这项工作是由一个跨机构作者团队开发的,并得到了三角洲水质的许多敬业和热情保护者的支持。这项工作具体基于水资源部佩吉·莱曼博士发表的材料、加州水务局的淡水有害藻华监测框架和战略(南加州沿海水研究项目和州水资源控制委员会 2021 年)、三角洲区域监测计划的营养物长期规划、中央谷地区水质委员会的三角洲营养物研究计划以及三角洲独立科学委员会的萨克拉门托-圣华金三角洲水质科学(2018 年)和萨克拉门托-圣华金三角洲监测企业审查(2022 年)。我们非常感谢以下个人对本文档的开发提供的反馈和指导。
1 IIHR—Hydroscience and Engineering, University of Iowa, Iowa City, Iowa, USA 2 Civil and Environmental Engineering, University of Iowa, Iowa City, Iowa, USA 3 Electrical and Computer Engineering, University of Iowa, Iowa City, Iowa, USA * Corresponding Author: bekirzahit-demiray@uiowa.edu Abstract Harmful algal blooms (HABs) have由于人类活动和气候变化的综合作用,影响了水生生态系统,饮用水供应系统和人类健康,因此成为了重大的环境挑战。This study investigates the performance of deep learning models, particularly the Transformer model, as there are limited studies exploring its effectiveness in HAB prediction, considering multiple influencing parameters including physical, chemical, and biological water quality monitoring data from multiple stations located west of Lake Erie, and uses Shapley Additive Explanations (SHAP) values as an explainable artificial intelligence (AI) tool to identify key input features affecting HABs.我们的发现突出了深度学习模型,尤其是变压器的优越性,捕获了水质参数的复杂动态,并为生态管理提供了可行的见解。SHAP分析将颗粒有机碳,颗粒有机氮和总磷视为影响HAB预测的关键因素。这项研究有助于开发HAB的先进预测模型,这有助于早期检测和主动管理策略。关键字:有害藻华(HAB),预测,深度学习,变压器,叶绿素-a,水质,可解释的AI,形状值。此手稿是一个地球预印本,已在同行评审期刊中提交了可能的出版物。请注意,此前尚未进行同行评审,目前正在首次接受同行评审。此手稿的后续版本可能具有略有不同的内容。
藻类起源于化石记录,在前寒武纪近三十亿年。大概的计数表明大约有72,500种藻类。其中,可能已经正式发布了大约44,000个名称,已经处理了33,248个名称(1)。藻类代表着一个至关重要的真核生物。它们具有重要意义,因为它们是从海洋环境过渡到土地的开创性生活形式,随后发展成为我们今天看到的各种植物(2)。与陆生植物相比,大多数藻类都是光合作用,并且具有更简单的细胞结构和细胞器。藻类形成一个多媒体群,这意味着它们不共享共同的祖先。虽然它们的质体可能起源于蓝细菌,但采集过程似乎在不同的藻类组之间有所不同(3)。微藻具有巨大的生物多样性,并且在很大程度上尚未作为资源。每个物种可能具有独特的特征,潜在地含有丰富的碳水化合物,糖和蛋白质。这些特质使它们对于生产动物饲料甚至食物以供人类消费而产生有价值(4)。藻类是丰富的石油来源,可与菜籽油(例如菜籽油,大豆和菜籽)相媲美。这种油可以很容易地转化为生物柴油。因此,利用微藻生物生产具有巨大的长期潜力(5)。藻类在肥料行业,生物修复和污染控制中找到应用。这些角色对于维护水生生态系统的平衡至关重要,并充当有价值的生物指导者。栖息地内藻类的生长显着影响生态系统,并迅速对水生环境的改变,尤其是与营养水平有关。它们在水体内不同区域的分布受其物理化学条件的影响(6,7)。
藻类盛开,导致海水变色,通常称为“红潮”。有害的藻华(HAB)是指某些类型的藻类在水生环境中的快速和过度生长,例如淡水和海洋生态系统,对水生生物和人类产生不利或有害后果。Habs如果污染饮用水,或者人们食用暴露于这些毒素的海鲜,则会对人类健康构成风险。HAB的关键特征包括藻类过度生长和毒素产生。HAB涉及异常浓度的藻类,通常会产生对水的可见变色。过度生长通常是由诸如养分富集(例如氮和磷),温暖温度和阳光等因素所促进的。导致有害藻华的兴起的最关键因素被认为是低氮/磷比率和温度升高。
作者感谢以下研究人员对这项工作的贡献:美国国家可再生能源实验室 (NREL) 的 Lieve Laurens、Eric Knoshaug 和 Zia Abdullah;亚利桑那州立大学 (ASU) 的 John McGowen;太平洋西北国家实验室 (PNNL) 的 Michael Huesemann;洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 的 Taraka Dale;以及综合筛选、品种优化和验证研究 (DISCOVR) 联盟发展中的其他合作伙伴。此外,我们还要感谢 Viridos 提供与其 2023 年培养工作相关的数据和宝贵指导,以支持更新的“行业案例研究”,记录在本报告的附录 C 中。本报告概述了关键藻类生物质培养试验的研究数据,这些数据用于基于这些研究人员提供的意见更新 NREL 的技术状况 (SOT) 基准模型;然而,它并不旨在提供所有研究活动、方法或数据输出的详尽总结,我们将参考这些研究活动和其他人的研究工作来获得进一步的背景信息。
摘要。本研究考察了将生物质转化为更可持续的生物燃料和商品的各种预处理技术,强调了生产力的提高和更均匀、干燥和合适的原料的供应。通过解决与生物质大小、布局、水分含量和可变性相关的棘手问题,本研究深入研究了机械过程、干燥、烘焙、托盘化、水解、热液和微波技术作为可能的解决方案。它探讨了各种生物质类型的利用,包括木材、木质生物质、草本流和农业流,并评估了它们对生物能源生产和环境可持续性的影响。该研究还考虑了藻类,特别是微藻,在提供具有显著健康益处的生物活性材料方面的作用,以及它们在克服与传统生物质相关的土地使用问题方面的能力。此外,本文评估了生物质使用的环境影响和可持续性,主张将微藻作为三分之一代生物燃料的有前途的原料。该研究的背景是,由于城市化和人口增长导致环境恶化,越来越需要减少对化石燃料的依赖。
ivan senock buena vista rancheria jenna rinde加利福尼亚鱼类和野生动物局克里斯塔尔·戴维斯·菲斯·菲斯·弗拉德克(Kristal Davis Fadtke)加利福尼亚州鱼类和野生动物局阿曼达·马吉尔(Amanda Maguire) Water Resources Ted Flynn California Department of Water Resources Tiffany Brown California Department of Water Resources Zhenlin Zhang California Department of Water Resources Sherri Norris California Indian Environmental Alliance Dierdre Des Jardins California Water Research Dana Shultz Central Valley Regional Water Board Janis Cooke Central Valley Regional Water Board Meredith Howard Central Valley Regional Water Board Veronica Burell Contra Costa Environmental Health Lisamarie Windham-Myers三角洲首席科学家劳雷尔·拉尔森(Laurel Larsen Delta)首席科学家(前)伊娃·布什(Eva Bush Delta)管家委员会亨利·德比(Henry Debey)亨利·德贝(Henry Debey)公园克里斯汀·约阿布(Christine Joab
摘要:由于人为影响,有害的藻类和蓝细菌花朵在淡水系统中的频率和强度增加,例如在流域中的养分负荷以及天然水道的工程变化。有多种物理因素影响淡水系统中的条件,这有助于有害藻类和产生毒素的蓝细菌的最佳栖息地。越来越多的研究表明,气候变化应激源还会影响水体状况,这些条件有利于有害的藻类和蓝细菌,而不是其他浮游植物。这些生物的过度生长或“开花”增加了人类,伴侣动物,牲畜和野生动植物接触毒素的机会。随着水的温暖和降水模式随着时间的流逝而变化,预计暴露于这些花朵会增加。因此,重要的是,各州和部落制定监控和报告策略以及协调政府政策,以保护其管辖范围内的公民和生态系统。目前,为监测和报告有害藻类和蓝细菌开花所采取的政策和方法在各州之间差异很大,如果有任何部落有针对有害藻类开花的特定政策,则尚不确定。本文综合了对美国内陆淡水系统中藻类开花的研究。本综述研究了气候变化如何促进开花频率或严重程度的趋势,并概述了各州和部落可能用来监测,报告和响应有害藻类和蓝细菌的方法。
此通函提供了维多利亚州有害藻类布鲁姆协调的准备和响应安排的指导。蓝绿色藻类(BGA)或蓝细菌是光合细菌。它们是大多数水生环境的自然组成部分,在溪流,湖泊,河口和大海中发现。水体中的大量BGA水平会影响自然生态系统,并可能影响人类健康。某些BGA可以产生化学化合物,可以通过引起变色以及发霉的气味和味道来污染饮用水供应。更重要的是,某些物种会产生毒素,如果被食用,吸入或与皮肤接触,可能会对人,动物,鸟类和牲畜产生严重的健康结果。由于环境条件变得有利,通常在温暖的月份中,藻类数量会迅速增加,从而导致开花。开花可能会使休闲水不吸引人,并且可能不安全,例如游泳和钓鱼等活动。虽然藻华在温暖的月份更为普遍,但条件有利,但可以全年发生盛开,而无需警告。藻华需要以监测和与公众进行监控和沟通的形式迅速反应,以最大程度地减少其对人类,动物,鸟类,牲畜和农作物的影响和风险。藻华应通过维多利亚州所有相关利益相关者之间的合作来管理。可以提供一个单独的文档,标题为“藻华响应计划”,其中包括维多利亚时代安排的详细信息,以响应藻华。在2级区域开花的情况下,该计划将使用。该计划可通过紧急管理 - 普通操作图片(EM -COP)https://cop.em.vic.gov.au和Algal Blooms模块https://www.floodzoom.vic.gov.gov.au