Ultrahigh-resolution 3D monitoring reveals sediment-derived plumes as algal bloom precursors

水华 布鲁姆 环境科学 富营养化 底栖区 生态系统 海洋学 杀鱼 生物多样性 水质 生态学 营养物 气候变化 水生生态系统 生物地球化学循环 水柱 海洋生态系统 浮游生物 地表水 浮游植物 生物量(生态学) 赤潮 分水岭
作者
Peng Xiao,Congchao Zhang,Yu Tao,Tiefu Xu,Ying Chen,Lian Feng Lian Feng,Lingchao Kong,Zhidan Wen,Weibin Zheng,Hao Xu,Longxin Guo,Hangyu Guo,Zheng Pang,Zhiling Li,Chuan He,Shujie Xu,Kaishan Song,Jie Feng,Zhugen Yang,Shu-Chien Hsu
出处
期刊:Environmental science & ecotechnology [Elsevier BV]
卷期号:29: 100652-100652
标识
DOI:10.1016/j.ese.2025.100652
摘要

The global intensification of harmful algal blooms severely compromises freshwater ecosystems, threatening biodiversity and critical ecosystem services through toxin exposure, hypoxia, and water quality degradation. Bloom formation involves a complex interplay of nutrient dynamics, hydrology, and microbial activity. Although subsurface processes-such as the release of sediment-bound nutrients and the germination of dormant cyanobacteria-are thought crucial to bloom initiation, these phenomena occur at fine spatiotemporal scales beyond the reach of conventional monitoring. As a result, the exact, rapidly evolving triggers of bloom emergence remain mostly unknown. Here we show meter-scale chlorophyll a (Chl-a) plumes rising from the sediment-water interface, triggered by heavy rainfall and directly seeding surface blooms. We captured these dynamics using a custom underwater drone that collected over 2.8 million data points at 5-m horizontal and 1-m vertical resolution. Algal blooms exhibit a clear vertical sequence: anomalous Chl-a levels first appear in deep benthic layers after rainfall-driven resuspension, then intensify simultaneously across near-bed depths, and finally reach the surface after a median lag of 0.8-1.5 days. These observations provide in situ evidence associating benthic algal seed stocks with surface bloom initiation, revealing that the origin and spatial heterogeneity of such events arise from rainfall-driven disturbances at the sediment-water interface. This robotic approach not only deciphers the subsurface origins of algal blooms but also empowers predictive modeling and adaptive management strategies, advancing global efforts to combat eutrophication amid escalating climate pressures and safeguard vital water resources.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
付世超发布了新的文献求助10
刚刚
呆萌麦片完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
卡塔赫纳完成签到 ,获得积分10
1秒前
KOKORO完成签到,获得积分10
1秒前
小昏发布了新的文献求助10
1秒前
AJ完成签到,获得积分10
2秒前
Ava应助哈娜桑de悦采纳,获得10
2秒前
Yyyyy发布了新的文献求助10
2秒前
柔弱静柏完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
bella完成签到,获得积分20
4秒前
张雨桐发布了新的文献求助10
4秒前
欣喜面包发布了新的文献求助10
5秒前
RCrisp完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
橘子味汽水完成签到 ,获得积分10
7秒前
科研通AI6.4应助ww采纳,获得20
7秒前
机器猫完成签到,获得积分10
7秒前
bella发布了新的文献求助10
7秒前
张辰12536完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
玛卡巴卡完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
朱子完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
KYDD完成签到,获得积分10
10秒前
儒雅问儿发布了新的文献求助10
10秒前
南极以南完成签到,获得积分10
10秒前
小昏完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
lllllll发布了新的文献求助10
10秒前
大个应助smile采纳,获得10
11秒前
高高的乌冬面完成签到,获得积分10
11秒前
star完成签到,获得积分10
11秒前
茉莉雨完成签到 ,获得积分10
12秒前
ROMANTIC完成签到 ,获得积分0
12秒前
高航飞发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7755421
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9301922
关于积分的说明 20266323
捐赠科研通 7338116
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3311174
关于科研通互助平台的介绍 2462259
邀请新用户注册赠送积分活动 2324512