske og praktiske viden, der ligger til grund for at kunne opstille den matematiske model, der beskriver den organiske stofnedbrydning i havbunden. I Kapitel 2 opstilles iltog næringsstofflux-modellen for Århus Bugt, og selve opbygningen og kalibreringen bliver beskrevet i detaljer. Modellens beregninger af koncentrationsprofiler i havbunden og udveksling af næringsstoffer og ilt mellem bunden og vandsøjlen er sammenlignet med resultaterne fra de omfattende undersøgelser i Århus Bugt i 1990-91.
I Kapitel 3 gives en kort oversigt over handlingsscenarierne der blev modelleret i Århus Bugt I Kapitel 4 gives en kort oversigt over handlingsscenarierne der blev modelleret i Mariager Fjord Netversionen af rapporten er mere omfattende. Ud over Kapitel 1 og 2 som er identisk med kapitlerne i denne rapport, indeholder netversionen flg. kapitler: I Kapitel 3 præsenterer vi virkelige og modellede observationer fra Århus Bugt for tiåret 1990-99. De virkelige observationer består af Århus Amts overvågningsdata og omfatter temperatur, primærproduktion, iltindhold og koncentrationer af nitrat, ammonium og fosfat i bundvandet. Disse data er brugt af modellen til at beregne/modellere en lang række af parametre, der ikke blev målt som fx. iltoptagelse og næringsstofudveksling mellem bund og vandsøjle. I Kapitel 4 har vi fremskrevet modellen ind i det 21. århundrede. Under forskellige forudsætninger har modellen beregnet, hvorledes bl.a. næringsstoffluxe og iltindholdet i bundvandet i Århus Bugt vil ændre sig som følge af ændret tilførsel af næringsstoffer til de marine områder og dermed lavere tilførsel af organisk stof til havbunden. Hvert handlingsscenarium indledes med et resume over scenariets resultater (skrevet i kursiv) og følges derefter af en uddybende diskussion for den læser, der har lyst til at vide mere. De beregnede scenarier for Århus Bugt er besluttet i samarbejde med Århus Amt. Kapitel 3 og 4 hører så at sige sammen, idet begge kapitler er en modelbeskrivelse af de biogeokemiske processer i bunden af Århus Bugt. Det samme gør Kapitel 5 og 6, som handler om Mariager Fjord. I Kapitel 5 er modellen fra Århus Bugt tilpasset forholdene i Mariager Fjord. Herefter er de biogeokemiske processer i bunden af fjorden modelleret med brug af overvågningsdata fra tidsrummet 1992- 96. Disse overvågningsdata er indsamlet af Århus Amt og Nordjyllands Amt og omfatter ligesom i Århus Bugt temperatur, primærproduktion, iltindhold og koncentrationer af nitrat, ammonium og fosfat i bundvandet. I Kapitel 6 har vi fremskrevet sedimentprocesserne i Mariager Fjord ind i det 21. århundede. Det første handlingsscenarium fokuserer på de biogeokemiske forandringer i fjordbunden efter det omfattende iltsvind i august 1997, hvor Mariager Fjord døde. Vi vurderer ud fra modelberegninger betydningen af iltsvindet for sedimentprocesserne og næringsstofbalancen mellem sediment og bundvand i årene fremover. Herefter følger to handlingsscenarier, hvor vi vurderer effekten af en nedsat belastning med kvælstof og fosfor til fjorden. Hvert handlingsscenarium indledes med et resume over scenariets resultater (skrevet i kursiv) og følges derefter af en uddybende diskussion for den læser, der har lyst til at vide mere. De beregnede scenarier for Århus Bugt er besluttet i samarbejde med Miljøstyrelsen, Århus Amt og Nordjyllands Amt. 7
Page 1 and 2: Danmarks Miljøundersøgelser Milj
Page 3 and 4: Danmarks Miljøundersøgelser Milj
Page 5 and 6: Indhold Indledning 5 1 Stofomsætni
Page 7: VIGTIGT Denne rapport er en ”hard
Page 11 and 12: 1 Stofomsætning i havbunden Plante
Page 13 and 14: ske stoftilførsel til bunden som f
Page 15 and 16: CH 2 O + H 2 O → CO 2 + 4e - + 4H
Page 17 and 18: 1.2.3 Respiration med mangan og jer
Page 19 and 20: tion (Figur 1.6). Med andre ord ska
Page 21 and 22: Dybde (cm) 0 1 2 3 4 5 PO 4 3- x 10
Page 23 and 24: Dybde (cm) 0 20 40 60 80 0 1 2 3 4
Page 25 and 26: I Århus Bugt, Mariager Fjord og an
Page 27 and 28: ation. Denne pumpeaktivitet kaldes
Page 29 and 30: A B H 2 S SO 4 2- 8SO 4 2- 8H 2 S 1
Page 31 and 32: 2 Sediment-flux-modellens opbygning
Page 33 and 34: 0 x j 20 x DBL ∆x j Lag nr. j C j
Page 35 and 36: Stoffluxen over lag nummer j’s ne
Page 37 and 38: Ved opsætningen af sediment-flux-m
Page 39 and 40: Figur 2.4 viser to eksempler på, h
Page 41 and 42: (Tabel 2.1). Tilbage er altså blot
Page 43 and 44: O koncentrationen er faldet til en
Page 45 and 46: 2.5 Temperaturafhængighed Hastighe
Page 47 and 48: hjælp af ligning L1 eller L2 endel
Page 49 and 50: SRR (nmol cm -3 dag -1 ) Dybde (cm)
Page 51 and 52: derfor indlysende, at produktionen
Page 53 and 54: Dybde (cm) 0 4 8 12 16 20 Forbrug a
Page 55 and 56: 2.9.2 Organisk stoftilførsel til s
Page 57 and 58: afvikles eller ”køres” Hav90-
Page 59 and 60:
Dybde (cm) Dybde (cm) Dybde (cm) Dy
Page 61 and 62:
Flux af O 2 (mmol m -2 dag -1 ) -50
Page 63 and 64:
3 Oversigt over handlingsscenarier
Page 65 and 66:
- NO3 - -fluxen forår, sommer og v
Page 67 and 68:
havbundens pulje af oxideret jern o
Page 69 and 70:
4 Oversigt over handlingsscenarier
Page 71 and 72:
ingsstoffluxmodellen kan modellere
Page 73 and 74:
5 Hvor kan jeg læse mere? I det f
Page 75 and 76:
Danmarks Miljøundersøgelser Danma
show all

Ilt- og næringsstoffluxmodel for Århus Bugt og Mariager Fjord

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?