نسبة ريدفيلد

خطوات الاستخدام

الخطوة 1: فهم نسبة ريدفيلد. نسبة ريدفيلد (N:P) هي النسبة الذرية بين النيتروجين والفوسفور في العوالق النباتية، وعادة ما تكون 16:1 (نيتروجين:فوسفور) بناءً على الصيغة الكيميائية C₁₀₆H₂₆₃O₁₁₀N₁₆P. هذه النسبة أساسية في علم المحيطات لفهم توفر المغذيات والعوالق النباتية.

الخطوة 2: إدخال القيم المقاسة. أدخل تركيز النترات (NO₃⁻) والفوسفات (PO₄³⁻) في مياه البحر، بوحدة ميكرومول لكل لتر (µM). تُقاس هذه القيم عادة بواسطة أجهزة قياس المغذيات في المختبرات البحرية.

الخطوة 3: حساب النسبة. تقوم الحاسبة بقسمة تركيز النترات على تركيز الفوسفات لإيجاد N:P (N:P = [NO₃⁻] / [PO₄³⁻]). على سبيل المثال، إذا كان النترات 16 µM والفوسفات 1 µM، تكون النسبة 16 وهذا يتوافق مع نسبة ريدفيلد.

الأسئلة الشائعة

نسبة ريدفيلد هي النسبة الذرية للنيتروجين إلى الفوسفور في العوالق النباتية. تم اكتشافها بواسطة ألفريد ريدفيلد في عام 1934 بعد تحليل عينات من العوالق النباتية من المحيط الأطلسي. وجد أن التركيب الذري للعوالق بلغ متوسطه 106 ذرة كربون مقابل 16 نيتروجين مقابل 1 فوسفور. هذه النسبة تعكس الحاجة البيوكيميائية لهذه العناصر في بناء الأحماض النووية والبروتينات والجزيئات العضوية الأخرى. السبب في أنها 16:1 ليس مصادفة؛ حيث أن العوالق تحتاج إلى النيتروجين لتكوين الأحماض الأمينية والفوسفور لـ ATP والحمض النووي. هذه النسبة ثابتة نسبيًا في جميع المحيطات، لكنها قد تتغير قليلاً بسبب الأنواع السائدة أو الظروف البيئية. تُستخدم النسبة لدراسة توفر المغذيات في المحيطات والتنبؤ بغزارة العوالق النباتية.

التخثث (Eutrophication) هو زيادة المغذيات في المياه الساحلية مما يؤدي إلى ازدهار الطحالب واستنفاذ الأكسجين. عندما تكون نسبة N:P في المياه الساحلية مرتفعة (أعلى من 16)، يزداد احتمال ازدهار الطحالب غير القادرة على تثبيت النيتروجين، مما يستنزف الفوسفور أولاً. أما إذا كانت النسبة منخفضة (أقل من 16)، فقد تصبح الطحالب الخضراء المزرقة (Cyanobacteria) التي تثبت النيتروجين هي المهيمنة. استخدام نسبة ريدفيلد يساعد الباحثين في تحديد أي عنصر هو المحدد لنمو الطحالب، وبالتالي وضع استراتيجيات أفضل لمكافحة التخثث. على سبيل المثال، إذا كان الفوسفور هو المحدد، فإن تقليل مدخلات الفوسفور من مياه الصرف قد يكون أكثر فعالية. كما أن النسبة يمكن أن تكشف مصادر التلوث: نسب عالية تشير إلى فضلات بشرية أو أسمدة نيتروجينية، بينما نسب منخفضة قد تشير إلى مدخلات صناعية أو زراعية من الفوسفور.

نعم، نسبة ريدفيلد ليست ثابتة تمامًا وتختلف حسب نوع العوالق النباتية والظروف البيئية. فمعظم العوالق النباتية تتبع النسبة التقريبية 16:1، لكن بعض الأنواع مثل الدياتومات (Diatoms) قد تظهر نسبًا أعلى من النيتروجين بسبب محتواها العالي من البروتين، بينما الطحالب الخضراء المزرقة قد يكون لها نسب أقل لأنها تثبت النيتروجين. كما أن النسبة قد تتغير مع العمق: في المياه الضحلة المضيئة، قد تستهلك العوالق النيتروجين بشكل أسرع مما يؤدي إلى انخفاض النسبة، بينما في المياه العميقة قد تكون النسبة أقرب إلى 16:1. بين المحيطات، توجد اختلافات: المحيط الأطلسي يميل إلى نسب أعلى قليلاً من المحيط الهادئ بسبب الفروق في دوامات المياه والتيارات. كما أن التغيرات الموسمية تؤثر على النسبة، حيث تتراكم المغذيات في الشتاء وتُستهلك في الربيع. لذلك، من المهم قياس النسبة محليًا للحصول على صورة دقيقة عن الحالة الغذائية.

على الرغم من أن نسبة ريدفيلد أداة قوية، إلا أن لها حدودًا. أولاً، هي تفترض أن العوالق النباتية هي المستهلك الرئيسي للمغذيات، بينما في الواقع هناك عمليات أخرى مثل التنقية الجرثومية وإعادة التدوير يمكن أن تغير النسبة. ثانيًا، النسبة المثلى 16:1 هي متوسط عالمي، لكن الأنظمة البيئية المحلية قد تحتوي على أنواع ذات نسب مختلفة، مما قد يؤدي إلى تفسيرات خاطئة إذا طبقنا النسبة القياسية حرفيًا. ثالثًا، النسبة تعتمد على كمية النيتروجين والفوسفور غير العضوي الذائب المتاح، ولكن ليس كل النيتروجين والفوسفور متاح بيولوجيًا (بعض أشكال النيتروجين العضوي غير قابلة للامتصاص). رابعًا، النسبة لا تأخذ بعين الاعتبار المصادر الأخرى مثل الأمونيا أو النتريت. لذلك، يجب استخدام نسبة ريدفيلد بالتزامن مع مقاييس أخرى مثل تركيز الكلوروفيل ودرجة الحرارة والملوحة للحصول على فهم شامل للنظام البيئي.

نسبة ريدفيلد

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

1مثال 1: في موقع مراقبة في البحر الأحمر، تم قياس تركيز النترات بـ 24.5 µM وتركيز الفوسفات بـ 1.2 µM. احسب نسبة N:P وفسر النتيجة.

2مثال 2: في المحيط الهادئ الاستوائي الشمالي، تم تسجيل قيم النترات 0.8 µM والفوسفات 0.2 µM. احسب النسبة وناقش دلالاتها.

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة