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.
الخطوة 4: تفسير النتيجة. إذا كانت النسبة >16 فهذا يشير إلى وفرة النيتروجين مقارنة بالفوسفور، مما يعني أن الفوسفور هو العامل المحدد لنمو العوالق. إذا كانت النسبة <16، فالنيتروجين هو العامل المحدد. النسب المنخفضة جدًا قد تشير إلى نقص النيتروجين، بينما النسب المرتفعة قد تدل على تلوث زراعي أو مصادر أراضي.
الخطوة 5: التطبيقات العملية. تُستخدم هذه النسبة في الأبحاث البيئية ودراسات تغير المناخ لتقييم صحة النظم البيئية البحرية والتنبؤ بظاهرة التخثث (Eutrophication) وازدهار الطحالب الضارة.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على نسبة ريدفيلد بخطوات الحل كاملة.
الحل
لحساب النسبة: N:P = 24.5 / 1.2 = 20.42. هذه النسبة أعلى من 16 (نسبة ريدفيلد القياسية)، مما يشير إلى وفرة النيتروجين بالنسبة للفوسفور. وبالتالي، الفوسفور هو العنصر المحدد لنمو العوالق النباتية في هذا الموقع. قد يكون هذا بسبب مصادر أرضية غنية بالنيتروجين كالجريان السطحي أو الأسمدة. من الناحية البيئية، قد يؤدي ذلك إلى ازدهار الطحالب التي تستنزف الفوسفور، وانخفاض الإنتاجية الأولية بعد استنفاذه.
الحل
النسبة: N:P = 0.8 / 0.2 = 4.0. هذه النسبة أقل بكثير من 16، مما يدل على نقص حاد في النيتروجين مقارنة بالفوسفور. هنا النيتروجين هو العامل المحدد، مما يحد من نمو العوالق النباتية. غالبًا ما تكون هذه المناطق مصادر للنيتروجين فقط عن طريق تثبيت النيتروجين الجوي بواسطة بكتيريا سيانوبكتيريا. النسبة المنخفضة قد تدل على أن الإنتاج الأولي يستهلك النيتروجين بسرعة. علميًا، تعرف هذه المنطقة بـ 'منطقة نقص النيتروجين' وهي شائعة في المياه الدافئة.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة نسبة ريدفيلد.
قيم مُدخَلة قياسية
- النترات (µmol/L)
- 5
- الفوسفات (µmol/L)
- 50
قيم مُدخَلة مرتفعة
- النترات (µmol/L)
- 20
- الفوسفات (µmol/L)
- 85
قيم مُدخَلة قياسية
- النترات (µmol/L)
- 30
- الفوسفات (µmol/L)
- 30