Фрекен Бок

Здесь мы представляем первое известное сообщение об одном таком экологическом сюрпризе в масштабах озера — заметном синем обесцвечивании льда и воды в ряде высокоэвтрофных прерийных озер в конце зимы 2021 года. сообщение о феномене голубой воды в течение нескольких дней распространилось в социальных сетях (Facebook, Twitter), в традиционных новостях (печать, радио, телевидение) и в государственных учреждениях (Министерство окружающей среды Саскачевана, Агентство водной безопасности Саскачевана). Анализ водных и липидно-растворенных биомаркерных пигментов показал, что синий цвет является результатом высоких концентраций цианобактериального пигмента С-фикоцианина, полученного из позднеосеннего цветения Aphanizomenon flos-aquae .которые вмерзли в прибрежный лед в конце 2020 года. Такие явления могут стать более частыми, поскольку воды умеренного пояса продолжают нагреваться, эвтрофироваться и взаимодействовать с другими новыми изменениями окружающей среды (Birk et al. 2020 ).

Экологические сюрпризы, вероятно, будут происходить чаще по мере того, как масштабы удобрения озер и увеличения потепления в неизведанных водах (Christensen et al. 2006 , Filbee-Dexter et al. 2017 ). Исторически сложилось так, что такие отклонения от экспериментальных ожиданий или механистических прогнозов часто возникали из-за неполного понимания естественного диапазона экосистемных условий, формы временной близорукости, известной неоэкологам как «невидимое настоящее» (Magnuson 1990 ), но знакомой палеолимнологи (Смол 2008). Однако непрекращающийся рост населения и использование ресурсов могут подтолкнуть некоторые пресноводные экосистемы к траекториям, которые невозможно легко предсказать на основе текущих исследований, ориентированных на процессы. Продолжающиеся примеры таких экологических неожиданностей включают гистерезисное изменение состояния в мелководных озерах (Scheffer et al. 2001 , Carpenter 2003 ), внезапное сокращение запасов пресноводных и морских рыб (Myers et al. 1997 ), подледное цветение диазотрофных цианобактерий (Wejnerowski et al . и др. , 2018 г., Щербак и др. , 2019 г.), и внезапная адаптация инвазивных видов за пределами их очевидных биологических пределов (Дики и др., 2021 г.).), а также примеры меньшего масштаба, которые, вероятно, занижены (Sechidis et al. 2017 ).

Хотя уровни токсина были низкими (около 0,2 мкг микроцистина/л), высокие концентрации С-фикоцианина вызвали обеспокоенность общественности по поводу эвтрофикации, загрязнения и изменения климата и привели к быстрому реагированию со стороны правительства и академических кругов. Учитывая, что изменение климата и загрязнение питательными веществами увеличивают масштабы и продолжительность цветения цианобактерий, синее окрашивание озерного льда может стать широко распространенным явлением в эвтрофных озерах, покрытых льдом.Несмотря на признание причин и последствий загрязнения питательными веществами, качество воды во многих озерах в пределах населенных водосборов продолжает снижаться (ЕАОС , 2018 г., Ле Моал и др., 2019 г. ), что приводит к непредвиденным последствиям (Карпентер, 2003 г. ). В течение 20-го века эта деградация часто была связана с загрязнением фосфором из точечных источников, таких как города, очистные сооружения и интенсивные животноводческие хозяйства (Schindler 1977 , Jeppesen et al. 2005 ). 

Продолжающаяся эвтрофикация внутренних вод из-за загрязнения питательными веществами может сочетаться с беспрецедентным потеплением атмосферы и озер, создавая новые экологические сюрпризы. Здесь мы сообщаем о первом известном случае заметного синего обесцвечивания льда и воды в прерийных озерах с высокой эвтрофностью в конце зимы 2021 года. Об интенсивном синем окрашивании впервые сообщили правительственным учреждениям подледные рыбаки в начале марта 2021 года, а затем широко распространилось через социальные сети, в результате чего в первых нациях и обеспокоенность общественности по поводу возможного выброса септических полей, разливов токсичных веществ, загрязнения городов и бесхозяйственности в сельском хозяйстве.Aphanizomenon flos-aquae в конце октября 2020 года вмерз в прибрежный лед. Дистанционное зондирование с использованием спутниковых платформ Sentinel 3 A/B OLCI и Sentinel 2 A/B MSI показало, что синее окрашивание охватило 0,68 ± 0,24 км2 .(4,25 ± 1,5% площади поверхности озера), сохранялась в течение 4 недель и располагалась в пределах 50 м от берега озера в районах, где осеннее цветение цианобактерий было особенно интенсивным. 

 После того, как азот уменьшился во время HW в Пайн-Лейк, цианобактерии перешли от разнообразного сообщества с видами, которые фиксируют атмосферный азот, и другими, не обладающими такой способностью, к сообществу, в котором доминируютАфанизоменон flos-aquae . Корреляционный анализ показал, что цветение Пайн-Лейк было связано с эвфотической TP, общим азотом (TN), более ранним весенним вскрытием льда и более высокими температурами воздуха. Из-за увеличения количества осадков PLRS могла использовать систему чаще, чем предполагалось. Сосновое озеро остается продуктивным, и цель мезотрофной продуктивности не достигнута. Однако анализ аноксии предполагает, что продуктивность озера должна заметно снизиться к 2032 году при продолжении эксплуатации ГС. HW представляет собой доступный вариант для стратифицированных озер с высоким внутренним содержанием фосфора.

Абстрактный Сосяк А. 2021. Оценка гиполимнетической системы абстиненции в Пайн-Лейк, Альберта. Управление заповедником озера. ХХ:ХХХ–ХХХ. В 1998 году Общество восстановления Пайн-Лейк (PLRS) установило самотечную систему гиполимнетического отвода (ГВ) на площади 4,13 км 2 Пайн-Лейк, Альберта, где наблюдалось сильное цветение цианобактерий. При ГВ медиана эвфотического содержания общего фосфора (ОФ) снизилась на 27–32%, а хлорофилла ана 37–41%, что характерно для проектов HW в других местах. Кроме того, цианобактериальные цветения были менее выраженными во время HW. Уменьшение гиполимнетического TP и внутренних нагрузок свидетельствует о том, что выброс фосфора в отложениях уменьшился, по крайней мере, в среднем бассейне под HW. Не было выявлено повышенных гиполимнетических температур во время ГС, которые могли бы усилить выброс фосфора в осадок. Летняя гиполимнетическая аноксия уменьшилась в среднем и южном бассейнах, а зимняя - в северном и среднем бассейнах. Никаких изменений в TP не произошло в 9 эталонных озерах Альберты, а внешние нагрузки P не были снижены в результате усилий по управлению в Пайн-Лейк, что позволяет предположить, что улучшения были связаны с HW. 

Наша работа также демонстрирует важность характеристик водосбора: дренажные системы с большими сооружениями для удержания ливневых стоков и значительные естественные водно-болотные угодья в низовьях дали низкую нагрузку питательными веществами. процент непроницаемого покрытия отрицательно коррелировал с концентрацией и нагрузкой питательных веществ; мы подозреваем, что наличие большого поля для гольфа в водоразделе с самым низким непроницаемым покрытием было ключевым движущим фактором. Наша работа также демонстрирует важность характеристик водосбора: дренажные системы с большими сооружениями для удержания ливневых стоков и значительные естественные водно-болотные угодья в низовьях дали низкую нагрузку питательными веществами. процент непроницаемого покрытия отрицательно коррелировал с концентрацией и нагрузкой питательных веществ; мы подозреваем, что наличие большого поля для гольфа в водоразделе с самым низким непроницаемым покрытием было ключевым движущим фактором. Наша работа также демонстрирует важность характеристик водосбора: дренажные системы с большими сооружениями для удержания ливневых стоков и значительные естественные водно-болотные угодья в низовьях дали низкую нагрузку питательными веществами.

Нетрадиционно процент непроницаемого покрытия отрицательно коррелировал с концентрацией питательных веществ и нагрузками; мы подозреваем, что наличие большого поля для гольфа в водоразделе с самым низким непроницаемым покрытием было ключевым движущим фактором. Наша работа также демонстрирует важность характеристик водосбора: дренажные системы с большими сооружениями для удержания ливневых стоков и значительные естественные водно-болотные угодья в низовьях дали низкую нагрузку питательными веществами. в то время как низкие накопления фосфора были в районах, дренирующих ручьи, с большими заболоченными территориями и площадями очистки ливневых вод. Площадь дренирования положительно коррелировала с концентрацией нитратов и содержанием нитратов и аммония. Нетрадиционно процент непроницаемого покрытия отрицательно коррелировал с концентрацией питательных веществ и нагрузками; мы подозреваем, что наличие большого поля для гольфа в водоразделе с самым низким непроницаемым покрытием было ключевым движущим фактором. Наша работа также демонстрирует важность характеристик водосбора: дренажные системы с большими сооружениями для удержания ливневых стоков и значительные естественные водно-болотные угодья в низовьях дали низкую нагрузку питательными веществами. в то время как низкие накопления фосфора были в районах, дренирующих ручьи, с большими заболоченными территориями и площадями очистки ливневых вод. Площадь дренирования положительно коррелировала с концентрацией нитратов и содержание

Озеро Гринфилд - это эвтрофное городское озеро с черной водой в Уилмингтоне, Северная Каролина, и в 2014 году штат объявил его водой с нарушенным состоянием из-за чрезмерного содержания хлорофилла а.концентрации. Производство фитопланктона сильно ограничено по азоту (N), а озеро поддерживает цветение нитчатых зеленых водорослей весной и цветение азотфиксирующих цианобактерий летом. Чтобы проинформировать о будущих усилиях по восстановлению озера, мы количественно оценили питательные вещества из 5 многолетних ручьев, которые истощают водораздел озера Гринфилд с высокой степенью непроницаемости, чтобы определить их влияние на эвтрофное состояние озера. Пробы 5 ручьев отбирались ежемесячно с 2016 по 2017 год в периоды засушливой погоды и снова после дождей силой не менее 1,2 см, чтобы сравнить ливневые стоки с условиями базового стока. Только на два потока приходилось 76% неорганического азота и 63% неорганического фосфора с поверхности, тогда как два других потока, несмотря на высокое (53–74%) непроницаемое покрытие, имели низкую нагрузку. Исследование содержания фосфора в донных отложениях по всему озеру также показало, что скопления фосфора отражали потоки с высоким содержанием питательных веществ, в то время как низкие скопления фосфора наблюдались в районах, дренирующих ручьи с большими заболоченными территориями и зонами очистки ливневых вод. Площадь дренирования положительно коррелировала с концентрацией нитратов и содержанием нитратов и аммония.

Microtus irani Thomas, 1921 достоверно известен из двух местонахождений, разделенных промежутком почти в 2000 км. В этой статье мы описываем популяцию из Балкусана в Турции как новый подвид Microtus irani karamani . В полной последовательности гена цитохрома b (1140 п.н.) новый подвид имеет уникальные мутации по сравнению с последовательностью M. i. irani из типового местонахождения (Шираз, Иран) в 32 позициях и отличается 35 мутациями и средней дивергенцией нуклеотидов 3,19% ± 0,50. Он имеет 60 акроцентрических хромосом в диплоидном наборе. Морфологически M. i. карамани подвид. н. меньше, чем M. i. Ирани, с более мелкой мозговой оболочкой, более мелкой трибуной и более короткими буллами. Новый подвид можно надежно отделить от общественных полевок, населяющих Турцию, Иран и прилегающие регионы Ближнего Востока, по совокупности морфологических, хромосомных и молекулярных данных.

Дан обзор основ и приложений неэрмитовой классической и квантовой физики. Во-первых, ключевые теоремы и основные понятия неэрмитовой линейной алгебры, включая нормальную форму Жордана, биортогональность, исключительные точки, псевдоэрмитовость и симметрию времени четности, изложены в педагогической и математически последовательной манере. Основываясь на них, мы представляем обзор того, как различные классические системы, начиная от фотоники, механики, электрических цепей и акустики и заканчивая активным веществом, могут использоваться для моделирования неэрмитовой волновой физики. В частности, мы обсуждаем обнаруженные здесь богатые и уникальные явления, такие как однонаправленная невидимость, повышенная чувствительность, топологическая передача энергии, когерентное идеальное поглощение, одномодовое генерирование и надежный биологический перенос. Затем мы подробно объясняем, как неэрмитовы операторы становятся эффективным описанием открытых квантовых систем на основе проекционного подхода Фешбаха и квантового траекторного подхода. Мы обсуждаем их приложения к физическим системам, относящимся к различным областям, включая атомную, молекулярную и оптическую физику, мезоскопическую физику и ядерную физику, с акцентом на известные явления и предметы в квантовых режимах, такие как квантовые резонансы, сверхизлучение, непрерывный квантовый Зенон. эффект, квантовые критические явления, спектры Дирака в квантовой хромодинамике и неунитарные конформные теории поля. 

Очевидно, что нам нужны радикально новые методы и концепции, чтобы справиться с этой сложностью, потребность, которую мы разделяем со многими различными дисциплинами, от физики до социологии. Это согласуется с определенной расплывчатостью термина « сложная система», который может быть связан с чем угодно, от нескольких молекул до макроэкономики. К счастью, оказалось, что аналитические инструменты, разработанные для работы со сложными системами, очень универсальны. Только в 1940-х годах были предприняты значительные усилия для изучения сложных систем, что привело к возникновению совершенно новых научных областей, таких как кибернетика, теория хаоса или нелинейная динамика. Вместе с этим пришло растущее осознание сложности как фундаментального свойства нашего мира, с которым мы неизбежно должны иметь дело.